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市場應用背景
近年來，螺絲鎖付市場需求持續增長，特別是在3C消費電子、汽車組裝及家電等領域裝配生產線上。 產品設計的多樣化、精細化，推動制造型企業對螺絲鎖付的精度、效率和產線柔性化等提出了更高要求，促進了SCARA機械手螺絲鎖付技術的廣泛應用，顯著提升螺絲擰緊效率和精度，減少了對人工的依賴，并有效實現了批量組裝及靈活換料換線生產。
市面上常見的螺絲鎖付方案局限性:
市面上常見的螺絲鎖付方案，包括手持電批和多軸模組臺式螺絲鎖付設備，雖然廣泛應用于多種緊固場景，但它們在滿足高或特定扭矩精度需求，同一工位擰緊多種類型螺絲，以及快速產品切換和混料生產等方面需求存在一定的局限，都可直接影響鎖付工藝流程的效率和質量管控。
正運動技術解決方案:
正運動針對以上市場需求，特此開發了一款基于VPLC7機器視覺運動控制一體機的三軸SCARA機械手螺絲鎖付應用解決方案，易于集成至客戶現有裝配線，提供獨立操作站點，可根據生產需求自動切換工藝配方或工位調整，同時支持間歇性或連續大批量生產，適用于平面、沉孔和側邊的螺絲鎖付，配合視覺采集系統，即可實現高速高精的螺絲鎖付應用。
方案支持機械手執行單個/多個批頭鎖付任務，可靈活更換批頭以適配不同類型的螺絲，可設置不同的鎖附工藝（如扭力、轉速、鎖附高度、退釘等）。提供鎖付全程實時監控數據，包括鎖螺絲的扭力、圈數、鎖付狀態、鎖付結果、浮高高度、鎖付高度、鎖付時間等，做到每鎖一顆螺絲即可生成鎖付結果。
機器視覺運動控制一體機通過直接控制機器人來縮短循環時間，實現系統的集中管理，并提高鎖付良率至99.6%。
01 VPLC7機器視覺運動控制一體機在三軸SCARA機械手螺絲鎖付的應用
▶SCARA機械手螺絲鎖付運行視頻◀
傳統的機械手螺絲鎖付方案
傳統的機械手螺絲鎖付方案通常采用機器人驅動控制一體機+PLC+視覺系統的組合方案，存在以下問題：
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配件多、接線繁瑣、故障排查麻煩、開發周期長；
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視覺與運動控制之間的數據交互效率不高；
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軟硬集成度不高，功能整合度低；
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多套硬件初始成本和維護成本高。
正運動技術SCARA螺絲鎖付方案設計
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20DI：接倍數鏈工作站阻擋位、來料傳感器信號，以及電批、供料器報警信號；
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20DO：接螺絲供料器，高速輸出口接工業相機的硬觸發輸入；
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EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制SCARA機械手；
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4路單端脈沖輸出：接步進/脈沖驅動器，可控制其他附加軸；
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RS232通訊接口：接電批、測微計、光源控制器；
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EtherNET接口：千兆網口，接支持Gige協議的面陣相機，實現視覺定位糾偏應用。
運動控制與機器視覺實現過程
（1）機器視覺
在三軸SCARA機械手螺絲鎖付過程中，機器視覺系統首先獲取當前來料產品的位置，隨后通過對批頭、相機中心標定，得出標定系數，進行雙Mark點定位糾偏，當產品的位置和角度發生變化時，可以自動計算出糾偏螺絲鎖付工件的螺絲緊固點位所需的偏移量，以確保機械手能夠準確移至螺絲鎖付點位，從而實現螺絲鎖付操作的精準定位。
（2）運動控制
通過預設規劃的SCARA機械手路徑，機械手執行拱形運動和點到點運動控制。控制系統會精確調整機械手臂的關節速度，確保其按照預定軌跡準時到達目標位置。
一旦產品到達緩存位，機械手首先檢查本工位是否有料。如無產品，機械手則將產品放行至該工位。產品到位后，進行雙Mark拍照定位，并計算坐標偏移，以便SCARA機械手能夠根據實際情況實時動態調整目標螺絲緊固位置，完成鎖付操作。
鎖付完成后，機械手等待下一工位的放行信號。一旦接收到放行信號，機械手便控制傳送帶將產品送至下一工位，并再次檢查緩存位是否有料，繼續執行上述流程。
SCARA機械手螺絲鎖付工藝流程
方案核心優勢
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集成了機器視覺、運動控制、IO控制和機械手控制于一體，接線更方便，成本更低；
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運動控制實時內核，核內交互，指令調用速度快至us級，提升加工效率；
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內置30+機械手類型算法，客戶使用更方便，提升工程師開發效率；
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提供可視化機械手螺絲鎖付軟件，程序調試工藝步驟更簡單更快，鎖付過程實時監測，提供滑牙、浮高等檢測，良率高達99.6%，實現更穩定的“打螺絲”；
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解決不同產品角度來料，實現生產效率與精度的大幅度提升，提高生產線的柔性與自動化水平；
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提供一鍵自動標定功能，即可快速實現工件鎖付位置的視覺糾偏，提高生產效率。
解決方案硬件配置
02 VPLC7系列機器視覺運動控制一體機
正運動技術VPLC7系列機器視覺運動控制一體機是一款基于x86平臺和Windows操作系統的高性能機器視覺EtherCAT運動控制器，可脫機運行，支持豐富的IO控制，30+機器人算法，以及視覺和運動控制功能，大幅簡化視覺與運動控制項目的配置流程。
VPLC7系列機器視覺運動控制一體機的安裝與拆卸過程便捷，占地空間小，還能與其它控制單元部件（如伺服驅動器、傳感器、編碼器、控制閥等）和MES系統無縫集成，提供一個完整端到端的視覺運動控制解決方案。
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可選6-64軸運動控制（脈沖+EtherCAT總線）
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內置實時內核MotionRT7，支持第三方視覺軟件
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板載20路通用輸入(其中10路為高速輸入)，20路高速輸出
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提供一體化開放式IPC形態的實時軟控制器/軟PLC集成的視覺+運動控制解決方案
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多核并行運算，能夠高效處理運動控制，機器視覺等自動化設備核心任務
03 提供易用的可視化RTFuse機器人系統平臺
RTFuse機器人系統是一款面向機械手市場推出的系統級軟件，支持市面上主流的Scara、Delta、六關節、協助、直角坐標等多種機械手類型。
軟件整合了可視化的運動控制、IO邏輯控制、通訊交互、機器視覺等功能，用戶可在示教器上通過系統內豐富的工具進行純圖形化編程，無需編寫代碼即可輕松實現中文示教一站式編程開發。
RTFuse機器人系統平臺產品優勢
拖拽式中文組態系統編程，經過簡單培訓，應用工程師可輕松上手。從上至下執行項目控制流程，機械手位置手動示教。
支持多線程控制，除機械手控制外，也可以控制其它附加軸、IO邏輯控制、通訊交互等，一個控制器即可完成。
集成EtherCAT總線、脈沖混合控制，機器視覺、運動控制，集軟硬于一體易于設備調試與排除問題。
一人即可調試設備的運動控制、視覺、IO邏輯控制等，解決工程人員流失、用人成本高等問題。
正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產品的研發，是國家級高新技術企業。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優秀人才，在堅持自主創新的同時，積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發展最快的企業之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業。主要業務有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。
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