流水線式飛行打標(biāo)為什么要加視覺？

傳統(tǒng)流水線式激光飛行打標(biāo)系統(tǒng)主要靠編碼器與觸發(fā)信號實(shí)時監(jiān)測傳送帶運(yùn)動速度，并根據(jù)反饋信號計算出傳送帶上被加工工件因運(yùn)動產(chǎn)生的位移偏差，結(jié)合固定節(jié)拍完成靜態(tài)或步進(jìn)間歇式打標(biāo)控制，本質(zhì)上非基于工件真實(shí)坐標(biāo)。

當(dāng)產(chǎn)線缺高精度治具約束，前端來料出現(xiàn)位置偏移、姿態(tài)旋轉(zhuǎn)或打標(biāo)間距波動時，易出現(xiàn)打偏、漏打、重打及換型麻煩等問題。

? 傳送帶激光飛行打標(biāo)原理示意圖

引入視覺，飛拍定位后，工件無需停頓，在傳送帶上連續(xù)運(yùn)行，"視覺定位 + 振鏡"實(shí)時動態(tài)修正補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)激光飛行打標(biāo)工件，效率大幅提升，基于工件真實(shí)坐標(biāo)打標(biāo)，從而提升產(chǎn)線打標(biāo)精度、一致性和柔性化能力。

流水線式飛行打標(biāo)應(yīng)用市場

? 激光飛行打標(biāo)設(shè)備示意圖

目前，流水線式飛行打標(biāo)主要應(yīng)用于流水線食品包裝、日化包裝、金屬和塑料外殼上視覺激光打標(biāo)，用于產(chǎn)品標(biāo)識與追溯。飛行打標(biāo)能在連續(xù)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)高速、非接觸式標(biāo)記（條碼/二維碼、生產(chǎn)日期/批次、Logo等字符和圖案）。

目前客戶流水線視覺飛行打標(biāo)系統(tǒng)采用PLC與激光振鏡控制系統(tǒng)組合架構(gòu)。

視覺采集、運(yùn)動控制與激光打標(biāo)通過TCP進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，主控系統(tǒng)與視覺端是基于非實(shí)時通信，高速飛行打標(biāo)時相機(jī)觸發(fā)拍照不穩(wěn)定，導(dǎo)致圖像采集位置偏移或打標(biāo)觸發(fā)偏差，在一定程度上限制飛行打標(biāo)速度及產(chǎn)線吞吐能力的進(jìn)一步提升。

客戶項(xiàng)目改造升級需求

傳送帶在運(yùn)行狀態(tài)下使用視覺飛拍定位，一次給出所有產(chǎn)品偏移量；

激光振鏡在工件連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，保證打出的圖案正常。

本篇通過介紹視覺激光振鏡運(yùn)動控制卡XPCIE2000SCAN在流水線式飛行打標(biāo)上的應(yīng)用，展現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢與落地價值。

正運(yùn)動技術(shù)解決方案：XPCIE2000SCAN在激光飛行打標(biāo)中的應(yīng)用

為解決傳統(tǒng)架構(gòu)中存在的的問題，特此開發(fā)了一款XPCIE2000SCAN視覺激光振鏡運(yùn)動控制卡將視覺、運(yùn)控與激光振鏡控制集成在同一控制平臺中。

具備飛行打標(biāo)所需的視覺飛拍和高速硬件鎖存功能，配合純國產(chǎn)強(qiáng)實(shí)時運(yùn)動控制內(nèi)核MotionRT750實(shí)現(xiàn)高速同步控制。

▌XPCIE2000SCAN 實(shí)現(xiàn)原理

控制卡通過實(shí)時讀取編碼器脈沖信號、精準(zhǔn)驅(qū)控皮帶軸，帶動工件移動到指定位置并等間距觸發(fā)拍照工件位置后進(jìn)行高精度激光飛行打標(biāo)。在同一控制周期內(nèi)完成視覺定位與激光、振鏡打標(biāo)控制，實(shí)時補(bǔ)償工件加工位置，間隔打字符/圖案，確保激光打標(biāo)準(zhǔn)確。

注意：傳送帶線速度可根據(jù)用戶項(xiàng)目需求靈活調(diào)節(jié)，主要取決于加工材料和打標(biāo)數(shù)據(jù)。

設(shè)備運(yùn)行視頻請點(diǎn)擊→視覺激光飛行打標(biāo)設(shè)備運(yùn)行視頻

飛行打標(biāo)核心功能：視覺飛拍

在視覺飛行拍照應(yīng)用中，控制卡在觸發(fā)相機(jī)拍照的同時，并對當(dāng)前編碼器位置進(jìn)行實(shí)時記錄，并通過位置鎖存功能消除相機(jī)因外觸發(fā)響應(yīng)延遲所帶來的位移偏差，從而提升高速運(yùn)動場景下的飛行拍照精度。

