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

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、占地面積小、高速高靈活性等特點，可在有限的空間內進行高效的作業(yè)，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、視覺定位系統(tǒng)，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(chǎn)效率，滿足了小批量、多品類生產(chǎn)的需求。

DELTA并聯(lián)機械手工作原理：

DELTA并聯(lián)機械手的工作原理是基于并聯(lián)結構學和運動學原理，通過精確控制每個分支的運動，實現(xiàn)末端執(zhí)行器的快速、準確穩(wěn)定的運動。控制方式通常采用運動控制器和伺服電機，通過實時計算和調整每個分支的運動軌跡，實現(xiàn)所需的工作效果。

正運動技術解決方案：

正運動技術根據(jù)市場需求，開發(fā)了基于VPLC系列視覺運動控制一體機和RTFuse視覺系統(tǒng)所拓展的DELTA柔振上下料專用系統(tǒng)，實現(xiàn)即插即用一站式解決方案，滿足市場對靈活供料的需求，可克服傳統(tǒng)供料方式的局限，實現(xiàn)了快速物料切換和配置工藝，提升兼容性。

專用柔振上料工藝系統(tǒng)，操作簡單易理解，可定制界面與品牌logo；

系統(tǒng)支持單/雙相機，單相機識別物料，雙相機二次糾偏；

重復定位精度高、超高速拾取物料，單次節(jié)拍可達0.39s；

軟硬件集成度高：VPLC532E控制器集成DELTA并聯(lián)機械手控制、機器視覺、工控機、輸入輸出控制于一體，替代傳統(tǒng)的機器人電柜箱、工控機、PLC等。

基于VPLC系列視覺運動控制一體機和RTFuse視覺系統(tǒng)也可應用于桌面式DELTA的小范圍高速抓取或傳送帶DELTA的同步抓取與放置等應用。

01 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

正運動DELTA視覺上下料解決方案設計

24DI：啟動/復位/停止按鈕、氣壓檢測、柔振盤信號等；

12DO：下相機飛拍、供料器、破/吸真空、三色燈蜂鳴器等；

EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制DELTA并聯(lián)機械手；

4路單端脈沖輸出：接步進/脈沖驅動器、編碼器軸；

EtherNET接口：千兆網(wǎng)口，接支持Gige協(xié)議的面陣相機，實現(xiàn)視覺定位、糾偏應用。

運動控制與機器視覺實現(xiàn)過程

（1）機器視覺

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(chǎn)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。

視覺參數(shù)設置

（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。

動作軌跡設置

運動模式類型

DELTA視覺上下料系統(tǒng)工藝流程

方案核心優(yōu)勢

技術門檻低：拖拽式中文組態(tài)視覺，應用工程師經(jīng)過簡單培訓可輕松上手；

項目開發(fā)周期快：成熟的視覺機械手柔振工藝系統(tǒng)，減少用戶開發(fā)時間成本；

軟硬件集成性強：集成EtherCAT總線、脈沖混合控制，機器視覺、運動控制、集軟硬于一體易于設備調試與排除問題；

降低企業(yè)用人成本：一人即可調試設備的運動控制、視覺、IO邏輯控制等，解決工程人員流失、用人成本高等問題；

柔性化生產(chǎn)：系統(tǒng)可保存多個物料的視覺和運控配置程序，一鍵完成工藝包切換?？伸`活處理不同尺寸和形狀的工件，無需頻繁更換硬件，降低產(chǎn)線停機時間。

DELTA柔振上下料系統(tǒng)主界面

解決方案硬件配置

02 VPLC532E機器視覺運動控制一體機

VPLC532E機器視覺運動控制一體機是一款基于Linux系統(tǒng)的EtherCAT總線視覺運動控制器，可脫機運行，內置了豐富的視覺和運動控制功能，大幅簡化視覺與運控項目的配置流程，核內數(shù)據(jù)交互快，可顯著降低時間和成本投入。

VPLC532E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。

VPLC532E機器視覺運動控制一體機，本身最多支持32軸，支持24+6數(shù)字輸入，12+6數(shù)字輸出，4路高速鎖存輸入，4路高速PWM和PSO硬件輸出，自帶6路高速脈沖軸+編碼器反饋，速度可達10M。

03 RTFuse視覺柔振上下料系統(tǒng)

正運動針對市場需求，特此基于VPLC系列的視覺運動控制一體機開發(fā)了RTFuse視覺柔振上下料解決方案，通過點位示教與RTFuse快組態(tài)的結合，實現(xiàn)一站式、快速開發(fā)上下料設備，有效縮短項目周期，操作員通過簡單調整視覺、運動控制功能模塊參數(shù)，即可在最短時間內完成物料轉換，實現(xiàn)高速高精的機械手柔性上下料。

▌相機支持

支持市面上大部分主流相機，支持4個相機并行采集、視覺飛拍。

▌快速配置

機械手、軸組、振動盤、相機和矩陣料盤、工具參數(shù)。

▌示教功能

提供取料、飛拍及放料路徑等多個點位的一鍵示教功能。

▌坐標校準

支持相機標定，包括修改XY坐標方向和世界坐標位置補正。

▌走位標定

通過示教好的運動點位，一鍵即可完成自動標定。

▌系統(tǒng)切換

可切換至RTfuse快組態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)視覺檢測流程。

▌可視化界面

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

▌支持機械手類型

4軸模組、SCARA機械手、DELTA并聯(lián)機械手、直角坐標機械手、6關節(jié)等

審核編輯 黃宇