西门子6ES7231-7PF22-0XA0型号介绍

西门子6ES7231-7PF22-0XA0型号介绍

一、 机械手自动拾放系统原理

在一些传统的行业，例如袋装食品生产、陶瓷生产中，需要对位置不确定的物体如面包，袋装食品等进行拾取，而大多数的搬运工业机器人都只能通过预先编程，执行固定路径的拾取操作，对这一需求无能为力。为此，企业需采用大量人力来完成搬运作业，不仅增力成本，生产效率也低。工业机器人要实现随放随取的操作，就需要引入视觉进行识别定位。使用视觉引导的机械手在动作执行速度，放置精度和重复稳定性方面都较人工有很大优势。

由台达DMV机器视觉系统与机械手组合的机械手自动拾放系统，具有高度的灵活性，可以帮助行业用户轻而易举的完成繁琐复杂的搬运作业。该系统通过以太网通讯的方式，把检测数据传送到机械手系统，并由机械手实现目标物体的拾放。台达DMV1000控制器，拥有高精度摄像头，百万像素级别镜头以及红色LED环形光源，可以精准的引导工业机器人完成对工件的拾取和放置等操作。目前，从各行业使用的反馈情况可知，该系统不仅提升了生产效率高，而且灵活性好。此外，只需借由简单的视教动作，该系统即可实现多种不同规格产品的检测，帮助企业大大降低了人力成本。

二、系统介绍

1、系统配置：

根据产品生产的要求，从经济性和系统可靠性的角度出发，选择控制系统的元器件。机器视觉系统可选择：1）台达DMV1000控制器；2）80万像素摄像头；3）25mm 百万像素级别镜头；4）红色LED环形光源。

3、台达DMV1000视觉控制器特点

1） 内建操作系统，小型化体积，无需搭配PC操作；

2） 流程化操作接口，降低使用者设定上的复杂度；

3） 提供多样功能，满足大部份应用需求；

4） 工业级设计，符合于震动、高温等生产环境；

5） 支持双摄影机同步 (80万画素之1394a摄影机)；

6） I/O、RS232、Ethernet、USB等多样外部通讯方式；

7） SD 记忆卡储存装置；

8） 提供操作器及PC软件设定接口；

9） 已拥有大量的图形工具，包括面积测量、边缘位置、边缘计数、 边缘宽度、边缘节距、边形比对、边缘角度、斑点侦测、影像强度、污点检测、边缘追踪及宽度追踪。

其检测系统使用了专用的视觉LED光源，主要有三大特点：

1） 使用寿命长，一万到三万小时左右。如果选用频闪的功能，LED寿命将更长，而且LED的通断速度快，可在10微秒达到*大亮度；

2） LED有不同的颜色不同的波长，用户可以根据检测对象的特征选用不同波长的光源，以突出特征从而达到理想的效果；

3） 稳定性好，LED灯采用直流供电，克服了交流供电时出现的工频频闪现象，保持了获取图像的一致性。图1为系统控制图。

三、方案实施：

1、工作流程：

当目标物体从流水线出来，以随机的姿态进入机器视觉的视野后，由上位机触发视觉系统进行取像，然后把图像信息传输给图像处理器GPU。通过图像处理器的运算，计算出产品的重心位置（XY坐标和角度θ）。比如：机器视觉出视野里出现了7个目标物体，这7个物体的位置数据将通机器视觉自带的通讯口与上位机进行通讯，*后由上位机发送指令给机械手执行动作。

此外，台达DMV产品还支持RS232/RS485、Ethernet(10BASE-T)和台达DVP PLC-bbbb等通讯方式。市面上几家大的机械手厂家包括均支持DMV的通讯接口。经过程序优化，机械手的抓取速度可达到200个/分钟，定位误差小于0.5mm，角度误差小于1°。

