1 市場應用背景

　　傳統(tǒng)輸送帶系統(tǒng)(如滾輪、皮帶、鏈條、轉盤等)通常 是同步運行，在運動過程中容易產生震動、噪聲、打滑等現(xiàn) 象，無法保證輸送過程當中的精度、速度和承載能力等，易 導致設備損壞等問題，需定期對設備進行檢查維護。

　　同時每個工位只能執(zhí)行固定操作，整體處理時間受限于 最長的工位。適用于產能較低或簡單的制造流程，但在需要 更高產能的復雜工藝中會出現(xiàn)周期長、靈活性不足等問題。

　　客戶為縮減循環(huán)時間，通常會采取增設新的重復工位。 盡管方案能在一定程度上減少循環(huán)時間，但會增加占地面積 和運營成本，無法滿足高速、高柔裝配線的生產需求。

       為滿足市場對產品個性化和快速交付需求，制造企業(yè) 需更新產線，實施柔性智造，降低成本，使單一產線能生產 多種產品，并能根據生產節(jié)拍靈活調整動子，提升效率和產 能。智能磁驅輸送線正是為適應這一需求應運而生的智能輸 送線解決方案。

　　(1)智能磁驅輸送線

　　智能磁驅輸送線以直線電機技術為核心，利用電磁力實 現(xiàn)工件或載具的高速高精運輸和定位，適用于頻繁更改的生 產線布局或產品類型，主要用于產品輸送、產品間距調整、 多工位協(xié)同作業(yè)、提升運輸速度等傳輸和裝配環(huán)節(jié)中。

　　在技術原理上，主要通過調節(jié)電磁線圈的電流，控制動 子的加、減速和停止運動。動子本身為無源組件，沒有復雜 的內部結構，降低了維護成本，可移除不必要的重復工位， 減少占地面積，簡化系統(tǒng)設計，集成方便。

　　智能磁驅輸送線是由多個動子組成的模塊，可以在直 線、環(huán)形或接駁型等多種運輸軌道上進行輸送運動。每個動 子的移動可根據項目需求自由編程，實現(xiàn)同步或異步控制， 滿足柔性智能生產線的要求。

　　(2)正運動技術解決方案

　　基于智能磁驅輸送線系統(tǒng)的廣闊市場應用前景，正運動 適時推出了基于VPLC711視覺運動控制一體機的智能磁驅多 動子輸送線運動控制解決方案，協(xié)助客戶部署“磁驅柔性生 產線”和“磁懸浮輸送線”。

　　支持多達254個動子在單一導軌上獨立快速移載和靈活 組合， 自由調節(jié)站點節(jié)拍。方案可控制動子與機械手等外部 執(zhí)行機構聯(lián)動，配合視覺系統(tǒng)和高精度位置傳感器、驅動器 等組件，助力客戶實現(xiàn)輸送與加工一體化集成，具備高速高 精、低噪音、高柔性生產的特性，可大幅提升產線利用率、 調度能力、生產效率和定位精度。

　　集成動子防撞規(guī)劃、多工位協(xié)同、視覺識別功能，支持 低代碼開發(fā)和冗余功能，滿足提升生產效率、系統(tǒng)靈活性、 穩(wěn)定性、降低維護成本和兼容性需求，快速部署工藝流程， 減少機器停機時間，提升吞吐效率。

　　2 VPLC711在智能磁驅輸送線的應用

　　正運動智能磁驅輸送線解決方案應用如圖5所示，系統(tǒng) 硬件主要構成如圖6所示:

　　? 20DI：接啟動/復位/停止按鈕、氣壓檢測、編碼器等;

　　? 20DO：高速輸出口接工業(yè)相機的硬件觸發(fā)、供料器、 破/吸真空等;

　　? EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制機械 手、磁驅輸送線上的多動子;

　　? 4路單端脈沖輸出：接脈沖/步進驅動器、控制其它運 動軸;

　　? RS232通訊接口：接光源控制器;

　　? EtherNET接口：千兆網口，接支持Gige協(xié)議的面陣相 機，實現(xiàn)視覺定位糾偏或與網口設備通訊。

　　(1)運動控制與機器視覺實現(xiàn)過程

　?、贆C器視覺

　　機器視覺定位主要用到形狀匹配功能，通過預先設定的 特征，如形狀、尺寸、Mark點等來實現(xiàn)目標匹配定位，以 此來獲取柔振盤上等上料位的物料位置，然后通過坐標系數 校準，將物料的世界坐標輸送給執(zhí)行機構，進行上下料、點 膠、固化、鎖付、激光焊接、裝載和卸載等應用。

　?、谶\動控制

　　在磁驅多動子過程中，控制器實時獲取多個動子的位置 信息和速度。通過正運動技術內置的磁驅多動子運動控制算 法和多動子防撞算法，精準計算每個動子所需的電磁力大小 和方向，協(xié)調控制多個動子，有序地按照預定軌跡運行。然 后再通過多軸聯(lián)動控制，控制動子和機械手協(xié)同作業(yè)，有效 避免碰撞，提高運行效率。圖8a、8b、8c是正運動解決方案 控制多個動子運動示意圖。

　　(3)方案應用優(yōu)勢

　　? 靈活度高

　　每個動子均能獨立操控，以完成復雜的輸送、排序及 加工任務。用戶可根據需求靈活配置工藝增減，可滿足多品 種、小批量生產的需求;

　　? 節(jié)約成本

　　能夠減少機械設備部件的磨損程度，降低維護費用，進 而延長設備的使用壽命;

　　? 高精度同步控制

　　通過EtherCAT總線多軸同步控制和冗余控制，可確保系 統(tǒng)高精度、高可靠性地運行，顯著提升生產效率，滿足嚴格 的工業(yè)控制要求，同步周期最小可達125us;

　　? 算法集成優(yōu)勢

　　集成動子防撞與機器人控制算法，內部可實現(xiàn)動子與機 器人數據高效交互;

　　? 開發(fā)與定制化

　　提供代碼開發(fā)平臺，兼容多種運行環(huán)境與高級語言編 程，支持二次開發(fā)，用戶可使用C語言自定義，同時支持與客 戶共同開發(fā)指定控制方式的多動子環(huán)形線函數;

　　? 功能豐富

　　具備豐富的運動控制功能、動子專用運動控制API接口，兼容多種編碼器協(xié)議及類型;

　　? 測試與監(jiān)控

　　支持純國產RTSys IDE開發(fā)調試軟件仿真測試，可實時監(jiān) 控動子位置并校準;

　　? 系統(tǒng)集成方便

　　支持多種通訊協(xié)議和接口，能夠無縫集成到各類磁驅輸 送系統(tǒng)中，簡化了系統(tǒng)集成過程;

　　? 多樣化線體布局

　　后續(xù)會支持多種線體布局方式：圓弧段/岔道/分流處理， 可結合客戶的工藝、空間等需求規(guī)劃出最合理的線體布局。

　　3 VPLC711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。

　　同時內置了運動控制實時內核MotionRT7，形成一種開 放式IPC形態(tài)實時軟控制器/軟PLC，為用戶提供靈活集成的運 動控制+視覺一體化解決方案。

　　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)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IO路為高速輸入) ，20路高 速輸出;

　　? 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;

　　? 支持EtherCAT冗余功能，解決單點故障停機，自動診 斷并持續(xù)運行，增強系統(tǒng)可靠性，簡化維護工作。