本文通過ZMC430N運動控制器在轉盤式視覺篩選設備中的方案應用，來深入了解正運動技術運動控制器配合機器視覺進行視覺飛拍、PSO高速硬件位置比較輸出等功能的應用優勢。

應用背景

隨著工業4.0時代的推進，各大制造型企業為推動制造業，以“智能制造”賦能高質量發展，對產品的品質、產能等提出了更高的標準。

市場面臨的機遇與挑戰

在生產過程中，時常因生產和運輸環境中的不可控因素，易導致產品出現外觀劃痕、壓傷、尺寸不一致等問題。

傳統檢測方案一般是采用人工檢測，因人工檢測易受主觀因素的影響，而導致檢測精度、效率、一致性不高等問題，直接影響產品品質和產能。

同時制造型企業也面臨招人難、用人成本高等各因素驅動下，迫切希望將人工檢測轉向視覺智能化檢測，提高產品品質和產能，進而增大了自動光學檢測設備的市場需求。

開發更好的解決方案

隨著智能制造市場需求的增長，正運動技術也為此推廣部署致力于解決各領域制造型企業面臨的主要挑戰。

例如ZMC430N運動控制器應用在轉盤式視覺篩選機上的解決方案，已被廣泛應用，它能快速有效地為客戶解決傳統檢測方案在品質方面存在的隱患，毅然成為制造業為確保產品品質的核心智能過程控制利器。

方案應用效果

轉盤式視覺篩選機，是針對各種零件的尺寸、外觀等缺陷而研發的自動化檢測設備，采用振動盤等上料機構自動輸送零件到玻璃轉盤后，視覺檢測工位對零件進行圖像處理。 運動控制器則完成玻璃轉盤的恒速旋轉以及物料位置的編碼器反饋、硬件位置比較輸出對多工位的CCD相機和吹氣裝置進行控制，實現全自動多面外觀、尺寸等方面的檢測篩選。

應用市場

轉盤式視覺篩選機廣泛應用于3C電子、鋰電池、電子元器件、半導體、五金等工業制造領域。

ZMC430N運動控制器介紹

PART 1

ZMC430N是一款高性能30軸EtherCAT、RTEX雙總線+脈沖運動控制器。可實現直線插補、圓弧插補、連續軌跡加工等復雜的運動控制功能，支持IO高速鎖存輸入/精準輸出和位置同步輸出PSO，非常適用于2-8個視覺檢測工位的轉盤式視覺篩選設備上。

01 ZMC430N運動控制器的性能

最大輸出脈沖頻率可達10MHz；

16軸以內EtherCAT最快刷新周期100μs；

EtherCAT/RTEX多總線軸+脈沖軸混合插補。

02 控制器在轉盤視覺篩選機上的應用優勢

可實時控制轉盤，記錄編碼器的反饋位置；

高速輸入口接傳感器，感應并記錄零件來料位置；

PSO硬件位置比較輸出可接2-8個相機進行視覺飛拍、檢測和測量；

PSO硬件位置比較輸出可接吹氣口，對視覺的檢測結果進行相應篩選分類。

控制器基于轉盤視覺篩選功能的實現原理圖

03 控制器支持多種高級編程

調用同一套API函數庫即可開發多種運動控制需求。

玻璃轉盤視覺篩選機原理

PART 2

1.工作原理

首先通過振動盤將零件輸送到高透明玻璃轉臺，其次通過傳感器去感應來料的零件，再通過ZMC430N的高速鎖存輸入口記錄來料的實際位置。

當轉盤轉動到視覺檢測工位時，控制器通過高速輸出口觸發相機拍照，然后進行圖像處理運算，最后根據預設的檢測標準進行自動檢測篩選，并剔除不良品。

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轉盤式視覺篩選示意圖

2.運動控制系統原理

基于ZMC430N運動控制器的轉盤式視覺篩選系統，相比于傳統的PLC+觸摸屏方案，系統集成度、響應速度和效率更高。

在玻璃轉盤飛速運動的時，通過硬件觸發相機進行視覺飛拍拍攝物料進行圖像處理,并實時輸出對應的篩選分類結果，檢測速度可大幅度提升。

運動控制器基于轉盤式視覺篩選設備的硬件方案

3.視覺系統原理

根據轉盤的旋轉運動速度要求，需對相機的拍照響應、曝光時間和像素，以及光源控制方式等都有一定的要求，才能根據運動速度去完成不同零件的視覺飛拍、測量和檢測等功能。

ZMC430N運動控制器配合視覺在轉盤式視覺篩選設備中的應用

PART 3

1.系統動作流程

待檢產品上料

根據物料的類型，選擇相應的振動盤將零件輸送到高透明玻璃轉臺上，其中旋轉臺是以某一設定的速度在恒速旋轉；

感應物料并記錄位置

當傳感器感應到物料，基于FPGA的高速鎖存口記錄物料當前位置；

相機觸發拍照

通過高速鎖存口鎖存的位置，計算出各個相機的位置，由運動控制器內部硬件位置比較輸出觸發相機，進行視覺飛拍；

視覺系統處理

對拍照的物料圖片進行視覺檢測、測量、識別等功能，并傳輸OK或者NG信號給到運動控制器；

吹氣篩選

根據視覺系統反饋給運動控制器的結果，以及通過感應器鎖存的物料的位置計算出吹氣口的位置，由運動控制器內部的硬件位置比較輸出控制吹氣口，進行篩選良品/不良品。

2.方案優勢

檢測結果穩定、一致性高；

自動篩選分類不良品，并剔除，提高產品品質；

視覺飛拍相比靜態拍攝，減少機臺CT，提高效率；

一人操作一臺機器可替代2-6人工作業，提高產能；

可在線監測每道生產檢測工序是否在可靠、有效地進行；

相比于傳統的PLC+觸摸屏方案，集成化更高，性價比更好，響應更快，效率更高。

審核編輯：劉清