2、技术性能及系统参数

检测内容：产品中心的XY位置及角度θ

通讯方式：通过以太网发送产品的位置数据到上位机（PLC，工控机）

FOV（检测视野）：200×150mm      

WD（工作距离）：800mm

3、 DMV控制系统设计

作为位置测量系统的DMV，除供电电源外，触发信号和位置坐标值输出都是通过以太网口与上位机进行通讯，图2为DMV的接线端子图。

四、方案效果

该检测系统经过合适的选型、较好的硬件配置及完善的程序设计，完全满足用户要求。此外，该系统还具备以下几个特点：

1） 加工生产效率高（大约每秒钟拾取3个产品）；

2） 灵活性好，通过简单的视教动作，即可实现多种不同规格产品的检测；

3） 大大减轻工人劳动强度。

随着国内人力成本的增长以及加工企业对品质，产能要求的不断提升，对机器视觉系统介入生产领域取代人工进行测量，的需求将呈现出快速增长的趋势。据统计，欧美日等发达国家制造业的机器人使用率较10年前有近10倍的增幅。实际上，在精密电子行业，使用机器视觉，机械手进行产品尺寸测量，外观检测，对位等应用已非常成熟，在一些高精度的对位应用里，机器视觉产品的测量精度已大大超载人工检测的分辨率和精度。

随着制造业的发展，五金、广告制品加工等对高速高精度雕刻机的需求与日俱增，而适合驱动高速电主轴的驱动器也在不断发展，电主轴通常采用变频调速方法，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比，基频以上的调速也在越来越多的场合得到应用。

高速主轴电机能够实现高速运转，除了凭借电机本身优秀的高速特性，还需要有一台能够驱动其稳定运行的高频输出变频器。台达C200系列变频器是包含高频输出功能的通用变频器，丰富的功能和良好的驱动适应性使它在多种应用场合表现出色。

本文将介绍C200变频器高频输出功能应用在某厂牌雕刻机所配置的主轴驱动系统，变频器在900Hz加工工件，达到完美效果。

调试设备我国华南某品牌雕刻机，主轴电机为国产高速主轴，该电机极数为4极，功率5.5kW（VFD055CB43A-20），额定电压380V，额定频率450Hz，额定转速13500rpm,*高输出转速27000rpm，用户对变频器调试的要求为：主轴工作在速度开环平稳启动的前提下，电机转速达到27000转重载切削测试。

下面将介绍C200在雕刻机电主轴的调试过程。

调试步骤：

（1）变频器上电前，检查配线是否正确，接地布线是否良好可靠；

（2）00-02=9恢复出厂设置（基底频率50Hz）；

（3）检查机种代码00-00是否与机型相符；

（4）基本参数设置：VF控制模式是依照电机本身适用的VF曲线对变频器进行参数设置，*终达到变频器输出电压频率曲线符合电机的VF特性。

01-00=900  *高操作频率900Hz（设置前需确定当前变频器为高频版本）；

01-01=450  电机额定频率450Hz；

01-02=380  电机额定电压380V；

高速电主轴带载工作时，一般需要作过转矩限制或电流限制，以确保主轴不会因过转矩或电流过大而损坏，所以一般在机器运转前需要设置保护参数：

06-06      出现过转矩OT1报警后，立刻停止运转

06-07      过转矩报警电流准位

06-08=1    过转矩时间准位1s

06-12      变频器输出*大电流限制

01-12=5 01-13=5   加减速时间均为5s

参数设置完成。

用软件查看0~900Hz加速和减速运转时的波形。

由图2中所示为电机加速、减速运转时的波形，可见由于减速时电机回升能量造成变频器直流母线电压上升，触发变频器刹车电阻工作，直流母线电压维持在可接受范围内，说明变频器在快速加减速时能够有效控制变频器输出，在刹车电阻的辅助下，保证了系统的安全正常运转。

本次调试也进行了C200重载切削测试，相同机台同样测试条件下，5.5kW C200与台达B系列5.5kW变频器驱动相同主轴电机，对切削工件效果进行对比，发现切削效果没有区别，C200驱动主轴电机的加工性能与同文件B系列一致，C200变频器在现场得到了用户的肯定。台达C200变频器支持高频输出，驱动高速电主轴的典型应用，能够完全满足雕刻机行业对主轴系统的技术要求，进一步拓宽了C系列变频器在该行业的应用范围。

