机器视觉运动控制一体机在SCARA视觉上下料的应用.docx

机器视觉运动控制一体机在SCARA视觉上下料的应用机器视觉运动控制一体机在SCARA视觉上下料的应用导语：VPLC516E系列是正运动技术推出的国内首款机器视觉+运动控制一体机，集成了机器视觉和复杂的运动控制等功能，全方位交换“PC+Windows+机器视觉+运动控制卡的传统方案。另外，ZDevelop“低门槛的IDE开发环境，完善的开发工艺包，知足了当代工业应用中集成化、模块化、智能化的需求。本文通过VPLC516E视觉运动控制一体机在SCARA视觉上下料的方案，来更深化地理解此产品的功能及其应用。一、产品功能介绍图1正运动技术推出的国内首款机器视觉+运动控制一体机VPLC516E1.VPLC516E的功能支持视觉定位支持视觉测量支持检测识别支持Blob分析。2.VPLC516E的功能支持16轴EtherCAT总线运动控制，EtherCAT刷新周期1ms;支持电子凸轮、直线插补、圆弧插补、连续轨迹加工等复杂的运动控制;可支持Delta、SCARA、6关节、协作机器人等30+机械手模型算法;支持视觉飞拍功能;支持精准输出，实现位置同步输出PSO;支持手轮高速编码器输入接口。二、视觉上下料的方案在很多行业，由于人工本钱、消费效率以及准确性等各方面的因素，用机械手取代人工来搬运、加工和检测是大势所趋。SCARA具有占地空间小，精度高，速度快等特点，十分适用于3C电子组装、涂胶、锁螺丝、焊锡、插件、上下料等应用场合。SCARA视觉上下料系统主要由视觉系统、运动控制系统、SCARA四轴机械手、传送带或振动盘等构成。当传送带或振动盘上的工件通过工业相镜视野覆盖范围时，相机自动拍照收集图像，通过VPLC516E视觉运动一体机对图像进展模板匹配和定位处理，获取工件的位置数据、角度数据等，并发送给运动控制处理单元。结合视觉发送过来的数据以及视觉处理完成信号，来调整SCARA机械手的姿态抓取工件，并在放料途中SCARA末端旋转轴对工件进展角度旋转纠偏，精准的放入料盘中。图2工作现场示意图图3工位流程图正运动技术的VPLC516E视觉运动控制一体机，既可以通过GigE接相机，做视觉定位、外形匹配、视觉检测处理，又可以通过底层的30+种机械手的算法控制SCARA机械手高速高柔性的运行，实现运动控制+机械手控制+机器视觉+高清显示的高集成、高智能的一整套解决方案。三、系统设计方案1.系统电气拓扑图VPLC516E视觉运动控制一体机的SCARA视觉上下料硬件配置。图4系统电气拓扑图表1SCARA视觉上下料硬件配置表2.系统动作流程(1)上料将待加工或者其他物料产品输送到振动盘或流水线皮带上，等待视觉拍照处理。(2)视觉拍照视觉运动控制一体机的输出OUT端接相机的IO控制端，待接收到拍照信号时，对工件物料进展拍照。(3)模板匹配，视觉定位对获取到的图像进展模版匹配、视觉定位，根据有效产品图像信息，对同一时间段的多个工件进展最优抓取排序，并同时输出各工件X、Y位置信息以及角度信息。(4)数据计算将视觉处理的位置和角度数据，在视觉运动控制一体机内部换算处理。(5)SCARA机械手抓取SCARA机械手根据数据计算的结果，调整姿态并进展抓取，并在运输工件到料盘的经过中，末端旋转轴对工件进展角度旋转纠偏。(6)返回待机位抓取完成后，机械手返回待机位，等待下一次抓取信号。四、主要功能和特点1.视觉功能相关Basic指令：图像抓取、模板匹配、视觉定位等;2.运动控制功能Basic相关指令SCARA机械手正逆解形式正解形式z)BASE(Viraxis_x,Viraxis_y,Viraxis_v,Viraxis_CONNREFRAME(1,tablenum,Axis_a,Axis_表2视觉相关指令讲明b,Axis_c,Axis_d)WAITLOADED建立成功后，虚拟轴MTYPE将显示为34，IDLE显示为0。此时只能操纵关节轴在关节坐标系中运动，虚拟轴会自动计算末端工作点位于直角坐标系中的位置。逆解形式BASE(Axis_a,Axis_b,Axis_c,Axis_d)CONNFRAME(1,tablenum,Viraxis_x,Viraxis_y,Viraxis_v,Viraxis_z)WAITLOADED建立成功后，关节轴MTYPE将显示为33，IDLE显示为0。此时只能操纵虚拟轴在直角坐标系中运动，关节轴会自动计算在关节坐标系中怎样结合运动。图5视觉功能相关Basic指令模板参数设置图6SCARA机械手正逆解模拟演示0