西门子模块6ES7332-5HB01-0AB0详细说明

GD包装机滤嘴检测器有两种检测功能：1，检测待包烟支中是否有无滤嘴的烟支；2，检测待包的一包烟是否少于20支。它是一种机械式检测器，靠20根金属探针和一块铜板的断开和接触，从而使电路断开和接通来判断滤嘴的有无和是否少烟的。探针和铜板接触面时间长了容易变脏，使探针和铜板接触不良，导致误检测，所以需要经常清理。并且它不能检测出倒装烟支，有时也检测不到挤烟，严重影响了产品质量。为此开发了电子计数式GD包装机滤嘴检测器，它是靠反射式光电检测探头产生计数信号再经电路处理来产生滤嘴有无和是否少烟信号的，圆满地解决了原装滤嘴检测器存在的缺陷。

    一、工作原理

    GD包装机原装滤嘴检测器是由20根金属探针、20根弹簧和一块铜板组成的，探针和铜板分别接在检测电路中，每根探针在弹簧的压力下和同一块铜板接触，使检测电路接通。GD包装机烟支传送带向前运动是间歇性的，每向前传送一包烟，传送带便停顿一下。在传送带停顿时，滤嘴检测器压向20支烟支的滤嘴端，传送带再次向前运动以前又离开。在滤嘴检测器压向烟支时，正好一根金属探针对应一根烟支。如果没有缺滤嘴烟支或少烟情况，则20根金属探针全部被烟支滤嘴压离铜板，检测电路被断开，不发送缺滤嘴或少烟信号。如果出现缺滤嘴或少烟情况，则滤嘴检测器只少有一根或更多根探针不能被压离铜板，这时检测电路保持接通状态，发送缺滤嘴或少烟信号。使这包烟在剔除器位置被剔除。这种检测器使用时间长了探针和铜板之间接触面容易变脏而引起接触不良，从而引起误检测。同时由于倒装烟支和挤烟情况下都能把探针压离铜板，所以这两种情况都不能被检测到。 电子计数式GD包装机滤嘴检测器就是根据烟支传送带间歇运动的特性和原装检测器的检测原理制成的。在传送带向前运动时，它通过三个上下排列的反射式光电检测探头分别对上、中、下三排烟支进行计数，而在传送带停顿时通过电路对计数结果进行处理产生是否有缺滤嘴烟或少烟信号，供机器检测。如果一包烟中没有缺滤嘴烟支或少烟情况，则在传送带停顿时，上、中、下、三排烟计数分别为7、6、7，这时使检测电路断开，不发送缺滤嘴或少烟信号。如果一包烟中有缺滤嘴烟支或少烟情况，则在传送带停顿时，上、中、下、三排烟计数不是7、6、7。这时使检测电路导通，发送缺滤嘴或少烟信号，使这包烟在剔除器位置被剔除。对一包烟检测完成后，先通过复位传感器产生复位信号对计数器复位，为检测下一包烟做好准备。图1是电子计数式GD包装机滤嘴检测器工作原理图。 

    图中S1、S2、S3是3个红外线反射式光电检测器，它们能根据接收到的反射光强度的不同分别在B1、B2、B3点产生不同的电位。C1、C2、C3是3个电压比较器， B1、B2、B3点电位和H点电位比较，在比较器输出端输出高电平或低电平。D1、D2、D3是3个约翰逊计数器，分别对比较器C1、C2、C3输出的脉冲进行计数，这样S1、C1、D1组成了对上一排烟支的计数电路，S2、C2、D2组成了对中间一排烟支的计数电路，S3、C3、D4组成了对下一排烟支的计数电路。它们的计数原理是一样的。S4是复位传感器，用来产生计数器的复位脉冲。

