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市場(chǎng)應(yīng)用背景
DELTA并聯(lián)機(jī)械手是由三個(gè)相同的支鏈所組成，每個(gè)支鏈包含一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊剛性高、占地面積小、高速高靈活性、無(wú)累積誤差、適合高頻次的重復(fù)作業(yè)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)用于食品包裝、制造加工、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。
隨著工業(yè)水平的提高，對(duì)工作速度與精度提出了更高的要求，并聯(lián)機(jī)器人也開(kāi)始向著 高速、輕型化方向發(fā)展。
食品、醫(yī)藥、3C電子行業(yè)對(duì)高效自動(dòng)化需求激增，小批量多品種趨勢(shì)凸顯。動(dòng)態(tài)分揀自動(dòng)化成為提質(zhì)降本關(guān)鍵，并聯(lián)機(jī)器人取代人工分揀實(shí)現(xiàn)智能化突破。通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)精準(zhǔn)定位傳送帶上的異形物品，結(jié)合運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)機(jī)械臂軌跡，配合吸盤(pán)/夾爪等智能末端執(zhí)行器，完成高速精準(zhǔn)抓取分裝。該技術(shù)突破柔性生產(chǎn)瓶頸，滿(mǎn)足現(xiàn)代制造業(yè)快速換型需求。
市面上傳統(tǒng)方案的痛點(diǎn)：
傳統(tǒng)食品包裝流程依賴(lài)人工在皮帶流水線(xiàn)進(jìn)行作業(yè)，效率低且容錯(cuò)率差。采用DELTA并聯(lián)機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化箱、封箱等工序，大幅提升包裝效率。該設(shè)備結(jié)合視覺(jué)系統(tǒng)可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別與檢測(cè)，有效增強(qiáng)分揀精準(zhǔn)性。當(dāng)前主流DELTA系統(tǒng)通常包含機(jī)械手控制柜、工業(yè)計(jì)算機(jī)和視覺(jué)軟件，若需整合附加傳送帶、氣動(dòng)元件及傳感器則還需額外配置PLC控制系統(tǒng)。此類(lèi)方案普遍存在以下缺陷：
● 硬件系統(tǒng)分散，多模塊拼裝架構(gòu)；
● 通信協(xié)議繁雜，多節(jié)點(diǎn)交互困難；
● 硬件采購(gòu)及運(yùn)維成本過(guò)高；
● 非標(biāo)異形件處理能力薄弱；
● 作業(yè)精度與生產(chǎn)效率雙重不足。
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)解決方案優(yōu)勢(shì)：
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)的DELTA同步跟隨分揀解決方案基于VPLC系列視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)和RTFuse視覺(jué)系統(tǒng)，通過(guò)一體化集成機(jī)械手控制柜、視覺(jué)軟件、工業(yè)計(jì)算機(jī)及 PLC控制器，實(shí)現(xiàn)全功能整合式解決方案。實(shí)現(xiàn)即插即用一站式解決方案，滿(mǎn)足市場(chǎng)常見(jiàn)的各種物品的抓取和擺放的需求，實(shí)現(xiàn)了快速物料切換和配置工藝，提升兼容性等。方案核心優(yōu)勢(shì)如下：
● 一體化架構(gòu)設(shè)計(jì)：無(wú)需額外配置工控機(jī)，有效降低硬件成本與占地面積，同步縮短項(xiàng)目部署周期，降低技術(shù)實(shí)施門(mén)檻并提升系統(tǒng)響應(yīng)速度
● 三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精密緊湊，重復(fù)定位精度高。結(jié)合伺服驅(qū)動(dòng)與傳送帶，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的目標(biāo)跟蹤從而完成高速視覺(jué)分揀任務(wù)
● 模塊化人機(jī)交互：易于用戶(hù)理解和快速掌握的界面，工具、流程和界面均可任意擴(kuò)展
01 視覺(jué)運(yùn)控一體機(jī)在DELTA并聯(lián)機(jī)械手動(dòng)態(tài)跟隨抓取的解決方案
▲DELTA并聯(lián)機(jī)械手動(dòng)態(tài)跟隨抓取運(yùn)行視頻▲
正運(yùn)動(dòng)DELTA并聯(lián)機(jī)械手動(dòng)態(tài)跟隨抓取解決方案設(shè)計(jì)
- 20DI：啟動(dòng)/復(fù)位/停止按鈕、氣壓檢測(cè)、皮帶編碼器信號(hào)等；
- 20DO：相機(jī)觸發(fā)、破/吸真空、三色燈蜂鳴器等；
- EtherCAT接口：接EtherCAT總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(jué)定位、糾偏應(yīng)用。
運(yùn)動(dòng)控制與機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)過(guò)程
| 機(jī)器視覺(jué)
上置工業(yè)相機(jī)對(duì)皮帶輸送線(xiàn)上的動(dòng)態(tài)物料進(jìn)行視覺(jué)拍照定位，通過(guò)編碼器實(shí)時(shí)反饋的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)DELTA機(jī)械手與皮帶線(xiàn)的同步追蹤和抓取。(針對(duì)精度要求較高的擺盤(pán)或裝配應(yīng)用可配置下置相機(jī)，在抓取后執(zhí)行飛拍二次定位糾偏以增加工藝精度)
視覺(jué)定位主要用到形狀匹配功能，通過(guò)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(guò)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。
| 運(yùn)動(dòng)控制
零散物料放置在皮帶線(xiàn)上輸送時(shí)，控制器通過(guò)視覺(jué)拍照定位以獲取各物料的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)編碼器實(shí)時(shí)反饋的數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng) DELTA并聯(lián)機(jī)械手執(zhí)行動(dòng)態(tài)抓取作業(yè)，將物料精準(zhǔn)放置至預(yù)設(shè)工位。DELTA機(jī)械手基于視覺(jué)定位數(shù)據(jù)沿規(guī)劃路徑按序完成物料的拾取與定點(diǎn)放置（方案支持用戶(hù)快速示教關(guān)鍵動(dòng)作節(jié)點(diǎn)：拾取、放置、視覺(jué)拍攝）。當(dāng)末端執(zhí)行器檢測(cè)到當(dāng)前吸嘴無(wú)有效標(biāo)簽時(shí)，會(huì)重新抓取新物料進(jìn)行擺放。
