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嵌入式系统

精彩案例 | 基于 PC 的控制技术与 TwinCAT 助力提升智能包装生产线性能

  2020年12月01日  

  为了打破包装机器人产品类型的局限性,改进其自动化包装生产线,上海沃迪智能装备股份(以下简称沃迪)与倍福密切合作,并在其Delta 机器人智能包装系统上采用了基于 PC 控制技术的自动化产品。

  随着食品行业中产品的不断更新换代,产品的包装设计也在不断发生变化,因此终端用户对包装生产线的灵活性要求越来越高。

  生产周期的大幅缩短对生产、包装和物流都产生了巨大影响。在传统包装系统中,人工操作较多,不仅成本高昂,而且存在很多安全隐患。因此,用户如果想要提升包装效率,保证安全生产,同时降低成本,先进的自动化和智能工厂方案不可或缺。

  作为中国机器人自动化搬运包装领域以及智能食品装备领域的领跑者,上海沃迪为其采用了倍福基于 PC 的控制系统的应用开发了完整的系统,因为通用和开放的控制技术可以轻松集成外围组件并提供附加服务。沃迪可以通过这种方式快速有效地针对其它重要市场实施新的解决方案。

  开放平台实现更好兼容

  2011 年,上海沃迪首次与倍福合作,共同开发了 Delta 机器人。倍福的开放式自动化平台及性能卓越的自动化产品,不仅使沃迪 Delta 机器人能更好的与其它设备兼容,而且还同时实现了该款机器人的定制化生产和规模化生产,帮助沃迪打开了市场,并获得更多高端客户群体的青睐。合作第一个项目是一条基于 PC 控制的智能包装生产线,它集成了运输、拾捡、装箱及码垛操作。

  智能化和物联网链接

  上海沃迪智能装备股份有限公司机器人研究院的肖武云强调,公司在智能化和物联网链接广泛采用了倍福技术。比如高性能 CX2040 嵌入式控制器,它可以处理运算单个和多个机器人的算法,并且内置 PLC 支持标准的 IEC61131-3 编程语言,方便集成外围设备,大大节约了控制成本。

  肖武云认为此款嵌入式控制器的另一个优点是:“该设备安装方便,具有通用的现场总线系统接口,可扩展总线种类多,和其它设备通信时不需要考虑兼容性问题。但选择倍福产品的最重要因素是 TwinCAT 工程及控制软件平台的开放性。”

  性能强大、灵活性高的 Delta 机器人

  据肖武云先生介绍,目前国内常见的 Delta 机器人控制器大多都会受到机器人或轴的最大数量限制,扩展性较差,与其它设备的数据交互和控制较为麻烦。另一方面,用户可以使用 TwinCAT 自动化软件方便灵活地开发出性能优良的 Delta 机器人系统。一台控制器可以控制多个机器人,同时可以利用倍福丰富的 EtherCAT I/O 端子模块方便地集成机器人和包装生产线。

  肖武云解释道:“我们最早是利用倍福机器人算法库控制机器人,后来又在 TwinCAT 平台上开发了自己的算法。倍福基于 PC 的控制技术对复杂算法编程具有灵活性便利性,不仅具有丰富的凸轮指令,可以满足我们包装设备产品的通用需求,而且还能够轻松集成Windows 环境中的其它软件以及我们自己的新算法,而倍福提供的基于 PC 的实时控制技术是实现复杂运动控制任务的理想选择。除了 CX2040 嵌入式控制器和 TwinCAT 之外,这条生产线还全套采用了AX5000 伺服驱动器和 AM8000 伺服电机。”

  由于 TwinCAT 具有很高的灵活性,因此在软件方面也有足够的个性化调整空间。例如,Delta 机器人的位置不是像往常一样通过 NC 程序控制,而是直接通过 TwinCAT PLC 在软件中控制。“在这个解决方案中,沃迪使用自主开发的机器人算法以及路径规划功能块,没有使用额外的机器人软件以及 NC I 等插补功能,因此一台 CX2040 就能够满足 5 台 2D Delta 机器人和 4 台 4D Delta 机器人的控制要求,节省了硬件成本。”肖武云补充道。

  提高生产和工程效率

  除了能高效地完成传统的生产和工程控制任务外,TwinCAT 工程和控制软件平台还适用于实现诸如大数据、模式识别和状态或电力监控等应用。肖武云认为这些工具对持续改进生产过程和工艺流程非常有用,相应的 TwinCAT 软件库是分析和支持控制器和基于云的服务之间的通信的最有效方法。TwinCAT Analytics 以同步于机器的周期在本地、服务器或者云端保存过程数据。所有测量数据都会被记录下来,并作为附加服务(如预测性维护)的一部分,为全面分析提供数据库。所有这些信息使得最大限度地减少代价高昂的停机时间成为可能。

  除软硬件产品外,倍福完善的技术支持及服务也令肖武云先生印象深刻。“倍福拥有强大的技术支持及培训服务体系,除具体产品应用外,还能提供全球技术支持,这一点对我们来说极为重要。此外,倍福还能够提供复杂自动化系统的设计、编程和调试服务。”在总结技术方面的优势时,他补充道:“在与倍福的合作中,我们受益于倍福开放式的自动化产品及平台,卓越的产品提升了系统性能。我们还受益于倍福先进的技术理念,开阔的视野升华了设计理念。”

  肖武云先生最后总结道:“未来,上海沃迪仍将以‘智能制造’为导向,重点发展食品药品领域的智能化装备,建设智能化、数字化的智能工厂。在这一进程中,我们希望仍与倍福一路同行,获得更多软硬件产品方面的技术支持。”例如,沃迪计划使用 TwinSAFE 安全解决方案为机器人的安全运行提供保障,消除对单独机器人和安全控制的需要,并简化工程工作,降低解决方案的总体成本。

标签:倍福我要反馈
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