VPLC7机器视觉运动控制一体机在三轴SCARA机械手螺丝锁付的应用-电子发烧友网

市场应用背景

近年来，螺丝锁付市场需求持续增长，特别是在3C消费电子、汽车组装及家电等领域装配生产线上。产品设计的多样化、精细化，推动制造型企业对螺丝锁付的精度、效率和产线柔性化等提出了更高要求，促进了SCARA机械手螺丝锁付技术的广泛应用，显著提升螺丝拧紧效率和精度，减少了对人工的依赖，并有效实现了批量组装及灵活换料换线生产。

市面上常见的螺丝锁付方案局限性：

市面上常见的螺丝锁付方案，包括手持电批和多轴模组台式螺丝锁付设备，虽然广泛应用于多种紧固场景，但它们在满足高或特定扭矩精度需求，同一工位拧紧多种类型螺丝，以及快速产品切换和混料生产等方面需求存在一定的局限，都可直接影响锁付工艺流程的效率和质量管控。

正运动技术解决方案：

正运动针对以上市场需求，特此开发了一款基于VPLC7机器视觉运动控制一体机的三轴SCARA机械手螺丝锁付应用解决方案，易于集成至客户现有装配线，提供独立操作站点，可根据生产需求自动切换工艺配方或工位调整，同时支持间歇性或连续大批量生产，适用于平面、沉孔和侧边的螺丝锁付，配合视觉采集系统，即可实现高速高精的螺丝锁付应用。

方案支持机械手执行单个/多个批头锁付任务，可灵活更换批头以适配不同类型的螺丝，可设置不同的锁附工艺（如扭力、转速、锁附高度、退钉等）。提供锁付全程实时监控数据，包括锁螺丝的扭力、圈数、锁付状态、锁付结果、浮高高度、锁付高度、锁付时间等，做到每锁一颗螺丝即可生成锁付结果。

机器视觉运动控制一体机通过直接控制机器人来缩短循环时间，实现系统的集中管理，并提高锁付良率至99.6%。

01 VPLC7机器视觉运动控制一体机在三轴SCARA机械手螺丝锁付的应用

1、传统的机械手螺丝锁付方案

传统的机械手螺丝锁付方案通常采用机器人驱动控制一体机+PLC+视觉系统的组合方案，存在以下问题：

配件多、接线繁琐、故障排查麻烦、开发周期长；

视觉与运动控制之间的数据交互效率不高；

软硬集成度不高，功能整合度低；

多套硬件初始成本和维护成本高。

2、正运动技术SCARA螺丝锁付方案设计

20DI：接倍数链工作站阻挡位、来料传感器信号，以及电批、供料器报警信号；

20DO：接螺丝供料器，高速输出口接工业相机的硬触发输入；

EtherCAT接口：接EtherCAT总线驱动器，控制SCARA机械手；

4路单端脉冲输出：接步进/脉冲驱动器，可控制其他附加轴；

RS232通讯接口：接电批、测微计、光源控制器；

EtherNET接口：千兆网口，接支持Gige协议的面阵相机，实现视觉定位纠偏应用。

3、运动控制与机器视觉实现过程

（1）机器视觉

在三轴SCARA机械手螺丝锁付过程中，机器视觉系统首先获取当前来料产品的位置，随后通过对批头、相机中心标定，得出标定系数，进行双Mark点定位纠偏，当产品的位置和角度发生变化时，可以自动计算出纠偏螺丝锁付工件的螺丝紧固点位所需的偏移量，以确保机械手能够准确移至螺丝锁付点位，从而实现螺丝锁付操作的精准定位。