工业之眼，视觉飞拍，无停顿高效生产——辛格林纳Ω6伺服之飞拍功能介绍-伺服与运动控制-

　　1.飞拍功能介绍

　　针对传统的视觉定拍生产效率不够高的问题，在一些应用场合中，用户越来越多地使用视觉飞拍功能，来完成视觉拍照功能。即机构按照既定的轨迹运动，当运行到拍照点时，运动轴不停下来，瞬间完成飞行抓拍的功能。整个过程中移动机构不停止，从而节省机构运行时间，满足效率，并且能保证运行精度。飞拍功能的应用场景包括以下两种。

　　(1)在精度保证的同时，可以不减速(V-T图如图1所示)。

图1飞行抓拍v-t图

图2精度不足情况下的飞行抓拍v-t图

图3 ATOF流程图

　　(2)在精度不足的情况下，可以略微降速，分段运行，但速度不降为0(V-T图如图2所示)。

　　飞拍功能非常适合凌乱工件的高速整理，工件从抓取到拍照、放料(或组装)等一系列动作可在不停止设备的情况下连续执行。目前飞拍功能在锂电、手机、食品等行业已有广泛应用。

　　2.飞拍实现方式

　　飞拍功能的实现，在硬件方面需要输出或者输出功能较为精准的控制卡支持，同时，需要配置高性能的伺服驱动器。目前，各类控制器采用的计算方式如下：

　　(1) CPU计算，无法实时输出，精度低;改变系统参数时，需手动调整补偿时间，无法使用;

　　(2)FPGA计算，实时输出，但改变参数时，也需手动调整补偿时间，不满足要求;

　　(3)CPU计算+IO卡输出，通过上位控制器计算，无需调整补偿时间;但无法实时输出，精度低，且需要额外购买IO板卡。

　　新时达运控采用ATOF(Adaptive Trigger On the Fly，自适应飞拍)控制方式，在满足精度的前提下，改变系统参数(速度、加减速、运动路径/轨迹)时，无需调整参数，精度仍保持一致。ATOF自适应飞拍控制流程图如图3所示。

　　3.系统配置方案(见图4)

图4 飞拍系统配置图

图5 速度：2m/s 加速度：2G 起点：7mm 终点：430mm

图6 速度：0.5m/s 加速度：1G 起点：7mm 终点：430mm

图5 定位偏差比较图

　　当运行到预定的拍照点时，运动轴不停下来，采用运动控制卡的精准输出或者硬件比较输出功能，瞬间完成飞行抓拍的功能。并在运动过程中，根据视觉抓拍采集的产品像素位置变化，计算出机械坐标偏移量，将偏移量发送给运动控制卡，及时修正处理，完成飞拍功能。

　　4. 测试方案及结果

　　4.1 测试方案

　　(1)测试2组不同速度、不同加减速、不同路径条件下，TOF和ATOF拍照效果图对比(表1)。

　　(2)测试9组不同速度、不同加减速、起点、终点位置， TOF和ATOF定位偏差数据(表2)。

　　4.2测试结果(见图5、6)

　　根据数据和图形对比，可以看到：

　　?通过相机拍照图片对比，TOF方法在改变系统参数情况下，定位偏差波动0.1mm;而ATOF方法在改变系统参数情况下，定位偏差波动0.01mm，波动降低90%;

　　?在9种不同系统参数组合下，记录TOF方法与ATOF方法定位偏差数据，求取均方差， TOF均方差为0.0485， ATOF均方差为0.0038，均方差减小90%;

　　?ATOF在无需调整参数的情况下，同时实现定位精度比TOF提高一个数量级，满足需求。

　　5. Ω6s-AP系列伺服介绍

　　Ω6s-AP驱动采用源自德国公司(辛格林纳)的研发技术，针对国内客户的使用习惯所开发的一款高性能的脉冲型伺服驱动。其电流环刷新频率达到1MHz，瞬时过载能力达到3.5倍，是设备高速响应的“基石”，最大支持16MHz的脉冲输入指令、3路高速DI输入和2路高速DO输出(最高支持1MHz高速数字信号)。

　　1us响应高速IO，轻松应对飞拍和探针需求;自带自整定算法能够轻松应对不同的现场应用，即插即用，可节省90%设备调试时间;温度监控系统+加厚的UV涂层，能够适应不同的应用环境，保证系统在不同环境下都能高效稳定的运行。