時間:2024-08-13 15:30:44來源:深圳市正運動技術(shù)有限公司
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。
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