一、 VPLC516E產(chǎn)品功能介紹

　　圖 1 VPLC516E 視覺運動控制一體機(jī)

　　1. VPLC516E的機(jī)器視覺功能

　　? 支持視覺定位

　　? 支持視覺測量

　　? 支持檢測識別

　　? 支持Blob分析。

　　2. VPLC516E的運動控制功能

　　? 支持16軸EtherCAT總線運動控制，EtherCAT刷新周期 1ms

　　? 支持電子凸輪、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、連續(xù)軌跡加工等復(fù)雜的運動控制

　　? 可支持Delta、SCARA、6關(guān)節(jié)、協(xié)作機(jī)器人等30+ 機(jī)械手模型算法

　　? 支持視覺飛拍功能

　　? 支持精準(zhǔn)輸出，實現(xiàn)位置同步輸出PSO

　　? 支持手輪高速編碼器輸入接口。

　　二、 VPLC516E在包裝紙盒掛扣檢測中的視覺檢測方案

　　制造行業(yè)自動化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致各種零部件尺寸、大小、瑕疵、外觀缺陷等方面的檢測也越來越嚴(yán)格，而傳統(tǒng)的人的肉眼檢測無法滿足高速、高精的檢測要求，因此具備高速、高精、智能化屬性的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各種智能制造領(lǐng)域。

　　隨著機(jī)器視覺技術(shù)日趨成熟，越來越多的智能制造行業(yè)考慮如何采用機(jī)器視覺來幫助生產(chǎn)線實現(xiàn)定位、檢查、測量和自動識別等功能，以提高生產(chǎn)效率并降低人工成本，從而實現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化。

　　在傳統(tǒng)的包裝行業(yè)中，機(jī)器視覺的應(yīng)用也越來越多。比如：包裝的OCR和條形碼檢測、天地蓋貼合定位、外包裝的缺陷檢測等。

　　雙插口單邊封包裝紙盒的掛口視覺檢測系統(tǒng)主要由視覺系統(tǒng)、運動控制部分、傳動帶等組成。當(dāng)傳送帶上的紙盒通過工業(yè)相鏡視野覆蓋范圍，傳感器得到信號后，由VPLC516E視覺運動一體機(jī)的高速硬件輸出口，觸發(fā)相機(jī)對掛口區(qū)域進(jìn)行拍照并采集圖像。

　　圖 2 典型掛口式包裝紙盒模型

　　視覺檢測包括以下幾個方面：

　　(1)是否有掛口，無掛口為NG;

　　(2)掛口形狀是否標(biāo)準(zhǔn)，不標(biāo)準(zhǔn)為NG;

　　(3)掛口形狀標(biāo)準(zhǔn)，掛口中心點位置和插頁兩邊沿交點位置的直線距離是否在要求范圍內(nèi)，超出設(shè)置范圍為NG。

　　圖 3 視覺檢測示意圖

　　紙盒掛口檢測的OK或者NG結(jié)果信息給到運動控制處理單元，檢測NG的紙盒由氣缸剔除或者不進(jìn)行后續(xù)加工， 檢測OK的紙盒進(jìn)行封膠、裝盒、折左右耳、插頁、輸出成品等后續(xù)工序。

　　正運動技術(shù)的VPLC516E視覺運動控制一體機(jī)，既可以通過GigE接相機(jī)，做視覺定位、形狀匹配、視覺檢測處理，又可以通過底層的30+種機(jī)械手的算法控制SCARA機(jī)械手高速高柔性的運行，實現(xiàn)運動控制+機(jī)械手控制+機(jī)器視覺+高清顯示的高集成、高智能的一整套解決方案。

　　三、 系統(tǒng)設(shè)計方案

　　1. 系統(tǒng)電氣拓?fù)鋱D(見圖4)

