市場應用背景

SCARA機械手柔性上下料系統(tǒng)在3C電子、半導體、鋰電、光伏、食品及醫(yī)療等領域受益于自動化需求的持續(xù)增長。該系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率和精度，降低運營成本，具有良好的尺寸和材質適應性，能快速完成物料轉換，優(yōu)化生產(chǎn)流程，因此推動其在這些領域中被廣泛應用。

傳統(tǒng)自動上下料的局限性：

靈活度不高：采用碗式振動盤通常針對特定產(chǎn)品，對尺寸、形狀變化適應性差，易卡料。

速度和效率限制：在需要高速生產(chǎn)的場景中，易受機械設計、視覺處理與運動控制數(shù)據(jù)交互的速度、效率等問題限制，無法滿足生產(chǎn)線的高產(chǎn)量或快速換料生產(chǎn)的需求。

系統(tǒng)集成復雜：涉及如機器人、視覺系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、供料系統(tǒng)等多種組件，設備間協(xié)議和數(shù)據(jù)格式可能存在差異導致兼容性等問題，增長調試周期。

數(shù)據(jù)流通性差：舊系統(tǒng)可能存在不支持實時數(shù)據(jù)處理或遠程監(jiān)控，形成信息孤島，限制了企業(yè)智能制造的實施，無法與MES系統(tǒng)無縫集成。

高成本問題：需要購買多套硬件，同時市場用人和維護成本居高不下，增加企業(yè)運營成本。

正運動技術解決方案:

正運動針對市場需求，特此開發(fā)了基于VPLC系列的視覺運動控制一體機和RTFuse快組態(tài)軟件的SCARA機械手柔性上下料解決方案，通過點位示教與RTFuse快組態(tài)的結合，實現(xiàn)一站式、快速開發(fā)上下料設備，有效縮短項目周期，降低運維與人力成本，提升企業(yè)營收及生產(chǎn)線自動化水平。

方案可靈活適應各種尺寸規(guī)格和材質的物料。操作員通過簡單調整視覺、運動控制功能模塊參數(shù)，即可在最短時間內完成物料轉換，實現(xiàn)高速高精的機械手柔性上下料，有效消除卡料的問題，顯著提高數(shù)據(jù)處理速度，簡化生產(chǎn)流程，減少人工干預。

適用于開發(fā)擺盤機、貼合機、食品醫(yī)療包裝、裝配及分揀等多種需要柔性供料的場景。

01 機器視覺運動控制一體機在SCARA機械手柔性上下料的解決方案

SCARA機械手柔性上下料加工示意圖

正運動SCARA機械手柔性上下料解決方案設計

20DI：接原點、限位等傳感器，以及開關信號、編碼器等

20DO：高速輸出口接工業(yè)相機的硬觸發(fā)輸入和點膠閥

EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制其它軸運動

4路單端脈沖輸出：接脈沖驅動器，控制傳送帶

RS232通訊接口：接光源控制器

EtherNET接口：千兆網(wǎng)口，接支持Gige協(xié)議的面陣相機，實現(xiàn)視覺定位、檢測應用

與柔性振動盤通訊

正運動SCARA機械手柔性上下料解決方案支持多種柔性振動盤通訊協(xié)議。

振動盤本體上配備有網(wǎng)口、RS232/485接口和I/O信號接口，支持Modbus-TCP和Modbus-RTU通訊。

在此次方案中采用的柔性振動盤I/O信號觸發(fā)來通訊操作。操作員可根據(jù)廠家的提供的調參軟件，可調試柔性振動盤達到理想的震動效果。

1、運動控制與機器視覺實現(xiàn)過程

（1）運動控制

首先通過I/O觸發(fā)振動盤快速振動，使物料在物料盤內均勻分布。上相機完成物料的拍攝和處理后，SCARA機械手根據(jù)視覺處理數(shù)據(jù)沿預設路徑移動，實現(xiàn)精確的點到點運動控制。機械手依次執(zhí)行以下操作：物料抓取、二次拍攝和下料。在整個過程中，控制系統(tǒng)實時調整機械手各關節(jié)速度，以實現(xiàn)更平滑的運動軌跡。

