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，全方位替换“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，满足了现代工业应用中集成化、模块化、智能化的需求。本文通过 VPLC516E 视觉运动一体机在流水线视觉随动同步点胶方案，来更深入了解此产品的功能及其应用。

　　一、VPLC516E 产品功能介绍

　　1.VPLC516E的机器视觉功能

　　• 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的运动控制功能

　　• 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、协作机器人、双旋转等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、VPLC516E 在线式视觉随动同步点胶方案

　　点胶，是将产品工艺中的胶水或者其他液体精准地灌注、涂抹、喷射到精准位置的过程。一般的点胶机使用固定点胶机台，产品位置需要放置准确对位，生产时需要人工或者其它取、放料机构进行取放料。

　　在制造加工行业，生产力是企业生存发展的第一要素，其中产能效率又是企业生产力的重要组成部分。从五金零件封装、PCB电路板、3C电子加工，到汽车电子、新能源锂电等行业，点胶的应用非常广泛，从传统的人工点胶、半自动点胶，再到后来的离线式点胶，在线式点胶，点胶的精度和效率也是越来越高。在线式点胶之皮带随动同步点胶具有效率快，精度高，性价比好等特点，应用于很多行业。

　　VPLC516E在线式点胶之皮带随动同步点胶有X、Y、Z三轴和SCARA机械手的两种运动结构方案，配合流水线，实现流水线动态跟踪点胶，可提高产品的加工生产效率，也特别适用于3C电子组装、涂胶 、锁螺丝、焊锡、插件、上下料等其他应用场合。

　　流水线动态跟踪点胶主要由机器视觉系统、XYZ三轴结构(或者SCARA四轴机械手)、传送带、运动控制系统构成。当传送带上的工件通过工业相镜覆盖视野范围时，相机自动拍照采集图像，通过VPLC516E视觉运动一体机对图像分析处理，获取此工件的姿态、轮廓、位置数据(或者通过视觉软件的轨迹编辑、CAD导图的方式亦可)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传送带编码器反馈的位置数据，来调整规划运行X、Y、Z轴的点胶轨迹(SCARA机械手点胶包含点胶轨迹和姿态)，对传送带上的工件动态跟踪和高精度的随动同步点胶。

XYZ 视觉随动同步点胶示意图

　　正运动技术的VPLC516E视控一体机，既可以通过GigE接相机，做视觉飞行抓拍，加工工件的轮廓提取、视觉定位处理等，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，图形编辑、CAD导图功能，实现运动

　　控制+机械手控制+机器视觉的高集成、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

SCARA 随动同步点胶电气拓扑

XYZ 轴随动同步点胶电气拓扑

　　VPLC516E视觉运动控制一体机的视觉随动同步点胶硬件配置如下：

　　2.系统动作流程

　　(1)上料

　　将待加工或点胶的物料产品上到流水线皮带上。

　　(2)视觉拍照

　　可以选择硬件触发拍照，定时输出一个DI信号，一路触发相机拍照，另一路接至控制器锁存输入点，记录有效产品拍照时流水线的编码器当前位置。

　　(3)模板匹配，筛选，排序

　　对获取到的图像进行模版匹配、视觉定位，并进行重复筛选，根据有效产品图像信息，对同一时间段并行产品进行最优加工排序。

　　(4)工件位置纠偏、轮廓的提取

　　对筛选获取到的图片进行位置纠偏、轮廓分割并提取，生成最优加工轨迹。

　　(5)SCARA机械手加工

　　机械手返回待机位，当有产品触发时，机械手加速跟随至与流水线同步后，再下降并打开点胶阀，对工件产品进行轨迹点胶。动态跟踪点胶完成后，取消跟随流水线，关闭点胶阀。

　　(6)返回待机位

　　加工完成后，机械手返回待机位，这里如果检测到要跟随下一个产品加工，改变返回路线，直接跟随下个产品。

　　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、轮廓提取(轮廓转换成运动轨迹)等，在某些特殊的场合，也可以采用轨迹编辑、CAD导图的方式，进行轨迹的生成;

　　视觉提取外轮廓图形如下图所示：

　　2.运动控制功能Basic相关指令：

　　(1)运动应用指令：提前/延时开关胶、视觉飞拍、皮带跟踪、硬件比较输出等;

　　皮带上的物料定位完成后的跟踪点胶，可以使用专门的皮带跟踪加工指令MOVESYNC;

　　硬件精准位置输出MOVE_OP触发拍照,实现飞拍功能，误差1个脉冲;

　　小线段速度前瞻规划CORNER_MODE，使运动更平滑、点胶更均匀。

　　(2)SCARA机械手正逆解模式

　　正解模式

　　BASE(Viraxis_x, Viraxis_y, [Viraxis_v] [,Viraxis_z])

　　CONNREFRAME(1,tablenum,Axis_a,Axis_b[,Axis_c][,Axis_d])

　　WAIT LOADED

　　建立成功后，虚拟轴 MTYPE 将显示为 34，IDLE 显示为 0。此时只能操作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。

　　逆解模式

　　BASE(Axis_a,Axis_b[,Axis_c][,Axis_d])

　　CONNFRAME(1,tablenum, Viraxis_x, Viraxis_y,[Viraxis_v] [,Viraxis_z])

　　WAIT LOADED

　　建立成功后，关节轴 MTYPE 将显示为 33，IDLE 显示为0。此时只能操作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如何联合运动。

　　3.简单易用的机器视觉+运动控制ZDevelop V3.10编程

　　同一套开发软件即可完成运动控制+机器视觉+HMI的编程，运动和视觉均可采用Basic的编程方式，也可以用梯形图来编写程序，界面可以用同一套软件下的HMI功能来实现，直观简单，操作方便。

　　五、方案和产品优势

　　正运动技术VPLC516E视觉运动控制一体机在线式视觉随动同步点胶应用方案的优势：

　　• 将视觉与运动控制结合，客户不需要另外配置工控机，节约了成本，减小了安装空间。

　　• 相机直接与控制器相连，简化了图片数据传递流程，提高了数据传输速度。

　　• 使用简易的指令实现复杂的视觉处理，降低了工程师对视觉开发的难度。

　　• 一套IDE集成环境，即可解决运动控制+机器视觉+HMI显示，缩短了开发周期。

　　• 30+机械手模型的控制，无需专有的机器人控制器，节省了硬件成本。

　　• 具备提前开关胶、拐角减速、硬件位置比较输出等点胶工艺功能。

　　• 支持CAD导图和轨迹轮廓编辑功能，可应对一些特殊场合的异形加工轨迹。