    光电检测器S1、S2、S3分别对应上、中、下三排烟支，在传送带在向前运动的过程中，每个光电检测器都交替检测到烟支滤嘴和它们之间的缝隙，当检测到滤嘴时，光电检测器接受到的反射光比较强，则B1、B2、B3点电位低于H点比较电位，比较器C1、C2、C3输出为高电平。当检测到滤嘴之间缝隙时，光电检测器接受到的反射光比较弱，B1、B2、B3电位高于H点比较电位，比较器C1、C2、C3输出为低电平。这样在传送带向前传送一包烟的过程中，比较器C1、C2、C3都交替输出高电平和低电平，形成脉冲。如果烟包内没有缺滤嘴烟或少烟，则在传送带停顿之前，C1和C3输出7个脉冲，C2输出6个脉冲，从而在传送带停顿时使D1、D3的Q7输出端和D2的Q6输出端都为高电平，使与非门G1输出低电平，三极管T截止。三极管T是通过X1、X2两点接入检测电路的，所以这时检测电路断开，机器检测到烟包内没有缺滤嘴烟或少烟，烟包正常。如果烟包内有缺滤嘴烟或少烟现象，则S1、S2、S3中只少有一个缺少一次或几次强反光机会，它们相对应的比较器就不能输出正常数量的脉冲，在传送带停顿时，D1、D3的Q7输出端和D2的Q6输出端不能全为高电平，从而使与非门G1输出高电平，三极管T导通，检测电路导通，机器检测到烟包内有缺滤嘴烟或少烟并发出信号使这包烟在剔除器位置被剔除。电子计数式GD包装机滤嘴检测器就是这样完成一包烟的检测的。在传送带再次向前运动以前，S4通过接近和离开金属，输出一个低电平脉冲，从而使光电隔离器件N在输出点A也产生一个低电平脉冲，使与非门G2输出一个高电平脉冲，对D1、D2、D3进行复位，为检测下一包烟做好准备。电子计数式GD包装机滤嘴检测器是靠光电探头接收到的反射光强弱来产生计数脉冲的，它不存在接触面变脏问题。当烟支倒装时，烟丝端产生的反射光比滤嘴端产生的反射光弱，光电探头产生的信号高于H点比较电压，所以不能产生正常的计数脉冲；发生挤烟时由于模盒内烟支残缺不全，同样不能产生正常计数脉冲。所以这两种情况都能被检测到。

    二、安装调整

    光电检测器S1、S2、S3安装在左滤嘴检测器处。烟支传送带墙板上有3排原装滤嘴检测器探针的检测插空，先把原装左滤嘴检测器去掉，再把三个光电检测器分别插入三排插空的后一个孔里，并使光电检测器尽量接近烟支滤嘴。手动盘车，当光电检测器S1、S2、S3对准滤嘴时，测量B1、B2、B3点电位；当光电检测器S1、S2、S3对准滤嘴之间的缝隙时，再测量B1、B2、B3点电位。根据两次测量值确定H点电位。
固定复位传感器S4，使它检测压烟板传动杆。当压烟板传动杆运动到后位置时，使S4感应到压烟板传动杆。压烟板传动杆是往复运动的，在烟包传送带停顿时，压烟板传动杆向后运动，而它向前运动是和烟包传送带同步的。这样当压烟板传动杆运动到后位置又向前运动时，S4就会感应到然后又离开压烟板传动杆，产生一个脉冲，这个脉冲作为复位信号用来复位计数器D1、D2、D3，正好符合电路要求。

    三、使用效果

    计数式GD包装机滤嘴检测器使用效果良好，性能稳定，和机器完全匹配，圆满地解决了原装滤嘴检测器存在的缺陷，使缺滤嘴烟包、少烟烟包、倒装烟支烟包和挤烟烟包都能被检测到并被剔除。大大提高了产品质量

机器人工业协会（Robotic Industries Association）指出，从2003到2005年间，北美机器人工业以20%的平均年增长率发展。在汽车市场需求疲软以及外国厂商的压力不断增加的背景下，这一成就是如何取得的？成本的普遍降低是原因之一。从机器人到整套系统，价格都在不断降低。机器人性能的不断改进也是驱动这一强势增长的原因之一。现在的机器人可以执行很多几年前还无法执行的任务。机器人还能在更短的时间完成更多的事情，提供了更高的生产力水平。 

    重要的原因则应该是机器人智能的不断改进。从机器人问世到现在，在决定部件获取、检查自身组件就位状况、检测错误状态或相关因素上的智能经历了数个发展等级。这样的智能大多是基于用来检测某个特定状态的特定传感器而实现的。 

    比如，机器人会用“光电眼”，通过识别某个芯片管脚、制动器或其它部件是否就绪来判定是否存在并处于正确的方向。接着，这个“光电眼”连接PLC或者直接连到机器人控制器中。在恰当的时间，机器人会核查“光电眼”来确定某个部件就位并处于正确的方向，然后才会将之摘取或者进行其它操作。 

    使用“光电眼”或者类似的传感器是一个简单而可靠的途径，也是正确的选择。但是，自动化并不总是那么简单。有各种类型的部件需要处理，因此区分部件的方法可能更为复杂。 

    不管是部件是制造程序，简单的传送器都无法适用。比如，放在由滑托板隔成数层的箱柜中的部件，一般就用于金属部件。而拥有复杂几何构造的部件，如果没有额外的装置，就很难准确定位。 

