市場應用背景

　　SCARA機器人是一種高效、高精度的圓柱坐標系工業機器人，專精于裝配任務。其獨特的機械結構賦予其在特定方向(通常是XY平面)高度順應性，同時在垂直方向保持優異剛性。

　　SCARA機器人本體通常包含三個軸線平行的旋轉關節軸，負責在平面內進行定位與定向，以及一個平移關節軸，驅動末端執行器完成Z軸運動。

　　憑借其特性，SCARA機器人廣泛應用于3C電子、包裝、汽車裝配、器械制造、藥品與食品生產及檢測等領域。

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　　典型應用場景：視覺引導柔性上下料

　　在此場景中，零散物料置于振動盤中。機器視覺系統首先識別物料的姿態(包括正反面)并進行精確定位，隨后將獲取的多個物料位姿信息引導SCARA機器人執行抓取。機器人將物料精準轉移至預設目標工位，完成擺盤、裝配或組裝。該方案有效解決了小批量、多品種產品的自動化分揀難題，顯著提升了生產柔性及效率。

　　市場上傳統SCARA上下料的局限性：

　　● 系統集成復雜

　　需整合機器人、視覺系統、控制系統、供料單元等多類組件。設備間協議與數據格式差異易導致兼容性問題，顯著延長調試周期。

　　● 速度與效率瓶頸

　　在高節拍生產場景下，其性能易受限于機械設計、視覺處理以及運動控制數據交互速度和性能，難以滿足高產量或快速換料的生產需求。

　　● 數據孤島問題

　　系統往往缺乏實時數據處理與遠程監控能力，形成信息孤島，阻礙智能制造升級，且難以與上層MES等系統無縫集成。

　　● 高投入成本

　　需采購多套獨立硬件，同時面臨高昂的人工與維護成本，導致企業總體運營成本居高不下。

　　正運動技術SCARA機器人視覺柔性上下料解決方案優勢：

　　● 高度集成，即插即用

　　基于VPLC系列視覺運動控制一體機與RTFuse視覺系統，單機融合機器人控制、視覺處理、振動盤、IO以及附加軸驅動，徹底替代傳統控制柜、工控機、PLC及獨立視覺系統，實現即插即用。

　　● 場景覆蓋廣泛，精準高效

　　支持單相機定位、雙相機飛拍二次糾偏、三相機料盤定位等先進視覺方案，滿足各類物料在分揀、擺盤、編帶、裝配等環節的嚴苛需求。

　　● 降本增效顯著

　　硬件整合大幅降低初始投入與維護成本;即插即用特性顯著縮短部署調試周期，助力客戶快速提升產能與柔性。

　　01、機器視覺運動控制一體機在SCARA機器人柔振盤上料的應用

▲ SCARA機械手柔性上下料加工示意圖 ▲

　　正運動SCARA視覺多物料分揀解決方案架構

　　1、20DI：啟動/復位/停止按鈕、負壓檢測、原點信號等;

　　2、20DO：相機觸發、破/吸真空、三色燈蜂鳴器、機器人報警等;

　　3、EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制SCARA并聯機械手;

　　4、4路單端脈沖輸出：接步進/脈沖驅動器、編碼器軸;

　　5、RS232/RS485接口：光源控制器、柔振盤通訊等;

　　6、EtherNET接口：千兆網口，接支持Gige協議的面陣相機，實現視覺定位、糾偏。

　　柔性振動盤多協議兼容

　　正運動SCARA機械手柔性上下料解決方案支持多種柔性振動盤通訊協議，本方案采用I/O信號觸發實現高效交互。

　　通過廠商調試軟件即可快速調節振動參數，精準適配物料輸送需求。

　　運動控制與機器視覺實現過程

　　| 運動控制

　　方案通過I/O或通訊信號啟動振動盤高頻振動，實現物料均勻分布。上相機對物料進行正反面識別與視覺定位。基于此定位數據，SCARA機器人沿預設路徑精確移動，執行抓取、二次拍攝和下料操作。整個過程中，控制系統實時調節各關節速度，保障運動軌跡平滑。

