工业机器人技术应用(高职组)赛项样题(2015.6.3)资料下载.pdf
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5.由于错误接线、操作不当等原因引起机器人控制器及I/O组件、智能视觉系统、PLC、变频器、AGV机器人的损坏,将取消选手竞赛资格。
6.在完成任务过程中,请及时保存程序及数据。
批次:
日期:
赛位号:
2竞赛设备描述:
竞赛设备描述:
“工业机器人技术应用”竞赛在“HBHX-RCPS-C10型工业机器人技术应用实训平台”上进行,该设备由工业机器人、AGV机器人、托盘生产线、工件盒生产线、视觉和立库等六大系统组成,如图1所示。
图1竞赛平台结构图系统的主要工作目标是将从立体仓库上取出的工件,通过AGV机器人,搬运到托盘生产线上,通过视觉系统对工件进行识别,然后由工业机器人进行装箱。
图2是需要分拣的工件。
系统的主要工作目标是将从立体仓库上取出的工件,通过AGV机器人,搬运到托盘生产线上,通过视觉系统对工件进行识别,然后由工业机器人进行装箱。
12345678图2需要分拣的工件图2中默认从左至右、从上到下工件编号为1-8号。
3图3分拣工件放置于托盘中的状态托盘结构如图3所示,两侧设计有档条,两条档条中间为工件放置区。
以下为本次竞赛的各项任务,请选手根据竞赛任务书,在4.5个小时内,完成竞赛设备部分硬件安装、智能相机系统调试、工业机器人示教编程、人机界面开发、控制程序编写及系统调试等任务。
任务一:
硬件安装任务一:
硬件安装
(一)传感器的安装传感器的安装安装并调试传感器(含线体传感器、AGV对接传感器、安全护栏传感器)。
图4托盘生产线传感器布置图5AGV与托盘生产线信号对接位置4图6安全护栏传感器位置图7主控柜柜内接线端子图图8生产线转接盒接线端子图
(二)工业机器人外部工装安装
(二)工业机器人外部工装安装1.吸盘与吸盘支架的安装;
2气管接头与吸盘支架的安装;
53吸盘支架与连接杆的安装;
4连接杆与法兰的安装;
5吸盘手爪法兰与机械手本体固连(连接法兰圆端面与机械手本体J6关节输出轴端面);
6气管与气管接头的连接。
图9工业机器人手爪结构图10气动手爪连接后的效果(三)视觉系统的连接(三)视觉系统的连接6连接电源控制器、相机及编程计算机。
(四)AGV机器人上部输送线安装与调试(四)AGV机器人上部输送线安装与调试1主动轴的安装;
2同步带传动机构的安装及调试;
3从动轴的安装;
4平皮带张紧度的调节;
5托盘导向板的安装。
图11AGV机器人上部输送线结构爆炸图7图12AGV机器人上部输送线结构图任务二:
视觉系统调试任务二:
视觉系统调试智能相机的默认IP地址为192.168.8.3,计算机的IP地址需要与智能相机IP地址在同一个网段内。
(一)视觉软件设定
(一)视觉软件设定打开X-SIGHTSTUDIO信捷智能相机软件,连接相机,配置并调整相机,可实时查看现场图像,使用软件工具箱设定作业方式,并输出监控数据,具体操作步骤及方法参考x-sight使用手册。
(二)智能相机的调试
(二)智能相机的调试1调整相机镜头焦距及亮度,使智能相机稳定、清晰地摄取图像信号;
2设置视觉控制器触发方式、Modbus参数,调试视觉控制器MODBUSRTU端口与主控PLC的通信;
3图像的标定以及坐标摄取流程编辑,要求如下:
1)智能相机对托盘内的单一工件进行拍照,获取该工件的形状和位置、角8度偏差。
相机镜头中心为位置零点,智能相机学习的物品角度为零度。
2)编写视觉程序,要求如下:
识别1号工件,并编号,且记录该工件的位置,角度和形状。
识别2号工件,并编号,且记录该工件的位置,角度和形状。
识别3号工件,并编号,且记录该工件的位置,角度和形状。
识别4号工件,并编号,且记录该工件的位置,角度和形状。
通过网络传输将视觉检测结果信息提供给主控PLC,各类工件的信息及对应地址见表2-1所示,此处规定第一个信息为编号,第二个信息为工件位置信息,第三个信息为角度偏差,并把相关信息在触摸屏上显示出来。
表2-1智能相机工件信息及对应通信地址类型工件Modbus通讯地址123456789图13软件操作示意任务三:
工业机器人设置与编程调试任务三:
工业机器人设置与编程调试工业机器人控制器作为服务器端,设备号为1,其IP地址为192.168.8.103,使用modbusTCP/IP协议方式。
(一)工业机器人系统的设定及示教编程
