本文通過介紹正運(yùn)動(dòng)技術(shù)VPLC712系列機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在柔性振動(dòng)盤視覺上下料的應(yīng)用情況，更深入地帶領(lǐng)大家了解VPLC712這款產(chǎn)品的性能特點(diǎn)。

　　文/深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司

　　1 市場(chǎng)應(yīng)用背景

　　Delta并聯(lián)機(jī)械手是由三個(gè)相同的支鏈所組成，每個(gè)支鏈包含一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、高速高靈活、重量輕、精度高、成本低等特點(diǎn)，可在有限的空間內(nèi)進(jìn)行高效的作業(yè)，因而被廣泛應(yīng)用于柔性上下料、包裝、分揀、裝配等需要快速重復(fù)操作的領(lǐng)域。

　　Delta并聯(lián)機(jī)械手結(jié)合柔性振動(dòng)盤、視覺定位，能夠高效地完成對(duì)各種物料的無損、柔性上下料操作，可提高生產(chǎn)效率，滿足了小批量、多品類生產(chǎn)的需求。

　　圖1 Delta并聯(lián)機(jī)械手上下料應(yīng)用

　　本文通過介紹正運(yùn)動(dòng)技術(shù)VPLC712系列機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在柔性振動(dòng)盤視覺上下料的應(yīng)用情況，更深入地帶領(lǐng)大家了解VPLC712這款產(chǎn)品的性能特點(diǎn)。

　　2 Delta并聯(lián)機(jī)械手視覺上下料應(yīng)用對(duì)比傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢(shì)

　　(1)模組XYZR上下料：通過直線模組XYZ+旋轉(zhuǎn)R軸的組合來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)位置的定位，安裝繁瑣，體積較大，高速運(yùn)行中也不如Delta并聯(lián)機(jī)械手流暢。

　　(2)SCARA機(jī)械手上下料：SCARA 機(jī)械手串聯(lián)結(jié)構(gòu)更占空間，高速運(yùn)行時(shí)需要考慮更大的慣性力和振動(dòng)等問題，其整體運(yùn)動(dòng)速度相比 Delta 并聯(lián)機(jī)械手效率低。

　　(3)Delta 并聯(lián)機(jī)械手：在速度、精度、空間結(jié)構(gòu)、靈活、成本等方面相比 SCARA 機(jī)械手、模組XYZR結(jié)構(gòu)等上下料，更具有一些優(yōu)勢(shì)。

　　3 正運(yùn)動(dòng)技術(shù)Delta上下料解決方案

　　正運(yùn)動(dòng)技術(shù)根據(jù)市場(chǎng)需求，推出了機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)VPLC712，集成機(jī)器視覺、運(yùn)動(dòng)控制、IO控制、機(jī)器人控制、通訊等于一體，內(nèi)置50+種機(jī)器人算法模型、硬件位置比較輸出PSO等功能。VPLC712視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)可替換工控機(jī)+視覺軟件+機(jī)器人控制套件+PLC的傳統(tǒng)方案，體積小、接線方便、成本低，非常適用于Delta上下料等應(yīng)用場(chǎng)景。

　　圖2 VPLC712機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)架構(gòu)圖

　　4 VPLC712機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)產(chǎn)品介紹

　　圖3 VPLC712機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)產(chǎn)品圖

　　● x86架構(gòu)系統(tǒng)平臺(tái)，可內(nèi)置Windows系統(tǒng);

　　● 4-64軸運(yùn)動(dòng)控制可選，EtherCAT最小通訊周期500us;

　　● 板載RS232、RS485、EtherNet*4、EtherCAT、USB2.0*2、USB3.0*2硬件接口;

　　● 板載20DI，其中4個(gè)高速色標(biāo)鎖存、2組單端編碼器;

　　● 板載20DO，其中4個(gè)高速單端脈沖軸、4組高速PWM;

　　● 板載2路本地差分脈沖軸、2路AD和2路DA、1個(gè)手輪接口、1個(gè)HDMI接口;

