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　　一、VPLC516E產品功能介紹

圖1 正運動技術推出的國內首款機器視覺+運動控制一體機VPLC516E

　　1.VPLC516E的機器視覺功能

　　l 支持視覺定位

　　l 支持視覺測量

　　l 支持檢測識別

　　l 支持Blob分析。

　　2.VPLC516E的運動控制功能

　　l 支持16軸EtherCAT總線運動控制，EtherCAT刷新周期 1ms;

　　l 支持電子凸輪、直線插補、圓弧插補、連續軌跡加工等復雜的運動控制;

　　l 可支持Delta、SCARA、6關節、協作機器人等30+ 機械手模型算法;

　　l 支持視覺飛拍功能;

　　l 支持精準輸出，實現位置同步輸出PSO;

　　l 支持手輪高速編碼器輸入接口。

　　二、VPLC516E在SCARA視覺上下料的方案

　　在很多行業，由于人工成本、生產效率以及精確性等各方面的因素，用機械手取代人工來搬運、加工和檢測是大勢所趨。

　　SCARA 機械手具有占地空間小，精度高，速度快等特點，特別適用于3C電子組裝、涂膠、鎖螺絲、焊錫、插件、上下料等應用場合。

　　SCARA視覺上下料系統主要由視覺系統、運動控制系統、SCARA四軸機械手、傳送帶或者振動盤等構成。當傳送帶或者振動盤上的工件通過工業相鏡視野覆蓋范圍時，相機自動拍照采集圖像，通過VPLC516E視覺運動一體機對圖像進行模板匹配和定位處理，獲取工件的位置數據、角度數據等，并發送給運動控制處理單元。結合視覺發送過來的數據以及視覺處理完成信號，來調整SCARA機械手的姿態抓取工件，并在放料途中SCARA末端旋轉軸對工件進行角度旋轉糾偏，精準的放入料盤中。

圖2 工作現場示意圖

圖3 工位流程圖

　　正運動技術的VPLC516E視覺運動控制一體機，既可以通過GigE接相機，做視覺定位、形狀匹配、視覺檢測處理，又可以通過底層的30+種機械手的算法控制SCARA機械手高速高柔性的運行，實現運動控制+機械手控制+機器視覺+高清顯示的高集成、高智能的一整套解決方案。

　　三、系統設計方案

　　1.系統電氣拓撲圖(圖4)

圖4系統電氣拓撲圖

　　VPLC516E視覺運動控制一體機的SCARA視覺上下料硬件配置如表1所示。

表1 SCARA視覺上下料硬件配置表

　　2.系統動作流程

　　(1)上料

　　將待加工或其他物料產品輸送到振動盤或者流水線皮帶上，等待視覺拍照處理。

　　(2)視覺拍照

　　視覺運動控制一體機的輸出OUT端接相機的IO控制端，待接收到拍照信號時，對工件物料進行拍照。

　　(3)模板匹配，視覺定位

　　對獲取到的圖像進行模版匹配、視覺定位，根據有效產品圖像信息，對同一時間段的多個工件進行最優抓取排序，并同時輸出各工件X、Y位置信息以及角度信息。

　　(4)數據計算

　　將視覺處理的位置和角度數據，在視覺運動控制一體機內部換算處理。

　　(5)SCARA機械手抓取

　　SCARA機械手根據數據計算的結果，調整姿態并進行抓取，并在運輸工件到料盤的過程中，末端旋轉軸對工件進行角度旋轉糾偏。

　　(6)返回待機位

　　抓取完成后，機械手返回待機位，等待下一次抓取信號。

　　四、主要功能和特點

　　1.視覺功能相關Basic指令：圖像抓取、模板匹配、視覺定位等;

表2 視覺相關指令說明

圖5視覺功能相關Basic指令模板參數設置

　　2.運動控制功能Basic相關指令

　　SCARA機械手正逆解模式

　　正解模式

　　BASE(Viraxis_x, Viraxis_y, [Viraxis_v] [,Viraxis_z])

　　CONNREFRAME(1,tablenum,Axis_a,Axis_b[,Axis_c][,Axis_d])

　　WAIT LOADED

　　建立成功后，虛擬軸 MTYPE 將顯示為 34，IDLE 顯示為 0。此時只能操作關節軸在關節坐標系中運動，虛擬軸會自動計算末端工作點位于直角坐標系中的位置。

　　逆解模式

　　BASE(Axis_a,Axis_b[,Axis_c][,Axis_d])

　　CONNFRAME(1,tablenum, Viraxis_x, Viraxis_y, [Viraxis_v] [,Viraxis_z])

　　WAIT LOADED

　　建立成功后，關節軸 MTYPE 將顯示為 33，IDLE 顯示為 0。此時只能操作虛擬軸在直角坐標系中運動，關節軸會自動計算在關節坐標系中如何聯合運動。

圖6 SCARA機械手正逆解模擬演示

　　3.簡單易用的機器視覺+運動控制 ZDevelop V3.10編程

　　同一套開發軟件即可完成運動控制+機器視覺+HMI的編程，運動和視覺均可采用Basic的編程方式，也可以用梯形圖來編寫程序，界面可以用同一套軟件下的HMI功能來實現。

　　在沒有視覺運動控制一體機和工業相機的情況下，亦可采用讀取本地圖片的方式，進行前期的仿真調試，直觀簡單，操作方便。

圖7 ZDevelop V3.10編程界面

　　五、方案和產品優勢

　　正運動技術VPLC516E視覺運動控制一體機在SCARA機械手視覺跟蹤點膠應用方案的優勢如下：

　　l 將視覺與運動控制結合，客戶不需要另外配置工控機，節約了成本，減小了安裝空間;

　　l 相機直接與控制器相連，簡化了圖片數據傳遞流程，提高了數據傳輸速度;

　　l 使用簡易的指令實現復雜的視覺處理，降低了工程師對視覺開發的難度;

　　l 一套IDE集成環境，即可解決運動控制+機器視覺+HMI顯示，縮短了開發周期;

　　l 30+機械手模型的控制，無需專有的機器人控制器，節省了硬件成本。