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(jià)較低的商品,及價(jià)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(dá)到上述高精度裝置的要求,在這里,就使用視覺傳感器實(shí)現(xiàn)高精度定位控制的案例之一進(jìn)行一下說明。在這個(gè)控制里面使用的機(jī)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(shí)現(xiàn)了整個(gè)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(jìn)行一下簡單的說明。此為FPD玻璃基板的位置補(bǔ)正案例。作為這個(gè)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(bǔ)正,電子部件加工時(shí)的位置補(bǔ)正等場合。一般,由X軸,Y軸,θ軸的驅(qū)動軸構(gòu)成機(jī)械工作臺,另有判別其工作臺上負(fù)載的視覺傳感器,進(jìn)行兩者之間的數(shù)據(jù)演算,再和驅(qū)動上述機(jī)械工作臺的伺服控制構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。
①對要加工的負(fù)載,為了使視覺傳感器可以進(jìn)行判別,需要印刷上標(biāo)記。如要達(dá)到更好的精度,則需要2個(gè)以上的標(biāo)記。
②負(fù)載放置在機(jī)械工作臺上進(jìn)行加工。
②視覺傳感器對上述負(fù)載上印刷的標(biāo)記進(jìn)行判別,與之前設(shè)定好的(記憶住的)位置進(jìn)行比較后,對誤差進(jìn)行高精度的計(jì)算。
③視覺傳感器計(jì)算出的誤差,由PLC換算成機(jī)械的移動量,定下補(bǔ)正誤差的位置并實(shí)行。
3．視覺傳感器
在這個(gè)控制里面,對提高精度較重要的一點(diǎn)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(dá)到了。我們的視覺傳感器,從經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上,對提高判別精度可實(shí)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(jìn)行高精度的位置數(shù)據(jù)計(jì)算。
在負(fù)載上印刷標(biāo)記時(shí),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(shí)際負(fù)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(jìn)行判別。
●ECM(Edge code model)Search
把所記憶的標(biāo)簽邊緣(非整個(gè)標(biāo)簽,只有四周一圈)作為典型進(jìn)行登錄,從實(shí)際接受到的畫像數(shù)據(jù)中找出最相似的部分進(jìn)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(jìn)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(dá)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?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行判別。但是,此畫素?cái)?shù)據(jù)和實(shí)際的工作臺的移動距離關(guān)系,如果沒有明確,就無法實(shí)現(xiàn)負(fù)載的位置補(bǔ)正。
所謂校準(zhǔn),就是把視覺傳感器所識別到的位置和實(shí)際工作臺的位置精度的關(guān)系明確化,并記住。
我們把這個(gè)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(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
在登錄負(fù)載的基準(zhǔn)位置時(shí),會實(shí)施如下所示的動作,最終完成校準(zhǔn)。
實(shí)際移動負(fù)載時(shí),可以通過演算當(dāng)時(shí)的視覺傳感器位置信息,達(dá)到對下列誤差的補(bǔ)正。
● 攝像機(jī)安裝誤差:當(dāng)攝像機(jī)的安裝不是完全的垂直時(shí),可以補(bǔ)正其誤差。
● 機(jī)械工作臺移動誤差:補(bǔ)正由于加工精度而導(dǎo)致的移動量的誤差。
● 機(jī)械工作臺搭建誤差:補(bǔ)正機(jī)械工作臺驅(qū)動軸搭建時(shí)的誤差。
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