(一)工业机器人系统的设定及示教编程1打开工业机器人手爪上的激光笔,通过示教操作,使工业机器人分别沿X轴、Y轴运动,调整工件盒生产线的空间位置,使工件生产线与工业机器人相对位置正确;
2在托盘中放置一种工件,置于托盘生产线1号工位,在工件盒生产线的中间位置放置一个工件盒,如图14所示。
利用示教器进行工业机器人示教操作,将托盘中的工件分别放置在工件盒指定的四个小格中(标号:
1,2,7,8);
10图14托盘生产线和工件盒生产线的工位3通过示教,记录该工件的位置信息,将空托盘放置在托盘收集处;
4示教结束,更换托盘及工件盒,工业机器人程序再现时,应能沿以上示教轨迹重复4种工件的抓取及空托盘收集动作。
(此环节每完成一个工件任务需要举手示意裁判)
(二)工业机器人工具坐标系建立
(二)工业机器人工具坐标系建立设定单吸盘手爪工具坐标;
通过给定数据(x=0,y=161.42,z=158.28,a=-900,b=1400,c=900)计算确定双吸盘手爪的工具坐标。
(三)工业机器人系统联机测试(三)工业机器人系统联机测试编写PLC、触摸屏及智能相机程序,与工业机器人进行通信,通过操作触摸屏测试界面进行联机测试。
要求如下:
1启动托盘生产线,在托盘生产线入口处放入装有一个工件的托盘;
112利用相机对工件进行识别,并在触摸屏上显示种类、坐标、角度等信息;
3示教工业机器人程序,PLC传输视觉识别的数据给工业机器人,工业机器人根据相机采集的数据和识别的结果,按规定放置于工件盒生产线的对应位置;
4在工件盒生产线1号工位,按规定角度将4种工件放置入工件盒的4个小格中,如图15所示,即1、2、7、8位置。
图15工件摆放位置5暂停功能测试:
在工业机器人运行过程中,按下托盘生产线上的停止按钮或安全护栏操作门打开,工业机器人暂停运行,同时触摸屏上相应指示灯闪烁。
按下主控柜启动按钮,工业机器人继续运行。
(此环节工作任务完成需要举手示意裁判)任务四:
系统综合编程调试
(一)触摸屏与PLC变量对接任务四:
系统综合编程调试
(一)触摸屏与PLC变量对接以下四个触摸屏界面现场已经提供,编写PLC程序及触摸屏程序,完成变量对接。
12图16主控制界面示例图17生产线调试界面示例13图18工业机器人监控界面示例图19生产线工件数据监控界面示例
(二)系统程序开发与运行
(二)系统程序开发与运行141系统初始状态检查1系统初始状态检查人机界面切换到运行界面后,主控PLC程序应首先检查网络通信是否正常,各外围系统是否处于初始状态。
初始状态是指:
1)工业机器人、视觉系统、变频器、PLC通信正常;
2)工业机器人处于工作原点;
3)托盘生产线上没有托盘。
启动AGV机器人,进行与码垛机器人、托盘生产线的对接。
2系统综合编程调试2系统综合编程调试设定系统参数,编制工业机器人、PLC、触摸屏等程序,并进行调试,工作任务主要步骤如图20所示。
图20工作任务主要步骤1)托盘和工件已经位于立体仓库中。
在立体仓库触摸屏操作界面随机选取20个有托盘的仓位准备出库,如图21所示。
按下码垛机器人运行按钮,码垛机器人将根据选手选择的仓位顺序依次将托盘取出并送入AGV机器人上部输送线。
15图21触摸屏上选择需要自动出货的货位2)AGV机器人运送工件:
三个托盘装满后,AGV将自动运行至托盘生产线位置进行对接,自动对接完成后AGV上的托盘将被输送至托盘生产线。
托盘输送完毕,AGV自动返至立体仓库继续取工件,如此循环直至所有工件输送完毕。
3)运送托盘合计20个,工件有四种(在8种工件中任选),总数在(2430)之间。
每个托盘中工件数量可以为0-3个,单个托盘中工件种类最大为3种。
4)托盘进入托盘生产线的智能相机位置处,利用相机识别托盘中工件的种类、位置、角度等信息,并传送给PLC。
图22-1工件的摆放
(1)16图22-2工件的摆放
(2)5)根据现场提供的编程环境及函数库编写PLC程序,控制工件盒生产线、工业机器人等设备,完成工件的识别、空托盘的回收(注:
空托盘回收台最大容量为11个托盘,当达到最大容量时应自动暂停运行,待人工取走所有空托盘后可继续运行)、不同工件的分类。
(工件的抓取采用单吸盘,空托盘的抓取采用双吸盘)。
工业机器人抓取托盘生产线上的工件,并按照图22要求依次摆入工件盒中。
要求同一小格两层工件类型一样。
6)如图23所示,工业机器人摆放工件时,工件盒必须位于工件盒生产线的中间位(工位8)。
图23自动线工位分布(此环节工作任务完成需要举手示意裁判)