機(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)在DELTA并聯(lián)機(jī)械手視覺上下料應(yīng)用

市場應(yīng)用背景

DELTA并聯(lián)機(jī)械手是由三個相同的支鏈所組成，每個支鏈包含一個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和一個移動關(guān)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、高速高靈活性等特點(diǎn)，可在有限的空間內(nèi)進(jìn)行高效的作業(yè)，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(jī)械手工作原理：

DELTA并聯(lián)機(jī)械手的工作原理是基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)學(xué)和運(yùn)動學(xué)原理，通過精確控制每個分支的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的快速、準(zhǔn)確穩(wěn)定的運(yùn)動?？刂品绞酵ǔ２捎眠\(yùn)動控制器和伺服電機(jī)，通過實(shí)時計算和調(diào)整每個分支的運(yùn)動軌跡，實(shí)現(xiàn)所需的工作效果。

正運(yùn)動技術(shù)解決方案：

正運(yùn)動技術(shù)根據(jù)市場需求，開發(fā)了基于VPLC系列視覺運(yùn)動控制一體機(jī)和RTFuse視覺系統(tǒng)所拓展的DELTA柔振上下料專用系統(tǒng)，實(shí)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(shí)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(jī)，單相機(jī)識別物料，雙相機(jī)二次糾偏；

重復(fù)定位精度高、超高速拾取物料，單次節(jié)拍可達(dá)0.39s；

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

基于VPLC系列視覺運(yùn)動控制一體機(jī)和RTFuse視覺系統(tǒng)也可應(yīng)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(yīng)用。

01 機(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)在DELTA并聯(lián)機(jī)械手視覺上下料應(yīng)用

正運(yùn)動DELTA視覺上下料解決方案設(shè)計

24DI：啟動/復(fù)位/停止按鈕、氣壓檢測、柔振盤信號等；

12DO：下相機(jī)飛拍、供料器、破/吸真空、三色燈蜂鳴器等；

EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅(qū)動器，控制DELTA并聯(lián)機(jī)械手；

4路單端脈沖輸出：接步進(jìn)/脈沖驅(qū)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(jī)，實(shí)現(xiàn)視覺定位、糾偏應(yīng)用。

運(yùn)動控制與機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)過程

（1）機(jī)器視覺

上相機(jī)首先對柔振盤進(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。

視覺參數(shù)設(shè)置

（2）運(yùn)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(jìn)行振動散開，使物料在盤內(nèi)均勻分布。每次振動后，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，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)動軌跡）。若當(dāng)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(shè)置

運(yùn)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(shù)門檻低：拖拽式中文組態(tài)視覺，應(yīng)用工程師經(jīng)過簡單培訓(xùn)可輕松上手；

項(xiàng)目開發(fā)周期快：成熟的視覺機(jī)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(qiáng)：集成EtherCAT總線、脈沖混合控制，機(jī)器視覺、運(yùn)動控制、集軟硬于一體易于設(shè)備調(diào)試與排除問題；

降低企業(yè)用人成本：一人即可調(diào)試設(shè)備的運(yùn)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(yùn)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(jī)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(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)

VPLC532E機(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)是一款基于Linux系統(tǒng)的EtherCAT總線視覺運(yùn)動控制器，可脫機(jī)運(yùn)行，內(nèi)置了豐富的視覺和運(yùn)動控制功能，大幅簡化視覺與運(yùn)控項(xiàng)目的配置流程，核內(nèi)數(shù)據(jù)交互快，可顯著降低時間和成本投入。

VPLC532E機(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)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(qū)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(yùn)動控制解決方案。

VPLC532E機(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)，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(dá)10M。

03 RTFuse視覺柔振上下料系統(tǒng)

正運(yùn)動針對市場需求，特此基于VPLC系列的視覺運(yùn)動控制一體機(jī)開發(fā)了RTFuse視覺柔振上下料解決方案，通過點(diǎn)位示教與RTFuse快組態(tài)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一站式、快速開發(fā)上下料設(shè)備，有效縮短項(xiàng)目周期，操作員通過簡單調(diào)整視覺、運(yùn)動控制功能模塊參數(shù)，即可在最短時間內(nèi)完成物料轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)高速高精的機(jī)械手柔性上下料。

▌相機(jī)支持

支持市面上大部分主流相機(jī)，支持4個相機(jī)并行采集、視覺飛拍。

▌快速配置

機(jī)械手、軸組、振動盤、相機(jī)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(diǎn)位的一鍵示教功能。

▌坐標(biāo)校準(zhǔn)

支持相機(jī)標(biāo)定，包括修改XY坐標(biāo)方向和世界坐標(biāo)位置補(bǔ)正。

▌走位標(biāo)定

通過示教好的運(yùn)動點(diǎn)位，一鍵即可完成自動標(biāo)定。

▌系統(tǒng)切換

可切換至RTfuse快組態(tài)系統(tǒng)，實(shí)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(shí)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(jī)械手類型

4軸模組、SCARA機(jī)械手、DELTA并聯(lián)機(jī)械手、直角坐標(biāo)機(jī)械手、6關(guān)節(jié)等

審核編輯 黃宇