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市場應用背景

異形插件機主要應用于電子制造業中，專門用于自動化電子裝配過程。它能夠按照預設程序將編帶或者供料器的電子元件通過多工位多頭夾取，將電阻、電容、晶體管、連接器和按鍵等異形元件自動插裝到PCB板的指定通孔上，極大地提高生產效率并降低成本。

廣泛應用于3C消費電子、汽車電子、醫療器械、工業控制、航空航天等多個領域。

隨著電子產品的日益普及和快速更新換代，對更小、更復雜的電子元件的需求持續增長。這導致對高速高精度的異形插件機的需求也在增加，為了改善現有的生產工藝流程，并消除生產中的不穩定因素，自動異形插件機行業面臨巨大的市場需求。

傳統PCB板電子元件插件方案局限性:

傳統的插件方案主要依賴人工操作或針對單一類型電子元件的自動插件機等。

人工插件效率低，常出現錯插、漏插的問題，導致產品質量不穩定。

專用的自動插件機缺乏靈活性，難以快速適應新型電子元件的生產需求。技術升級需要更換設備或進行生產線改造，成本高昂且耗時長，給生產廠家帶來成本控制和換料操作的困擾。

傳統的異性插件機的設備控制主要由視覺系統、運動控制系統和人機交互三大部分組成。它的控制系統方案配置是PC+機器視覺+PLC，PLC的網口交互效率并不高，導致產能不夠。

正運動技術解決方案:

正運動針對市場需求，特此開發了基于超高速PCIe EtherCAT運動控制卡PCIE464在高速異形插件機上的應用解決方案。

方案采用PCIE464具有以下特點：

利用PC Windows的特性，可以簡單快速對接到MES等數據中心。

提供更安全的程序機制，防止控制系統宕機。

高實時性、低延遲、易擴展性、多軸同步控制、兼容性強、高速IO控制等優勢，確保插件工藝中的路徑規劃、數據交互、電子元件插裝、夾持控制等關鍵步驟能夠高速高精度地完成。

配合第三方高精度視覺系統，能夠快速調整設備參數換料生產，靈活兼容各種新型元件，提高了設備的靈活性，滿足大、小批量生產的需求。

通過正運動提供的方案，自動異形插件機能有效消除數據交互不及時的問題，顯著提高數據處理速度，簡化生產流程，實現了從異形插件機到高速異形插件機的跨越。助力客戶實現規模化、效益化、智能化生產，進而實現高速高精度的生產目標。

01 超高速PCIe EtherCAT運動控制卡在高速異形插件機上的應用

高速異形插件機加工示意圖

正運動高速異形插件機解決方案設計

正運動技術的PCIE464運動控制卡，EtherCAT周期控制最快125μs，高速的PCIe接口，視覺飛拍，SS曲線加加速度平滑等功能，特別適用于高速高柔的運動控制，應用在高速異性插件機上，插件頭拾取元件后，XY直線運動平臺移動到檢測相機上方進行飛拍，對元件引腳進行檢測和定位，從而保證插件更加精準，優化路徑、保證XY平臺運行路徑最短，可實現0.6s/pcs的節拍，重復定位精度可達±0.01mm，滿足高速高精的市場需求。

1、運動控制與機器視覺實現過程

（1）機器視覺

機器視覺主要用于檢測、定位和糾偏。首先，對電子元件的外輪廓和針腳進行識別定位，以及檢測引腳有無缺失、變形等。最后，對PCB板上的圓孔、方孔和不規則點等進行MARK定位，確保電子元件能準確插裝到PCB板指定通孔上。

（2）運動控制

工業電腦PC與PCIE464運動控制卡通過EtherCAT高效協同控制18個總線驅動器，包括直線和旋轉電機及遠程IO等。可實時切換驅動器的位置、速度和力矩模式，同時配合視覺飛拍功能，快速觸發相機進行拍攝，確保異形插件機實現高速高精的運動控制。

2、高速異形插件機配置流程

3、方案核心技術優勢

適用于支持WindowsXP/7/10/11、Linux等操作系統，適用性更廣
統一開放的API函數接口，讓用戶開發更靈活更高效
PCIe接口相較于PCI接口，傳輸效率更快，更適用于高速高精的應用場景
支持上位機+RTBasic腳本語言混合開發，極大提高指令的實時執行效率
支持C語言編譯，程序執行效率更快，提升設備運行效率
EtherCAT同步周期可快至125μs，提升設備產能
一維/二維/三維硬件位置比較輸出，可視覺飛拍，實現無停頓生產，縮短設備整體CT
更安全機制，內置RTBasic程序執行，確保Windows系統在藍屏的情況下程序不宕機

4、解決方案硬件配置

產品類型	產品型號	廠家	數量
運動控制卡	PCIE464	正運動	1
EtherCAT耦合器	ZMIO310-ECAT	正運動	1
擴展IO	ZMIO310-16DI/DO	正運動	6/4
圖像采集系統	-	-	1
EtherCAT驅動器	-	-	18
工控機	-	-	1
顯示器	-	-	1
其他配置	-	-	-

02 超高速PCIe EtherCAT運動控制卡 — PCIE464

正運動技術PCIE464運動控制卡，提供高效的工業運動控制解決方案，用戶可將PCIE464嵌入標準PC機快速實現高性能的EtherCAT運動控制功能。

在“PC+運動控制卡”的模式下，可充分利用PC的高效數據處理和開放性特性，以及控制卡高速PWM、多維位置比較輸出PSO等功能，實現出色的多軸同步控制和高速點位以及復雜的軌跡運動控制等功能，確保了控制卡與上位機的無縫實時數據交互，極大提升運動控制的效率和精度，同時利用PC Windows的特性，可簡單快速對接到MES等數據中心，廣泛應用于3C電子制造、半導體、裝配、精密加工、鋰電和光伏、機器人等領域。