市場應(yīng)用背景

DELTA并聯(lián)機械手是由三個相同的支鏈所組成，每個支鏈包含一個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和一個移動關(guān)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊剛性高、占地面積小、高速高靈活性、無累積誤差、適合高頻次的重復(fù)作業(yè)等特點，可在有限的空間內(nèi)進行高效的作業(yè)，廣泛應(yīng)用于食品包裝、制造加工、消費電子等領(lǐng)域。

隨著工業(yè)水平的提高，對工作速度與精度提出了更高的要求，并聯(lián)機器人也開始向著 高速、輕型化方向發(fā)展。

食品、醫(yī)藥、3C電子行業(yè)對高效自動化需求激增，小批量多品種趨勢凸顯。動態(tài)分揀自動化成為提質(zhì)降本關(guān)鍵，并聯(lián)機器人取代人工分揀實現(xiàn)智能化突破。通過視覺系統(tǒng)精準定位傳送帶上的異形物品，結(jié)合運動控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)機械臂軌跡，配合吸盤/夾爪等智能末端執(zhí)行器，完成高速精準抓取分裝。該技術(shù)突破柔性生產(chǎn)瓶頸，滿足現(xiàn)代制造業(yè)快速換型需求。

市面上傳統(tǒng)方案的痛點：

傳統(tǒng)食品包裝流程依賴人工在皮帶流水線進行作業(yè)，效率低且容錯率差。采用DELTA并聯(lián)機械手可實現(xiàn)高速自動化箱、封箱等工序，大幅提升包裝效率。該設(shè)備結(jié)合視覺系統(tǒng)可對產(chǎn)品進行自動識別與檢測，有效增強分揀精準性。當前主流DELTA系統(tǒng)通常包含機械手控制柜、工業(yè)計算機和視覺軟件，若需整合附加傳送帶、氣動元件及傳感器則還需額外配置PLC控制系統(tǒng)。此類方案普遍存在以下缺陷：

● 硬件系統(tǒng)分散，多模塊拼裝架構(gòu)；

● 通信協(xié)議繁雜，多節(jié)點交互困難；

● 硬件采購及運維成本過高；

● 非標異形件處理能力薄弱；

● 作業(yè)精度與生產(chǎn)效率雙重不足。

正運動技術(shù)解決方案優(yōu)勢：

正運動技術(shù)的DELTA同步跟隨分揀解決方案基于VPLC系列視覺運動控制一體機和RTFuse視覺系統(tǒng)，通過一體化集成機械手控制柜、視覺軟件、工業(yè)計算機及 PLC控制器，實現(xiàn)全功能整合式解決方案。實現(xiàn)即插即用一站式解決方案，滿足市場常見的各種物品的抓取和擺放的需求，實現(xiàn)了快速物料切換和配置工藝，提升兼容性等。方案核心優(yōu)勢如下：

● 一體化架構(gòu)設(shè)計：無需額外配置工控機，有效降低硬件成本與占地面積，同步縮短項目部署周期，降低技術(shù)實施門檻并提升系統(tǒng)響應(yīng)速度

● 三自由度并聯(lián)機構(gòu)：結(jié)構(gòu)設(shè)計精密緊湊，重復(fù)定位精度高。結(jié)合伺服驅(qū)動與傳送帶，能夠?qū)崿F(xiàn)精準的目標跟蹤從而完成高速視覺分揀任務(wù)

● 模塊化人機交互：易于用戶理解和快速掌握的界面，工具、流程和界面均可任意擴展

01 視覺運控一體機在DELTA并聯(lián)機械手動態(tài)跟隨抓取的解決方案

▲DELTA并聯(lián)機械手動態(tài)跟隨抓取運行視頻▲

正運動DELTA并聯(lián)機械手動態(tài)跟隨抓取解決方案設(shè)計

• 20DI：啟動/復(fù)位/停止按鈕、氣壓檢測、皮帶編碼器信號等；
• 20DO：相機觸發(fā)、破/吸真空、三色燈蜂鳴器等；
• EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅(qū)動器，控制DELTA并聯(lián)機械手；
• 4路單端脈沖輸出：接步進/脈沖驅(qū)動器、編碼器軸；
• EtherNET接口：千兆網(wǎng)口，接支持Gige協(xié)議的面陣相機，實現(xiàn)視覺定位、糾偏應(yīng)用。