    二维视觉定位 

    长期以来，由于无法找到合适的方法来处理这些复杂事项，某些行业里机器人的使用总是无法扩大。近这种状况终于有所改观了。其中作用大的技术就是双维视觉系统。请登录自动化成像联盟（Automated Imaging Association）网站获取关于此技术的更多信息。 

    2D视觉系统由标准行业摄像机构成，用来拍摄照片以供机器人进行分析并从而决定处理哪些部件。工业视觉系统历史并不长，但现在在价格、性能和可靠性上已经发展到可以用于一些应用中，而仅仅几年前这些应用都还是无法实现的。 

 图1：Fanuc的机器人具有完整机器人系统

    使用视觉系统可以协助机器人来摘取放置于由标准滑托板隔成数层的箱柜中的部件。这是将部件从一个车间传到另一个车间甚至在同一个车间内进行传送的通用方法。如果没有视觉系统，制造商就必须使用相对较贵的成形塑料垫料或者通过其它方法来准确摘取箱内的部件。这种能置于箱柜中的成形塑料垫料相对更昂贵一些，其中光是模具的设计和制造就需要6万到10万美元。 

    2D视觉系统可以很好地取代成形垫料或者其它更昂贵的方式来定位箱柜中的部件。不过直到近几年，仍然有一些原因使得视觉系统的使用苦难重重，包括不同批部件颜色的差异、箱柜具体状况的差异和重复使用的隔板上的记号等等。随着视觉技术的不断发展，这些问题现在都可以很好地解决了。现在的2D视觉系统已经可以定位大多数堆叠于箱柜内部隔板顶层的部件。 

    这种应用一般的方法就是使用一个安装在箱柜上的摄像机来定位部件。摄像机安装在足够的高度，因此机器人可以在摄像机底下移动并进入箱柜内部。在每一层的起点，机器人对会对摄像机发来的该层部件的图片进行分析，然后逐个定位。 

    如果需要更**的定位，也可以将摄像机安装在机器人上，由机器人将摄像机移动到一个或一组部件上端并拍照，然后将照片传回给机器人进行分析并定位。当某一层上所有部件都被取走之后，机器人会取掉隔板，并开始摘取下一层的部件。 

    不管是将摄像机固定，还是安装在机器人上，所增加的成本都比使用一个特别的垫料或者其它方法来定位部件的成本要低得多。视觉系统还能带来更高的灵活性，以处理同一条线上的不同部件，或者适应部件的更替。由于成本上的原因，这样的自动叠板卸垛在几年前根本无法实现，而现在，有了视觉系统，机器人方案可行了，也可以负担得起了。 

    视觉系统给机器人使用带来的另外一个益处，是降低了用来将部件呈送给机器人的传送器的成本。在使用2D视觉系统之前，很多部件都必须在由托板传送器传送的固定托板上定位。即便是简单的托板传送器成本也要3万美金，而且成本还会随着传送器传送距离的增长而提高。有了2D视觉技术，部件可以在相对便宜的带式传送器上进行传送。被操作员或者机器人放到传送器上的部件接着会被传送给机器人。当安装于传送器末端的一个摄像机检测到某个部件已被传送到末端时，传送器会马上停止。摄像机还会对部件进行定位，以协助机器人将之摘取。 

    和用来在箱柜中从隔板上取走部件一样，视觉系统在传送带上也可以协助机器人准确定位并摘取大多数部件。 

    对定位同一平面放置的部件，2D视觉系统是完美的，但它也不是的。在过去几年里，已经有三维视觉系统可以用来定位不在一个平面上的部件。比如，这些部件可能是彼此层叠的，但也可能随着部件的叠起而两端换位。此时2D图像就不能提供足够的信息来处理这种位移了。 

    一个已经在实际使用中得到证明的简单方法是，在2D摄像机的基础上再结合激光器光带。在箱柜顶部安装2D摄像机对部件进行大致定位，并确认下一个要选择的部件。然后在机器人上安装另一个摄像机，并结合激光器。机器人移动激光器和摄像机到另一个部件上方，接着，激光器会将附加准心对准部件上的某个目标。部件上的这个目标可以是一条边、一个圆或者其它明显标志。通过简单的三角测量，摄像机就可以立体定位部件的位置和方向。 

    高端的应用是利用3D视觉系统来定位箱柜中任意方向的部件，但这显然困难重重，比如，部件有可能彼此混杂在一起，而且，还要避开箱柜壁。 

    触觉响应 

    尽管视觉系统是机器人智能传感器通用的方法，却不是唯一的方法。还有一种6度随意力传感器可用来给机器人提供触觉响应。在要求高精度的组装中，力传感器就会被用来引导力度合适的部件进行插入操作，比如，将轴状物插入到某个孔中。带有力传感器的机器人还可以用于更复杂的组装任务，比如将装置插入到外壳。这个过程需要非常准确，并要经过很多个步骤。经过编程的机器人可以像真正的人一样，前后移动装置，直到每一个步骤都完全符合。 

