工業(yè)機(jī)械手與視覺技術(shù) 模擬實(shí)操任務(wù)書

1、精選文檔2013年全國職業(yè)院校骨干教師技能培訓(xùn)班“工業(yè)機(jī)械手與視覺技術(shù)” 模擬實(shí)操任務(wù)書選手須知：1. 任務(wù)書共:15頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，并進(jìn)行任務(wù)書的更換。2. 參賽團(tuán)隊?wèi)?yīng)在4小時內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容；選手在競賽過程中創(chuàng)建的程序文件必須存儲到指定磁盤目錄及文件夾下，未存儲到指定位置的運(yùn)行記錄或程序文件均不予給分。3. 選手提交的試卷用工位號標(biāo)識，不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息，否則成績無效。4. 由于錯誤接線、操作不當(dāng)?shù)仍蛞餚LC、機(jī)械手控制器、智能視覺系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)、變頻器、電機(jī)驅(qū)動器、和直流電源損壞，將取消選手競賽資格。一、設(shè)備組成及展示

2、比賽設(shè)備包含六自由度工業(yè)機(jī)械手、智能視覺檢測系統(tǒng)、RFID數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉儲、工裝機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對高速傳輸?shù)墓ぜM(jìn)行分揀、檢測、搬運(yùn)、裝配、存儲等操作。圖1 比賽設(shè)備二、比賽設(shè)備當(dāng)前工作情況描述： 比賽設(shè)備除了任務(wù)中需要完成的安裝、接線工作外，其余器件、電路、氣路均已按電氣原理圖的連接要求裝配、連接、調(diào)試正常。比賽提供一套基本控制程序（PLC程序及工業(yè)機(jī)械手程序），在完成實(shí)操任務(wù)中的安裝、調(diào)整及接線的工作前提下，基本控制程序能完成的工作如下：1.上電后按下面板上的“復(fù)位”鍵3秒，程序開始復(fù)位，機(jī)械手回到初始位置，各氣缸退回。復(fù)位完成后“運(yùn)行指示燈”閃爍。2

3、.按下面板上的“開始”鍵，機(jī)械手運(yùn)行到等待位置，工件盒出料庫檢測到有盒子，且出料臺無盒子時，向外推出一個。工件蓋出料庫的運(yùn)行與此相同。3.機(jī)械手夾取三個工件盒到3個裝配臺上。4.機(jī)械手夾取吸盤工裝。5. 工件料庫檢測到有工件后，四個料庫分時各自推出一個工件。被推出的工件由環(huán)形輸送線向前傳送，到達(dá)直線輸送單元，由機(jī)械手進(jìn)行追蹤抓取并裝入到工件盒中（沒有進(jìn)行RFID信息讀?。?。接著機(jī)械手回到等待位置，繼續(xù)抓取下一個工件，直到裝配12個工件到12個工位中（工件放置的位置順序固定為裝配臺1號到3號，工位1號到4號）。6.機(jī)械手夾放回吸盤工裝。7. 三個工件盒內(nèi)都已裝配完4個工件后，機(jī)械手將三個工件盒逐

4、個裝上工件蓋，并搬運(yùn)到倉庫空位置。8.機(jī)械手停留在重復(fù)工作的等待位置，等待下一輪作業(yè)。三、需要完成的工作任務(wù)請選手根據(jù)給定的技術(shù)資料，在4個小時內(nèi)，完成比賽設(shè)備部分電氣線路連接、PLC控制程序、機(jī)械手控制程序的編寫、智能視覺流程編輯、系統(tǒng)調(diào)試等任務(wù)。需要完成的控制流程及相關(guān)規(guī)定如下：1、 工件裝配流程編輯軟件給PLC下發(fā)工件裝配流程，PLC對裝配流程進(jìn)行保存，用以重復(fù)裝配。工件有不同編號、顏色、高度之分，此處規(guī)定三個裝配臺顏色分別為藍(lán)、紅、黃，編號順序全為1、2、3、4，高度全為低的工件，如圖2。圖2 工件規(guī)定裝配流程2、 系統(tǒng)復(fù)位：上電后按下面板上的“復(fù)位”鍵3秒，控制程序開始復(fù)位，機(jī)械手回