運動控制與機器視覺實現(xiàn)過程

| 機器視覺

上置工業(yè)相機對皮帶輸送線上的動態(tài)物料進行視覺拍照定位，通過編碼器實時反饋的數(shù)據(jù)實現(xiàn)DELTA機械手與皮帶線的同步追蹤和抓取。(針對精度要求較高的擺盤或裝配應(yīng)用可配置下置相機，在抓取后執(zhí)行飛拍二次定位糾偏以增加工藝精度)

視覺定位主要用到形狀匹配功能，通過預(yù)設(shè)的形狀、尺寸、Mark點等特征，實現(xiàn)目標物料的匹配定位。通過坐標系校準，將物料的世界坐標傳送給DELTA并聯(lián)機械手。

| 運動控制

零散物料放置在皮帶線上輸送時，控制器通過視覺拍照定位以獲取各物料的空間坐標數(shù)據(jù)，通過編碼器實時反饋的數(shù)據(jù) 驅(qū)動 DELTA并聯(lián)機械手執(zhí)行動態(tài)抓取作業(yè)，將物料精準放置至預(yù)設(shè)工位。DELTA機械手基于視覺定位數(shù)據(jù)沿規(guī)劃路徑按序完成物料的拾取與定點放置（方案支持用戶快速示教關(guān)鍵動作節(jié)點：拾取、放置、視覺拍攝）。當末端執(zhí)行器檢測到當前吸嘴無有效標簽時，會重新抓取新物料進行擺放。

基本參數(shù)設(shè)置

檢測參數(shù)設(shè)置

DELTA并聯(lián)機械手動態(tài)跟隨抓取流程

方案應(yīng)用優(yōu)勢

• 技術(shù)門檻低：拖拽式中文組態(tài)視覺，應(yīng)用工程師經(jīng)過簡單培訓(xùn)可輕松上手；
• 項目開發(fā)周期快：成熟的視覺機械手動態(tài)抓取解決方案，減少用戶開發(fā)時間成本；
• 軟硬件集成性強：集成EtherCAT總線、脈沖混合控制，機器視覺、運動控制、集軟硬于一體易于設(shè)備調(diào)試與排除問題；
• 降低企業(yè)用人成本：一人即可調(diào)試設(shè)備的運動控制、視覺、IO邏輯控制等，解決工程人員流失、用人成本高等問題；
• 柔性化生產(chǎn)：系統(tǒng)可保存多個物料的視覺和運控配置程序，一鍵完成工藝包切換�？伸`活處理不同尺寸和形狀的工件，無需頻繁更換硬件，降低產(chǎn)線停機時間。

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(shù)VPLC712機器視覺運動控制一體機是一款基于x86架構(gòu)的EtherCAT總線視覺運動控制器，采用一體化設(shè)計，將實時機器視覺、運動控制、IO和監(jiān)控集成于一臺多核控制器上，實現(xiàn)多任務(wù)并行實時處理自動化設(shè)備任務(wù)，通過共享內(nèi)存機制，將PC部分硬件資源通過MotionRT7進行配置，實現(xiàn)核內(nèi)高速交互，驅(qū)動執(zhí)行器進行對應(yīng)操作，完成設(shè)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(qū)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(shù)字輸入，20數(shù)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視覺動態(tài)抓取應(yīng)用

正運動針對市場需求，特此基于VPLC系列的視覺運動控制一體機開發(fā)了RTFuse視覺對位貼合解決方案，通過點位示教與RTFuse視覺組態(tài)的結(jié)合，實現(xiàn)一站式、快速開發(fā)對位貼合設(shè)備，有效縮短項目周期，操作員通過簡單調(diào)整視覺、運動控制功能模塊參數(shù)，即可在最短時間內(nèi)完成物料轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)高速高精的機械手對位貼合。

▌ 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(shù)。

▌ 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(tǒng)切換

可切換至RTFuse視覺組態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)視覺檢測流程。

▌ 可視化界面

界面友好，便于用戶數(shù)據(jù)監(jiān)控，實時顯示使能狀態(tài)、回原狀態(tài)、定位數(shù)量和擺放計數(shù)等。

▌ 支持機械手類型

4軸模組、SCARA機械手、DELTA并聯(lián)機械手、直角坐標機械手、6關(guān)節(jié)等。

正運動技術(shù)專注于運動控制技術(shù)研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術(shù)企業(yè)。正運動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內(nèi)少有、完整掌握運動控制核心技術(shù)和實時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等。