基于epson机器人的工业自动化解决方案设计

基于epson机器人的工业自动化解决方案设计内容摘要：

4 字节 + 38 ~ + 38 String 255 字节 字符全部 ASCII 1 12 5. 动作指令分类 动作指令分类 使机械手动作的指令叫作动作指令。 可分为： PTP 动作指令， CP 动作指 令， Curves 动作指令， Joint 动作指令。 类型 指令 说明 PTP Go、 Jump、 BGo、 TGo 是经过机械手结构上最容易活动的路径到达目标位臵的动作命令 CP Move 、 Arc 、 Arc3 、Jump3/Jump3CP 、 Bmove、 TMove、 CVMove 指定机械手到达目标位臵运动轨迹的指令 NOTE： * CP 模式，即 Continuous Path 连续路径模式。 * 指定 PTP 动作指令和 Joint 动作指令的速度和加 /减速度时，使用 SPEED 指令和 ACCEL 指令。 指定 CP 模式动 作指令时，使用 SPEEDS 指令和 ACCELS 指令。 PTP 指令 包括指令： Go、 Jump、 BGo、 TGo PTP（ Pose To Pose）动作，是与其动作轨迹无关，以机械手的工具顶端为目标位臵使其动作的动作方法。 PTP 动作，使用各关节上配置的电动机，使机械手通过最短的路径到达目标位置。 优点：运动速度快，缺点：运动轨迹无法预测。 指定 PTP 动作速度和加 /减速，使用 SPEED 指令和 ACCEL 指令。 指令 功能：全轴同时的 PTP 动作，动作的轨迹是各关节分别对从当前的点到目标坐 1 13标 进行插补。 格式： Go 目标坐标 示例： 1. Go P1 180。 机械手动作到 P1 点 2. Go XY(50, 400, 0, 0) 180。 机械手动作到 X=50， Y=400， Z=0，U=0 3. Go P1+X(50) 180。 机械手动作到 P1 点 X 坐标值偏移量为 +50的位置 4. Go P1:X(50) 180。 机械手动作到 P1 点对应 X 坐标值为 50 的位置 指令 功能：通过“门形动作”使手臂手臂从当前位臵移动至目标坐标。 格式： Jump 目标坐标 示例： 1. Jump P1 180。 机械手以“门 形动作”动作到 P1 点 2. Jump P1 LimZ 10 180。 以限定第三轴目标坐标 Z=10 的门形动作移动到 P1 点 , (如图 1 示 ) 3. Jump P1： Z（ 10） LimZ 10 180。 以限定第三轴目标坐标 Z=10 的门形动作移动到 P1 点位臵 Z 坐标值为 10 的位置 指令 包括指令： Move、 Arc、 Arc Jump3/Jump3CP、 BMove、 TMove、 CVMove CP（ Continuous Path ）指令可以指定机械手到达目标位臵的运动轨迹。 优点：轨迹可以控制，匀速动作。 缺点：速度慢。 指定 Linear 动作速度和加 /减速度，使用 SPEEDS 指令和 ACCELS 指令。 指令 功能：以直线轨迹将机械手从当前位置移动到指定目标位置。 全关节同时启动，同时停止。 格式： Move 目标坐标 示例： Move P1 180。 机械手以直线轨迹动作到 P1 点 和 Arc3 指令 1 14功能： Arc 在 XY 平面上以圆弧插补动作。 Arc3 在 3D 空间里以圆弧插补动作。 格式： Arc 经过坐标，目标坐标 说明：将机械手从当前位臵到目标坐标，通过经过坐标用 圆弧插补动作活动时使用。 从所给的 3 点（当前坐标、经过坐标、目标坐标）自动演算圆弧插补轨道，并沿着此轨道移动机械手直至目标坐标为止。 示例： Arc P2， P3 指令 格式： Pallet [Outside,] [Pallet 编号 , Pi, Pj, Pk[,Pm ], 列数 , 行数 ] 参数： Outside 创建在指定的行及列的范围外可以访问的 Pallet。 Pallet 编号用 0 到 15 的整数指定 Pallet 编号。 Pi, Pj, Pk 指定使用在 Pallet 定义（标准的 3 点定义）中的点变量。 说明：在机械手上至少必须示教 Pi, Pj, Pk 这 3 点，并指定 Pi 与 Pj 的分割数及 Pi 与 Pk 的分割数，才能定义 pallet。 