背景需求

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，手機(jī)與人們的生活聯(lián)系得越來(lái)越緊密，手機(jī)的需求量也在不斷增長(zhǎng)。本工作站的目標(biāo)正是完成對(duì)手機(jī)外殼的檢測(cè)分類工作，這在手機(jī)的生產(chǎn)制造中是一道十分重要的工序。手機(jī)外殼的檢測(cè)分類工作主要需求如下表：

系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)上述對(duì)手機(jī)外殼檢測(cè)分類的需求，本工作站采用了“機(jī)器人輔助上下料+工業(yè)相機(jī)視覺(jué)檢測(cè)”的基本方案。為了提升檢測(cè)抓取效率，工作站采用了雙機(jī)器人的方案，即一個(gè)4軸機(jī)器人負(fù)責(zé)從外殼加工傳送帶上抓取工件放置到檢測(cè)工作臺(tái)，另一個(gè)6軸機(jī)器人負(fù)責(zé)搭載相機(jī)完成對(duì)手機(jī)外殼的拍照以及對(duì)完成檢測(cè)的手機(jī)外殼分類放置，這樣可以有效地將工件放置到檢測(cè)臺(tái)的時(shí)間與工件分類擺放的時(shí)間進(jìn)行重疊而不是線性疊加，從而縮短了整個(gè)工序所需的時(shí)間。具體工作流程如圖1所示。

圖1系統(tǒng)工作流程圖

根據(jù)上述動(dòng)作及工藝要求，本方案主要包括硬件方案設(shè)計(jì)和軟件方案設(shè)計(jì)。其中硬件方案設(shè)計(jì)包括硬件配置、結(jié)構(gòu)部件和電氣控制等三部分，軟件方案設(shè)計(jì)包括程序流程、I/O配置、點(diǎn)位配置三個(gè)部分，見(jiàn)圖2。

圖2系統(tǒng)方案圖

硬件方案設(shè)計(jì)

1.硬件配置

如圖3所示，硬件設(shè)備主要包括：HS6型4軸機(jī)器人本體一臺(tái)、HSR605型6軸機(jī)器人本體一臺(tái)、久同JTR機(jī)器人控制器一臺(tái)、久同JTR示教器一臺(tái)、久同TSV伺服驅(qū)動(dòng)器10臺(tái)、傳送帶、指示燈、檢測(cè)工作臺(tái)、工件分類放置臺(tái)。

圖3硬件接線示意圖

2.結(jié)構(gòu)部件

除了機(jī)器人本體和傳送帶外，主要的結(jié)構(gòu)部件包括4軸機(jī)器人末端的抓取氣爪、6軸機(jī)器人末端內(nèi)嵌相機(jī)的氣爪和具有工裝定位作用的檢測(cè)工作臺(tái)，具體如圖4所示。

圖4結(jié)構(gòu)部件示意圖

3.電氣控制

本工作站采用機(jī)器人控制器為核心控制單元，采用Ethercat總線實(shí)現(xiàn)控制器與驅(qū)動(dòng)器、IO板的連接，進(jìn)而控制整個(gè)工作站的信號(hào)燈、激光傳感器、氣爪等所有外圍設(shè)備。機(jī)器人電柜的接線圖如圖5所示。

圖5機(jī)器人電柜接線圖

4.軟件方案設(shè)計(jì)

（1）程序設(shè)計(jì)

根據(jù)手機(jī)外殼檢測(cè)的工藝流程和控制要求，分別對(duì)上料機(jī)器人（4軸）和拍照放置機(jī)器人（6軸）進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，并利用IO點(diǎn)位信息實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器人工序上的同步。程序設(shè)計(jì)如表1所示。

表1程序設(shè)計(jì)

針對(duì)不同的程序，機(jī)器人控制器可以分別對(duì)不同的機(jī)器人組運(yùn)行對(duì)應(yīng)的程序，保證每個(gè)機(jī)器人獨(dú)立的完成各自的程序動(dòng)作要求。

（2）點(diǎn)位配置

根據(jù)程序設(shè)計(jì)流程，4軸和6軸機(jī)器人的點(diǎn)位表如2、3。

表24軸機(jī)器人點(diǎn)位表

表36軸機(jī)器人點(diǎn)位表

（3）IO點(diǎn)配置

如下表所示，根據(jù)程序設(shè)計(jì)流程，對(duì)機(jī)器人控制器軟PLC進(jìn)行了輸入輸出信號(hào)配置，機(jī)器人控制器IO點(diǎn)位配置表如表4。

表4機(jī)器人控制器IO點(diǎn)位配置表

總結(jié)

本方案經(jīng)測(cè)試，很好地滿足了手機(jī)外殼檢測(cè)分類的工藝要求，并且實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)不停機(jī)檢測(cè)，單個(gè)工件檢測(cè)周期僅5s，檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)99.98%。本方案的一個(gè)亮點(diǎn)是采用JRT機(jī)器人控制器，該控制器具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)：

其一，一臺(tái)控制器代替了2臺(tái)控制器，省掉了一臺(tái)控制器及其連接線纜；

其二，通過(guò)Ethercat總線連接伺服IO轉(zhuǎn)接，擴(kuò)展十分方便；

其三，可以自由配置伺服、IO，不受擺放位置和連接順序的限制。