市場應用背景

　　近年來，螺絲鎖付市場需求持續(xù)增長，特別是在3C消費電子、汽車組裝及家電等領(lǐng)域裝配生產(chǎn)線上。產(chǎn)品設計的多樣化、精細化，推動制造型企業(yè)對螺絲鎖付的精度、效率和產(chǎn)線柔性化等提出了更高要求，促進了SCARA機械手螺絲鎖付技術(shù)的廣泛應用，顯著提升螺絲擰緊效率和精度，減少了對人工的依賴，并有效實現(xiàn)了批量組裝及靈活換料換線生產(chǎn)。

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　　市面上常見的螺絲鎖付方案局限性:

　　市面上常見的螺絲鎖付方案，包括手持電批和多軸模組臺式螺絲鎖付設備，雖然廣泛應用于多種緊固場景，但它們在滿足高或特定扭矩精度需求，同一工位擰緊多種類型螺絲，以及快速產(chǎn)品切換和混料生產(chǎn)等方面需求存在一定的局限，都可直接影響鎖付工藝流程的效率和質(zhì)量管控。

　　正運動技術(shù)解決方案:

　　正運動針對以上市場需求，特此開發(fā)了一款基于VPLC7機器視覺運動控制一體機的三軸SCARA機械手螺絲鎖付應用解決方案，易于集成至客戶現(xiàn)有裝配線，提供獨立操作站點，可根據(jù)生產(chǎn)需求自動切換工藝配方或工位調(diào)整，同時支持間歇性或連續(xù)大批量生產(chǎn)，適用于平面、沉孔和側(cè)邊的螺絲鎖付，配合視覺采集系統(tǒng)，即可實現(xiàn)高速高精的螺絲鎖付應用。

　　方案支持機械手執(zhí)行單個/多個批頭鎖付任務，可靈活更換批頭以適配不同類型的螺絲，可設置不同的鎖附工藝(如扭力、轉(zhuǎn)速、鎖附高度、退釘?shù)?。提供鎖付全程實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，包括鎖螺絲的扭力、圈數(shù)、鎖付狀態(tài)、鎖付結(jié)果、浮高高度、鎖付高度、鎖付時間等，做到每鎖一顆螺絲即可生成鎖付結(jié)果。

　　機器視覺運動控制一體機通過直接控制機器人來縮短循環(huán)時間，實現(xiàn)系統(tǒng)的集中管理，并提高鎖付良率至99.6%。

　　01、VPLC7機器視覺運動控制一體機在三軸SCARA機械手螺絲鎖付的應用

　　傳統(tǒng)的機械手螺絲鎖付方案

　　傳統(tǒng)的機械手螺絲鎖付方案通常采用機器人驅(qū)動控制一體機+PLC+視覺系統(tǒng)的組合方案，存在以下問題：

　　·配件多、接線繁瑣、故障排查麻煩、開發(fā)周期長;

　　·視覺與運動控制之間的數(shù)據(jù)交互效率不高;

　　·軟硬集成度不高，功能整合度低;

　　·多套硬件初始成本和維護成本高。

　　正運動技術(shù)SCARA螺絲鎖付方案設計

　　·20DI：接倍數(shù)鏈工作站阻擋位、來料傳感器信號，以及電批、供料器報警信號;

　　·20DO：接螺絲供料器，高速輸出口接工業(yè)相機的硬觸發(fā)輸入;

　　·EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅(qū)動器，控制SCARA機械手;

　　·4路單端脈沖輸出：接步進/脈沖驅(qū)動器，可控制其他附加軸;

　　·RS232通訊接口：接電批、測微計、光源控制器;

　　·EtherNET接口：千兆網(wǎng)口，接支持Gige協(xié)議的面陣相機，實現(xiàn)視覺定位糾偏應用。

　　運動控制與機器視覺實現(xiàn)過程

　　(1)機器視覺

　　在三軸SCARA機械手螺絲鎖付過程中，機器視覺系統(tǒng)首先獲取當前來料產(chǎn)品的位置，隨后通過對批頭、相機中心標定，得出標定系數(shù)，進行雙Mark點定位糾偏，當產(chǎn)品的位置和角度發(fā)生變化時，可以自動計算出糾偏螺絲鎖付工件的螺絲緊固點位所需的偏移量，以確保機械手能夠準確移至螺絲鎖付點位，從而實現(xiàn)螺絲鎖付操作的精準定位。