? 視覺飛拍原理圖

支持機(jī)器視覺定位方案

方案具備多種視覺定位安裝模式，用戶可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求進(jìn)行選型，以滿足復(fù)雜情況下的高精度視覺定位需求。

同軸：

定位精度高，視野范圍小。

偽同軸：

無需機(jī)械移動，拍照效率高，視野范圍大

旁軸：

平臺需要移動，效率低，但安裝方式靈活，不用經(jīng)過同軸光學(xué)鏡片，成像效果好，系統(tǒng)精度需要疊加平臺的精度。

正運(yùn)動激光飛行打標(biāo)效果圖對比

正運(yùn)動流水線激光飛行打標(biāo)配置流程

正運(yùn)動流水線飛行打標(biāo)解決方案優(yōu)勢

01

軟硬件高度集成

集成機(jī)器視覺、激光控制、振鏡控制、EtherCAT總線、脈沖、高速IO等硬件接口，簡化硬件架構(gòu)，有效降低設(shè)備控制成本，軟件操作便捷，易學(xué)易用，滿足客戶一線生產(chǎn)需求，也易于集成到其它自動化產(chǎn)線上。

02

豐富的視覺激光振鏡打標(biāo)工藝包

支持矢量文件與位圖文件的導(dǎo)入，圖形的繪制、編輯、顯示，PSO、功率跟隨，曲線軌跡抖動異化，自動引線，勻速標(biāo)刻，激光控制，振鏡校正，視覺匹配、測量、糾偏等。

03

豐富的打標(biāo)元素添加功能

支持點(diǎn)、線段、幾何圖形、漸開線、靜態(tài)/動態(tài)文本添加、靜態(tài)/動態(tài)條碼和二維碼添加等

04

靈活兼容各種材質(zhì)

激光和振鏡控制參數(shù)的可變調(diào)整，靈活適應(yīng)不同材質(zhì)的視覺激光飛行打標(biāo)需求。

05

高速高精飛行打標(biāo)

視覺飛拍定位，編碼器同步跟隨，動態(tài)補(bǔ)償激光打標(biāo)位置，標(biāo)配振鏡校正和視覺校正功能、以及伺服軸反向間距、螺距補(bǔ)償、二維補(bǔ)償?shù)榷喾N平臺校正，保證激光飛行打標(biāo)質(zhì)量。

06

靈活二次開發(fā)

板卡支持二次開發(fā)，提供C++，C#等多種上位機(jī)開發(fā)方式的專用激光函數(shù)庫和振鏡平臺聯(lián)動API接口。

軟件運(yùn)行視頻請點(diǎn)擊→視覺激光飛行打標(biāo)軟件操作運(yùn)行視頻

視覺激光振鏡運(yùn)動控制卡 XPCIE2000SCAN

XPCIE2000SCAN激光振鏡運(yùn)動控制卡是一款EthereCAT總線+脈沖型+機(jī)器視覺，PCIe接口式的激光振鏡運(yùn)動控制卡，專為工業(yè)激光+振鏡+運(yùn)動控制+機(jī)器視覺場景的應(yīng)用而設(shè)計。

激光器：專用激光器接口、可適配多種類型激光器；

掃描振鏡：XY2-100協(xié)議，支持3D振鏡；

運(yùn)控軸：2路脈沖軸接口和EtherCAT接口，可達(dá)64軸控制；

IO：24路輸入/20輸出，EtherCAT擴(kuò)展最大4096路；

模擬量：2AD，2DA（12bit）；

高速輸入輸出：2路高速鎖存、8路硬件位置比較輸出；

支持視覺定位，控制卡需配合MotionRT750一起使用；

支持多卡多工位激光加工應(yīng)用。

多卡激光振鏡打標(biāo)解決方案

多卡多加工頭激光振鏡打標(biāo)解決方案

強(qiáng)實(shí)時運(yùn)動控制內(nèi)核 - MotionRT750

x86架構(gòu)Windows/Linux系統(tǒng)下獨(dú)占CPU內(nèi)核的運(yùn)動控制實(shí)時內(nèi)核。

支持多達(dá)254軸的高精度運(yùn)動控制，控制周期可低至125us，顯著提升設(shè)備性能，助力產(chǎn)能提升至少20%。

單條指令的交互時間為1-3us，相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe、網(wǎng)口等通訊方式，速度提升了10-100倍以上。

搭載環(huán)形冗余架構(gòu)，確保非故障從站持續(xù)保持正常EtherCAT通信，可顯著提升系統(tǒng)可靠性與運(yùn)行穩(wěn)定性。可有效杜絕EtherCAT通訊故障導(dǎo)致的產(chǎn)能損失。

當(dāng)Windows因病毒入侵、硬件異常插拔或驅(qū)動沖突導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰時，運(yùn)動控制實(shí)時內(nèi)核 MotionRT750仍可持續(xù)運(yùn)行,且急停功能仍然保持有效，提供充分響應(yīng)時間進(jìn)行事故處置，顯著提升工業(yè)控制安全性與可靠性。

審核編輯 黃宇