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市場應用背景
隨著平板顯示器（包括TFT/LCD、PDP和OLED）等產品的尺寸增大，以及同時需要兼容小型化高精度產品的需求加劇，各大廠商對視覺對位工藝流程的負載能力、移動平臺范圍、效率和精度提出了更高的要求。因此，UVW對位平臺成為滿足這些需求用戶的理想選擇。
UVW對位平臺，也稱XXY對位平臺，屬于三軸并聯(lián)運動機構，通過三個線性運動軸的協(xié)同控制，能夠實現(xiàn)以平面上任意一點的中心旋轉和任意方向平移。配合CCD視覺系統(tǒng)，平臺在X-Y平面和θ角度進行精密微調，從而達到高精度視覺對位功能，精度可達±0.001mm。
UVW視覺對位平臺廣泛應用于需要高速高精位置對齊的智能裝備，包括曝光機、邦定機、絲網印刷機、晶圓對位、PCB鉆孔機、貼合機（LCD/FPC）、視覺模切機、鋰電池疊片等。
傳統(tǒng)XYθ平臺方案存在的局限性：
XYθ平臺的結構相對簡單，主要由兩個X、Y直線軸和一個旋轉軸組成，主要進行XY平面內的位移和中心旋轉運動，無法根據(jù)任意一點坐標進行中心旋轉，影響其在高精度視覺對位場合中應用，靈活性不高。
XYθ平臺的垂直堆疊結構使得工作臺較為笨重，不便于快速移動或調整，不方便與其他運動軸進行融合，降低了自動化設備開發(fā)的效率。XY θ 平臺與UVW平臺相比，其在剛性、負載能力及重復定位精度方面也有所不足，限制了其在高速高精的視覺對位場合中的應用。
正運動技術解決方案:
正運動技術針對現(xiàn)有市場需求，開發(fā)了一種基于VPLC7系列機器視覺運動控制一體機的UVW視覺對位解決方案，用戶通過選擇對應模型的軸列表，使用對應指令建立機械手正逆解，轉換為各聯(lián)動軸的移動距離。配合高精度CCD視覺系統(tǒng)，即可快速實現(xiàn)高速高精的雙目或四目UVW視覺對位應用。
正運動技術的UVW平臺運動控制算法兼容三種常見模型：FRAME33、FRAME34、FRAME37分別對應兩種機械結構（PRP、PPR）跟兩個坐標系方向（XYY、XXY），可以實現(xiàn)單軸直線運動、兩軸線性插補、兩軸圓弧插補、空間圓弧等復雜運動。
VPLC7系列機器視覺運動控制一體機集成視覺和運控于一體，替代傳統(tǒng)的PC工控機+視覺軟件+運動控制方案，硬件接線更方便，成本更低。搭載正運動技術運動控制實時內核MotionRT7，核內交互，指令調用速度快至us級，提升加工和檢測效率。
一、VPLC7機器視覺運動控制一體機在UVW視覺對位的應用
UVW視覺四目對位應用示意圖
傳統(tǒng)的UVW視覺對位方案
工控機+視覺軟件+運動控制卡的組合方案，配件多，接線復雜，視覺與運動控制需要相互數(shù)據(jù)交互，故障排查麻煩，并且多套硬件成本和維護較高。
正運動技術UVW視覺對位方案設計
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EtherNET接口：千兆網口，通過交換機最多可接8個相機；
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EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制UVW驅動電機；
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20DI：接原點、限位等傳感器，以及開關信號等；
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20DO：接輸出開關信號，也可接單端脈沖輸出（500KHz）；
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HDMI接口：接顯示屏；
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USB接口：接鼠標鍵盤等。
運動控制與機器視覺實現(xiàn)過程
（1）機器視覺
根據(jù)具體應用需求，使用2個或4個面陣相機進行拍攝對位標記點。通過配置相機參數(shù)和選擇Mark點創(chuàng)建目標區(qū)域即可一步完成標定，獲取標定系數(shù)，簡化視覺操作步驟，降低了現(xiàn)場應用的難度。
系統(tǒng)自動計算出目標位置與實際位置之間的偏差（包括U、V、W軸的位置偏移及 θ 軸的角度偏移），實現(xiàn)UVW視覺對位功能。
（2）運動控制
選擇對應模型的軸列表，設置關節(jié)軸參數(shù)及虛擬軸參數(shù)，確定機械手零點位置(RAME33需要保證VW軸是水平的。平臺上任意一點可作為零點，保證結構參數(shù)正確即可)，之后使用對應指令建立機械手正逆解，計算出UVW平臺的三軸原始位置與2個或4個面陣相機獲得的相對坐標之間的關系。
在確定ΔU、ΔV和ΔW后，最后UVW平臺便能沿三個軸線性地執(zhí)行旋轉和平移動作，以補償位置和角度的偏差，實現(xiàn)高速高精的視覺對位應用。
UVW視覺對位工藝流程
方案核心優(yōu)勢
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集成機器視覺、UVW控制和運動控制于一體，硬件接線更方便，成本更低；
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運動控制實時內核，核內交互，指令調用速度快至us級，提升加工效率；
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內置UVW平臺算法，客戶使用更方便，提升工程師開發(fā)效率；
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通過自動校準確定相機和工作臺之間的位置關系，提高節(jié)拍；
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內置視覺算法，精度高，雙相機定位精度在2個像素以內；
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統(tǒng)一的API函數(shù)接口，適用各種PC上位機語言開發(fā)，易于客戶集成到配備現(xiàn)有系統(tǒng)中，創(chuàng)建高速、高精的視覺對位系統(tǒng)。
解決方案硬件配置
二、VPLC7系列機器視覺運動控制一體機
正運動技術VPLC7系列機器視覺運動控制一體機是一款基于x86平臺和Windows操作系統(tǒng)的高性能機器視覺EtherCAT運動控制器，可脫機運行，支持豐富的IO控制，30+機器人算法，以及視覺和運動控制功能，大幅簡化視覺與運動控制項目的配置流程。
VPLC7系列機器視覺運動控制一體機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（如伺服驅動器、傳感器、編碼器、控制閥等）和MES系統(tǒng)無縫集成，提供一個完整端到端的視覺運動控制解決方案。
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可選6-64軸運動控制（脈沖+EtherCAT總線）
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內置實時內核MotionRT7，支持第三方視覺軟件
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板載20路通用輸入(其中10路為高速輸入)，20路高速輸出
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提供一體化開放式IPC形態(tài)的實時軟控制器/軟PLC集成的視覺+運動控制解決方案
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多核并行運算，能夠高效處理運動控制，機器視覺等自動化設備核心任務
正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產品的研發(fā)，是國家級高新技術企業(yè)。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業(yè)。主要業(yè)務有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。
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