1.飛拍功能介紹

　　針對(duì)傳統(tǒng)的視覺定拍生產(chǎn)效率不夠高的問題，在一些應(yīng)用場(chǎng)合中，用戶越來越多地使用視覺飛拍功能，來完成視覺拍照功能。即機(jī)構(gòu)按照既定的軌跡運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)行到拍照點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軸不停下來，瞬間完成飛行抓拍的功能。整個(gè)過程中移動(dòng)機(jī)構(gòu)不停止，從而節(jié)省機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)間，滿足效率，并且能保證運(yùn)行精度。飛拍功能的應(yīng)用場(chǎng)景包括以下兩種。

　　(1)在精度保證的同時(shí)，可以不減速(V-T圖如圖1所示)。

圖1飛行抓拍v-t圖

圖2精度不足情況下的飛行抓拍v-t圖

圖3 ATOF流程圖

　　(2)在精度不足的情況下，可以略微降速，分段運(yùn)行，但速度不降為0(V-T圖如圖2所示)。

　　飛拍功能非常適合凌亂工件的高速整理，工件從抓取到拍照、放料(或組裝)等一系列動(dòng)作可在不停止設(shè)備的情況下連續(xù)執(zhí)行。目前飛拍功能在鋰電、手機(jī)、食品等行業(yè)已有廣泛應(yīng)用。

　　2.飛拍實(shí)現(xiàn)方式

　　飛拍功能的實(shí)現(xiàn)，在硬件方面需要輸出或者輸出功能較為精準(zhǔn)的控制卡支持，同時(shí)，需要配置高性能的伺服驅(qū)動(dòng)器。目前，各類控制器采用的計(jì)算方式如下：

　　(1) CPU計(jì)算，無法實(shí)時(shí)輸出，精度低;改變系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，需手動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償時(shí)間，無法使用;

　　(2)FPGA計(jì)算，實(shí)時(shí)輸出，但改變參數(shù)時(shí)，也需手動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償時(shí)間，不滿足要求;

　　(3)CPU計(jì)算+IO卡輸出，通過上位控制器計(jì)算，無需調(diào)整補(bǔ)償時(shí)間;但無法實(shí)時(shí)輸出，精度低，且需要額外購買IO板卡。

　　新時(shí)達(dá)運(yùn)控采用ATOF(Adaptive Trigger On the Fly，自適應(yīng)飛拍)控制方式，在滿足精度的前提下，改變系統(tǒng)參數(shù)(速度、加減速、運(yùn)動(dòng)路徑/軌跡)時(shí)，無需調(diào)整參數(shù)，精度仍保持一致。ATOF自適應(yīng)飛拍控制流程圖如圖3所示。

　　3.系統(tǒng)配置方案(見圖4)

圖4 飛拍系統(tǒng)配置圖

圖5 速度：2m/s 加速度：2G 起點(diǎn)：7mm 終點(diǎn)：430mm

圖6 速度：0.5m/s 加速度：1G 起點(diǎn)：7mm 終點(diǎn)：430mm

圖5 定位偏差比較圖

　　當(dāng)運(yùn)行到預(yù)定的拍照點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軸不停下來，采用運(yùn)動(dòng)控制卡的精準(zhǔn)輸出或者硬件比較輸出功能，瞬間完成飛行抓拍的功能。并在運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)視覺抓拍采集的產(chǎn)品像素位置變化，計(jì)算出機(jī)械坐標(biāo)偏移量，將偏移量發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制卡，及時(shí)修正處理，完成飛拍功能。

　　4. 測(cè)試方案及結(jié)果

　　4.1 測(cè)試方案

　　(1)測(cè)試2組不同速度、不同加減速、不同路徑條件下，TOF和ATOF拍照效果圖對(duì)比(表1)。

　　(2)測(cè)試9組不同速度、不同加減速、起點(diǎn)、終點(diǎn)位置， TOF和ATOF定位偏差數(shù)據(jù)(表2)。

　　4.2測(cè)試結(jié)果(見圖5、6)

　　根據(jù)數(shù)據(jù)和圖形對(duì)比，可以看到：

　　?通過相機(jī)拍照?qǐng)D片對(duì)比，TOF方法在改變系統(tǒng)參數(shù)情況下，定位偏差波動(dòng)0.1mm;而ATOF方法在改變系統(tǒng)參數(shù)情況下，定位偏差波動(dòng)0.01mm，波動(dòng)降低90%;

　　?在9種不同系統(tǒng)參數(shù)組合下，記錄TOF方法與ATOF方法定位偏差數(shù)據(jù)，求取均方差， TOF均方差為0.0485， ATOF均方差為0.0038，均方差減小90%;

　　?ATOF在無需調(diào)整參數(shù)的情況下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位精度比TOF提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，滿足需求。

　　5. Ω6s-AP系列伺服介紹

　　Ω6s-AP驅(qū)動(dòng)采用源自德國公司(辛格林納)的研發(fā)技術(shù)，針對(duì)國內(nèi)客戶的使用習(xí)慣所開發(fā)的一款高性能的脈沖型伺服驅(qū)動(dòng)。其電流環(huán)刷新頻率達(dá)到1MHz，瞬時(shí)過載能力達(dá)到3.5倍，是設(shè)備高速響應(yīng)的“基石”，最大支持16MHz的脈沖輸入指令、3路高速DI輸入和2路高速DO輸出(最高支持1MHz高速數(shù)字信號(hào))。

　　1us響應(yīng)高速IO，輕松應(yīng)對(duì)飛拍和探針需求;自帶自整定算法能夠輕松應(yīng)對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，即插即用，可節(jié)省90%設(shè)備調(diào)試時(shí)間;溫度監(jiān)控系統(tǒng)+加厚的UV涂層，能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境，保證系統(tǒng)在不同環(huán)境下都能高效穩(wěn)定的運(yùn)行。