基于PLC与工业机器人的码垛工作站控制系统设计

结合车间的码垛工艺，提高码垛的效率，设计了一种基于PLC与工业机器人的码垛工作站控制系统。该系统以ABB工业机器人和西门子S7-200 smart为控制核心，采用以太网通信，结合威纶通触摸屏技术、变频器技术设计了码垛工业机器人的控制系统，该系统能自动完成物料准备、机器人自动拾取工具、取物料、码垛、送料等功能。系统设计完毕后在某电子设备厂进行码垛测试，原厂两班制8人、24 h连续生产情况下，受限于员工技术，产能存在±8%波动，同时受限于员工身体疲劳状况，码垛出错率为3～5%。测试结果表明，所设计系统的码垛准确率达99%，生产线中实现了自动码垛。实际应用证明，该控制系统投入生产后，效率明显提高，人力成本降低，准确率率提高，在码垛行业具有广阔的应用前景。     

基于视觉筛选的并联机器人平面抓取系统设计

现代工厂中通常需要对工件特征进行判断,然后在平面内对工件进行分类放置。为了能高效快速地识别、筛选工件,采用了机器视觉技术,并将视觉技术应用在二自由度的并联机器人中,设计了一个基于视觉筛选的并联机器人平面抓取系统。视觉控制器对相机传送过来的工件图像进行处理,根据提取的工件的特征进行分类,并确定工件在视觉坐标系中的坐标。视觉处理器将坐标等信息传送给NJ控制器,同时在NJ控制器里运用ST语言编写程序实现机械臂的运动控制,并对运动过程进行3D仿真。仿真结果显示,通过机器视觉和并联机器人的结合,可以实现对工件进行精确的识别、抓取和放置。该系统可应用于根据物体形状不同进行分类的场合,并对研究机器视觉和并联机器人有一定的实用价值。     

工业码垛机器人的视觉伺服技术

随着码垛机器人在物流自动化领域的广泛应用,市场对码垛机器人的智能化水平提出更高的需求。针对传统的"示教-再现"工作方式的码垛机器人功能单一、适应性差的问题,将机器视觉与码垛机器人控制技术相结合,搭建码垛机器人视觉伺服控制系统平台,并针对码放货物的特点,开展相关图像处理算法的研究。经试验验证,该码垛机器人视觉伺服控制系统平台可以快速准确的完成不同货物的检测、分拣和码垛,为后续码垛机器人视觉伺服技术的研究提供参考和依据。     

基于多垛型位置算法的码垛系统设计

目前在传统机器人码垛系统中,对于多种垛型的作业需求,需要大量进行示教和程序编写工作。通过对常见的码垛垛型研究,创建了垛型自动生成桌面应用程序,开发了基于多垛型算法的自动码垛系统,并运用ABB工业机器人搭建了集成化的码垛系统。系统由PLC作为主控系统完成码垛流程控制和机器人通信工作,由上位机完成信息管理、设备调度和设备监控等工作。经现场验证,垛型维护方便,系统运行稳定。     

气门座圈铜片码垛机器视觉检测系统设计

阐述了机器视觉检测系统的概念、组成、结构及其原理,并以座圈铜片码垛机器视觉系统在熔铜粉末冶金气门座圈烧结前座圈、铜片自动码垛设备上的应用为例,验证了增加视觉系统后,可以实现“机器换人”,提高了生产效率和标准化作业水平。     

基于工业CCD摄像机的机器人视觉定位系统研究

提出了一种基于工业CCD摄像机的机器人顶部视觉定位检测技术。CCD传感器感应由光学镜头聚焦的光线在其电荷收集品格阵列上产生的电荷来获得3D场景的视觉信息,并将其输送到图像采集卡。图像采集卡通过对场景信号解析,再通过机器视觉算法对机器人识别,并通过建立图像坐标与世界坐标之间的关系得出机器人的世界坐标,进而对机器人的移动进行导航。     

基于机器视觉的数控自动编程系统开发

基于机器视觉的数控加工技术综合运用机器视觉技术和数控加工技术,直接利用视觉图像数据实现数控加工编程。将机器视觉技术应用于数控加工编程技术中,构造出基于机器视觉的数控自动编程系统。通过机器视觉采集系统来获取工件图像,并对图像进行处理得到工件图元的边缘轮廓。进而将加工的边缘轮廓进行矢量化处理得到数控加工轨迹,并最终根据加工工艺参数的设定转化成数控加工程序,实现了工件的自动编程。     