　　(2)運動控制

　　通過預設規(guī)劃的SCARA機械手路徑，機械手執(zhí)行拱形運動和點到點運動控制?？刂葡到y(tǒng)會精確調(diào)整機械手臂的關(guān)節(jié)速度，確保其按照預定軌跡準時到達目標位置。

　　一旦產(chǎn)品到達緩存位，機械手首先檢查本工位是否有料。如無產(chǎn)品，機械手則將產(chǎn)品放行至該工位。產(chǎn)品到位后，進行雙Mark拍照定位，并計算坐標偏移，以便SCARA機械手能夠根據(jù)實際情況實時動態(tài)調(diào)整目標螺絲緊固位置，完成鎖付操作。

　　鎖付完成后，機械手等待下一工位的放行信號。一旦接收到放行信號，機械手便控制傳送帶將產(chǎn)品送至下一工位，并再次檢查緩存位是否有料，繼續(xù)執(zhí)行上述流程。

　　SCARA機械手螺絲鎖付工藝流程

　　方案核心優(yōu)勢

　　·集成了機器視覺、運動控制、IO控制和機械手控制于一體，接線更方便，成本更低;

　　·運動控制實時內(nèi)核，核內(nèi)交互，指令調(diào)用速度快至us級，提升加工效率;

　　·內(nèi)置30+機械手類型算法，客戶使用更方便，提升工程師開發(fā)效率;

　　·提供可視化機械手螺絲鎖付軟件，程序調(diào)試工藝步驟更簡單更快，鎖付過程實時監(jiān)測，提供滑牙、浮高等檢測，良率高達99.6%，實現(xiàn)更穩(wěn)定的“打螺絲”;

　　·解決不同產(chǎn)品角度來料，實現(xiàn)生產(chǎn)效率與精度的大幅度提升，提高生產(chǎn)線的柔性與自動化水平;

　　·提供一鍵自動標定功能，即可快速實現(xiàn)工件鎖付位置的視覺糾偏，提高生產(chǎn)效率。

　　解決方案硬件配置

　　02、VPLC7系列機器視覺運動控制一體機

　　正運動技術(shù)VPLC7系列機器視覺運動控制一體機是一款基于x86平臺和Windows操作系統(tǒng)的高性能機器視覺EtherCAT運動控制器，可脫機運行，支持豐富的IO控制，30+機器人算法，以及視覺和運動控制功能，大幅簡化視覺與運動控制項目的配置流程。

　　VPLC7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)和MES系統(tǒng)無縫集成，提供一個完整端到端的視覺運動控制解決方案。

　　·可選6-64軸運動控制(脈沖+EtherCAT總線)

　　·內(nèi)置實時內(nèi)核MotionRT7，支持第三方視覺軟件

　　·板載20路通用輸入(其中10路為高速輸入)，20路高速輸出

　　·提供一體化開放式IPC形態(tài)的實時軟控制器/軟PLC集成的視覺+運動控制解決方案

　　·多核并行運算，能夠高效處理運動控制，機器視覺等自動化設備核心任務

　　03、提供易用的可視化RTFuse機器人系統(tǒng)平臺

　　RTFuse機器人系統(tǒng)是一款面向機械手市場推出的系統(tǒng)級軟件，支持市面上主流的Scara、Delta、六關(guān)節(jié)、協(xié)助、直角坐標等多種機械手類型。

　　軟件整合了可視化的運動控制、IO邏輯控制、通訊交互、機器視覺等功能，用戶可在示教器上通過系統(tǒng)內(nèi)豐富的工具進行純圖形化編程，無需編寫代碼即可輕松實現(xiàn)中文示教一站式編程開發(fā)。

　　RTFuse機器人系統(tǒng)平臺產(chǎn)品優(yōu)勢

　　技術(shù)門檻低

　　拖拽式中文組態(tài)系統(tǒng)編程，經(jīng)過簡單培訓，應用工程師可輕松上手。從上至下執(zhí)行項目控制流程，機械手位置手動示教。

　　系統(tǒng)開放性強

　　支持多線程控制，除機械手控制外，也可以控制其它附加軸、IO邏輯控制、通訊交互等，一個控制器即可完成。

　　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備調(diào)試與排除問題。

　　企業(yè)用人成本低

　　一人即可調(diào)試設備的運動控制、視覺、IO邏輯控制等，解決工程人員流失、用人成本高等問題。