背景需求

    在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，手機(jī)與人們的生活聯(lián)系得越來越緊密，手機(jī)的需求量也在不斷增長。本工作站的目標(biāo)正是完成對手機(jī)外殼的檢測分類工作，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)外殼的檢測分類工作主要需求如下表：

系統(tǒng)方案設(shè)計

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

圖1系統(tǒng)工作流程圖

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

圖2系統(tǒng)方案圖

硬件方案設(shè)計

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、HSR605型6軸機(jī)器人本體一臺、久同JTR機(jī)器人控制器一臺、久同JTR示教器一臺、久同TSV伺服驅(qū)動器10臺、傳送帶、指示燈、檢測工作臺、工件分類放置臺。

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工作臺，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總線實現(xiàn)控制器與驅(qū)動器、IO板的連接，進(jìn)而控制整個工作站的信號燈、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

（1）程序設(shè)計

    根據(jù)手機(jī)外殼檢測的工藝流程和控制要求，分別對上料機(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，并利用IO點位信息實現(xiàn)兩個機(jī)器人工序上的同步。程序設(shè)計如表1所示。

表1程序設(shè)計

    針對不同的程序，機(jī)器人控制器可以分別對不同的機(jī)器人組運(yùn)行對應(yīng)的程序，保證每個機(jī)器人獨立的完成各自的程序動作要求。

（2）點位配置

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

表24軸機(jī)器人點位表

表36軸機(jī)器人點位表

（3）IO點配置

    如下表所示，根據(jù)程序設(shè)計流程，對機(jī)器人控制器軟PLC進(jìn)行了輸入輸出信號配置，機(jī)器人控制器IO點位配置表如表4。

表4機(jī)器人控制器IO點位配置表

總結(jié)

    本方案經(jīng)測試，很好地滿足了手機(jī)外殼檢測分類的工藝要求，并且實現(xiàn)了全自動不停機(jī)檢測，單個工件檢測周期僅5s，檢測準(zhǔn)確率達(dá)99.98%。本方案的一個亮點是采用JRT機(jī)器人控制器，該控制器具有十分明顯的優(yōu)勢：

其一，一臺控制器代替了2臺控制器，省掉了一臺控制器及其連接線纜；

其二，通過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。