　　● 支持點(diǎn)位、電子凸輪、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、連續(xù)軌跡等功能

　　● 可支持Delta、SCARA、6關(guān)節(jié)、碼垛、UVW、4/5軸RTCP等50+種機(jī)械手模型算法;

　　● 支持定位、測(cè)量、檢測(cè)、Blob分析等視覺算法，也可支持第三方視覺系統(tǒng)。

　　5 VPLC712機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在Delta并聯(lián)機(jī)械手視覺上下料應(yīng)用上的方案

　　(1)VPLC712在Delta并聯(lián)機(jī)械手視覺上下料應(yīng)用方案

　　圖4 VPLC712在DELTA并聯(lián)機(jī)械手視覺上下料應(yīng)用上的方案

　　l 運(yùn)動(dòng)軸：EtherCAT總線或者脈沖軸連接伺服/步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，用于控制Delta機(jī)械手;

　　l EtherNET口：連接多個(gè)Gige協(xié)議的千兆工業(yè)相機(jī)、示教器等;

　　l EtherCAT接口：連接EtherCAT驅(qū)動(dòng)器、EtherCAT IO擴(kuò)展模塊等;

　　l HDMI接口：連接高清顯示器;

　　l IO口：連接數(shù)字輸入/輸出、振動(dòng)盤等，高速硬件位置比較輸出口可用于視覺飛拍;

　　l USB接口：可連接鼠標(biāo)、鍵盤以及U盤更新等。

　　(2)控制流程

　?、贆C(jī)器視覺

　　上相機(jī)首先對(duì)柔振盤進(jìn)行視覺拍照定位，DELTA并聯(lián)機(jī)械手獲取視覺定位數(shù)據(jù)去柔振盤內(nèi)進(jìn)行取料擺盤或編帶上料(對(duì)于精度要求較高的產(chǎn)品也可以增加下相機(jī)，柔振盤取料后在下相機(jī)進(jìn)行飛拍二次糾偏)。

　　視覺定位主要用到形狀匹配功能，通過預(yù)設(shè)的形狀、尺寸、Mark點(diǎn)等特征，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物料的匹配定位。通過坐標(biāo)系校準(zhǔn)，將物料的世界坐標(biāo)傳送給DELTA并聯(lián)機(jī)械手。

　　圖5 柔性振動(dòng)盤物料視覺定位

　?、谶\(yùn)動(dòng)控制

　　供料器將零散物料放入柔性振動(dòng)盤，控制器通過IO信號(hào)觸發(fā)振動(dòng)盤進(jìn)行振動(dòng)散開，使物料在盤內(nèi)均勻分布。每次振動(dòng)后，DELTA并聯(lián)機(jī)械手根據(jù)視覺系統(tǒng)提供的定位數(shù)據(jù)，沿預(yù)設(shè)路徑移動(dòng)，依次拾取物料并放置到指定位置(用戶可快速示教拾取、放置、拍攝等運(yùn)動(dòng)軌跡)。若當(dāng)前無可抓取的物料，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)控制振動(dòng)盤振動(dòng)，直至出現(xiàn)可抓取的物料，并依次循環(huán)抓取至料盤擺滿。

　　圖6 動(dòng)作軌跡設(shè)置

　?、塾布x型配置(見表1)

　　6 VPLC712機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在Delta并聯(lián)機(jī)械手視覺上下料應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　(1)集成機(jī)器視覺、50+類機(jī)器人控制、運(yùn)動(dòng)控制和IO控制等于一體，硬件接線更方便，成本更低;

　　(2)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核，核內(nèi)交互，指令調(diào)用速度快至us級(jí)，提升加工效率;

　　(3)內(nèi)置高速高精高平滑Delta機(jī)械手控制算法，節(jié)拍快至120次/分鐘，客戶系統(tǒng)開發(fā)更方便;

　　(3)PSO硬件位置比較輸出，用于下相機(jī)高速視覺飛拍;

　　(5)統(tǒng)一的API函數(shù)接口，適用各種PC上位機(jī)語言開發(fā)。