Некоторые продвинутые приложения для управления движением — особенно в полупроводниковой и медицинской промышленности — требуют изменения положения цели «на лету». Обычно необходимость изменения положения возникает из-за некоторой ошибки положения, обнаруженной системой измерения зрения. Здесь цель состоит в том, чтобы заставить машину быстро двигаться к конечной цели; сделать снимок; рассчитать необходимые поправки; а затем добраться до новой позиции с максимально возможной скоростью.

Общая производительность машины зависит от быстрого, плавного перемещения и стабильной коррекции положения. Это имеет место в некоторых машинах для подбора и размещения, где измерения системы визуального контроля проверяют выравнивание выбранных объектов и определяют все регулировки, которые машина должна произвести для правильного перемещения объектов. Другим примером применения является применение для склеивания проволокой, в котором визуальные измерения количественно определяют, какая степень коррекции оси станка необходима для достижения нужного положения сварного шва.

Теперь одна новая система объединяет функции видения и контроля, что в некоторых случаях ускоряет выполнение задачи более чем на 30%. Называемый Видение полета Элмо функция управления позволяет машинам обновлять положение без снижения скорости, но при этом сохранять максимальную точность и стабильность.

Он подходит для сверления печатных плат, летающих зондов, резки по длине и любого оборудования, которому необходимо быстро корректировать положение. Еще после прыжка.

Рассмотрим приложение, в котором машина с технологией поверхностного монтажа (SMT) приводит в действие два портала одновременно. SMT-машины — это сборно-разборные конструкции в полупроводниковой промышленности для установки устройств поверхностного монтажа на печатные платы. В нашем примере оба портала используют сервопривод Elmo Gold на каждой оси:

Все десять приводов в системе управляются от одного многоосевого контроллера Elmo G-MAS через EtherCAT. Компоненты Vision крепятся к каждому из двух порталов, по которым регулярно проходят траектории подбора и размещения SMT. Оси должны вращаться с максимально возможной скоростью и точностью, поэтому элементы управления плавно перемещают их за пределы местоположения камеры из разных положений выбора и установки на высокой скорости, не останавливаясь во время захвата изображения.

Когда SMT-деталь появляется непосредственно над местоположением камеры, она запускает табличная информация, основанная на местоположении сравнение выходных данных — функция камеры 2 × OC. Первая операционная система включает светодиодную вспышку непосредственно перед захватом изображения. Второй OC запрашивает камеру для захвата изображения с углом поворота SMT. Затем главный компьютер верхнего уровня или сама камера обрабатывают информацию об изображении, чтобы получить координаты поворота и смещения X-Y к соответствующим системным осям непосредственно перед окончательным размещением детали.

Главный компьютер может отправлять окончательные координаты в G-MAS во время движения через Ethernet, поскольку у него есть относительно много времени (с момента захвата изображения до нескольких миллисекунд, прежде чем SMT установит деталь) для обработки данных и отправки окончательных координат смещения на приводы осей.

Для этих применений распределенное портальное управление Elmo устраняет чрезмерные нагрузки на полевую шину благодаря надлежащему каналу последовательной связи между портальными сервоприводами. Он определяет одну ось как gantry master, которая, в свою очередь, отслеживает ведомое устройство, вычисляет все законы управления MIMO и поддерживает синхронизацию осей с уровнем PWM привода. Эта структура освобождает контроллер G-MAS от работы алгоритма управления gantry-MIMO и позволяет контроллеру рассматривать портальные приводы X1-X2 как единый привод по оси X на сетевом уровне. Контроллер даже группирует эту “единую ось” с осью Y, чтобы обеспечить быстрое (и синхронизированное) движение машины по оси X-Y.

Элмо предлагает две возможные настройки машины. Как уже упоминалось, преимуществом нашего портала с поддержкой зрения является высокая синхронизация движения по оси X-Y и возможность пронести конечный эффектор мимо камеры с плавными профилями положения, скорости, ускорения и замедления.

Одним из вариантов является использование двумерного сплайнового движения. Программное обеспечение Elmo позволяет пользователям строить траектории сплайнов несколькими различными способами. Один из методов (наиболее подходящий для портала с поддержкой зрения, который мы рассматриваем здесь) позволяет пользователю задать предопределенную таблицу положений сплайна, ограниченных вектором скорости, скоростями ускорения-замедления и рывком. Двухмерные шлицы с таблицей X-Y затем позволяют концевому эффектору портала проходить через все определенные шлицем положения с максимально возможной скоростью и точностью.

Другой вариант — использовать специальный механизм полиномиального функционального блока. Эта функциональность G-MAS позволяет инженерам строить синхронизированные траектории движения, используя специальные сегментированные функциональные блоки движения. В этом режиме пользователь определяет вспомогательные и конечные точки положения как часть всей траектории движения. Профилировщик G-MAS проходит через вспомогательную позицию, используя полиномиальную траекторию перехода. Эта функция облегчает инженерам построение сложных траекторий движения, которые определяют положение и скорость с плавным ускорением (и замедлением) и ограниченным рывком.

Функция “переопределения скорости” на G-MAS может ускорять и замедлять машину по траектории движения в зависимости от времени ожидания, пока она не получит окончательные координаты X-Y и поворота от камеры. Это оптимизирует время для каждого цикла подбора и размещения, повышая пропускную способность.

Еще одна особенность G-MAS заключается в том, что она может накладывать движения. Контроллер связывает виртуальную ось с любой автономной или сгруппированной осью. Наложенные положения траекторий реальной и виртуальной осей становятся конечным положением траектории реальной оси. Таким образом, инженеры могут добавлять смещенное положение к любой оси «на лету» — даже когда машина движется по исходным траекториям движения, предопределенным функциональными блоками движения, — не вызывая никакого замедления.

Две табличные функции OC запускают вспышку камеры и захват изображения в зависимости от положения машины вдоль траектории движения. Это синхронизирует работу камеры с движением, вызываемым G-MAS.

Статьи по теме: