视觉激光振镜控制卡在激光飞行打标的应用

流水线式飞行打标为什么要加视觉？

传统流水线式激光飞行打标系统主要靠编码器与触发信号实时监测传送带运动速度，并根据反馈信号计算出传送带上被加工工件因运动产生的位移偏差，结合固定节拍完成静态或步进间歇式打标控制，本质上非基于工件真实坐标。

当产线缺高精度治具约束，前端来料出现位置偏移、姿态旋转或打标间距波动时，易出现打偏、漏打、重打及换型麻烦等问题。

► 传送带激光飞行打标原理示意图

引入视觉，飞拍定位后，工件无需停顿，在传送带上连续运行，"视觉定位 + 振镜"实时动态修正补偿，实现激光飞行打标工件，效率大幅提升，基于工件真实坐标打标，从而提升产线打标精度、一致性和柔性化能力。

流水线式飞行打标应用市场

► 激光飞行打标设备示意图

目前，流水线式飞行打标主要应用于流水线食品包装、日化包装、金属和塑料外壳上视觉激光打标，用于产品标识与追溯。飞行打标能在连续生产过程中实现高速、非接触式标记（条码/二维码、生产日期/批次、Logo等字符和图案）。

目前客户流水线视觉飞行打标系统采用PLC与激光振镜控制系统组合架构。

视觉采集、运动控制与激光打标通过TCP进行数据交互，主控系统与视觉端是基于非实时通信，高速飞行打标时相机触发拍照不稳定，导致图像采集位置偏移或打标触发偏差，在一定程度上限制飞行打标速度及产线吞吐能力的进一步提升。

客户项目改造升级需求

传送带在运行状态下使用视觉飞拍定位，一次给出所有产品偏移量；

激光振镜在工件连续运行的状态下进行动态补偿，保证打出的图案正常。

本篇通过介绍视觉激光振镜运动控制卡XPCIE2000SCAN在流水线式飞行打标上的应用，展现其技术优势与落地价值。

正运动技术解决方案：XPCIE2000SCAN在激光飞行打标中的应用

为解决传统架构中存在的的问题，特此开发了一款XPCIE2000SCAN视觉激光振镜运动控制卡将视觉、运控与激光振镜控制集成在同一控制平台中。

具备飞行打标所需的视觉飞拍和高速硬件锁存功能，配合纯国产强实时运动控制内核MotionRT750实现高速同步控制。

▌XPCIE2000SCAN 实现原理

控制卡通过实时读取编码器脉冲信号、精准驱控皮带轴，带动工件移动到指定位置并等间距触发拍照工件位置后进行高精度激光飞行打标。在同一控制周期内完成视觉定位与激光、振镜打标控制，实时补偿工件加工位置，间隔打字符/图案，确保激光打标准确。

注意：传送带线速度可根据用户项目需求灵活调节，主要取决于加工材料和打标数据。

设备运行视频请点击→视觉激光飞行打标设备运行视频

飞行打标核心功能：视觉飞拍

在视觉飞行拍照应用中，控制卡在触发相机拍照的同时，并对当前编码器位置进行实时记录，并通过位置锁存功能消除相机因外触发响应延迟所带来的位移偏差，从而提升高速运动场景下的飞行拍照精度。

► 视觉飞拍原理图

支持机器视觉定位方案

方案具备多种视觉定位安装模式，用户可根据项目实际需求进行选型，以满足复杂情况下的高精度视觉定位需求。

同轴：

定位精度高，视野范围小。

伪同轴：

无需机械移动，拍照效率高，视野范围大

旁轴：

平台需要移动，效率低，但安装方式灵活，不用经过同轴光学镜片，成像效果好，系统精度需要叠加平台的精度。

正运动激光飞行打标效果图对比

正运动流水线激光飞行打标配置流程

正运动流水线飞行打标解决方案优势

01

软硬件高度集成

集成机器视觉、激光控制、振镜控制、EtherCAT总线、脉冲、高速IO等硬件接口，简化硬件架构，有效降低设备控制成本，软件操作便捷，易学易用，满足客户一线生产需求，也易于集成到其它自动化产线上。

02

丰富的视觉激光振镜打标工艺包

支持矢量文件与位图文件的导入，图形的绘制、编辑、显示，PSO、功率跟随，曲线轨迹抖动异化，自动引线，匀速标刻，激光控制，振镜校正，视觉匹配、测量、纠偏等。

03

丰富的打标元素添加功能

支持点、线段、几何图形、渐开线、静态/动态文本添加、静态/动态条码和二维码添加等

04

灵活兼容各种材质

激光和振镜控制参数的可变调整，灵活适应不同材质的视觉激光飞行打标需求。

05

高速高精飞行打标

视觉飞拍定位，编码器同步跟随，动态补偿激光打标位置，标配振镜校正和视觉校正功能、以及伺服轴反向间距、螺距补偿、二维补偿等多种平台校正，保证激光飞行打标质量。

06

灵活二次开发

板卡支持二次开发，提供C++，C#等多种上位机开发方式的专用激光函数库和振镜平台联动API接口。

软件运行视频请点击→视觉激光飞行打标软件操作运行视频

视觉激光振镜运动控制卡 XPCIE2000SCAN

XPCIE2000SCAN激光振镜运动控制卡是一款EthereCAT总线+脉冲型+机器视觉，PCIe接口式的激光振镜运动控制卡，专为工业激光+振镜+运动控制+机器视觉场景的应用而设计。

激光器：专用激光器接口、可适配多种类型激光器；

扫描振镜：XY2-100协议，支持3D振镜；

运控轴：2路脉冲轴接口和EtherCAT接口，可达64轴控制；

IO：24路输入/20输出，EtherCAT扩展最大4096路；

模拟量：2AD，2DA（12bit）；

高速输入输出：2路高速锁存、8路硬件位置比较输出；

支持视觉定位，控制卡需配合MotionRT750一起使用；

支持多卡多工位激光加工应用。

多卡激光振镜打标解决方案

多卡多加工头激光振镜打标解决方案

强实时运动控制内核 - MotionRT750

x86架构Windows/Linux系统下独占CPU内核的运动控制实时内核。

支持多达254轴的高精度运动控制，控制周期可低至125us，显著提升设备性能，助力产能提升至少20%。

单条指令的交互时间为1-3us，相较于传统的PCI/PCIe、网口等通讯方式，速度提升了10-100倍以上。

搭载环形冗余架构，确保非故障从站持续保持正常EtherCAT通信，可显著提升系统可靠性与运行稳定性。可有效杜绝EtherCAT通讯故障导致的产能损失。

当Windows因病毒入侵、硬件异常插拔或驱动冲突导致系统崩溃时，运动控制实时内核 MotionRT750仍可持续运行,且急停功能仍然保持有效，提供充分响应时间进行事故处置，显著提升工业控制安全性与可靠性。

审核编辑 黄宇