龍門尺寸選型與動力學考量
龍門系統的尺寸選型需綜合考慮工作範圍、負載質量、加速度及剛性要求。對於高速取放應用，建議採用輕量化鋁合金或碳纖維結構以降低慣量，同時確保動態剛性。
伺服馬達與減速機的匹配應基於峰值扭矩與RMS扭矩計算，避免在頻繁啟停時過熱。線性導軌的預壓等級需根據負載分佈選擇，通常取放單元建議使用C3級或更高精度。
若使用皮帶傳動，需注意皮帶張緊力對定位精度的影響，建議搭配閉環編碼器補償彈性變形。對於高加速度應用（>10 m/s²），優先考慮直驅馬達或滾珠螺桿。
- 工作範圍：X/Y/Z軸行程需覆蓋來料與放置位置，並預留安全間隙
- 負載計算：包含夾具、工件及動態慣量，安全係數建議1.5~2.0
- 加速度曲線：採用S型加減速以減少振動，最大加速度通常限制在0.5~1.5 G
視覺系統觸發與延遲管理
視覺系統的觸發延遲直接影響取放精度與週期時間。常見觸發方式包括硬體觸發（光電感測器或編碼器脈衝）與軟體觸發（EtherCAT或PROFINET通訊）。硬體觸發延遲可控制在1 ms以內，而軟體觸發可能達5~10 ms。
為最小化延遲，建議將視覺控制器與運動控制器整合在同一即時網路中（如EtherCAT），並使用分散式時鐘同步。影像處理時間需根據解析度與演算法優化，例如使用ROI（感興趣區域）縮小處理範圍。
若工件位置隨機性高，可採用預先拍攝與追蹤補償策略：在工件進入視野時觸發拍攝，同時運動控制器根據預測位置進行動態跟蹤，減少等待時間。
- 觸發延遲目標：< 2 ms（硬體觸發），< 10 ms（軟體觸發）
- 影像處理時間：建議< 20 ms，使用GPU加速或FPGA可降至5 ms
- 通訊協定：EtherCAT或PROFINET IRT可確保確定性延遲
週期時間預算與優化
週期時間預算需分解為運動時間、視覺處理時間、夾具動作時間及I/O延遲。典型取放單元週期目標為0.5~2秒，其中運動時間佔比最大（約60~70%）。
運動時間可透過最佳化路徑縮短，例如採用直線插補與圓弧過渡減少加減速次數。對於多工位取放，可設計並行運動：在一個軸運動時，另一軸提前準備。
夾具動作時間（如氣動夾爪開閉）通常為50~200 ms，可選用高速電磁閥或伺服夾爪縮短。I/O延遲需考慮PLC掃描週期，建議使用高速輸入模組（< 1 ms）。
- 運動時間：佔比60~70%，可透過路徑最佳化縮短15~30%
- 視覺處理：佔比10~20%，使用硬體觸發與ROI可降至5%
- 夾具與I/O：佔比10~20%，選用高速元件可縮短至50 ms
Frequently Asked Questions
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