本文通過介紹正運動技術VPLC712系列機器視覺運動控制一體機在柔性振動盤視覺上下料的應用情況，更深入地帶領大家了解VPLC712這款產品的性能特點。

　　文/深圳市正運動技術有限公司

　　1 市場應用背景

　　Delta并聯(lián)機械手是由三個相同的支鏈所組成，每個支鏈包含一個轉動關節(jié)和一個移動關節(jié)，具有結構緊湊、體積小、高速高靈活、重量輕、精度高、成本低等特點，可在有限的空間內進行高效的作業(yè)，因而被廣泛應用于柔性上下料、包裝、分揀、裝配等需要快速重復操作的領域。

　　Delta并聯(lián)機械手結合柔性振動盤、視覺定位，能夠高效地完成對各種物料的無損、柔性上下料操作，可提高生產效率，滿足了小批量、多品類生產的需求。

　　圖1 Delta并聯(lián)機械手上下料應用

　　本文通過介紹正運動技術VPLC712系列機器視覺運動控制一體機在柔性振動盤視覺上下料的應用情況，更深入地帶領大家了解VPLC712這款產品的性能特點。

　　2 Delta并聯(lián)機械手視覺上下料應用對比傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢

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

　　(2)SCARA機械手上下料：SCARA 機械手串聯(lián)結構更占空間，高速運行時需要考慮更大的慣性力和振動等問題，其整體運動速度相比 Delta 并聯(lián)機械手效率低。

　　(3)Delta 并聯(lián)機械手：在速度、精度、空間結構、靈活、成本等方面相比 SCARA 機械手、模組XYZR結構等上下料，更具有一些優(yōu)勢。

　　3 正運動技術Delta上下料解決方案

　　正運動技術根據(jù)市場需求，推出了機器視覺運動控制一體機VPLC712，集成機器視覺、運動控制、IO控制、機器人控制、通訊等于一體，內置50+種機器人算法模型、硬件位置比較輸出PSO等功能。VPLC712視覺運動控制一體機可替換工控機+視覺軟件+機器人控制套件+PLC的傳統(tǒng)方案，體積小、接線方便、成本低，非常適用于Delta上下料等應用場景。

　　圖2 VPLC712機器視覺運動控制一體機架構圖

　　4 VPLC712機器視覺運動控制一體機產品介紹

　　圖3 VPLC712機器視覺運動控制一體機產品圖

　　● x86架構系統(tǒng)平臺，可內置Windows系統(tǒng);

　　● 4-64軸運動控制可選，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個高速色標鎖存、2組單端編碼器;

　　● 板載20DO，其中4個高速單端脈沖軸、4組高速PWM;

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

　　● 支持點位、電子凸輪、直線插補、圓弧插補、連續(xù)軌跡等功能

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

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

　　5 VPLC712機器視覺運動控制一體機在Delta并聯(lián)機械手視覺上下料應用上的方案

　　(1)VPLC712在Delta并聯(lián)機械手視覺上下料應用方案

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

　　l 運動軸：EtherCAT總線或者脈沖軸連接伺服/步進驅動器，用于控制Delta機械手;

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

　　l EtherCAT接口：連接EtherCAT驅動器、EtherCAT IO擴展模塊等;

　　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、鍵盤以及U盤更新等。

　　(2)控制流程

　?、贆C器視覺

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

　　視覺定位主要用到形狀匹配功能，通過預設的形狀、尺寸、Mark點等特征，實現(xiàn)目標物料的匹配定位。通過坐標系校準，將物料的世界坐標傳送給DELTA并聯(lián)機械手。

　　圖5 柔性振動盤物料視覺定位

　　②運動控制

　　供料器將零散物料放入柔性振動盤，控制器通過IO信號觸發(fā)振動盤進行振動散開，使物料在盤內均勻分布。每次振動后，DELTA并聯(lián)機械手根據(jù)視覺系統(tǒng)提供的定位數(shù)據(jù)，沿預設路徑移動，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、拍攝等運動軌跡)。若當前無可抓取的物料，系統(tǒng)會繼續(xù)控制振動盤振動，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 動作軌跡設置

　?、塾布x型配置(見表1)

　　6 VPLC712機器視覺運動控制一體機在Delta并聯(lián)機械手視覺上下料應用優(yōu)勢

　　(1)集成機器視覺、50+類機器人控制、運動控制和IO控制等于一體，硬件接線更方便，成本更低;

　　(2)運動控制實時內核，核內交互，指令調用速度快至us級，提升加工效率;

　　(3)內置高速高精高平滑Delta機械手控制算法，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上位機語言開發(fā)。