制造步骤繁复，包括的拣选、熏蒸、除骨、压片、切丝、干冷、加香、卷制、包装等，制造过程耗时耗力。随着自动化技术的发展，制造业者开始采用各种机械设备提升生产的效率与质量。中国为全球制品的*大制造者与消费者，生产全球40%以上的制品。

浙江省杭州市的一家大型造纸业者，主要生产加工烟片，将烟叶碎屑及烟梗等材料混合，通过灰屑、稠浆、浸滤、造纸及压制等制程加工，在产线上使用大量的变频调速设备控制系统运行。然而，这些非线性负载设备造成严重谐波与无功问题，对其它生产设备造成干扰，导致设备的电压与电流波动、原有电容补偿柜频繁爆炸毁损等问题。

由于系统无法稳定正常运作，导致生产的产品质量不稳定，产线不得不时常中断，有时还可能引发线路起火等严重安全事故。另外，也因为原有的无功电容补偿柜无法正常运行，产线用电功率因数低落，影响电网整体效率，所以每个月还必须缴纳人民币1-2万元不等的电费罚款给当地电力公司。

台达集团为全球电源解决方案的领导者，凭借在电力电子领域多年的专业经验，为这家杭州造纸业者提供了电源治理解决方案，由电源质量问题着手，提升生产制造设备的稳定性与效率。

在解决方案中，运用两部台达有源电力滤波器APF2000系列，分别安装于产线的两大主要变压器的低压进线侧，以并联方式接入电网，通过电流互感器实时检测电网的三相电流波形，得知需要补偿的谐波电流成分后，APF2000产生反向电流输入供电系统，有效补偿谐波同时改善无功。

经过台达解决方案治理后，产线的用电功率因数由0.89上升至0.99，除了免于每月的电费罚款，还因为功率因数有效提升，而获得每个月人民币2-3千元的电费奖励。此外，谐波电流含量由11%下降至3%，使产线不再受到谐波引发的设备危害，生产设备能够正常运行、延长设备寿命、提高工作环境安全性。

项目背景：

近日，台达高可靠性、高可用性的节能DPS系列120KVA-200KVA UPS成功中标贵阳市平安城市清视频平台二期项目，这项目将实现贵阳市主城区视频点位向周边区域覆盖，并实现三县一市地域关键区域及关键节点覆盖，并建成涉及、城管、交管及发改、住建、水利、生态、民政、消防等应急、城市管理综合应用终端。

项目方案：

根据二期项目规定的要求，进行合理化建议和设计，对贵阳市的观山湖区、交管总局采取集中供电的方案，配置台达DPS系列200KVA UPS，其他分区/县分散供电，各配置中小功率段UPS 一台。具备可靠性高、可用性高、节能的特点。

项目配置：

1） UPS主机:DPS200K 3台，DPS120K 1台，NT30K-80K 11台

2） 蓄电池：DCF126-12/120AH 1834颗，DCF126-12/100AH 180颗。

UPS优势：

1） 节能

即使在30%-50%情况下，DPS整机效率依然可达95%。而竞争对手的UPS在半载时效率仅为91~92%。效率对于用户而言就意味着金钱。与12脉冲整流+11次滤波器的UPS（一般仅88% 的效率），DPS 超过7% 的效率差异将为用户带来显著的收益。

2） 高可靠性/可用性

可靠墙或并排摆放，内置手动维修旁路，可以在线对UPS进行内部维护，无需负载断电。设备故障，全正面维护大大减少了维修人员工作。目前体积*小、重量轻，节省占地空间，节约运费，方便地通过各种门和电梯，无需分拆和大型起重机，易于安置和摆放。

项目总结:

台达UPS此次成功中标贵阳平安城市机房项目，充分体现了台达在数据中心领域强大的综合品牌实力，也为该产品今后进一步打开更多的行业市场奠定了坚实的基础。