    在对一个复杂的部件进行磨光时也可以使用力传感器来提供触觉响应。以前这是由特定的设备来进行的，但是这些设备可能无法达到所要求的**度。给机器人添加6D力传感器，然后加上一个磨盘，机器人就可以在方向改变的情况下仍保持一个不变的力度，抵消了重力影响。 

    今后的方案 

    智能传感器技术在各种领域机器人的成功运用中起着至关重要的作用。随着智能传感器技术的继续发展，机器人在将来将拥有更多功能。尽管在进行极其复杂的区别上没有什么可以替代人脑这台超级电脑，但过去那些曾被认为不可能的应用现在对于智能机器人已经是“家常便饭”了。 

1．高速计数器概述 

21点高速计数器C235～C255共用PLC的8个高速计数器输入端X0～X7，某一输入端同时只能供一个高速计数器使用。这21个计数器均为32位加/减计数器(见表3–7)。不同类型的高速计数器可以同时使用，但是它们的高速计数器输入不能冲突。

高速计数器的运行建立在中断的基础上，这意味着事件的触发与扫描时间无关。在对外部高速脉冲计数时，梯形图中高速计数器的线圈应一直通电，以表示与它有关的输入点已被使用，其他高速计数器的处理不能与它冲突。可用运行时一直为ON的M8000的常开触点来驱动高速计数器的线圈。

 例如在图1中，当X14为ON时，选择了高速计数器C235，从表3–7可知，C235的计数输入端是X0，但是它并不在程序中出现，计数信号不是X14提供的。

表1给出了各高速计数器对应的输入端子的元件号，表中的U、D分别为加、减计数输入，A、B分别为A、B相输入，R为复位输入，S为置位输入。

2．一相高速计数器

C235～C240为一相无起动/复位输入端的高速计数器，C24l～C245为一相带起动/复位端的高速计数器，可用M8235～M8245来设置C235～C2415的计数方向，M为ON时为减计数，为OFF时为加计数。C235～C240只能用RST指令来复位。

图1中的C244是1相带起动/复位端的高速计数器，由表1可知，Xl和X6分别为复位输入端和起动输入端，它们的复位和起动与扫描工作方式无关，其作用是立即的和直接的。如果X12为ON，一旦X6变为ON，立即开始计数，计数输入端为X0。X6变为OFF，立即停止计数，C244的设定值由D0和D1指定。除了用Xl来立即复位外，也可以在梯形图中用复位指令复位。

3. 两相双向计数器

两相双向计数器(C246～C250)有一个加计数输入端和一个减计数输入端，例如C246的加、减计数输入端分别是X0和Xl，在计数器的线圈通电时，在X0的上升沿，计数器的当前值加1，在X1的上升沿，计数器的当前值减l。某些计数器还有复位和起动输入端。

4．A-B相型双计数输入高速计数器  

C25l～C255为A–B相型双计数输入高速计数器，它们有两个计数输入端，某些计数器还有复位和起动输入端。

图2中的X12为ON时，C25l通过中断，对X0输入的A相信号和X1输入的B相信号的动作计数。X11为ON时C251被复位，当计数值大于等于设定值时，Y2的线圈通电，若计数值小于设定值，Y2的线圈断电。

A/B相输入不仅提供计数信号，根据它们的相对相位关系，还提供了计数的方向。利用旋转轴上安装的A/B相型编码器，在机械正转时自动进行加计数，反转时自动进行减计数。A相输入为ON时，若B相输入由OFF变为ON，为加计数(见图2b)；A相为ON时，若B相由ON变为OFF，为减计数（见图2c）。通过M8251可监视C251的加/减计数状态，加计数时M8251为OFF，减计数时M8251为ON。

5．高速计数器的计数速度 

 一般的计数频率：单相和双向计数器高l0kHz，A/B相计数器高为5kHz。

高的总计数频率：FXlS和FXlN为60kHz，FX2N和FX2NC为20kHZ，计算总计数频率时A/B相计数器的频率应加倍。FX2N和FX2NC的X0和X1因为具有特殊的硬件，供单相或双相计数时(C235，C236或C246)高为60kHz，用C25l两相计数时高为30kHz。

应用指令SPD(速度检测，FUC56)具有高速计数器和输入中断的特性，X0～X5可能被SPD指令使用，SPD指令使用的输入点不能与高速计数器和中断使用的输入点冲突。在计算高速计数器总的计数频率时，应将SPD指令视为l相高速计数器