基本參數(shù)設(shè)置
檢測(cè)參數(shù)設(shè)置
DELTA并聯(lián)機(jī)械手動(dòng)態(tài)跟隨抓取流程
方案應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
- 技術(shù)門(mén)檻低：拖拽式中文組態(tài)視覺(jué)，應(yīng)用工程師經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)可輕松上手；
- 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期快：成熟的視覺(jué)機(jī)械手動(dòng)態(tài)抓取解決方案，減少用戶(hù)開(kāi)發(fā)時(shí)間成本；
- 軟硬件集成性強(qiáng)：集成EtherCAT總線(xiàn)、脈沖混合控制，機(jī)器視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制、集軟硬于一體易于設(shè)備調(diào)試與排除問(wèn)題；
- 降低企業(yè)用人成本：一人即可調(diào)試設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制、視覺(jué)、IO邏輯控制等，解決工程人員流失、用人成本高等問(wèn)題；
- 柔性化生產(chǎn)：系統(tǒng)可保存多個(gè)物料的視覺(jué)和運(yùn)控配置程序，一鍵完成工藝包切換。可靈活處理不同尺寸和形狀的工件，無(wú)需頻繁更換硬件，降低產(chǎn)線(xiàn)停機(jī)時(shí)間。
解決方案硬件配置
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)VPLC712機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)是一款基于x86架構(gòu)的EtherCAT總線(xiàn)視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制器，采用一體化設(shè)計(jì)，將實(shí)時(shí)機(jī)器視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制、IO和監(jiān)控集成于一臺(tái)多核控制器上，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行實(shí)時(shí)處理自動(dòng)化設(shè)備任務(wù)，通過(guò)共享內(nèi)存機(jī)制，將PC部分硬件資源通過(guò)MotionRT7進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)核內(nèi)高速交互，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行對(duì)應(yīng)操作，完成設(shè)備整體的控制。
VPLC系列機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)的安裝與拆卸過(guò)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(dòng)器、傳感器、編碼器、控制閥等）無(wú)縫集成，提供一個(gè)完整端到端的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制解決方案。
VPLC712機(jī)器視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)，本身最多支持64軸，EtherCAT最小通訊周期可達(dá)到250us；板載20數(shù)字輸入，20數(shù)字輸出以及4路高速鎖存輸入；板載2路本地差分脈沖軸、2路AD和2路DA。
03 RTFuse視覺(jué)動(dòng)態(tài)抓取應(yīng)用
正運(yùn)動(dòng)針對(duì)市場(chǎng)需求，特此基于VPLC系列的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)開(kāi)發(fā)了RTFuse視覺(jué)對(duì)位貼合解決方案，通過(guò)點(diǎn)位示教與RTFuse視覺(jué)組態(tài)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一站式、快速開(kāi)發(fā)對(duì)位貼合設(shè)備，有效縮短項(xiàng)目周期，操作員通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制功能模塊參數(shù)，即可在最短時(shí)間內(nèi)完成物料轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)高速高精的機(jī)械手對(duì)位貼合。
▌ 相機(jī)支持
支持市面上大部分主流相機(jī)，支持4個(gè)相機(jī)并行采集、視覺(jué)飛拍。
▌ 快速配置
機(jī)械手、軸組、飛達(dá)供料、相機(jī)和矩陣取料、工具參數(shù)。
▌ 示教功能
提供取料、飛拍及放料路徑等多個(gè)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(guò)示教好的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位，一鍵即可完成自動(dòng)標(biāo)定。
▌ 系統(tǒng)切換
可切換至RTFuse視覺(jué)組態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)檢測(cè)流程。
▌ 可視化界面
界面友好，便于用戶(hù)數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)時(shí)顯示使能狀態(tài)、回原狀態(tài)、定位數(shù)量和擺放計(jì)數(shù)等。
▌ 支持機(jī)械手類(lèi)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。
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專(zhuān)注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來(lái)自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國(guó)內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國(guó)內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺(tái)技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺(jué)控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺(jué)定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等。
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