UVW 对位平台控制算法在视觉引导上的应用

一．UVW对位平台介绍

    UVW对位平台，又称XXY、XYR 对位平台，属于三轴并联运动机构。通过3个线性移动轴的并联运动实现XY 两轴线性运动和θz 轴旋转运动。UVW对位平台是高精度视觉对位系统中机械执行部分，主要应用在曝光机、邦定机、光罩印刷机、WAFER 对位、零件安装、PCB 钻孔机、LCD 点灯特性检查、切割机、贴片机（LCD/FPC）、网版印刷机等场合。

二．UVW对位平台算法介绍

    正运动技术的UVW平台运动控制算法采用机械手FRAME33模型，可以实现单轴直线运动、两轴线性插补、两轴圆弧插补、空间圆弧等复杂运动。

电机方向及角度范围：虚拟的XY满足右手法则，角度正向与虚拟XY满足右手法则，实际电机轴方向无要求，根据实际情况填写结构参数即可。轴顺序：

    结构参数设置

    建立机械手连接时，需要将机械结构参数依次填写到table数组中，参数说明如下。

    关节轴电机参数设置，各轴的轴类型和脉冲当量要设置正确。

    一个机械手的所有虚拟轴和关节轴的长度单位要求统一，一般都是mm单位。虚拟轴的一个mm的脉冲数一般建议设置为1000，表示精度为小数点后3位。

    零点位置

    保证VW轴是水平的。平台上任意一点可作为零点，保证结构参数lu,lv,lw等机构参数正确即可。

    逆解模式：

建立成功后，关节轴Axis_u,Axis_v,Axis_w中MTYPE将显示为33，IDLE显示为0。

此时只能操作虚拟轴Viraxis_x,Viraxis_y,Viraxis_rz在直角坐标系中运动，关节轴Axis_u,Axis_v,Axis_w会自动计算在关节坐标系中如何联合运动。

整个示例程序如下：

global lu,lv,lw,angleonecircle,diru,dirv,dirw

lu = 20                     '零点到U轴的垂直距离

lv = 10                     '零点到V轴的垂直距离 

lw = 10                     '零点到W轴的垂直距离

angleonecircle = 360000     '虚拟旋转轴一圈脉冲数

diru =  0   'U轴的方向，0 U轴与虚拟X正向一致，1反向

dirv =  0   'V轴的方向，0 V轴与虚拟Y正向一致，1反向

dirw =  0   'W轴的方向，0 W轴与虚拟Y正向一致，1反向

'''''关节轴设置

BASE(0,1,2)                     '选择关节轴号

atype=1,1,1,1                   '轴类型设为脉冲轴

UNITS=10000/1,10000/1,10000/1   '把U,V,W轴设成1mm的脉冲数

DPOS=0,0,0          '设置关节轴的位置，此处要根据实际情况来修改

speed=100,100,100               '速度参数设置

accel=1000,1000,1000

decel=1000,1000,1000

CLUTCH_RATE=10000,10000,10000   '使用关节轴的速度和加速度限制

'''''虚拟轴设置

BASE(6,7,8)

ATYPE=0,0,0                     '设置为虚拟轴

'根据手册说明填写参数

TABLE(0,lu,lv,lw,angleonecircle,diru,dirv,dirw)    

'运动精度，要提前设置，中途不能变化

UNITS=1000,1000 ,angleonecircle/360         

speed=200,200,200       '速度参数设置

accel=1000,1000,1000

decel=1000,1000,1000

'''''建立机械手连接

while 1

    if modbus_bit(0)=ON then    '输入0上升沿触发

        modbus_bit(0) = 0       

        BASE(0,1,2)             '选择关节轴UVW...

        CONNFRAME(33,0,6,7,8)   '第6/7/8轴作为虚拟的XY轴，启动逆解连接。

        WAIT LOADED             '等待运动加载，此时会自动调整虚拟轴的位置。

        ?"逆解模式"     

        while 1

            base(6,7,8)

            moveabs(5,5,5)

            wait idle(6)

            delay(100)          

        wend

    endif

Wend

    程序执行后，虚拟轴(轴6，轴7，轴8）运动到5，5，5的位置，轴0,轴1,轴2运动到7.1872，3，6876，5.4374的位置，同时关节轴(轴0，轴1，轴2）的MTYPE均为33。

    三．UVW对位平台算法实现

    UVW平台一种可以实现以平面上任意一点为中心，进行旋转运动的装置，并可沿着任意的方向平移。UVW平台和视觉系统对接在一起，可以很快完成高精度的纠偏工作，重复定位精度高达±1μm。

    正运动技术ZMC406运动控制器可根据系统需求搭配不同硬件平台，支持PC平台的各种操作系统（windows,Linux,iMac)以及各种上位机软件(C,C++,C#,Delphi，VB,.Net,Labview,Python,matlab，等等）的应用。

    正运动控制器/控制卡集成了UVW运动平台的运动控制算法配合视觉系统，能够满足UVW平台定位的对位应用场景，支持市面上主要品牌的UVW平台。正运动技术的参考方案中配置了运动控制测试文件和程序，提供例程源代码，特殊结构的机械手算法需求也可以定制开发。

    本方案适用于需要高精度UVW对位平台的自动化设备，如印刷（丝印机、曝光机、贴标机）、PCB相关（FPC 补强机机、PCB贴合机） 、3C电子（辅料贴合机、贴膜机、打标机）等行业。