摘要

一些高級運動控制應用需要動態更新目標位置。通常目標位置改變來自于視覺系統檢測到的位置誤差。主要目的是在以最大可能速度運行過程中實現以下過程：快速向目標位置移動—圖像撲捉—誤差計算—向新的目標位置移動。機器的整體產能依賴于快速、平滑、穩定的位置校正。此項功能可以在含拾取和放置動作的機器上應用，這些機器在放置拾取的元件之前需要經過視覺系統拍照來校正位置誤差，另一個應用是固線機，此應用最終目標位置也需要經過視覺系統校正。

ELMO為各種需要進行動態位置校正的應用提供了獨特的、最理想的飛拍解決方案,飛拍不降低運行速度，最大限度保證精準和穩定。ELMO的飛拍技術可以使某些應用的工作速度提升30%以上。對那些在高速、穩定、平滑運行過程中需要位置校正的機器來說，飛拍技術是一種最理想的解決方案，如PCB鉆孔機、飛針檢測、定長截斷等。

挑戰

該案例中的機器包含兩套龍門系統，每套龍門系統包含五個ELMO的Gold系列驅動器：

·X1、X2—基于ElmoMIMO龍門控制算法的主從操作模式

·Y—與X1、X2構成MCS坐標系下的2D同步運動

·Z—垂直軸

·Theta—ELMO高級迷你驅動器驅動旋轉軸

系統中的10個軸由多軸運動控制器GMAS通過EtherCAT總線控制。

一個特殊的高速視覺系統被放置在龍門結構行走路徑的固定位置上，每次抓取、放置過程都要經過該點。抓取和放置過程要保證高速和精準。解決方案的關鍵一點是從不同的抓取位置以高速向放置位置運動過程中經過相機時運動不能停止，相機都是在運動過程中拍照。

當貼片元件經過相機位置上方時,兩路位置比較輸出信號被用來觸發相機。

·第一路信號觸發拍照前的LED光源

·第二路信號觸發相機拍照，獲得元件角度

圖像信息由上位控制器或相機處理，在放置元件之前計算出最終元件旋轉角度和X、Y坐標偏移，在運動過程中上位機通過以太網將最終坐標信息發送給GMAS，因為從相機拍照到放置元件前的幾毫秒時間內，上位機有足夠的時間計算誤差和傳遞數據。

ELMO解決方案

ELMO分布式的龍門控制方案以伺服驅動器之間的串行通訊來消除繁重的總線負載。其中一個軸作為主軸，從從軸獲取需要的信息來實現MIMO算法,使系統在PWM級同步。此種結構使GMAS不用處理龍門MIMO算法，把X1、X2軸當成一個單軸X來用，這個單軸X可以和Y軸組合在一起實現X/Y軸2D同步運動。

針對此類機器的解決方案，ELMO建議兩種可能的方式。前面提到此類方案的關鍵是在高速平滑地經過相機位置時可以實現X/Y的同步運動。

第一種方式是使用2D樣條曲線，ELMO支持幾種樣條曲線路徑構建的操作模式，其中之一最適合飛拍方案，允許用戶預定義一個包含樣條曲線位置點的表格，這些位置點受運動速度、加減速度和加加速度約束。使用2D樣條曲線可以確保經過所有預定義位置點時保持最大速度和精準性。

第二種方式是使用多項式函數功能塊。這種高級的GMAS功能可使用分段運動曲線來構建一條完整的同步運動路徑。在這種模式下，用戶只需要定義輔助點和最終位置點就可以構建部分或完成的運動曲線。GMAS會規劃運動以多項式曲線經過預定義的輔助位置點。此項功能允許用戶以一種簡單的方式去構建復雜曲線，并且可以保證在加減速度和加加速度約束下位置、速度平滑。

使用變速功能可以在運動過程中加速或減速直到從相機獲取最終的X、Y和旋轉坐標。此項功能可使速度優化到最大，并且獲得最短的抓取和放置循環時間。

GMAS一個額外強大功能是附加運動功能。GMAS可以將一個虛軸連接到一個單軸或一組軸上。附加運動將實軸和虛軸位置總和作為最終的實軸目標位置。這項功能可以系統中任何一個軸在運動過程中附加一個位置偏移，而總的運動時間不發生改變。

兩路位置比較輸出功能用來觸發閃光燈和相機，比較輸出基于運動路徑位置。此功能使得相機與運動過程高度同步。

為什么”ELMO”:

·針對此類機型完整的運動控制解決方案

·高級的龍門MIMO算法

·龍門雙軸在總線上當成單軸使用

·使用樣條和多項式函數生成最優的運動曲線

·完全的動態軌跡曲線控制

使用變速功能控制運動時間

附加運動控制位置偏移

·快速精準的軌跡曲線控制

·在EAS軟件中可以很方便地測試復雜的運動軌跡曲線

·位置比較輸出觸發相機功能

·高功率超小體積驅動器用于旋轉軸