機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)在喇叭跟隨點膠上的應(yīng)用

市場應(yīng)用背景

點膠是通過使用多種粘合劑，實現(xiàn)產(chǎn)品密封、絕緣、導(dǎo)熱和耐腐蝕等作用，可應(yīng)用于多類產(chǎn)品的生產(chǎn)制造場景，例如3C消費電子、汽車新能源、光伏和半導(dǎo)體等領(lǐng)域。

點膠是喇叭生產(chǎn)過程中必不可少一道工藝，音圈是揚聲器的重要部件，點膠質(zhì)量直接影響揚聲器的質(zhì)量。在保質(zhì)保量的喇叭點膠市場高需求下，傳統(tǒng)的手工點膠或中小型半自動點膠機(jī)無法適應(yīng)工廠靈活批量生產(chǎn)作業(yè)的需求。

傳統(tǒng)點膠解決方案在揚聲器行業(yè)中存在的問題:

傳統(tǒng)點膠解決方案是采用人工或中小型半自動點膠機(jī)，進(jìn)行手動點膠或上下料等操作，無法適應(yīng)工廠批量生產(chǎn)作業(yè)。同時針對不同規(guī)格的產(chǎn)品，需頻繁停機(jī)更換治具等一系列問題，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，精度不高等問題。

正運動技術(shù)視覺點膠整體解決方案:

在此背景下，正運動技術(shù)的視覺點膠整體解決方案脫穎而出，方案是基于VPLC系列機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)開發(fā)，適用于皮帶線跟隨點膠作業(yè)的視覺點膠解決方案。

正運動技術(shù)的視覺點膠整體解決方案可應(yīng)用于不同規(guī)格喇叭的外圈、中管、內(nèi)部等填充環(huán)節(jié)中，使點膠位置更加準(zhǔn)確，可實現(xiàn)點膠路徑規(guī)劃、適用于大批量生產(chǎn)、無需夾具固定、高效穩(wěn)定的場景應(yīng)用。

支持高速PSO、PWM、速度前瞻等功能，可確保點膠加工軌跡平滑，控制膠點穩(wěn)定輸出大小，提高產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)能，可規(guī)避傳統(tǒng)系統(tǒng)存在的問題。同時支持點膠軌跡打點、線、圓、弧、連續(xù)線段提前開關(guān)膠、手動示教、相機(jī)示教、點膠工藝功能。

01 正運動視覺點膠整體解決方案在喇叭跟隨點膠上的應(yīng)用

皮帶線喇叭跟隨點膠加工示意圖

傳統(tǒng)點膠加工方案痛點

●批量生產(chǎn)節(jié)拍根據(jù)不上市場生產(chǎn)需求；

●材料的耗材運營成本較高和停機(jī)更換治具調(diào)整點膠參數(shù)配方時間長；

●中小型半自動點膠設(shè)備難以整合到現(xiàn)有生產(chǎn)線中，實現(xiàn)在線柔性制造；

●運動控制與視覺項目程序獨立開發(fā)，軟硬件集成度不高，開發(fā)難度較大；

●點膠一致性不高，導(dǎo)致膠水不能夠準(zhǔn)確地涂布成特定的圖案，如圓形、虛線和弧形等復(fù)雜形狀。

正運動技術(shù)方案設(shè)計

●24DI：接原點、限位等傳感器，以及開關(guān)信號等；

●12DO：高速輸出口接工業(yè)相機(jī)的硬觸發(fā)輸入；

●EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅(qū)動器，控制其它軸運動；

●6個脈沖軸接口：接XYZ脈沖驅(qū)動器、編碼器和皮帶軸；

●RS232通訊接口：接光源控制器；

●EtherNET接口：千兆網(wǎng)口，接支持Gige協(xié)議的面陣相機(jī)，實現(xiàn)視覺定位、糾偏應(yīng)用。

VPLC系列機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)

VPLC系列機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)是一款基于Linux系統(tǒng)的EtherCAT總線視覺運動控制器，可脫機(jī)運行，內(nèi)置了豐富的視覺和運動控制功能，大幅簡化視覺與運控項目的配置流程，核內(nèi)數(shù)據(jù)交互快，可顯著降低時間和成本投入。

VPLC系列機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)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(qū)動器、傳感器、編碼器、控制閥等）無縫集成，提供一個完整端到端的視覺運動控制解決方案。

（1）VPLC516E機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)

VPLC516E機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)，可選16-32軸運動控制，支持16數(shù)字輸入，16數(shù)字輸出，2路高速鎖存輸入，2路高速PWM和PSO硬件輸出，4路單端脈沖輸出，速度可達(dá)500KHz。

（2）VPLC532E機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)

VPLC532E機(jī)器視覺運動控制一體機(jī)，本身最多支持32軸，支持24+6數(shù)字輸入，12+6數(shù)字輸出，4路高速鎖存輸入，4路高速PWM和PSO硬件輸出，自帶6路高速脈沖軸+編碼器反饋，速度可達(dá)10M。

