工业机械手与视觉技术 模拟实操任务书Word文件下载.docx
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图1比赛设备
二、比赛设备当前工作情况描述:
比赛设备除了任务中需要完成的安装、接线工作外,其余器件、电路、气路均已按电气原理图的连接要求装配、连接、调试正常。
比赛提供一套基本控制程序(PLC程序及工业机械手程序),在完成实操任务中的安装、调整及接线的工作前提下,基本控制程序能完成的工作如下:
1.上电后按下面板上的“复位”键3秒,程序开始复位,机械手回到初始位置,各气缸退回。
复位完成后“运行指示灯”闪烁。
2.按下面板上的“开始”键,机械手运行到等待位置,工件盒出料库检测到有盒子,且出料台无盒子时,向外推出一个。
工件盖出料库的运行与此相同。
3.机械手夹取三个工件盒到3个装配台上。
4.机械手夹取吸盘工装。
5.工件料库检测到有工件后,四个料库分时各自推出一个工件。
被推出的工件由环形输送线向前传送,到达直线输送单元,由机械手进行追踪抓取并装入到工件盒中(没有进行RFID信息读取)。
接着机械手回到等待位置,继续抓取下一个工件,直到装配12个工件到12个工位中(工件放置的位置顺序固定为装配台1号到3号,工位1号到4号)。
6.机械手夹放回吸盘工装。
7.三个工件盒内都已装配完4个工件后,机械手将三个工件盒逐个装上工件盖,并搬运到仓库空位置。
8.机械手停留在重复工作的等待位置,等待下一轮作业。
三、需要完成的工作任务
请选手根据给定的技术资料,在4个小时内,完成比赛设备部分电气线路连接、PLC控制程序、机械手控制程序的编写、智能视觉流程编辑、系统调试等任务。
需要完成的控制流程及相关规定如下:
1、工件装配流程编辑软件给PLC下发工件装配流程,PLC对装配流程进行保存,用以重复装配。
工件有不同编号、颜色、高度之分,此处规定三个装配台颜色分别为蓝、红、黄,编号顺序全为1、2、3、4,高度全为低的工件,如图2。
图2工件规定装配流程
2、系统复位:
上电后按下面板上的“复位”键3秒,控制程序开始复位,机械手回到初始位置,各气缸退回。
3、启动:
“运行指示灯”闪烁时,按下“启动”键,执行以下任务(可同时进行):
工件盒料库检测到有工件盒,出料台检测到是空位,工件盒推料气缸向外推出一个工件盒;
工件盖料库检测到有工件盖,出料台检测到是空位,工件盖推料气缸向外推出一个工件盖;
机械手从初始位置运行到工具换装等待位置。
4、机械手运行到工件盒出料台上方,接着将出料台上的工件盒搬到3号装配台上(应先横向搬到1号装配台上过渡),机械手回到工件盒出料台上方等待;
工件盒料库检测到有工件盒,工件盒推料气缸向外推出下一个工件盒。
5、机械手运行到工件盒出料台上方,接着将出料台上的工件盒搬到2号装配台上(应先横向搬到1号装配台上过渡),机械手回到工件盒出料台上方等待;
6、机械手运行到工件盒出料台上方,接着将出料台上的工件盒搬到1号装配台上。
7、机械手运行到工具换装装置处装上吸盘工装,并运行到工件跟踪吸取等待位置。
8、工件料库检测到有工件后,四个工件料库分时各自推出工件,同时环形输送带、直线输送带开始运行;
推出的工件由环形输送线向前传送,到达RFID检测单元进行检测。
9、PLC主控制器对RFID读写器进行操作,读出工件内标签信息,PLC判断工件是否为装配需要的还是不需要的,并控制机械手进行分拣。
具体分拣操作如下:
如果是可用工件,工件到达直线输送带后,且跟踪传感器触发,机械手将进行跟踪吸取工件的操作,并将工件并搬运到装配等待位置,根据工件的信息,将工件装入到对应装配台上工件盒的相应位置,之后机械手回到跟踪吸取等待位置;
如果是不可用工件,机械手不动作,继续等待(可人为取走该工件)。
10、被分时推出的下一个工件此时到达RFID检测单元进行检测,机械手进行重复分拣操作,直到三个工件盒全部装配完成。
11、三个工件盒全部装配完成后,机械手运行到工具换装装置处装上视觉工装。
12、机械手运行到1号装配台上方,视觉相机从上往下对工件盒的每一个工位中的工件(12个)进行拍照;
同时视觉处理器进行分析(编号和颜色比对),并将检测结果输出给机械手。
