機器視覺運動控制一體機在PCB跟隨點膠上的應用

市場應用背景

PCB上的元器件（如電解電容、插件式水泥電阻、扼流圈等）在傳輸和安裝過程中會受到機械應力產生振動，導致元器件松動、針腳斷裂或脫落等問題。

用戶采用焊接、螺栓或鉚接等傳統(tǒng)連接工藝難以保證PCB上元器件的牢固連接，因此引入了點膠加固工藝，通過在元器件底部或側部打膠，使固定膠填充在元器件與PCB表面的孔隙中，從而穩(wěn)固黏合連接，抑制元器件晃動，防止針腳斷裂或脫落，避免短路等異?，F象，確保設備正常運行，延長使用壽命。

傳統(tǒng)PCB元器件點膠加固方案的局限性:

目前市面上常規(guī)手動和普通點膠機無法保證量產時的產量穩(wěn)定，滿足不了PCB對元器件快速、精準地進行點膠加固的需求，產量和品質得不到保證。

手動點膠的膠量控制不精準，會導致元器件加固效果差或散熱不良。

普通點膠機在應對不同規(guī)格的產品時，操作靈活性差且治具需頻繁更換，影響生產效率。同時PCB上形狀各異的元器件，普通點膠機難以調整模組點膠姿態(tài)去滿足底部和側部旋轉的點膠需求，導致加固效果不佳。

正運動技術解決方案:

應市場需求，正運動推出了基于機器視覺運動控制一體機的PCB同步跟隨視覺點膠解決方案，實現了視覺與運動控制的一體化集成。

可應用于不同規(guī)格PCB上元器件的黏合加固環(huán)節(jié)中。通過XYZ+R軸聯動+皮帶控制，實現了不停線、旋轉的點膠操作。 內置視覺定位功能，自動識別傳送帶上PCB元器件的位置和方向，實時調整點膠頭的工作姿態(tài)，確保膠水均勻、準確地覆蓋在需要加固的部位。

方案支持高速PSO、PWM、路徑規(guī)劃、多軸同步跟隨等功能，確保點膠軌跡平滑，膠點輸出穩(wěn)定和多種點膠工藝，用戶可根據實際生產需求，快速調整點膠參數，簡化工作流程，提升整線的生產速度和產品質量，降低生產成本。

01 機器視覺運動控制一體機在PCB跟隨點膠上的應用

正運動技術同步跟隨視覺點膠方案設計

20DI：接原點、限位等傳感器，以及開關信號、編碼器等；

20DO：高速輸出口接工業(yè)相機的硬觸發(fā)輸入和點膠閥；

EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制X、Y、Z、R軸運動；

4路單端脈沖輸出：接脈沖驅動器，控制傳送帶；

RS232通訊接口：接光源控制器；

EtherNET接口：千兆網口，接支持GIGE協議的面陣相機，實現視覺定位應用。

運動控制與機器視覺實現過程

（1）機器視覺

主要使用了模板匹配功能，通過視覺對皮帶線上拍攝范圍內運動目標進行識別，可以通過預先設定的特征，如形狀、尺寸、Mark點等來實現，最后獲取目標的運動軌跡，便于產品到達加工區(qū)域，點膠頭進行逐個產品點膠加工。

（2）運動控制

通過計算分析編碼器位置，實時監(jiān)測產品在皮帶線上的運行速度，進行坐標偏移計算，動態(tài)調整點膠頭的位置，這樣產品移動時也能確定點膠位置。

再通過PSO和PWM功能精準控制點膠過程，PSO控制點膠等間距輸出周期，PWM調節(jié)膠水的流量，確保在拐角處不會出現膠水堆積現象，保證了點膠的均勻性。最后，通過位置同步跟隨功能，系統(tǒng)能夠持續(xù)調整點膠頭的位置，以同步于皮帶線上產品的實時軌跡位置。即使在生產線速度變化的情況下，也能保持高品質的點膠效果。

同步跟隨視覺點膠工藝流程

方案核心優(yōu)勢

視覺定位：通過相機實時定位流水線上PCB元器件的位置和角度，在任意擺放進料的情況下，機械也能自動糾正加工軌跡路徑；

針頭旋轉：通過四軸插補運動控制算法，使得針頭自動傾斜旋轉匹配合適點膠角度，合理規(guī)避PCB上的元件干涉，確保點膠過程順暢；

智能排膠加工：無需中斷加工，當檢測到無料時，設備自動運行排膠動作，有料恢復正常運行，保證生產連續(xù)性，減少停機時間；

精準稱重：去稱重點位，定點模擬程序進行出膠動作，精確計算膠水重量，保持每個產品的出膠一致性，提升產品質量；

匹配流水線速度：根據點膠速度自動調節(jié)皮帶線速度，實現多位置、高自由度的點膠作業(yè)，靈活適應生產節(jié)奏；

皮帶智能啟停加工：在針頭到限位前停止皮帶，完成加工后再啟動，防止設備撞機；

皮帶角度校正：對皮帶擺放角度偏移校準，自動補償XYZ位置，實現同步跟隨，確保點膠位置準確。

解決方案硬件配置

02 機器視覺運動控制一體機VPLC7系列

基于x86架構的EtherCAT總線視覺運動控制器，跨平臺部署，支持脫機運行，內置豐富的視覺和運動控制功能，大幅簡化配置流程。核內數據交互速度快，顯著降低時間和成本投入，提高項目實施效率。

安裝與拆卸過程便捷，占地空間小，能與其他控制單元部件（如伺服驅動器、傳感器、編碼器、控制閥等）和MES系統(tǒng)無縫集成。提供一體化開放式IPC形態(tài)的實時軟控制器/軟PLC集成的機器視覺+運動控制解決方案。

可選6-64軸運動控制（脈沖+EtherCAT總線），EtherCAT周期最快可達250us；

支持多種通訊接口，方便客戶集成現有系統(tǒng)中；搭載MotionRT7，內核交互，指令調用快至us級，支持第三方視覺軟件；

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；

板載20路通用輸入（其中10路為高速輸入），20路高速輸出；

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。

03 提供易用的可視化視覺點膠開發(fā)調試軟件

正運動技術通過不斷深化擴展VPLC系列視覺運動控制一體機在點膠行業(yè)的應用，為用戶提供了簡單易用的視覺點膠開發(fā)調試軟件。

軟件結合豐富的視覺、運動控制功能，只需進行簡單的參數設置，即可構建視覺點膠項目程序，可大幅縮短項目開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，可滿足不同產品不同工藝需求。

適用于點、線、灌封、填充、底部填充、封裝、噴射等多種點膠應用場景。

視覺點膠開發(fā)調試軟件功能

功能齊全

支持點膠軌跡打點、線、圓、弧、連續(xù)線段、陣列、提前開關膠、手動示教、相機示教、點膠工藝功能。

機器視覺糾偏

產品任意位置和角度擺放，視覺自動識別并完成點膠、噴膠等作業(yè)。

操作界面友好功能齊全

調試編程操作簡單便捷，支持在視覺圖像上進行示教和點動運動。

正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產品的研發(fā)，是國家級高新技術企業(yè)。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業(yè)。主要業(yè)務有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等。

審核編輯 黃宇