▲ 運行界面 ▲

▲ 工藝動作類型選擇 ▲

　　| 機器視覺

　　當SCARA機器人進行柔性上下料作業時，機器視覺系統首先利用形狀匹配工具對料盤物料進行粗定位。在通過視覺定位獲取物料的世界坐標系后，該系統引導機器人完成抓取動作。

　　隨后，抓取的物料在移動過程中由下相機進行動態視覺定位(飛拍)，實現二次精定位與實時位置糾偏。

　　最終，機器人依據糾偏數據精確運動至下料區完成放置，顯著提升定位精度。

▲ 相機柔振盤定位-視覺模板創建 ▲

▲ 下相機二次飛拍定位-視覺模板創建 ▲

▲ 柔振盤參數設置 ▲

▲ 簡易調試界面 ▲

▲ 標定與供料設置 ▲

　　SCARA機械手柔性上下料配置流程

　　方案核心應用優勢

　　1、高度集成化：集成豐富的IO控制、機器視覺、運動控制及通訊功能模塊，靈活構建“運動控制+機器視覺”一體化的機械手柔振上下料解決方案。

　　2、調試方便、交付快：工程師無需編程，通過工具調參即可快速完成開發;可快速完成項目前期評估、縮短項目開發周期。

　　3、系統靈活性強：支持快速換線/換料，無需復雜機械拆裝。通過軟件輕松重配置參數，靈活適應生產計劃變更，尤其適用于各類小型零部件的零散排列上料。

　　4、定位精度高：基于機器視覺系統精準識別物料位置，無需依賴固定治具限定物料方向，可準確定位振動盤中的物料。

　　5、顯著降本增效：大幅減少人工操作需求，實現一人操作多臺設備，有效緩解工程技術人員依賴。同時減少人為失誤、返工及設備維修，降低運維成本與時間成本。

　　解決方案硬件配置

　　02、高集成機器視覺運動控制一體機VPLC712

　　正運動技術VPLC712機器視覺運動控制一體機是一款基于x86架構的EtherCAT總線視覺運動控制器，采用一體化設計，將實時機器視覺、運動控制、IO和監控集成于一臺多核控制器上，實現多任務并行實時處理自動化設備任務，通過共享內存機制，將PC部分硬件資源通過MotionRT750進行配置，實現核內高速交互，驅動執行器進行對應操作，完成設備整體的控制。

　　VPLC系列機器視覺運動控制一體機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動控制解決方案。

　　VPLC712機器視覺運動控制一體機，本身最多支持64軸，EtherCAT最小通訊周期可達到250us;板載20數字輸入，20數字輸出以及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視覺柔振上下料應用

　　正運動技術的RTFuse柔振上下料系統專為“視覺+運動控制”的柔振上下料應用設計，提供一站式解決方案。該軟件簡化了參數設置，搭配圖像采集系統，可以大幅縮短開發周期，降低開發成本。

　　▌相機支持

　　支持市面上大部分主流相機，支持4個相機并行采集、視覺飛拍。

　　▌快速配置

　　機械手、軸組、飛達供料、相機和矩陣取料、工具參數。

　　▌示教功能

　　提供取料、飛拍及放料路徑等多個點位的一鍵示教功能。

　　▌坐標校準

　　支持相機標定，包括修改XY坐標方向和世界坐標位置補正。

　　▌走位標定

　　通過示教好的運動點位，一鍵即可完成自動標定。

　　▌系統切換

　　可切換至RTFuse視覺組態系統，實現視覺檢測流程。

　　▌可視化界面

　　界面友好，便于用戶數據監控，實時顯示使能狀態、回原狀態、定位數量和擺放計數等。

　　▌支持機械手類型

　　4軸模組、SCARA機械手、DELTA并聯機械手、直角坐標機械手、6關節等。

　　為了幫助您更好地、更快速的開發和應用SCARA機器人柔振盤上料解決方案，我們為運動控制模塊準備了詳細的說明文檔和源代碼。進一步了解其使用方法、參數配置及實際應用案例，聯系電話400-089-8936。