机器视觉运动控制一体机在DELTA并联机械手视觉上下料应用

科技   2024-10-22 07:01   广东  
cjan



市场应用背景

DELTA并联机械手是由三个相同的支链所组成,每个支链包含一个转动关节和一个移动关节,具有结构紧凑、占地面积小、高速高灵活性等特点,可在有限的空间内进行高效的作业,广泛应用于柔性上下料、包装、分拣、装配等需要快速重复操作的领域。

DELTA并联机械手结合柔性振动盘、视觉定位系统,能够高效地完成对各种物料的无损、柔性上下料操作,可提高生产效率,满足了小批量、多品类生产的需求

DELTA并联机械手工作原理:

DELTA并联机械手的工作原理是基于并联结构学和运动学原理,通过精确控制每个分支的运动,实现末端执行器的快速、准确稳定的运动。控制方式通常采用运动控制器和伺服电机,通过实时计算和调整每个分支的运动轨迹,实现所需的工作效果。

正运动技术解决方案:

正运动技术根据市场需求,开发了基于VPLC系列视觉运动控制一体机和RTFuse视觉系统所拓展的DELTA柔振上下料专用系统,实现即插即用一站式解决方案,满足市场对灵活供料的需求,可克服传统供料方式的局限,实现了快速物料切换和配置工艺,提升兼容性

  • 专用柔振上料工艺系统,操作简单易理解,可定制界面与品牌logo;

  • 系统支持单/双相机,单相机识别物料,双相机二次纠偏;

  • 重复定位精度高、超高速拾取物料,单次节拍可达0.39s

  • 软硬件集成度高:VPLC532E控制器集成DELTA并联机械手控制、机器视觉、工控机、输入输出控制于一体,替代传统的机器人电柜箱、工控机、PLC等。

基于VPLC系列视觉运动控制一体机和RTFuse视觉系统也可应用于桌面式DELTA的小范围高速抓取或传送带DELTA的同步抓取与放置等应用





01
机器视觉运动控制一体机在DELTA并联机械手视觉上下料应用 



▶ DELTA视觉上下料运行视频 ◀


正运动DELTA视觉上下料解决方案设计


  • 24DI:启动/复位/停止按钮、气压检测、柔振盘信号等;

  • 12DO:下相机飞拍、供料器、破/吸真空、三色灯蜂鸣器等;

  • EtherCAT接口:接EtherCAT总线驱动器,控制DELTA并联机械手;

  • 4路单端脉冲输出:接步进/脉冲驱动器、编码器轴;

  • EtherNET接口:千兆网口,接支持Gige协议的面阵相机,实现视觉定位、纠偏应用。



运动控制与机器视觉实现过程

(1)机器视觉

上相机首先对柔振盘进行视觉拍照定位,DELTA并联机械手获取视觉定位数据去柔振盘内进行取料摆盘或编带上料。(对于精度要求较高的产品也可以增加下相机,柔振盘取料后在下相机进行飞拍二次纠偏)

视觉定位主要用到形状匹配功能,通过预设的形状、尺寸、Mark点等特征,实现目标物料的匹配定位。通过坐标系校准,将物料的世界坐标传送给DELTA并联机械手

视觉参数设置

(2)运动控制

供料器将零散物料放入柔性振动盘,控制器通过IO信号触发振动盘进行振动散开,使物料在盘内均匀分布。每次振动后,DELTA并联机械手根据视觉系统提供的定位数据,沿预设路径移动,依次拾取物料并放置到指定位置(用户可快速示教拾取、放置、拍摄等运动轨迹)。若当前无可抓取的物料,系统会继续控制振动盘振动,直至出现可抓取的物料,并依次循环抓取至料盘摆满。

动作轨迹设置

运动模式类型


DELTA视觉上下料系统工艺流程



方案核心优势

  • 技术门槛低:拖拽式中文组态视觉,应用工程师经过简单培训可轻松上手;

  • 项目开发周期快:成熟的视觉机械手柔振工艺系统,减少用户开发时间成本;

