视觉运控一体机在DELTA并联机械手动态跟随抓取的应用-电子发烧友网

市场应用背景

DELTA并联机械手是由三个相同的支链所组成，每个支链包含一个转动关节和一个移动关节，具有结构紧凑刚性高、占地面积小、高速高灵活性、无累积误差、适合高频次的重复作业等特点，可在有限的空间内进行高效的作业，广泛应用于食品包装、制造加工、消费电子等领域。

随着工业水平的提高，对工作速度与精度提出了更高的要求，并联机器人也开始向着 高速、轻型化方向发展。

食品、医药、3C电子行业对高效自动化需求激增，小批量多品种趋势凸显。动态分拣自动化成为提质降本关键，并联机器人取代人工分拣实现智能化突破。通过视觉系统精准定位传送带上的异形物品，结合运动控制系统协调机械臂轨迹，配合吸盘/夹爪等智能末端执行器，完成高速精准抓取分装。该技术突破柔性生产瓶颈，满足现代制造业快速换型需求。

市面上传统方案的痛点：

传统食品包装流程依赖人工在皮带流水线进行作业，效率低且容错率差。采用DELTA并联机械手可实现高速自动化箱、封箱等工序，大幅提升包装效率。该设备结合视觉系统可对产品进行自动识别与检测，有效增强分拣精准性。当前主流DELTA系统通常包含机械手控制柜、工业计算机和视觉软件，若需整合附加传送带、气动元件及传感器则还需额外配置PLC控制系统。此类方案普遍存在以下缺陷：

● 硬件系统分散，多模块拼装架构；

● 通信协议繁杂，多节点交互困难；

● 硬件采购及运维成本过高；

● 非标异形件处理能力薄弱；

● 作业精度与生产效率双重不足。

正运动技术解决方案优势：

正运动技术的DELTA同步跟随分拣解决方案基于VPLC系列视觉运动控制一体机和RTFuse视觉系统，通过一体化集成机械手控制柜、视觉软件、工业计算机及 PLC控制器，实现全功能整合式解决方案。实现即插即用一站式解决方案，满足市场常见的各种物品的抓取和摆放的需求，实现了快速物料切换和配置工艺，提升兼容性等。方案核心优势如下：

● 一体化架构设计：无需额外配置工控机，有效降低硬件成本与占地面积，同步缩短项目部署周期，降低技术实施门槛并提升系统响应速度

● 三自由度并联机构：结构设计精密紧凑，重复定位精度高。结合伺服驱动与传送带，能够实现精准的目标跟踪从而完成高速视觉分拣任务

● 模块化人机交互：易于用户理解和快速掌握的界面，工具、流程和界面均可任意扩展

01 视觉运控一体机在DELTA并联机械手动态跟随抓取的解决方案

DELTA并联机械手动态跟随抓取运行视频请点击→“视觉运控一体机在DELTA并联机械手动态跟随抓取的应用”查看。

正运动DELTA并联机械手动态跟随抓取解决方案设计

20DI：启动/复位/停止按钮、气压检测、皮带编码器信号等；

20DO：相机触发、破/吸真空、三色灯蜂鸣器等；

EtherCAT接口：接EtherCAT总线驱动器，控制DELTA并联机械手；

4路单端脉冲输出：接步进/脉冲驱动器、编码器轴；

EtherNET接口：千兆网口，接支持Gige协议的面阵相机，实现视觉定位、纠偏应用。

运动控制与机器视觉实现过程

| 机器视觉

上置工业相机对皮带输送线上的动态物料进行视觉拍照定位，通过编码器实时反馈的数据实现DELTA机械手与皮带线的同步追踪和抓取。(针对精度要求较高的摆盘或装配应用可配置下置相机，在抓取后执行飞拍二次定位纠偏以增加工艺精度)

视觉定位主要用到形状匹配功能，通过预设的形状、尺寸、Mark点等特征，实现目标物料的匹配定位。通过坐标系校准，将物料的世界坐标传送给DELTA并联机械手。

| 运动控制

零散物料放置在皮带线上输送时，控制器通过视觉拍照定位以获取各物料的空间坐标数据，通过编码器实时反馈的数据驱动 DELTA并联机械手执行动态抓取作业，将物料精准放置至预设工位。DELTA机械手基于视觉定位数据沿规划路径按序完成物料的拾取与定点放置（方案支持用户快速示教关键动作节点：拾取、放置、视觉拍摄）。当末端执行器检测到当前吸嘴无有效标签时，会重新抓取新物料进行摆放。

基本参数设置

检测参数设置

DELTA并联机械手动态跟随抓取流程

方案应用优势

技术门槛低：拖拽式中文组态视觉，应用工程师经过简单培训可轻松上手；

项目开发周期快：成熟的视觉机械手动态抓取解决方案，减少用户开发时间成本；

软硬件集成性强：集成EtherCAT总线、脉冲混合控制，机器视觉、运动控制、集软硬于一体易于设备调试与排除问题；

降低企业用人成本：一人即可调试设备的运动控制、视觉、IO逻辑控制等，解决工程人员流失、用人成本高等问题；

柔性化生产：系统可保存多个物料的视觉和运控配置程序，一键完成工艺包切换。可灵活处理不同尺寸和形状的工件，无需频繁更换硬件，降低产线停机时间。

解决方案硬件配置

02 高集成机器视觉运动控制一体机VPLC712

正运动技术VPLC712机器视觉运动控制一体机是一款基于x86架构的EtherCAT总线视觉运动控制器，采用一体化设计，将实时机器视觉、运动控制、IO和监控集成于一台多核控制器上，实现多任务并行实时处理自动化设备任务，通过共享内存机制，将PC部分硬件资源通过MotionRT7进行配置，实现核内高速交互，驱动执行器进行对应操作，完成设备整体的控制。

VPLC系列机器视觉运动控制一体机的安装与拆卸过程便捷，占地空间小，还能与其它控制单元部件（如伺服驱动器、传感器、编码器、控制阀等）无缝集成，提供一个完整端到端的视觉运动控制解决方案。

VPLC712机器视觉运动控制一体机，本身最多支持64轴，EtherCAT最小通讯周期可达到250us；板载20数字输入，20数字输出以及4路高速锁存输入；板载2路本地差分脉冲轴、2路AD和2路DA。

03 RTFuse视觉动态抓取应用

正运动针对市场需求，特此基于VPLC系列的视觉运动控制一体机开发了RTFuse视觉对位贴合解决方案，通过点位示教与RTFuse视觉组态的结合，实现一站式、快速开发对位贴合设备，有效缩短项目周期，操作员通过简单调整视觉、运动控制功能模块参数，即可在最短时间内完成物料转换，实现高速高精的机械手对位贴合。

▌ 相机支持

支持市面上大部分主流相机，支持4个相机并行采集、视觉飞拍。

▌ 快速配置

机械手、轴组、飞达供料、相机和矩阵取料、工具参数。

▌ 示教功能

提供取料、飞拍及放料路径等多个点位的一键示教功能。

▌ 坐标校准

支持相机标定，包括修改XY坐标方向和世界坐标位置补正。

▌ 走位标定

通过示教好的运动点位，一键即可完成自动标定。

▌ 系统切换

可切换至RTFuse视觉组态系统，实现视觉检测流程。