Beckhoff的集成式控制和驱动技术用于全自动化测试单元中的Delta机器人

作为金属加工行业的合同承包制造商，瑞士的Bruggli Industrie公司一直在寻求提升质保能力和缩短交货时间的方法。为了满足高标准的质量要求，公司决定升级其检测流程。于是，视觉检测系统被一套全自动测试单元所取代，该单元配备了先进的图像处理系统，由ATS Automation公司提供。而确保精确测试顺序和高动态工件搬运的，是Beckhoff的集成式PC控制系统以及Delta机器人的卓越表现。

在Bruggli公司的ATS测试单元中，Delta机器人肩负着搬运冲压件的重要任务。这家社会型企业，总部位于瑞士的罗曼斯霍恩，拥有约650名员工，致力于残疾人的职业技能培训、继续教育和就业。除了生产自家的产品，如便携式狗笼和自行车拖车外，Bruggli Industrie主要为金属加工行业提供制造和装配服务。为了满足日益严格的行业标准，公司采用了由ATS Automation开发的通用测试单元。这一单元的设计理念是通用性和易用性，可以轻松应用于不同的行业和产品中。

该测试单元的设计具有通用性，正如ATS Automation公司的首席执行官Andreas Tobler所解释的那样。无论是汽车行业的特种冲压件还是其他类型的工件，都可以通过简单的转换进行检查。唯一需要调整的是夹持工具或过程图像处理软件。Delta机器人负责搬运工件进行各项检测，包括冲孔和磨削误差、划痕以及钻孔中的异物等。从进料带取出冲压件到最终的结果分析，整个过程都由机器人自动化完成。测试结果通过图像处理系统进行分析，并传达给控制系统。根据测试结果，Delta机器人将工件放在相应的传送带上，完成整个检测流程。

除了高效的检测流程外，该测试单元的设计还注重可访问性和维护的便捷性。六边形的单元设计允许从各个方向访问内部，便于维护和清洁。Delta机器人位于中心位置，可以轻松移动到单元内部的各个位置。附加的测试站可以在设定模式下转出去，进一步提高了可访问性。控制柜安装的CP6203面板型PC作为操作界面，具有灵活的移动功能，可以在维护期间轻松旋转和移动，确保始终触手可及。

深入解析Delta机器人的核心控制机制，你会发现其不再依赖传统的NC程序进行控制。相反，一切都在Beckhoff的TwinCAT PLC软件中完成，这种转变引领了自动化控制的新纪元。Andreas Tobler进一步揭示了这一变革背后的理念：“从概念上讲，我们设想整个测试单元由PLC完全控制。为此，我们开发了一个特殊功能块，它能直接指定所有位置，只需一次参数设置，即可实现全程控制。想象一下，机器人示教的操作界面可以轻松移动到位并固定，无需繁琐的NC程序修改。”

这一系统的动态位置实施依赖于精密的电机配置：五个伺服电机和两个步进电机轴协同工作。三个双通道伺服驱动器AX5206负责驱动三个机器人轴或两个表面检测站的转台，而AM3033和AM3022伺服电机则负责执行精细操作。两个EL7031步进电机端子模块和AS1000步进电机则控制着中间的折返站。为了处理大量的I/O数据，系统还配备了两个EK1100EtherCAT耦合器和总共55个EtherCAT端子模块。

谈及PC控制在集成式控制架构中的作用时，ATS公司的开发者ReneMeili强调了其巨大优势：“PC控制通过集成机器人运动学的控制架构为我们提供了一个强大的平台。机器的安全性是整个系统不可或缺的一部分，得益于Beckhoff的TwinSAFE安全解决方案的加持。”面板型PC肩负着控制和可视化的双重任务，从用户友好的操作界面到Delta机器人的精细动作，一切都在其掌控之中。无需额外的机器人和安全控制器，这种一体化的控制架构简化了工程流程，降低了总体成本。

Andreas Tobler肯定了PC控制技术的优势并补充说：“为了实现机器在每个作业状态中的安全优化，我们采用了全面的TwinSAFE安全解决方案。该方案不仅包括EL6900TwinSAFEPLC、四个EL1904TwinSAFE数字量输入端子模块和一个EL2904TwinSAFE数字量输出端子模块，还有专为AX5206伺服驱动器设计的AX5805TwinSAFE驱动选项卡。EtherCAT技术为我们带来了诸多益处。其不仅高性能，而且具备通用数据通讯的优势。我们的目标是通过同步驱动器与一个综合的总线系统，实现I/O数据的采集、安全问题的解决。”BruggliIndustrie公司的质量与服务团队经理GiuseppePennimpede对此表示赞同：“TwinCATHMI的使用极大简化了流程，因为无缝集成的可视化系统允许我们普遍访问所需变量，无需进行数据导入或导出。变量的修改可以快速且无误地完成。”

机器人技术和搬运解决方案已迈入新的纪元，控制和驱动技术在测试单元中的Delta机器人中发挥着至关重要的作用。通过集成式控制系统，工程工作得以简化，为客户带来了显著的好处。PC控制结构以其简洁、高效的特性，正逐渐成为行业的新宠。从TwinCAT运动学转换功能库到TwinSAFE的安全保障，每一个细节都彰显着技术与创新的完美结合。