（2）機器視覺

在SCARA機械手執(zhí)行柔性上下料的過程中，機器視覺系統(tǒng)首先通過形狀匹配工具對料盤上的多個物料進行粗定位，然后通過坐標系數(shù)校準，將物料的世界坐標輸送給機械手進行抓取。隨后物料依次被移至下相機拍照位進行視覺飛拍，進行二次定位實現(xiàn)位置糾偏，便于SCARA機械手到達下料區(qū)完成精準位置下料，提高定位精度滿足客戶需求。

2、SCARA機械手柔性上下料配置流程

3、方案核心應用優(yōu)勢

高度集成：集成豐富的IO控制、30+機器人算法、機器視覺和運動控制、通訊等功能模塊，可靈活構建運動控制+視覺一體化的機械手柔振上下料解決方案

調試方便、交付快：工程師無需編程，通過工具調參即可快速開發(fā)，縮短項目周期與提高數(shù)據(jù)處理速度，以及快速評估新項目潛在風險，效率更高

提高系統(tǒng)靈活度：可快速換線/料，無需復雜的機械拆裝過程，可以輕松重新配置參數(shù)以適應生產(chǎn)計劃變化，適用于各種小型零部件零散排列上料

精度高：通過視覺系統(tǒng)識別物料位置，無需固定治具來指定物料來料方向，能準確定位振動盤物料位置

減少人工和運維成本：減少了對人工操作的需求，一人即可操作多臺設備，解決工程人員流失，減少人為失誤、返工、維修等費用，以及時間成本

4、解決方案硬件配置

02 VPLC7系列機器視覺運動控制一體機

VPLC711是一款基于x86平臺和Windows操作系統(tǒng)的高性能機器視覺EtherCAT運動控制器，可脫機運行，支持豐富的IO控制，30+機器人算法，以及視覺和運動控制功能，大幅簡化視覺與運動控制項目的配置流程。

VPLC系列機器視覺運動控制一體機的安裝與拆卸過程便捷，占地空間小，還能與其它控制單元部件（如伺服驅動器、傳感器、編碼器、控制閥等）和MES系統(tǒng)無縫集成，提供一個完整端到端的視覺運動控制解決方案。

可選6-64軸運動控制（脈沖+EtherCAT總線）

內置實時內核MotionRT7，支持第三方視覺軟件

板載20路通用輸入(其中10路為高速輸入)，20路高速輸出

提供一體化開放式IPC形態(tài)的實時軟控制器/軟PLC集成的視覺+運動控制解決方案

多核并行運算，能夠高效處理運動控制，機器視覺等自動化設備核心任務

03 RTFuse柔振上下料系統(tǒng)

正運動技術的RTFuse柔振上下料系統(tǒng)專為“視覺+運動控制”的柔振上下料應用設計，提供一站式解決方案。該軟件簡化了參數(shù)設置，搭配圖像采集系統(tǒng)，可以大幅縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。

▌相機支持

支持市面上大部分主流相機，支持4個相機并行采集、視覺飛拍。

▌快速配置

機械手、軸組、振動盤、相機和矩陣料盤、工具參數(shù)。

▌示教功能

提供取料、飛拍及放料路徑等多個點位的一鍵示教功能。

▌坐標校準

支持相機標定，包括修改XY坐標方向和世界坐標位置補正。

▌走位標定

通過示教好的運動點位，一鍵即可完成自動標定。

▌系統(tǒng)切換

可切換至RTfuse快組態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)視覺檢測流程。

▌可視化界面

界面友好，便于用戶數(shù)據(jù)監(jiān)控，實時顯示使能狀態(tài)、回原狀態(tài)、定位數(shù)量和擺放計數(shù)等。

▌支持機械手類型

4軸模組、SCARA機械手、Delta機械手、直角坐標機械手、6關節(jié)等

審核編輯 黃宇