5、到初始位置，各氣缸退回。復(fù)位完成后“運(yùn)行指示燈”閃爍。3、 啟動：“運(yùn)行指示燈”閃爍時，按下“啟動”鍵，執(zhí)行以下任務(wù)（可同時進(jìn)行）：u 工件盒料庫檢測到有工件盒，出料臺檢測到是空位，工件盒推料氣缸向外推出一個工件盒；u 工件蓋料庫檢測到有工件蓋，出料臺檢測到是空位，工件蓋推料氣缸向外推出一個工件蓋；u 機(jī)械手從初始位置運(yùn)行到工具換裝等待位置。4、 機(jī)械手運(yùn)行到工件盒出料臺上方，接著將出料臺上的工件盒搬到3號裝配臺上（應(yīng)先橫向搬到1號裝配臺上過渡），機(jī)械手回到工件盒出料臺上方等待；工件盒料庫檢測到有工件盒，工件盒推料氣缸向外推出下一個工件盒。5、 機(jī)械手運(yùn)行到工件盒出料臺上方，接著將出料臺上的工

6、件盒搬到2號裝配臺上（應(yīng)先橫向搬到1號裝配臺上過渡），機(jī)械手回到工件盒出料臺上方等待；工件盒料庫檢測到有工件盒，工件盒推料氣缸向外推出下一個工件盒。6、 機(jī)械手運(yùn)行到工件盒出料臺上方，接著將出料臺上的工件盒搬到1號裝配臺上。7、 機(jī)械手運(yùn)行到工具換裝裝置處裝上吸盤工裝，并運(yùn)行到工件跟蹤吸取等待位置。8、 工件料庫檢測到有工件后，四個工件料庫分時各自推出工件，同時環(huán)形輸送帶、直線輸送帶開始運(yùn)行；推出的工件由環(huán)形輸送線向前傳送，到達(dá)RFID檢測單元進(jìn)行檢測。9、 PLC主控制器對RFID讀寫器進(jìn)行操作，讀出工件內(nèi)標(biāo)簽信息，PLC判斷工件是否為裝配需要的還是不需要的，并控制機(jī)械手進(jìn)行分揀。具體分揀操

7、作如下：如果是可用工件，工件到達(dá)直線輸送帶后，且跟蹤傳感器觸發(fā)，機(jī)械手將進(jìn)行跟蹤吸取工件的操作，并將工件并搬運(yùn)到裝配等待位置，根據(jù)工件的信息，將工件裝入到對應(yīng)裝配臺上工件盒的相應(yīng)位置，之后機(jī)械手回到跟蹤吸取等待位置；如果是不可用工件，機(jī)械手不動作，繼續(xù)等待（可人為取走該工件）。10、 被分時推出的下一個工件此時到達(dá)RFID檢測單元進(jìn)行檢測，機(jī)械手進(jìn)行重復(fù)分揀操作，直到三個工件盒全部裝配完成。11、 三個工件盒全部裝配完成后，機(jī)械手運(yùn)行到工具換裝裝置處裝上視覺工裝。12、 機(jī)械手運(yùn)行到1號裝配臺上方，視覺相機(jī)從上往下對工件盒的每一個工位中的工件（12個）進(jìn)行拍照；同時視覺處理器進(jìn)行分析（編號和顏

8、色比對），并將檢測結(jié)果輸出給機(jī)械手。如果檢測結(jié)果為不合格，機(jī)械手將此工件盒標(biāo)記為不合格品，之后機(jī)械手依次運(yùn)行到2號、3號裝配臺上方，對工件盒進(jìn)行相同的檢測操作。視覺檢測要求如下：工件的顏色、編號是否與規(guī)定裝配流程一致，即與圖2是否一致。13、 三個工件盒全部檢測完成后，機(jī)械手運(yùn)行到工具換裝裝置處放回視覺工裝。14、 如果機(jī)械手有裝配不合格記錄，機(jī)械手逐個將不合格的工件盒搬運(yùn)到廢料框中。15、 如果機(jī)械手記錄裝配有合格品，機(jī)械手將其中一個合格品工件盒搬運(yùn)到橫向檢測臺。16、 機(jī)械手運(yùn)行到工具換裝裝置處裝上視覺工裝。17、 機(jī)械手運(yùn)行到橫向檢測臺前方對工件盒進(jìn)行拍照，同時視覺處理器進(jìn)行分析（高度比

