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本文通過ZMC430N運動控制器在轉盤式視覺篩選設備中的方案應用，來深入了解正運動技術運動控制器配合機器視覺進行視覺飛拍、PSO高速硬件位置比較輸出等功能的應用優(yōu)勢。
一、應用背景
隨著工業(yè)4.0時代的推進，各大制造型企業(yè)為推動制造業(yè)，以“智能制造”賦能高質量發(fā)展，對產(chǎn)品的品質、產(chǎn)能等提出了更高的標準。
1.市場面臨的機遇與挑戰(zhàn)
在生產(chǎn)過程中，時常因生產(chǎn)和運輸環(huán)境中的不可控因素，易導致產(chǎn)品出現(xiàn)外觀劃痕、壓傷、尺寸不一致等問題。
傳統(tǒng)檢測方案一般是采用人工檢測，因人工檢測易受主觀因素的影響，而導致檢測精度、效率、一致性不高等問題，直接影響產(chǎn)品品質和產(chǎn)能。
同時制造型企業(yè)也面臨招人難、用人成本高等各因素驅動下，迫切希望將人工檢測轉向視覺智能化檢測，提高產(chǎn)品品質和產(chǎn)能，進而增大了自動光學檢測設備的市場需求。
2.開發(fā)更好的解決方案
隨著智能制造市場需求的增長，正運動技術也為此推廣部署致力于解決各領域制造型企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。
例如ZMC430N運動控制器應用在轉盤式視覺篩選機上的解決方案，已被廣泛應用，它能快速有效地為客戶解決傳統(tǒng)檢測方案在品質方面存在的隱患，毅然成為制造業(yè)為確保產(chǎn)品品質的核心智能過程控制利器。
3.方案應用效果
轉盤式視覺篩選機，是針對各種零件的尺寸、外觀等缺陷而研發(fā)的自動化檢測設備，采用振動盤等上料機構自動輸送零件到玻璃轉盤后，視覺檢測工位對零件進行圖像處理。運動控制器則完成玻璃轉盤的恒速旋轉以及物料位置的編碼器反饋、硬件位置比較輸出對多工位的CCD相機和吹氣裝置進行控制，實現(xiàn)全自動多面外觀、尺寸等方面的檢測篩選。
4.應用市場
轉盤式視覺篩選機廣泛應用于3C電子、鋰電池、電子元器件、半導體、五金等工業(yè)制造領域。
二、ZMC430N運動控制器介紹
ZMC430N是一款高性能30軸EtherCAT、RTEX雙總線+脈沖運動控制器�？蓪崿F(xiàn)直線插補、圓弧插補、連續(xù)軌跡加工等復雜的運動控制功能，支持IO高速鎖存輸入/精準輸出和位置同步輸出PSO，非常適用于2-8個視覺檢測工位的轉盤式視覺篩選設備上。
1.ZMC430N運動控制器的性能
- 最大輸出脈沖頻率可達10MHz；
- 16軸以內(nèi)EtherCAT最快刷新周期100μs；
- EtherCAT/RTEX多總線軸+脈沖軸混合插補。
2.控制器在轉盤視覺篩選機上的應用優(yōu)勢
- 可實時控制轉盤，記錄編碼器的反饋位置；
- 高速輸入口接傳感器，感應并記錄零件來料位置；
- PSO硬件位置比較輸出可接2-8個相機進行視覺飛拍、檢測和測量；
- PSO硬件位置比較輸出可接吹氣口，對視覺的檢測結果進行相應篩選分類。
3.控制器支持多種高級編程
調用同一套API函數(shù)庫即可開發(fā)多種運動控制需求。
三、玻璃轉盤視覺篩選機原理
1.工作原理
首先通過振動盤將零件輸送到高透明玻璃轉臺，其次通過傳感器去感應來料的零件，再通過ZMC430N的高速鎖存輸入口記錄來料的實際位置。
當轉盤轉動到視覺檢測工位時，控制器通過高速輸出口觸發(fā)相機拍照，然后進行圖像處理運算，最后根據(jù)預設的檢測標準進行自動檢測篩選，并剔除不良品。
2.運動控制系統(tǒng)原理
基于ZMC430N運動控制器的轉盤式視覺篩選系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的PLC+觸摸屏方案，系統(tǒng)集成度、響應速度和效率更高。
在玻璃轉盤飛速運動的時，通過硬件觸發(fā)相機進行視覺飛拍拍攝物料進行圖像處理,并實時輸出對應的篩選分類結果，檢測速度可大幅度提升。
3.視覺系統(tǒng)原理
根據(jù)轉盤的旋轉運動速度要求，需對相機的拍照響應、曝光時間和像素，以及光源控制方式等都有一定的要求，才能根據(jù)運動速度去完成不同零件的視覺飛拍、測量和檢測等功能。
四、ZMC430N運動控制器配合視覺在轉盤式視覺篩選設備中的應用
1.系統(tǒng)動作流程
根據(jù)物料的類型，選擇相應的振動盤將零件輸送到高透明玻璃轉臺上，其中旋轉臺是以某一設定的速度在恒速旋轉；
當傳感器感應到物料，基于FPGA的高速鎖存口記錄物料當前位置；
通過高速鎖存口鎖存的位置，計算出各個相機的位置，由運動控制器內(nèi)部硬件位置比較輸出觸發(fā)相機，進行視覺飛拍；
對拍照的物料圖片進行視覺檢測、測量、識別等功能，并傳輸OK或者NG信號給到運動控制器；
根據(jù)視覺系統(tǒng)反饋給運動控制器的結果，以及通過感應器鎖存的物料的位置計算出吹氣口的位置，由運動控制器內(nèi)部的硬件位置比較輸出控制吹氣口，進行篩選良品/不良品。
2.方案優(yōu)勢
- 檢測結果穩(wěn)定、一致性高；
- 自動篩選分類不良品，并剔除，提高產(chǎn)品品質；
- 視覺飛拍相比靜態(tài)拍攝，減少機臺CT，提高效率；
- 一人操作一臺機器可替代2-6人工作業(yè)，提高產(chǎn)能；
- 可在線監(jiān)測每道生產(chǎn)檢測工序是否在可靠、有效地進行；
- 相比于傳統(tǒng)的PLC+觸摸屏方案，集成化更高，性價比更好，響應更快，效率更高。
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