挑戰(zhàn)

該案例中的機(jī)器包含兩套龍門系統(tǒng)，每套龍門系統(tǒng)包含五個(gè)ELMO的Gold系列驅(qū)動(dòng)器：

·X1、X2—基于ElmoMIMO龍門控制算法的主從操作模式

·Y—與X1、X2構(gòu)成MCS坐標(biāo)系下的2D同步運(yùn)動(dòng)

·Z—垂直軸

·Theta—ELMO高級(jí)迷你驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸

系統(tǒng)中的10個(gè)軸由多軸運(yùn)動(dòng)控制器GMAS通過(guò)EtherCAT總線控制。

一個(gè)特殊的高速視覺系統(tǒng)被放置在龍門結(jié)構(gòu)行走路徑的固定位置上，每次抓取、放置過(guò)程都要經(jīng)過(guò)該點(diǎn)。抓取和放置過(guò)程要保證高速和精準(zhǔn)。解決方案的關(guān)鍵一點(diǎn)是從不同的抓取位置以高速向放置位置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)相機(jī)時(shí)運(yùn)動(dòng)不能停止，相機(jī)都是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拍照。

當(dāng)貼片元件經(jīng)過(guò)相機(jī)位置上方時(shí),兩路位置比較輸出信號(hào)被用來(lái)觸發(fā)相機(jī)。

·第一路信號(hào)觸發(fā)拍照前的LED光源

·第二路信號(hào)觸發(fā)相機(jī)拍照，獲得元件角度

圖像信息由上位控制器或相機(jī)處理，在放置元件之前計(jì)算出最終元件旋轉(zhuǎn)角度和X、Y坐標(biāo)偏移，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)將最終坐標(biāo)信息發(fā)送給GMAS，因?yàn)閺南鄼C(jī)拍照到放置元件前的幾毫秒時(shí)間內(nèi)，上位機(jī)有足夠的時(shí)間計(jì)算誤差和傳遞數(shù)據(jù)。

ELMO解決方案

ELMO分布式的龍門控制方案以伺服驅(qū)動(dòng)器之間的串行通訊來(lái)消除繁重的總線負(fù)載。其中一個(gè)軸作為主軸，從從軸獲取需要的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)MIMO算法,使系統(tǒng)在PWM級(jí)同步。此種結(jié)構(gòu)使GMAS不用處理龍門MIMO算法，把X1、X2軸當(dāng)成一個(gè)單軸X來(lái)用，這個(gè)單軸X可以和Y軸組合在一起實(shí)現(xiàn)X/Y軸2D同步運(yùn)動(dòng)。

針對(duì)此類機(jī)器的解決方案，ELMO建議兩種可能的方式。前面提到此類方案的關(guān)鍵是在高速平滑地經(jīng)過(guò)相機(jī)位置時(shí)可以實(shí)現(xiàn)X/Y的同步運(yùn)動(dòng)。

第一種方式是使用2D樣條曲線，ELMO支持幾種樣條曲線路徑構(gòu)建的操作模式，其中之一最適合飛拍方案，允許用戶預(yù)定義一個(gè)包含樣條曲線位置點(diǎn)的表格，這些位置點(diǎn)受運(yùn)動(dòng)速度、加減速度和加加速度約束。使用2D樣條曲線可以確保經(jīng)過(guò)所有預(yù)定義位置點(diǎn)時(shí)保持最大速度和精準(zhǔn)性。

第二種方式是使用多項(xiàng)式函數(shù)功能塊。這種高級(jí)的GMAS功能可使用分段運(yùn)動(dòng)曲線來(lái)構(gòu)建一條完整的同步運(yùn)動(dòng)路徑。在這種模式下，用戶只需要定義輔助點(diǎn)和最終位置點(diǎn)就可以構(gòu)建部分或完成的運(yùn)動(dòng)曲線。GMAS會(huì)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)以多項(xiàng)式曲線經(jīng)過(guò)預(yù)定義的輔助位置點(diǎn)。此項(xiàng)功能允許用戶以一種簡(jiǎn)單的方式去構(gòu)建復(fù)雜曲線，并且可以保證在加減速度和加加速度約束下位置、速度平滑。

使用變速功能可以在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速或減速直到從相機(jī)獲取最終的X、Y和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)。此項(xiàng)功能可使速度優(yōu)化到最大，并且獲得最短的抓取和放置循環(huán)時(shí)間。

GMAS一個(gè)額外強(qiáng)大功能是附加運(yùn)動(dòng)功能。GMAS可以將一個(gè)虛軸連接到一個(gè)單軸或一組軸上。附加運(yùn)動(dòng)將實(shí)軸和虛軸位置總和作為最終的實(shí)軸目標(biāo)位置。這項(xiàng)功能可以系統(tǒng)中任何一個(gè)軸在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中附加一個(gè)位置偏移，而總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不發(fā)生改變。

兩路位置比較輸出功能用來(lái)觸發(fā)閃光燈和相機(jī)，比較輸出基于運(yùn)動(dòng)路徑位置。此功能使得相機(jī)與運(yùn)動(dòng)過(guò)程高度同步。

為什么”ELMO”:

·針對(duì)此類機(jī)型完整的運(yùn)動(dòng)控制解決方案

·高級(jí)的龍門MIMO算法

·龍門雙軸在總線上當(dāng)成單軸使用

·使用樣條和多項(xiàng)式函數(shù)生成最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)曲線

·完全的動(dòng)態(tài)軌跡曲線控制

使用變速功能控制運(yùn)動(dòng)時(shí)間

附加運(yùn)動(dòng)控制位置偏移

·快速精準(zhǔn)的軌跡曲線控制

·在EAS軟件中可以很方便地測(cè)試復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線

·位置比較輸出觸發(fā)相機(jī)功能

·高功率超小體積驅(qū)動(dòng)器用于旋轉(zhuǎn)軸