摘要

一些高級運動控制應(yīng)用需要動態(tài)更新目標(biāo)位置。通常目標(biāo)位置改變來自于視覺系統(tǒng)檢測到的位置誤差。主要目的是在以最大可能速度運行過程中實現(xiàn)以下過程：快速向目標(biāo)位置移動—圖像撲捉—誤差計算—向新的目標(biāo)位置移動。機器的整體產(chǎn)能依賴于快速、平滑、穩(wěn)定的位置校正。此項功能可以在含拾取和放置動作的機器上應(yīng)用，這些機器在放置拾取的元件之前需要經(jīng)過視覺系統(tǒng)拍照來校正位置誤差，另一個應(yīng)用是固線機，此應(yīng)用最終目標(biāo)位置也需要經(jīng)過視覺系統(tǒng)校正。

ELMO為各種需要進(jìn)行動態(tài)位置校正的應(yīng)用提供了獨特的、最理想的飛拍解決方案,飛拍不降低運行速度，最大限度保證精準(zhǔn)和穩(wěn)定。ELMO的飛拍技術(shù)可以使某些應(yīng)用的工作速度提升30%以上。對那些在高速、穩(wěn)定、平滑運行過程中需要位置校正的機器來說，飛拍技術(shù)是一種最理想的解決方案，如PCB鉆孔機、飛針檢測、定長截斷等。

挑戰(zhàn)

該案例中的機器包含兩套龍門系統(tǒng)，每套龍門系統(tǒng)包含五個ELMO的Gold系列驅(qū)動器：

·X1、X2—基于ElmoMIMO龍門控制算法的主從操作模式

·Y—與X1、X2構(gòu)成MCS坐標(biāo)系下的2D同步運動

·Z—垂直軸

·Theta—ELMO高級迷你驅(qū)動器驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸

系統(tǒng)中的10個軸由多軸運動控制器GMAS通過EtherCAT總線控制。

一個特殊的高速視覺系統(tǒng)被放置在龍門結(jié)構(gòu)行走路徑的固定位置上，每次抓取、放置過程都要經(jīng)過該點。抓取和放置過程要保證高速和精準(zhǔn)。解決方案的關(guān)鍵一點是從不同的抓取位置以高速向放置位置運動過程中經(jīng)過相機時運動不能停止，相機都是在運動過程中拍照。

當(dāng)貼片元件經(jīng)過相機位置上方時,兩路位置比較輸出信號被用來觸發(fā)相機。

·第一路信號觸發(fā)拍照前的LED光源

·第二路信號觸發(fā)相機拍照，獲得元件角度

圖像信息由上位控制器或相機處理，在放置元件之前計算出最終元件旋轉(zhuǎn)角度和X、Y坐標(biāo)偏移，在運動過程中上位機通過以太網(wǎng)將最終坐標(biāo)信息發(fā)送給GMAS，因為從相機拍照到放置元件前的幾毫秒時間內(nèi)，上位機有足夠的時間計算誤差和傳遞數(shù)據(jù)。

ELMO解決方案

ELMO分布式的龍門控制方案以伺服驅(qū)動器之間的串行通訊來消除繁重的總線負(fù)載。其中一個軸作為主軸，從從軸獲取需要的信息來實現(xiàn)MIMO算法,使系統(tǒng)在PWM級同步。此種結(jié)構(gòu)使GMAS不用處理龍門MIMO算法，把X1、X2軸當(dāng)成一個單軸X來用，這個單軸X可以和Y軸組合在一起實現(xiàn)X/Y軸2D同步運動。

針對此類機器的解決方案，ELMO建議兩種可能的方式。前面提到此類方案的關(guān)鍵是在高速平滑地經(jīng)過相機位置時可以實現(xiàn)X/Y的同步運動。

第一種方式是使用2D樣條曲線，ELMO支持幾種樣條曲線路徑構(gòu)建的操作模式，其中之一最適合飛拍方案，允許用戶預(yù)定義一個包含樣條曲線位置點的表格，這些位置點受運動速度、加減速度和加加速度約束。使用2D樣條曲線可以確保經(jīng)過所有預(yù)定義位置點時保持最大速度和精準(zhǔn)性。

第二種方式是使用多項式函數(shù)功能塊。這種高級的GMAS功能可使用分段運動曲線來構(gòu)建一條完整的同步運動路徑。在這種模式下，用戶只需要定義輔助點和最終位置點就可以構(gòu)建部分或完成的運動曲線。GMAS會規(guī)劃運動以多項式曲線經(jīng)過預(yù)定義的輔助位置點。此項功能允許用戶以一種簡單的方式去構(gòu)建復(fù)雜曲線，并且可以保證在加減速度和加加速度約束下位置、速度平滑。

使用變速功能可以在運動過程中加速或減速直到從相機獲取最終的X、Y和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)。此項功能可使速度優(yōu)化到最大，并且獲得最短的抓取和放置循環(huán)時間。

GMAS一個額外強大功能是附加運動功能。GMAS可以將一個虛軸連接到一個單軸或一組軸上。附加運動將實軸和虛軸位置總和作為最終的實軸目標(biāo)位置。這項功能可以系統(tǒng)中任何一個軸在運動過程中附加一個位置偏移，而總的運動時間不發(fā)生改變。

兩路位置比較輸出功能用來觸發(fā)閃光燈和相機，比較輸出基于運動路徑位置。此功能使得相機與運動過程高度同步。

為什么”ELMO”:

·針對此類機型完整的運動控制解決方案

·高級的龍門MIMO算法

·龍門雙軸在總線上當(dāng)成單軸使用

·使用樣條和多項式函數(shù)生成最優(yōu)的運動曲線

·完全的動態(tài)軌跡曲線控制

使用變速功能控制運動時間

附加運動控制位置偏移

·快速精準(zhǔn)的軌跡曲線控制

·在EAS軟件中可以很方便地測試復(fù)雜的運動軌跡曲線

·位置比較輸出觸發(fā)相機功能

·高功率超小體積驅(qū)動器用于旋轉(zhuǎn)軸