　　圖 4 系統(tǒng)電氣拓?fù)鋱D

　　VPLC516E視覺運動控制一體機(jī)在包裝盒掛扣視覺檢測的硬件配置如表1所示。

　　表 1 硬件明細(xì)表

　　2. 系統(tǒng)動作流程

　　①紙盒模切、沖壓成型

　　對原料紙盒進(jìn)行模切并沖壓成型，生成待檢測和封裝半成品紙盒。

　?、?視覺拍照

　　視覺運動控制一體機(jī)的輸出OUT端接相機(jī)的IO控制端，待接收到拍照信號時，對紙盒掛口區(qū)域進(jìn)行拍照。

　?、?模板匹配，視覺定位

　　對獲取到的圖像進(jìn)行模版匹配、視覺定位，獲取模板匹配的檢測結(jié)果OK或者NG，并定位出檢測OK的紙盒掛口中心點位置。

　　④ 直線測量，生成兩直線交點

　　對獲取到的圖像插頁的兩條邊沿檢測，檢測出交點的位置坐標(biāo)。

　?、?數(shù)據(jù)計算

　　計算紙盒掛口中心點坐標(biāo)和底部邊沿交點坐標(biāo)的兩點直線距離，在設(shè)置值范圍內(nèi)判定為檢測OK，否則為NG。

　?、?紙盒邊封、裝盒、折左右耳、插頁

　　運動控制部分對檢測OK的合格品進(jìn)行膠粘封側(cè)、待裝物料裝盒、紙盒頂部和底部折左右耳，并插頁，生成成品。

　　⑦ 輸出成品

　　對合格的成品輸出進(jìn)箱。

　　四、主要功能和特點

　　1. 視覺功能的實現(xiàn)

　?、傧嚓P(guān)Basic指令：圖像抓取、模板匹配、視覺定位、直線測量、直線交點等。

　　表 2 視覺功能 Basic 指令

　?、?相 機(jī) 和 鏡 頭 選 擇 130W全局快門相機(jī)，8mm鏡頭; 目標(biāo)距離：100-200mm;

　　視野范圍：115*86mm。

　　圖 5 相機(jī)檢測圖

　?、垡曈X實現(xiàn)效果(見圖6、7)

　　圖 6 檢測合格

　　圖 7 檢測不合格(超范圍)

　　2. 運動控制功能Basic相關(guān)指令

　　皮帶上的待檢測紙盒在持續(xù)傳送過程中，不停下來、持續(xù)地進(jìn)行視覺檢測，實現(xiàn)視覺飛拍的功能：

　?、倨系奈锪隙ㄎ煌瓿珊蟮母欁ト?，可以使用專門的皮帶跟蹤抓取指令MOVESYNC;

　?、谝曈X飛拍可采用硬件精準(zhǔn)位置輸出MOVE_OP觸發(fā)拍照,誤差1個脈沖;

　?、坻i存視覺飛拍相機(jī)觸發(fā)的位置，可采用REGIST編碼器鎖存指令。

　　表 3 運動控制功能 Basic 指令

　　3. 簡單易用的機(jī)器視覺+運動控制 ZDevelop V3.10 編程

　　同一套開發(fā)軟件即可完成運動控制+機(jī)器視覺+HMI的編程，運動和視覺均可采用Basic的編程方式，也可以用梯形圖來編寫程序，界面可以用同一套軟件下的HMI功能來實現(xiàn)。

　　在沒有視覺運動控制一體機(jī)和工業(yè)相機(jī)的情況下，亦可采用讀取本地圖片的方式，進(jìn)行前期的仿真調(diào)試，直觀簡單，操作方便。

　　圖 8 編程界面

　　五、方案和產(chǎn)品優(yōu)勢

　　正運動技術(shù)VPLC516E視覺運動控制一體機(jī)在包裝盒掛扣視覺檢測上的應(yīng)用方案優(yōu)勢：

　　? 將視覺與運動控制結(jié)合，客戶不需要另外配置工控機(jī)，節(jié)約了成本，減小了安裝空間;

　　? 相機(jī)直接與控制器相連，簡化了圖片數(shù)據(jù)傳遞流程，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度;

　　? 使用簡易的指令實現(xiàn)復(fù)雜的視覺處理，降低了工程師對視覺開發(fā)的難度;

　　? 一套IDE集成環(huán)境，即可解決運動控制+機(jī)器視覺+HMI顯示，縮短了開發(fā)周期;

　　? 支持高速硬件位置比較輸出，高速位置鎖存，可快速實現(xiàn)視覺飛拍功能。