基于工业机器人的分拣生产线群控通信系统设计

根据礼品分拣自动化生产线工艺流程和自动化控制的要求,提出基于工业机器人、机器视觉的自动化解决方案。构建以西门子S7-1200为主控PLC(programmable logic controller)、机器人与机器视觉、AGV(automated guided vehicle)自动导引小车、码垛立体仓库系统、礼品分拣流水线等组成的全自动分拣网络控制系统。系统采用MODBUS-TCP通信协议,实现了机器人、机器视觉、从属PLC及主控PLC之间的数据与I/O信号交换。系统提高了工厂自动化水平、提高了生产效率,减小劳动强度,降低了人工成本。     

工业机器人视觉技术在自动化系统中的应用——评《工业机器人视觉技术及应用》

工业机器人视觉技术在自动化系统中能够对生产系统进行多个独立单元的划分,其中包含了工作平台、摄像平台及机械抓手等.工业机器人在自动化生产流水线中进行视觉技术应用时需要借助工业相机来对传送带上的物料进行图像采集整理,通过使用计算机图像处理系统来对收集到的资料信息进行传递识别、分析处理及科学定位,之后确定目标物的坐标,引导工业机器人进行精准的自动化生产操作.《工业机器人视觉技术及应用》一书主要讲述机器视觉基础知识、工业机器人与机器视觉系统如何通信.能够充分应用在工业机器人在自动化系统中的生产工作中.     

基于机器视觉的垃圾分拣机器人

为了把人从环境恶劣、枯燥繁重的垃圾分类工作中解放出来,本项目设计了一款基于机器视觉的垃圾分拣机器人.机器人以STM32单片机为主控,根据树莓派发送的不同指令控制六自由度机械臂抓取垃圾.机器人的视觉系统部署在树莓派上,视觉系统使用CSI摄像头获取图像并通过YOLOv4目标检测算法求得图像中垃圾的分类信息和位置信息,最后通...     

基于工业机器人的水接头自动装配系统设计

水接头装配是相控阵雷达液冷系统装配的重要工序,自动装配系统可以解决传统手工装配方式效率低、装配质量一致性差、装配过程数据无法记录的问题。文中依据水接头装配工艺,分析了水接头装配的定位要求,结合机器人的技术特点,设计开发了一套基于工业机器人的水接头自动装配系统,通过增加第七轴运动系统和基于机器视觉的独立误差修正机构解决了机器人覆盖范围小以及绝对定位精度低的问题。系统由六轴工业机器人、第七轴运动系统、交互式水接头供料系统、螺钉自动供钉锁固系统、独立误差修正系统、水接头移栽系统、控制系统等共同构成,实现水接头装配自动化,装配过程数据采集智能化。系统在实际使用中性能稳定、可靠,满足产品生产装配要求。     

Hand–eye calibration and positioning for a robot drilling system

In the aircraft manufacturing, drilling large amount of assembly holes in aircraft board is one of the key bottlenecks of production efficiency. To enhance the efficiency and quality of assembly holes' manufacturing, robot drilling system replacing manual operation becomes more and more urgent. Normally, a robot system needs accurate mathematical models of the manufactured object and the environment when it's working; as a matter of fact, because of the manufacturing error, the homogeneity between aircraft board and its mathematical model is dissatisfied. So a hand–eye vision system is introduced to realize the positioning of the end effector in order to improve the flexibility and robustness of a robot drilling system. The paper discusses the calibration and positioning of a hand–eye vision system for a robotic aircraft board drilling system. Because the drill must be vertical and keep a fixed distance to the aircraft board surface before drilling, the depth information of hand–eye relationship is neglected and by defining an intermediate scene coordinate system the hand–eye relationship between the robot coordinate system and the vision coordinate system is established. Then the position of target point can be described in the robot coordinate system by using the calibrated hand–eye relationship, and thus the navigation information for the robot drilling system can be provided. Experimental results of the calibration and positioning of the hand–eye vision of a robot drilling system is provided, and the main factors that affect the positioning error are analyzed.     

阀口袋自动上袋机器人系统设计研究

阀口袋包装方式是粉体的主要包装方式之一,但在上袋环节普遍依赖人工操作来完成,效率低,粉尘危害大。针对这一问题,设计了一种阀口袋自动上袋机器人集成系统。该系统主要由阀口袋输送装置、机器视觉系统、工业机器人和控制系统组成。通过视觉系统在线采集阀口袋局部图像,利用二次开发的图像处理程序对图像进行处理,完成阀口袋的识别定位;然后PLC与机器人通信,工业机器人在视觉引导下通过上袋末端执行器完成阀口袋的拾取、开袋、套袋等一系列上袋工序。该系统视觉识别定位速度快,上袋末端执行器运行稳定,配合机器人较好地完成了阀口袋的自动上袋作业。     

Robotic automatic assembly system for random operating condition

A vision guided tabletop robotic assembly system is constructed for the random environment automatic assembly purpose. The distributed control structure is designed for this assembly system. A PC is specified as the central control unit for machine vision operation and the harmonization of At89c51 distributed control unit for each axis. The machine vision is introduced to search the locations and measure the size of the assembly parts in the robotic workspace. Then, the central controller commands the robot to pick the part sequentially based on the specified program to complete the automatic assembly process. The model-free fuzzy sliding mode control scheme is embedded in each joint micro controller for simplifying the model based control problem. The central control unit PC communicates with each joint controller by network communication. This assembly system is implemented on a 3 DOF SCARA robot. The experimental results show that the robotic motion control performance is good enough for assembling work; the vision pattern classification and assembly motion paths planning and monitoring are exactly executed by the central control unit. The goal of this robotic random assembly operation is achieved with the appropriate integration of robotic motion control, machine vision, sensor and assembly force detecting techniques.     