  • 软硬件集成性强:集成EtherCAT总线、脉冲混合控制,机器视觉、运动控制、集软硬于一体易于设备调试与排除问题;

  • 降低企业用人成本:一人即可调试设备的运动控制、视觉、IO逻辑控制等,解决工程人员流失、用人成本高等问题;

  • 柔性化生产:系统可保存多个物料的视觉和运控配置程序,一键完成工艺包切换。可灵活处理不同尺寸和形状的工件,无需频繁更换硬件,降低产线停机时间。


DELTA柔振上下料系统主界面

解决方案硬件配置


产品类型

产品型号

厂家

数量

机器视觉运动控制一体机

VPLC532E-4R-RF

正运动1

纯国产IDE开发环境

RTSys

正运动

1

视觉采集系统

-

-

1

柔振盘

--1

DELTA机器人本体

--1
驱动器--4
其他配置--1





02

VPLC532E机器视觉运动控制一体机


VPLC532E机器视觉运动控制一体机是一款基于Linux系统的EtherCAT总线视觉运动控制器,可脱机运行,内置了丰富的视觉和运动控制功能,大幅简化视觉与运控项目的配置流程,核内数据交互快,可显著降低时间和成本投入。

VPLC532E机器视觉运动控制一体机的安装与拆卸过程便捷,占地空间小,还能与其它控制单元部件(如伺服驱动器、传感器、编码器、控制阀等)无缝集成,提供一个完整端到端的视觉运动控制解决方案。


VPLC532E机器视觉运动控制一体机,本身最多支持32轴,支持24+6数字输入,12+6数字输出,4路高速锁存输入,4路高速PWM和PSO硬件输出,自带6路高速脉冲轴+编码器反馈,速度可达10M。






03

RTFuse视觉柔振上下料系统

正运动针对市场需求,特此基于VPLC系列的视觉运动控制一体机开发了RTFuse视觉柔振上下料解决方案,通过点位示教与RTFuse快组态的结合,实现一站式、快速开发上下料设备,有效缩短项目周期,操作员通过简单调整视觉、运动控制功能模块参数,即可在最短时间内完成物料转换,实现高速高精的机械手柔性上下料。

相机支持

支持市面上大部分主流相机,支持4个相机并行采集、视觉飞拍。


快速配置

机械手、轴组、振动盘、相机和矩阵料盘、工具参数。


示教功能

提供取料、飞拍及放料路径等多个点位的一键示教功能。


坐标校准

支持相机标定,包括修改XY坐标方向和世界坐标位置补正。


走位标定

通过示教好的运动点位,一键即可完成自动标定。


系统切换

可切换至RTfuse快组态系统,实现视觉检测流程。


可视化界面

界面友好,便于用户数据监控,实时显示使能状态、回原状态、定位数量和摆放计数等。


支持机械手类型

4轴模组、SCARA机械手、DELTA并联机械手、直角坐标机械手、6关节等



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C#之Delta并联机械手正逆解的建立和手动运动

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EtherCAT总线冗余让制造更安全更可靠更智能

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EtherCAT运动控制器Delta机械手应用

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关于正运动技术



深圳市正运动技术有限公司成立于2013年,专注于纯国产运动控制技术研究和通用运动控制软硬件平台和产品的研发,是国家级高新技术和专精特新小巨人企业。
正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才。力求创新目前公司拥有专利、著作权等知识产权五十余项。在坚持自主创新的同时,积极联合各大高校和科研院所协同运动控制基础技术的研究,是国内工控领域发展最快的企业之一,也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。
正运动技术除本部研发中心外,设有中山、武汉、上海三个研发分部为更好地服务客户,本部之外设有苏州、东莞两个区域性服务中心设有佛山、厦门、青岛、西安、武汉、成都、天津、郑州等销售和技术服务机构。

经过众多合作伙伴多年的开发应用,正运动技术的产品广泛地应用于3C电子、半导体、新能源、机器人、包装印刷、纺织服装、激光加工、医疗制药、数控机床、传统加工等领域。



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