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工业之眼,视觉飞拍,无停顿高效生产的秘诀
返回列表 来源: 发布日期: 2021.10.20

1.飞拍功能介绍

针对传统的视觉定拍,生产效率不够高的问题,在一些应用场合中,越来越多地使用视觉飞拍来完成视觉拍照功能。即机构按照既定的轨迹运动,当运行到拍照点时,运动轴不停下来,瞬间完成飞行抓拍的功能。整个过程中移动机构不停止,从而节省机构运行时间,满足效率,并且能保证运行精度。

1)在精度保证的同时,可以不减速(v-t图如图1所示)。

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图1飞行抓拍v-t图

2)在精度不足的情况下,可以略微降速,分段运行,但速度不降为0(v-t图如图2所示)。

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图2 精度不足情况下的飞行抓拍v-t图

飞拍功能非常适合凌乱工件的高速整理,工件从抓取到拍照、放料(或组装)等一系列动作可在不停止设备的情况下连续执行。目前在锂电、手机、食品等行业已有广泛应用。

2.飞拍实现方式

飞拍功能实现需要支持硬件比较输出或者精准输出功能的控制卡,同时,需要配置高性能伺服驱动器。

目前,各类控制器采用计算方式如下:

1)CPU计算,无法实时输出,精度低;改变系统参数时,需手动调整补偿时间,无法使用;

2)FPGA计算,实时输出,但改变参数时,也需手动调整补偿时间,不满足要求;

3)CPU计算+IO卡输出,通过上位控制器计算,无需调整补偿时间;但无法实时输出,精度低,且需要额外购买IO板卡。

 

我司采用ATOF(Adaptive Trigger On the Fly自适应飞拍)控制方式,在满足精度的前提下,改变系统参数(速度、加减速、运动路径/轨迹)时,无需调整参数,精度仍保持一致。

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图3 ATOF流程图

3.系统配置方案

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图4飞拍系统配置图

当运行到预定的拍照点时,运动轴不停下来,采用运动控制卡的精准输出或者硬件比较输出功能,瞬间完成飞行抓拍的功能。并在运动过程中,根据视觉抓拍采集的产品像素位置变化,计算出机械坐标偏移量,将偏移量发送给运动控制卡,及时修正处理,完成飞拍功能。

4.测试方案及结果

4.1测试方案

1)测试2组不同速度、不同加减速、不同路径条件下,TOF和ATOF拍照效果图对比。

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2)测试9组不同速度、不同加减速、起点、终点位置,TOF和ATOF定位偏差数据。

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4.2测试结果

7

图·5  速度:2m/s加速度:2G  起点:7mm  终点:430mm

8

 图·6    速度:0.5m/s加速度:1G  起点:7mm  终点:430mm

 

9

图5定位偏差比较图

•        通过相机拍照图片对比,TOF方法在改变系统参数情况下,定位偏差波动0.1mm;而ATOF方法在改变系统参数情况下,定位偏差波动0.01mm,波动降低90%;

•        在9种不同系统参数组合下,记录TOF方法与ATOF方法定位偏差数据,求取均方差,TOF均方差为0.0485,ATOF均方差为0.0038,均方差减小90%;

•        ATOF在无需调整参数的情况下,同时实现定位精度比TOF提高一个数量级,满足需求。

 

5. Ω6s-AP系列伺服介绍

Ω6s-AP驱动采用源自德国公司(辛格林纳)的研发技术,针对国内客户的使用习惯所开发的一款高性能的脉冲型伺服驱动。其电流环刷新频率达到1MHz,瞬时过载能力达到3.5倍,是设备高速响应的基石。最大支持16MHz的脉冲输入指令、3路高速DI输入和2路高速DO输出(最高支持1MHz高速数字信号)。

1us响应高速IO,轻松应对飞拍和探针需求;自带自整定算法能够轻松应对不同的现场应用,即插即用,可节省90%设备调试时间;温度监控系统+加厚的UV涂层,能够适应不同的应用环境,保证系统在不同环境下都能高效稳定的运行。

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