市場(chǎng)應(yīng)用背景

XY+PPU凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械手結(jié)合柔振擺盤(pán)系統(tǒng)，通過(guò)視覺(jué)定位實(shí)現(xiàn)物料快速精準(zhǔn)抓取，并自動(dòng)擺放到指定托盤(pán)或編帶載體。相較傳統(tǒng)Z/R軸結(jié)構(gòu)，PPU凸輪機(jī)械手在搬運(yùn)的效率和定位精度方面表現(xiàn)更優(yōu)，在零散物料的柔性上下料場(chǎng)景中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，可有效替代傳統(tǒng)人工擺盤(pán)方式。

該解決方案適用于電子元器件、精密五金件等微小零件的整理排盤(pán)及包裝。

傳統(tǒng)自動(dòng)上下料的局限性

● 靈活度不高：采用碗式振動(dòng)盤(pán)通常針對(duì)特定產(chǎn)品，對(duì)尺寸、形狀變化適應(yīng)性差，易卡料。

● 速度和效率限制：在需要高速生產(chǎn)的場(chǎng)景中，易受機(jī)械設(shè)計(jì)、視覺(jué)處理與運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)交互的速度、效率等問(wèn)題限制，無(wú)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(fù)雜：涉及如機(jī)器人、視覺(jué)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、供料系統(tǒng)等多種組件，設(shè)備間協(xié)議和數(shù)據(jù)格式可能存在差異導(dǎo)致兼容性等問(wèn)題，增長(zhǎng)調(diào)試周期。

● 數(shù)據(jù)流通性差：舊系統(tǒng)可能存在不支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理或遠(yuǎn)程監(jiān)控，形成信息孤島，限制了企業(yè)智能制造的實(shí)施，無(wú)法與MES系統(tǒng)無(wú)縫集成。

● 高成本問(wèn)題：需要購(gòu)買(mǎi)多套硬件，同時(shí)市場(chǎng)用人和維護(hù)成本居高不下，增加企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。

正運(yùn)動(dòng)視覺(jué)柔性供料解決方案

正運(yùn)動(dòng)針對(duì)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)的 VPLC系列視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)PPU凸輪機(jī)械手柔振擺盤(pán)解決方案，通過(guò)點(diǎn)位示教與 RTFuse快組態(tài)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一站式、快速開(kāi)發(fā)上下料設(shè)備，有效縮短項(xiàng)目周期，降低運(yùn)維與人力成本，提升企業(yè)營(yíng)收及生產(chǎn)線自動(dòng)化水平。

該方案整合了RTFuse快組態(tài)軟件與專用擺盤(pán)程序，將視覺(jué)定位、運(yùn)動(dòng)控制等功能集成于一體，為用戶提供高度靈活的設(shè)備功能自定義能力，顯著減少線材損耗并簡(jiǎn)化通訊交互流程。在降低用戶開(kāi)發(fā)難度的同時(shí)，有效節(jié)約綜合成本，并兼容第三方檢測(cè)設(shè)備及標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議接口。

01 視覺(jué)運(yùn)控一體機(jī)在視覺(jué)柔性供料場(chǎng)景解決方案

PPU凸輪機(jī)械手視覺(jué)柔振擺盤(pán)運(yùn)行視頻可點(diǎn)擊→“機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在視覺(jué)柔性供料場(chǎng)景的應(yīng)用”查看。

正運(yùn)動(dòng)視覺(jué)柔性供料解決方案設(shè)計(jì)硬件方案

24DI：接原點(diǎn)、限位等傳感器，以及開(kāi)關(guān)信號(hào)、編碼器等

12DO：高速輸出口接工業(yè)相機(jī)的硬觸發(fā)輸入和點(diǎn)膠閥

EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器，控制其它軸運(yùn)動(dòng)

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(jī)，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)定位、檢測(cè)應(yīng)用

4路本地脈沖輸出：接脈沖驅(qū)動(dòng)器，控制傳送帶

運(yùn)動(dòng)控制與機(jī)器視覺(jué)工藝實(shí)現(xiàn)

| 機(jī)器視覺(jué)

在PPU機(jī)械手執(zhí)行柔振上下料的過(guò)程中，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)首先通過(guò)形狀匹配工具對(duì)料盤(pán)上的多個(gè)物料進(jìn)行粗定位，然后通過(guò)坐標(biāo)系數(shù)校準(zhǔn)，將物料的世界坐標(biāo)輸送給機(jī)械手進(jìn)行抓取。隨后物料依次被移至下相機(jī)拍照位進(jìn)行視覺(jué)飛拍，進(jìn)行二次定位實(shí)現(xiàn)位置糾偏，便于PPU凸輪機(jī)械手到達(dá)下料區(qū)完成精準(zhǔn)位置下料，提高定位精度滿足客戶需求。

| 運(yùn)動(dòng)控制

首先通過(guò) I/O觸發(fā)振動(dòng)盤(pán)快速振動(dòng)，使物料在物料盤(pán)內(nèi)均勻分布。上相機(jī)完成物料的拍攝和處理后， PPU凸輪機(jī)械手根據(jù)視覺(jué)處理數(shù)據(jù)沿預(yù)設(shè)路徑移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精確的點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制。機(jī)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(gè)過(guò)程中，控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)械手各關(guān)節(jié)速度，以實(shí)現(xiàn)更平滑的運(yùn)動(dòng)軌跡。