9、對），并將檢測結(jié)果輸出給機(jī)械手。機(jī)械手對檢測結(jié)果進(jìn)行分析判別，并記錄是否合格。18、 機(jī)械手運(yùn)行到工具換裝裝置處放回視覺工裝。19、 機(jī)械手根據(jù)當(dāng)前橫向檢測臺上的工件盒合格與否進(jìn)行不同處理：u 如為不合格則將此工件盒搬運(yùn)到廢料框中，繼續(xù)判斷裝配臺是否還有合格品，如有則從步驟15開始重復(fù)操作，如沒有則機(jī)械手回到初始位置，一個裝配流程結(jié)束，機(jī)械手從步驟4開始重復(fù)操作完成下一個裝配流程。u 如為合格，將此工件盒搬運(yùn)到1號裝配臺，機(jī)械手夾取工件蓋到工件盒上，使其組成一個生產(chǎn)組合體。u 機(jī)械手將成品搬運(yùn)到倉庫空位置：使用裝在大口夾上的光纖傳感器檢測未知倉庫是否為空。u 當(dāng)一個成品入庫后，控制系統(tǒng)需記錄此

10、庫位不為空，下一個成品入庫時應(yīng)直接跳過這個庫位。u 工作流程內(nèi)倉庫且倉庫位置優(yōu)先級別為：1>2>3>4>9，倉庫位置分布如圖3所示。789456123圖3 倉庫位置示意圖u 繼續(xù)判斷裝配臺是否還有合格品，如有則從步驟15開始重復(fù)操作。20、 全部成品入庫完成后，機(jī)械手運(yùn)行到初始位置，機(jī)械手從步驟4開始重復(fù)操作完成下一個裝配流程。請選手根據(jù)以上控制流程及相關(guān)規(guī)定完成下面的任務(wù)：任務(wù)一 工業(yè)機(jī)械手設(shè)備安裝1.將圖4 RV-3SD機(jī)械手本體安裝到型材實(shí)訓(xùn)桌的機(jī)械手安裝基板上。圖4 RV-3SD機(jī)械手本體2.根據(jù)圖5，將電磁閥安裝到基板上。3.分別連接機(jī)械手內(nèi)部進(jìn)/出氣管到閥島

11、的進(jìn)/出氣管上，連接基板上的GR1接頭到機(jī)械手內(nèi)部對應(yīng)的GR1接頭。 （a）正面 （b）反面圖5 電磁閥安裝示意圖4.安裝電磁閥基板到機(jī)械手本體上。5.連接氣夾與真空吸盤的氣管到電磁閥基板上的進(jìn)出氣管。任務(wù)二 工業(yè)機(jī)械手設(shè)置與編程調(diào)試1.設(shè)置機(jī)械手的序列號、跟蹤許可、專用I/O、以太網(wǎng)通信。2.機(jī)械手動作控制程序設(shè)計與調(diào)試：完成分揀、視覺檢測功能的控制程序設(shè)計，構(gòu)建機(jī)械手需要用到的位置點(diǎn)。3.機(jī)械手位置點(diǎn)設(shè)置：使用示教單元設(shè)置并調(diào)整機(jī)械手相關(guān)位置點(diǎn)，包括：各視覺拍照位置、工具換裝等待、裝配等待位置、工件盒出料臺、工件蓋出料臺、四個裝配臺、盒內(nèi)四個工件放置位置、工件跟蹤吸取位置、廢料框位置、倉庫

12、位置、工件料庫入口位置、運(yùn)行中過渡位置等。任務(wù)三 智能視覺系統(tǒng)調(diào)試1.視覺傳感器鏡頭調(diào)整，使視覺傳感器能穩(wěn)定、清晰的攝取圖像信號。2.視覺控制器啟動設(shè)定、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置設(shè)置。3.圖像攝取流程編輯：u 視覺傳感器以豎直角度對工件盒內(nèi)每一個工件進(jìn)行拍照時，用于檢測工件的編號和顏色。u 視覺傳感器在正前方以水平方向?qū)ぜ羞M(jìn)行拍照時，用于檢測工件的高度。4.檢測邏輯編輯：編輯檢測結(jié)果表達(dá)式，使檢測結(jié)果通過以太網(wǎng)發(fā)給PLC。任務(wù)四 系統(tǒng)整體運(yùn)行調(diào)試1.控制系統(tǒng)安裝與接線：完成控制柜中部分控制系統(tǒng)的安裝與接線2.完成變頻器的參數(shù)設(shè)置，使其滿足輸送流程要求。3.PLC主控制器以太網(wǎng)絡(luò)組建設(shè)置。4.主控程序設(shè)計與調(diào)試u PLC主控制器以太網(wǎng)絡(luò)通信功能設(shè)計與調(diào)試：與機(jī)器人進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。u 工件分揀功能設(shè)計與調(diào)試：配合RFID檢測單元，PLC讀取RFID檢測信息，對不同工件進(jìn)行分類和判別，應(yīng)區(qū)分出工件是否適用，工