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

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柔振上下料系统

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

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