動(dòng)作軌跡設(shè)置

運(yùn)動(dòng)模式類型

柔性振動(dòng)盤(pán)

正運(yùn)動(dòng)視覺(jué)柔性供料解決方案支持在柔振上下料工藝中直接調(diào)試柔振盤(pán)振幅和頻率，增強(qiáng)了系統(tǒng)方案的一體性，在頻繁更換物料的場(chǎng)景下仍無(wú)需額外開(kāi)啟柔振盤(pán)調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)整。

機(jī)械手視覺(jué)柔振供料流程

解決方案硬件配置

方案應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

軟硬件集成性強(qiáng)：集成EtherCAT總線、脈沖混合控制，機(jī)器視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制、集軟硬于一體易于設(shè)備調(diào)試與排除問(wèn)題，降低成本的同時(shí)減少硬件占用空間；

效率提升：MotionRT7核內(nèi)數(shù)據(jù)交互，結(jié)合多吸嘴、PSO以及高精度、高穩(wěn)定的視覺(jué)定位算法，減少運(yùn)動(dòng)行程，縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率；

技術(shù)門(mén)檻低：拖拽式中文組態(tài)視覺(jué)，應(yīng)用工程師經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)可輕松上手；

精度高：通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別物料位置，無(wú)需固定治具來(lái)指定物料來(lái)料方向，能準(zhǔn)確定位振動(dòng)盤(pán)物料位置；

柔性化生產(chǎn)：系統(tǒng)可保存多個(gè)物料的視覺(jué)和運(yùn)控配置程序，一鍵完成工藝包切換?？伸`活處理不同尺寸和形狀的工件，無(wú)需頻繁更換硬件，降低產(chǎn)線停機(jī)時(shí)間。

02 高集成機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)VPLC712

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)VPLC712機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)是一款基于x86架構(gòu)的EtherCAT總線視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制器，采用一體化設(shè)計(jì)，將實(shí)時(shí)機(jī)器視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制、IO和監(jiān)控集成于一臺(tái)多核控制器上，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行實(shí)時(shí)處理自動(dòng)化設(shè)備任務(wù)，通過(guò)共享內(nèi)存機(jī)制，將PC部分硬件資源通過(guò)MotionRT7進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)核內(nèi)高速交互，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行對(duì)應(yīng)操作，完成設(shè)備整體的控制。

VPLC系列機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)的安裝與拆卸過(guò)程便捷，占地空間小，還能與其它控制單元部件（如伺服驅(qū)動(dòng)器、傳感器、編碼器、控制閥等）無(wú)縫集成，提供一個(gè)完整端到端的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制解決方案。

VPLC712機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)，本身最多支持64軸，EtherCAT最小通訊周期可達(dá)到500us；板載20數(shù)字輸入，20數(shù)字輸出以及4路高速鎖存輸入；板載2路本地差分脈沖軸、2路AD和2路DA。

03 RTFuse視覺(jué)柔振供料應(yīng)用

正運(yùn)動(dòng)針對(duì)市場(chǎng)需求，特此基于 VPLC系列的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)開(kāi)發(fā)了RTFuse視覺(jué)柔振上下料解決方案，通過(guò)點(diǎn)位示教與RTFuse快組態(tài)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一站式、快速開(kāi)發(fā)上下料設(shè)備，有效縮短項(xiàng)目周期，操作員通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制功能模塊參數(shù)，即可在最短時(shí)間內(nèi)完成物料轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)高速高精的機(jī)械手柔性上下料。

▌ 相機(jī)支持

支持市面上大部分主流相機(jī)，支持 4個(gè)相機(jī)并行采集、視覺(jué)飛拍。

▌ 快速配置

機(jī)械手、軸組、振動(dòng)盤(pán)、相機(jī)和矩陣料盤(pán)、工具參數(shù)。

▌ 示教功能

提供取料、飛拍及放料路徑等多個(gè)點(diǎn)位的一鍵示教功能。

▌ 坐標(biāo)校準(zhǔn)

支持相機(jī)標(biāo)定，包括修改 XY坐標(biāo)方向和世界坐標(biāo)位置補(bǔ)正。

▌ 走位標(biāo)定

通過(guò)示教好的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位，一鍵即可完成自動(dòng)標(biāo)定。

▌ 系統(tǒng)切換

可切換至RTFuse快組態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)檢測(cè)流程。

▌ 可視化界面

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

▌ 支持機(jī)械手類型

4軸模組、SCARA機(jī)械手、DELTA并聯(lián)機(jī)械手、直角坐標(biāo)機(jī)械手、6關(guān)節(jié)等 。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來(lái)自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國(guó)內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國(guó)內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺(tái)技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺(jué)控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺(jué)定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等。

審核編輯 黃宇