如果检测结果为不合格,机械手将此工件盒标记为不合格品,之后机械手依次运行到2号、3号装配台上方,对工件盒进行相同的检测操作。
视觉检测要求如下:
工件的颜色、编号是否与规定装配流程一致,即与图2是否一致。
13、三个工件盒全部检测完成后,机械手运行到工具换装装置处放回视觉工装。
14、如果机械手有装配不合格记录,机械手逐个将不合格的工件盒搬运到废料框中。
15、如果机械手记录装配有合格品,机械手将其中一个合格品工件盒搬运到横向检测台。
16、机械手运行到工具换装装置处装上视觉工装。
17、机械手运行到横向检测台前方对工件盒进行拍照,同时视觉处理器进行分析(高度比对),并将检测结果输出给机械手。
机械手对检测结果进行分析判别,并记录是否合格。
18、机械手运行到工具换装装置处放回视觉工装。
19、机械手根据当前横向检测台上的工件盒合格与否进行不同处理:
如为不合格则将此工件盒搬运到废料框中,继续判断装配台是否还有合格品,如有则从步骤15开始重复操作,如没有则机械手回到初始位置,一个装配流程结束,机械手从步骤4开始重复操作完成下一个装配流程。
如为合格,将此工件盒搬运到1号装配台,机械手夹取工件盖到工件盒上,使其组成一个生产组合体。
机械手将成品搬运到仓库空位置:
使用装在大口夹上的光纤传感器检测未知仓库是否为空。
当一个成品入库后,控制系统需记录此库位不为空,下一个成品入库时应直接跳过这个库位。
工作流程内仓库且仓库位置优先级别为:
1>
2>
3>
4……>
9,仓库位置分布如图3所示。
7
8
9
4
5
6
1
2
3
图3仓库位置示意图
继续判断装配台是否还有合格品,如有则从步骤15开始重复操作。
20、全部成品入库完成后,机械手运行到初始位置,机械手从步骤4开始重复操作完成下一个装配流程。
请选手根据以上控制流程及相关规定完成下面的任务:
任务一工业机械手设备安装
1.将图4RV-3SD机械手本体安装到型材实训桌的机械手安装基板上。
图4RV-3SD机械手本体
2.根据图5,将电磁阀安装到基板上。
3.分别连接机械手内部进/出气管到阀岛的进/出气管上,连接基板上的GR1接头到机械手内部对应的GR1接头。
(a)正面(b)反面
图5电磁阀安装示意图
4.安装电磁阀基板到机械手本体上。
5.连接气夹与真空吸盘的气管到电磁阀基板上的进出气管。
任务二工业机械手设置与编程调试
1.设置机械手的序列号、跟踪许可、专用I/O、以太网通信。
2.机械手动作控制程序设计与调试:
完成分拣、视觉检测功能的控制程序设计,构建机械手需要用到的位置点。
3.机械手位置点设置:
使用示教单元设置并调整机械手相关位置点,包括:
各视觉拍照位置、工具换装等待、装配等待位置、工件盒出料台、工件盖出料台、四个装配台、盒内四个工件放置位置、工件跟踪吸取位置、废料框位置、仓库位置、工件料库入口位置、运行中过渡位置等。
任务三智能视觉系统调试
1.视觉传感器镜头调整,使视觉传感器能稳定、清晰的摄取图像信号。
2.视觉控制器启动设定、网络设置设置。
3.图像摄取流程编辑:
视觉传感器以竖直角度对工件盒内每一个工件进行拍照时,用于检测工件的编号和颜色。
视觉传感器在正前方以水平方向对工件盒进行拍照时,用于检测工件的高度。
4.检测逻辑编辑:
编辑检测结果表达式,使检测结果通过以太网发给PLC。
任务四系统整体运行调试
1.控制系统安装与接线:
完成控制柜中部分控制系统的安装与接线
2.完成变频器的参数设置,使其满足输送流程要求。
3.PLC主控制器以太网络组建设置。
4.主控程序设计与调试
PLC主控制器以太网络通信功能设计与调试:
与机器人进行数据传输。
工件分拣功能设计与调试:
配合RFID检测单元,PLC读取RFID检测信息,对不同工件进行分类和判别,应区分出工件是否适用,工件应装配到哪个工件盒的哪个工件位;
控制机械手进行分拣操作;
配合机械手进行装配工件。
5.系统整体运行调试,使各动作运转流畅。
附图1:
附图2:
附图3:
注1:
图中X14点实际与1/31点短接,即1/14点实际与Mout13相连(视觉拍照信号)。
注2:
图中Y22点实际与X46点短接,即1/29点实际与Min15相连(吸盘中的无线接收开关信号)。
附图4:
附图5:
附图6:
附图7:
附图8: