1．前言
近幾年,由于中國產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,包括亞州周邊地區(qū)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)配置正在逐步發(fā)生變化。特別是產(chǎn)品單價較低的商品,及價格競爭較激烈的商品在中國國內(nèi)生產(chǎn)的比例越來越高了。從行業(yè)來說,主要有電子部件,用于電氣產(chǎn)品的基板或是FPD(Flat panel display)的生產(chǎn)等。隨著生產(chǎn)的開展,對中國國內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備的精度要求越來越高,需要增加伺服控制精度的需要也越來越多了。為達到上述高精度裝置的要求,在這里,就使用視覺傳感器實現(xiàn)高精度定位控制的案例之一進行一下說明。在這個控制里面使用的機器,從傳感器,PLC(Programmable Logic controller),直到伺服控制,都為歐姆龍的商品。用一家公司的產(chǎn)品,就實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的控制。
2．控制整體的說明
控制的概略構(gòu)成大致可參考下圖,在這里我把整體的控制內(nèi)容進行一下簡單的說明。此為FPD玻璃基板的位置補正案例。作為這個控制的應(yīng)用,也可以應(yīng)用于FPD玻璃基板的粘合,電氣制品的基板位置補正,電子部件加工時的位置補正等場合。一般,由X軸,Y軸,θ軸的驅(qū)動軸構(gòu)成機械工作臺,另有判別其工作臺上負載的視覺傳感器,進行兩者之間的數(shù)據(jù)演算,再和驅(qū)動上述機械工作臺的伺服控制構(gòu)成整個系統(tǒng)。
①對要加工的負載,為了使視覺傳感器可以進行判別,需要印刷上標(biāo)記。如要達到更好的精度,則需要2個以上的標(biāo)記。
②負載放置在機械工作臺上進行加工。
②視覺傳感器對上述負載上印刷的標(biāo)記進行判別,與之前設(shè)定好的(記憶住的)位置進行比較后,對誤差進行高精度的計算。
③視覺傳感器計算出的誤差,由PLC換算成機械的移動量,定下補正誤差的位置并實行。
3．視覺傳感器
在這個控制里面,對提高精度較重要的一點就是視覺傳感器的位置判別。如果視覺傳感器無法精度較好的判別出位置,此控制里所講到的提高精度也就無法達到了。我們的視覺傳感器,從經(jīng)驗和技術(shù)上,對提高判別精度可實現(xiàn)以下的功能。
●高精度Search
判別出和所記憶的標(biāo)記數(shù)據(jù)最相似的部分,進行高精度的位置數(shù)據(jù)計算。
在負載上印刷標(biāo)記時,每次都印刷出同樣的標(biāo)記是比較困難的。會發(fā)生印刷的缺陷或是印刷不良等情況。但是,如果使用了此功能,
即使實際負載上所印刷的標(biāo)簽和登錄的標(biāo)簽不同,也可以精度較好地進行判別。
●ECM(Edge code model)Search
把所記憶的標(biāo)簽邊緣(非整個標(biāo)簽,只有四周一圈)作為典型進行登錄,從實際接受到的畫像數(shù)據(jù)中找出最相似的部分進行判定。在玻璃互相重疊的情況下,會發(fā)生想判別的標(biāo)簽之間也重疊起來的例子。在此功能中,因是以標(biāo)簽邊緣數(shù)據(jù)形式進行典型化登錄的,即使發(fā)生了標(biāo)簽的重疊化,仍可以判別出四周一圈是何形狀,從而達到高精度的判斷。
4．校準(zhǔn)
視覺傳感器中所識別的位置信息,會作為視覺傳感器內(nèi)部的畫素數(shù)據(jù)進行判別。但是,此畫素數(shù)據(jù)和實際的工作臺的移動距離關(guān)系,如果沒有明確,就無法實現(xiàn)負載的位置補正。
所謂校準(zhǔn),就是把視覺傳感器所識別到的位置和實際工作臺的位置精度的關(guān)系明確化,并記住。
我們把這個校準(zhǔn)功能放在視覺傳感器,PLC,伺服控制的程序上,以自動控制的方式進行實現(xiàn)。
在登錄負載的基準(zhǔn)位置時,會實施如下所示的動作,最終完成校準(zhǔn)。
實際移動負載時,可以通過演算當(dāng)時的視覺傳感器位置信息,達到對下列誤差的補正。
● 攝像機安裝誤差:當(dāng)攝像機的安裝不是完全的垂直時,可以補正其誤差。
● 機械工作臺移動誤差:補正由于加工精度而導(dǎo)致的移動量的誤差。
● 機械工作臺搭建誤差:補正機械工作臺驅(qū)動軸搭建時的誤差。
APA3L(Smart Step)
