机器视觉运动控制一体机在PCB跟随点胶上的应用

市场应用背景

PCB上的元器件（如电解电容、插件式水泥电阻、扼流圈等）在传输和安装过程中会受到机械应力产生振动，导致元器件松动、针脚断裂或脱落等问题。

用户采用焊接、螺栓或铆接等传统连接工艺难以保证PCB上元器件的牢固连接，因此引入了点胶加固工艺，通过在元器件底部或侧部打胶，使固定胶填充在元器件与PCB表面的孔隙中，从而稳固黏合连接，抑制元器件晃动，防止针脚断裂或脱落，避免短路等异常现象，确保设备正常运行，延长使用寿命。

传统PCB元器件点胶加固方案的局限性:

目前市面上常规手动和普通点胶机无法保证量产时的产量稳定，满足不了PCB对元器件快速、精准地进行点胶加固的需求，产量和品质得不到保证。

手动点胶的胶量控制不精准，会导致元器件加固效果差或散热不良。

普通点胶机在应对不同规格的产品时，操作灵活性差且治具需频繁更换，影响生产效率。同时PCB上形状各异的元器件，普通点胶机难以调整模组点胶姿态去满足底部和侧部旋转的点胶需求，导致加固效果不佳。

正运动技术解决方案:

应市场需求，正运动推出了基于机器视觉运动控制一体机的PCB同步跟随视觉点胶解决方案，实现了视觉与运动控制的一体化集成。

可应用于不同规格PCB上元器件的黏合加固环节中。通过XYZ+R轴联动+皮带控制，实现了不停线、旋转的点胶操作。 内置视觉定位功能，自动识别传送带上PCB元器件的位置和方向，实时调整点胶头的工作姿态，确保胶水均匀、准确地覆盖在需要加固的部位。

方案支持高速PSO、PWM、路径规划、多轴同步跟随等功能，确保点胶轨迹平滑，胶点输出稳定和多种点胶工艺，用户可根据实际生产需求，快速调整点胶参数，简化工作流程，提升整线的生产速度和产品质量，降低生产成本。

01 机器视觉运动控制一体机在PCB跟随点胶上的应用

正运动技术同步跟随视觉点胶方案设计

20DI：接原点、限位等传感器，以及开关信号、编码器等；

20DO：高速输出口接工业相机的硬触发输入和点胶阀；

EtherCAT接口：接EtherCAT总线驱动器，控制X、Y、Z、R轴运动；

4路单端脉冲输出：接脉冲驱动器，控制传送带；

RS232通讯接口：接光源控制器；

EtherNET接口：千兆网口，接支持GIGE协议的面阵相机，实现视觉定位应用。

运动控制与机器视觉实现过程

（1）机器视觉

主要使用了模板匹配功能，通过视觉对皮带线上拍摄范围内运动目标进行识别，可以通过预先设定的特征，如形状、尺寸、Mark点等来实现，最后获取目标的运动轨迹，便于产品到达加工区域，点胶头进行逐个产品点胶加工。

（2）运动控制

通过计算分析编码器位置，实时监测产品在皮带线上的运行速度，进行坐标偏移计算，动态调整点胶头的位置，这样产品移动时也能确定点胶位置。

再通过PSO和PWM功能精准控制点胶过程，PSO控制点胶等间距输出周期，PWM调节胶水的流量，确保在拐角处不会出现胶水堆积现象，保证了点胶的均匀性。最后，通过位置同步跟随功能，系统能够持续调整点胶头的位置，以同步于皮带线上产品的实时轨迹位置。即使在生产线速度变化的情况下，也能保持高品质的点胶效果。

同步跟随视觉点胶工艺流程

方案核心优势

视觉定位：通过相机实时定位流水线上PCB元器件的位置和角度，在任意摆放进料的情况下，机械也能自动纠正加工轨迹路径；

针头旋转：通过四轴插补运动控制算法，使得针头自动倾斜旋转匹配合适点胶角度，合理规避PCB上的元件干涉，确保点胶过程顺畅；

智能排胶加工：无需中断加工，当检测到无料时，设备自动运行排胶动作，有料恢复正常运行，保证生产连续性，减少停机时间；

精准称重：去称重点位，定点模拟程序进行出胶动作，精确计算胶水重量，保持每个产品的出胶一致性，提升产品质量；

匹配流水线速度：根据点胶速度自动调节皮带线速度，实现多位置、高自由度的点胶作业，灵活适应生产节奏；

皮带智能启停加工：在针头到限位前停止皮带，完成加工后再启动，防止设备撞机；

皮带角度校正：对皮带摆放角度偏移校准，自动补偿XYZ位置，实现同步跟随，确保点胶位置准确。

解决方案硬件配置

02 机器视觉运动控制一体机VPLC7系列

基于x86架构的EtherCAT总线视觉运动控制器，跨平台部署，支持脱机运行，内置丰富的视觉和运动控制功能，大幅简化配置流程。核内数据交互速度快，显著降低时间和成本投入，提高项目实施效率。

安装与拆卸过程便捷，占地空间小，能与其他控制单元部件（如伺服驱动器、传感器、编码器、控制阀等）和MES系统无缝集成。提供一体化开放式IPC形态的实时软控制器/软PLC集成的机器视觉+运动控制解决方案。

可选6-64轴运动控制（脉冲+EtherCAT总线），EtherCAT周期最快可达250us；

支持多种通讯接口，方便客户集成现有系统中；搭载MotionRT7，内核交互，指令调用快至us级，支持第三方视觉软件；

多核并行运算，能够高效处理运动控制，机器视觉等自动化设备核心任务；

板载20路通用输入（其中10路为高速输入），20路高速输出；

支持EtherCAT冗余功能，解决单点故障停机，自动诊断并持续运行，增强系统可靠性，简化维护工作。

03 提供易用的可视化视觉点胶开发调试软件

正运动技术通过不断深化扩展VPLC系列视觉运动控制一体机在点胶行业的应用，为用户提供了简单易用的视觉点胶开发调试软件。

软件结合丰富的视觉、运动控制功能，只需进行简单的参数设置，即可构建视觉点胶项目程序，可大幅缩短项目开发周期，降低开发成本，可满足不同产品不同工艺需求。

适用于点、线、灌封、填充、底部填充、封装、喷射等多种点胶应用场景。

视觉点胶开发调试软件功能

功能齐全

支持点胶轨迹打点、线、圆、弧、连续线段、阵列、提前开关胶、手动示教、相机示教、点胶工艺功能。

机器视觉纠偏

产品任意位置和角度摆放，视觉自动识别并完成点胶、喷胶等作业。

操作界面友好功能齐全

调试编程操作简单便捷，支持在视觉图像上进行示教和点动运动。

正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有：运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等。

审核编辑 黄宇