市場應用背景

SCARA機械手柔性上下料系統在3C電子、半導體、鋰電、光伏、食品及醫療等領域受益于自動化需求的持續增長。該系統提高生產效率和精度，降低運營成本，具有良好的尺寸和材質適應性，能快速完成物料轉換，優化生產流程，因此推動其在這些領域中被廣泛應用。

傳統自動上下料的局限性：

靈活度不高：采用碗式振動盤通常針對特定產品，對尺寸、形狀變化適應性差，易卡料。

速度和效率限制：在需要高速生產的場景中，易受機械設計、視覺處理與運動控制數據交互的速度、效率等問題限制，無法滿足生產線的高產量或快速換料生產的需求。

系統集成復雜：涉及如機器人、視覺系統、控制系統、供料系統等多種組件，設備間協議和數據格式可能存在差異導致兼容性等問題，增長調試周期。

數據流通性差：舊系統可能存在不支持實時數據處理或遠程監控，形成信息孤島，限制了企業智能制造的實施，無法與MES系統無縫集成。

高成本問題：需要購買多套硬件，同時市場用人和維護成本居高不下，增加企業運營成本。

正運動技術解決方案:

正運動針對市場需求，特此開發了基于VPLC系列的視覺運動控制一體機和RTFuse快組態軟件的SCARA機械手柔性上下料解決方案，通過點位示教與RTFuse快組態的結合，實現一站式、快速開發上下料設備，有效縮短項目周期，降低運維與人力成本，提升企業營收及生產線自動化水平。

方案可靈活適應各種尺寸規格和材質的物料。操作員通過簡單調整視覺、運動控制功能模塊參數，即可在最短時間內完成物料轉換，實現高速高精的機械手柔性上下料，有效消除卡料的問題，顯著提高數據處理速度，簡化生產流程，減少人工干預。

適用于開發擺盤機、貼合機、食品醫療包裝、裝配及分揀等多種需要柔性供料的場景。

01 機器視覺運動控制一體機在SCARA機械手柔性上下料的解決方案

SCARA機械手柔性上下料加工示意圖

正運動SCARA機械手柔性上下料解決方案設計

20DI：接原點、限位等傳感器，以及開關信號、編碼器等

20DO：高速輸出口接工業相機的硬觸發輸入和點膠閥

EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制其它軸運動

4路單端脈沖輸出：接脈沖驅動器，控制傳送帶

RS232通訊接口：接光源控制器

EtherNET接口：千兆網口，接支持Gige協議的面陣相機，實現視覺定位、檢測應用

與柔性振動盤通訊

正運動SCARA機械手柔性上下料解決方案支持多種柔性振動盤通訊協議。

振動盤本體上配備有網口、RS232/485接口和I/O信號接口，支持Modbus-TCP和Modbus-RTU通訊。

在此次方案中采用的柔性振動盤I/O信號觸發來通訊操作。操作員可根據廠家的提供的調參軟件，可調試柔性振動盤達到理想的震動效果。

1、運動控制與機器視覺實現過程

（1）運動控制

首先通過I/O觸發振動盤快速振動，使物料在物料盤內均勻分布。上相機完成物料的拍攝和處理后，SCARA機械手根據視覺處理數據沿預設路徑移動，實現精確的點到點運動控制。機械手依次執行以下操作：物料抓取、二次拍攝和下料。在整個過程中，控制系統實時調整機械手各關節速度，以實現更平滑的運動軌跡。

（2）機器視覺

在SCARA機械手執行柔性上下料的過程中，機器視覺系統首先通過形狀匹配工具對料盤上的多個物料進行粗定位，然后通過坐標系數校準，將物料的世界坐標輸送給機械手進行抓取。隨后物料依次被移至下相機拍照位進行視覺飛拍，進行二次定位實現位置糾偏，便于SCARA機械手到達下料區完成精準位置下料，提高定位精度滿足客戶需求。

2、SCARA機械手柔性上下料配置流程

3、方案核心應用優勢

高度集成：集成豐富的IO控制、30+機器人算法、機器視覺和運動控制、通訊等功能模塊，可靈活構建運動控制+視覺一體化的機械手柔振上下料解決方案

調試方便、交付快：工程師無需編程，通過工具調參即可快速開發，縮短項目周期與提高數據處理速度，以及快速評估新項目潛在風險，效率更高

提高系統靈活度：可快速換線/料，無需復雜的機械拆裝過程，可以輕松重新配置參數以適應生產計劃變化，適用于各種小型零部件零散排列上料

精度高：通過視覺系統識別物料位置，無需固定治具來指定物料來料方向，能準確定位振動盤物料位置

減少人工和運維成本：減少了對人工操作的需求，一人即可操作多臺設備，解決工程人員流失，減少人為失誤、返工、維修等費用，以及時間成本

4、解決方案硬件配置

02 VPLC7系列機器視覺運動控制一體機

VPLC711是一款基于x86平臺和Windows操作系統的高性能機器視覺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。

VPLC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（如伺服驅動器、傳感器、編碼器、控制閥等）和MES系統無縫集成，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）

內置實時內核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 RTFuse柔振上下料系統

正運動技術的RTFuse柔振上下料系統專為“視覺+運動控制”的柔振上下料應用設計，提供一站式解決方案。該軟件簡化了參數設置，搭配圖像采集系統，可以大幅縮短開發周期，降低開發成本。

▌相機支持

支持市面上大部分主流相機，支持4個相機并行采集、視覺飛拍。

▌快速配置

機械手、軸組、振動盤、相機和矩陣料盤、工具參數。

▌示教功能

提供取料、飛拍及放料路徑等多個點位的一鍵示教功能。

▌坐標校準

支持相機標定，包括修改XY坐標方向和世界坐標位置補正。

▌走位標定

通過示教好的運動點位，一鍵即可完成自動標定。

▌系統切換

可切換至RTfuse快組態系統，實現視覺檢測流程。

▌可視化界面

界面友好，便于用戶數據監控，實時顯示使能狀態、回原狀態、定位數量和擺放計數等。

▌支持機械手類型

4軸模組、SCARA機械手、Delta機械手、直角坐標機械手、6關節等

審核編輯 黃宇