解決方案硬件配置

運動控制與機(jī)器視覺實現(xiàn)過程

（1）機(jī)器視覺

主要使用了模板匹配功能，通過視覺對皮帶線上拍攝范圍內(nèi)運動目標(biāo)進(jìn)行識別，這一過程主要通過預(yù)先設(shè)定的特征，如形狀、尺寸、Mark點等來實現(xiàn)目標(biāo)識別，最后獲取識別出目標(biāo)的運動輪廓軌跡，便于產(chǎn)品到達(dá)加工區(qū)域，點膠頭自動進(jìn)行預(yù)設(shè)的輪廓逐個產(chǎn)品點膠加工。

（2）運動控制

通過計算分析編碼器位置，實時監(jiān)測產(chǎn)品在皮帶線上的運行速度，進(jìn)行坐標(biāo)偏移計算，以動態(tài)調(diào)整點膠頭的位置，這樣產(chǎn)品移動時也能確定點膠位置。

再通過PSO和PWM功能精準(zhǔn)控制點膠過程，PSO控制點膠等間距輸出周期，PWM調(diào)節(jié)膠水的流量，確保在拐角處不會出現(xiàn)膠水堆積現(xiàn)象，保證了點膠的均勻性。

最后，通過位置同步跟隨功能，系統(tǒng)能夠持續(xù)調(diào)整點膠頭的位置，以同步于皮帶線上產(chǎn)品的實時軌跡位置。

系統(tǒng)動作流程

1.上料

將待加工的產(chǎn)品放置在流水線皮帶上以待點膠處理。

2.視覺拍照

可選軟觸發(fā)或硬件觸發(fā)相機(jī)拍照，通過傳感器信號觸發(fā)相機(jī)拍照，另一路接至控制器鎖存輸入，實時監(jiān)測產(chǎn)品拍照時流水線的編碼器當(dāng)前位置。

3.模板匹配，坐標(biāo)校準(zhǔn)，排序加工

對拍攝的圖像進(jìn)行模板匹配和坐標(biāo)校準(zhǔn)，確定實際加工坐標(biāo)，并按照優(yōu)化的順序?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行排序加工。

4.工件位置糾偏

根據(jù)圖像識別結(jié)果進(jìn)行位置糾偏，得到產(chǎn)品的點膠加工軌跡。

5.點膠模組加工

當(dāng)產(chǎn)品到位時，點膠模組從待機(jī)位置出發(fā)，與皮帶線同步后，下降到加工位置并按預(yù)設(shè)軌跡進(jìn)行點膠，完成后關(guān)閉點膠閥，并撤銷跟隨動作。

6.返回待機(jī)位

完成點膠后，點膠模組返回待機(jī)位置。若有下一個產(chǎn)品待加工，模組則直接調(diào)整返回路徑以進(jìn)行下一產(chǎn)品的加工。

方案應(yīng)用優(yōu)勢

●成本效益與空間優(yōu)化：結(jié)合視覺與運動控制，無需額外配置工控機(jī)，從而節(jié)約成本并減少安裝空間；

●優(yōu)化傳統(tǒng)點膠工藝流程：具備提前開關(guān)膠、拐角減速和硬件位置比較輸出，確保膠水的精準(zhǔn)噴涂，有效減少材料浪費，降低運營成本；

●靈活性與易安裝性：設(shè)備安裝簡便，具備高度的靈活性，可快速更換產(chǎn)線，無需復(fù)雜的拆裝過程；

●提高自動化程度：根據(jù)點膠速度自動調(diào)節(jié)皮帶線速度，實現(xiàn)多位置、高自由度的點膠作業(yè)；

●生產(chǎn)效率提升：點膠過程中皮帶線持續(xù)運動，無需停頓，顯著提高整個產(chǎn)線的生產(chǎn)效率；

●可大批量進(jìn)行點膠加工：減少對人工操作的依賴，節(jié)省時間和人力，適用于無人車間和高度自動化的生產(chǎn)環(huán)境。

02 提供易用的可視化視覺點膠開發(fā)調(diào)試軟件

正運動技術(shù)通過不斷深化擴(kuò)展VPLC系列視覺運動控制一體機(jī)在點膠行業(yè)的應(yīng)用，為用戶提供了簡單易用的視覺點膠開發(fā)調(diào)試軟件。該軟件結(jié)合可視化界面和豐富的視覺、運動控制功能，只需進(jìn)行簡單的參數(shù)設(shè)置，即可構(gòu)建視覺點膠項目程序，可大幅縮短項目開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。

視覺點膠開發(fā)調(diào)試軟件功能介紹

（1）功能齊全

支持點膠軌跡打點、線、圓、弧、連續(xù)線段、陣列、提前開關(guān)膠、手動示教、相機(jī)示教、點膠工藝功能。

（2）機(jī)器視覺糾偏

產(chǎn)品任意位置和角度擺放，視覺自動識別并完成點膠、噴膠作業(yè)。

（3）操作界面友好功能齊全

調(diào)試編程操作簡單便捷，支持在視覺圖像上進(jìn)行示教和點動運動。

審核編輯 黃宇