基于3D视觉引导的拆装模机器人系统设计

针对传统PC构件手工拆装模生产作业人员多、占地面积大和工位利用率低的生产方式,结合机器人运动控制技术、激光扫描技术和图像感知技术,提出了一种基于3D视觉引导的直角坐标系机器人系统。在阐述视觉引导机器人自动拆装模具原理的基础上,设计了一种针对混凝土预制构件拆装模具的四自由度直角坐标系机器人系统,开发了基于EtherCAT总线的分布式控制软硬件系统,并进行工厂实际生产测试。测试结果表明:该机器人可以直接由图纸驱动自动完成PC构件的拆模和装模等核心生产过程;模具识别准确率高于99.5%;单个模具的装模节拍少于20 s;抓手中心重复定位精度达到±1 mm。为混凝土预制构件拆装模实现全自动化作业提供了完整解决方案。     

快递分拣机器人控制系统的设计

为提高快递分拣效率,设计了一种基于OpenMV机器视觉模块的快递分拣机器人控制系统。在这一控制系统中,通过机器视觉技术实现快递件的轮廓识别、定位、扫码及分类,将STM32单片机作为运动控制核心,外接传感器感知机器人的状态,基于串口与机器视觉模块双向通信,实现对放置在地面的快递件进行自动分拣。通过制作样机验证了设计的合理性与可行性。     

基于视觉的汽车轮毂打磨实训系统设计

随着智能制造技术的飞速发展,企业转型升级加速,对技术技能型人才的需求与日俱增。该文设计汽车轮毂智能化打磨加工工艺的实训系统,通过Profinet工业以太网通信,结合PLC实现对系统的逻辑控制,通过机器视觉对轮毂表面检测,将需要打磨的区域反馈给工业机器人实现自动打磨,提高轮毂打磨的精度和效率,改善加工工艺。该实训系统能满足对学生进行PLC与工业机器人现场编程、机器视觉的基础应用以及制造加工工艺的知识与技能的训练,提高学生综合技能与素养。     

基于机器视觉的液压阀阀芯关键尺寸的自动检测系统

提出一种基于机器视觉的阀芯的关键性尺寸检测的非接触型自动检测系统。该系统针对某液压阀阀芯关键几何量进行测量,测量过程实现自动化,测量精度高。系统采用高精度绝对式圆光栅记录液压阀的角度信号,同时通过误差补偿来减小空回影响和定位误差,再由高分辨力的CCD图像采集系统进行图像处理,最终得出测量结果。以该系统为指导研制的检测仪能自动保存历史数据和生成报表,研制结果表明,仪器的不确定度优于5μm。     

基于多自由度气动机械手位置伺服系统稳定性控制研究

基于传统易碎薄板机械手位置伺服控制系统稳定性低、自动化分拣效率低等不足,设计了一种基于笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统。首先,设计并介绍笛卡尔坐标式码垛机械手的基本组成结构,对机械手末端吸盘气动回路控制系统进行设计和分析;然后分别对机械手X、Y、Z三个方向的伺服电机控制原理进行分析并设计了一种位置伺服系统的前馈自适应控制算法;最后,将传统位置闭环PID算法和前馈自适应控制算法进行位置跟踪稳定性对比试验。实验结果表明该笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统设计合理,满足实际生产要求。     

汽车挺柱体铜销的上料装置设计研究

针对汽车挺柱体自动装配线中人工上料效率低下、达不到要求的生产节拍以及无法保证铜销表面精度等问题,对铜销的自动上料方式进行了研究,对振动料斗上料、皮带机上料、料盒上料以及机械手上料等自动上料方案进行了讨论,选择了一种由料盒、机械手和接放部件组成的铜销自动上料装置设计方案,利用料盒确保铜销在存放时不会相互碰撞并保证反复上料过程的重复定位精度,通过移载机械手实现了铜销抓取以及快速移放,通过旋转接放部件使铜销在重力作用下落入了装配工位.研究结果表明,这一上料装置能够在确保铜销表面精度的要求下,完成了生产线流畅运行,达到了要求的工作节拍,实现了挺柱体铜销的自动上料,提高了生产效率.