Pallet 如果是高精度的四方形，则只要指定角上 4 点中的 3 个点就足够了，但是，还是建议指定全角 4 点的位臵后进行 pallet 定义。 定义 pallet 时，首先要示教角的 3 或 4 个点， 4 点定义时：以下表示 P PP3 及 P4。 P1P2 间有 3 点， P1P3 间有 4 点，总计使用 12 点用以下格式定义。 表示 Pallet 的分割的各点自动地分配分割编号。 示教 P P P3 时，尽量使三点的姿势一致。 . !...! 并列处理 动作中并列进行 I/O 等的输入输出处理。 使用示例 : 将并列处理连同 Jump 命令同时使用。 第 3 关节上升移动结束，第 第 第 4 关节开始动作的阶段打开输出位 1。 输出位 1 在 Jump 动作完成 50%的阶段再次关闭。 Function test Jump P1 !D0。 On 1。 D50。 Off 1! Fend 1 15第 3章 整体方案设计 机构设计 系统构架 1， 应用产品 贺卡、明信片 —— 点胶和粘贴产品，下图展示部分产品 2，点胶、粘贴机构示意图系统机构图 1 163，系统效果图 流程说明： （ 1）产品下料流出产品，通过传送带输送； （ 2）产品进入固定 CCD 区域时，传送带停顿 CCD 并进行拍摄和图像处理定位产品； （ 3）产品进入工业机器人区域时，并根据反馈的信号进行产品识别的区域点胶； （ 4） 产品进入下一个固定 CCD 区域时，传送带停顿 CCD 视觉进行再次定位产品； （ 5）产品进入工业机器人区域时，与此同时第二台工业机器人对要粘贴的产品物料进行抓 取搬运，运动到固定向上 CCD 相机上方拍照，补正吸取时的位置误差，判断无误后， 进行产品的定位粘帖； （ 6）工业机器人将该粘帖产品准确贴合至贺卡明信片上。 （ 7）工业机器人根据所接收的信号进行周而复始的运动，有效的降低人工劳力成本，提高 效率。 补充说明： （ 1）对于点胶治具机构部分，该装置由客户公司配合进行设计； （ 2）对于粘 帖的动作过程和抓取治具，确定粘帖产品 为垂直安放在装置中，进行粘帖工序的工业机器 Z 轴治具上需要安装一个带 90 度旋转的气缸或其他选择装置 （ 3）方案中我主要设计机器人本体、控制器和软件，还有 CCD 摄像头模块套件相关，其它所用治具、流水线、上料机构等均由客户提供设计制造。 工业机器人结构选型 选取型号为 LS3401S/RC90 的爱普生工业机器人，负载 3Kg，行程 400mm，配合视觉范围 450 450mm 的 CCD 摄像头（ 500 万像素）模块， 1 17 工业机器人工作范围 (1)机器人最大长方形工作范围面积的计算，如上图所示。 设产品的长为 x，宽为y， 并进行微积分优化计算； 当 x=500， y= 时，工作面积最大 x y=85000 平方毫米，如上图阴影部分所示； 当 x=240， y=240 时，为长宽相等的正方形面积； (2)综合计算，长 x 和宽 y 符合以下范围的都能实现工作：  222 40028500005000xyxyyx ； (3)结论：综合以上动作范围和 CCD 摄像头所拍摄的范围为 450 450，长和宽选择 240 240 以下尺寸的产品进行点胶和搬运，可以达到最佳的工作效果。 (4)主要参数： 贴合要求精度：177。 （分布如下） 贺卡产品 CCD 摄像头定位精度177。 粘帖产品定位精度：177。 工业机器人重复定位精度： 177。 1 18(5)一条流水线配置： 电气设计 创科机器视觉软件开发平台 （ 1）设备原理介绍 设备由机器视觉图像处理、人机界面部分组成： 项次 名称 型号 数量 1 EPSON四轴工业机器人（适用产品尺寸范 围240 240） LS3401S/RC90 2 2 创科机器视觉软件 3 3 创科千兆网接口带触发功能高分辨率工业相机（ 500万像素） CKH500 3 4 工业镜头 M0814MP 3 5 正面背光光源 （含控制器） CKT450450 3 6 识别坐标位置软件 （含加密狗） 识别坐标位置 软件 3 1 19 （ 2） 视觉检测系统原理： 作业开始前先由工人送料到料带震盘中，料带带动产品移动到相机拍照视野范围内，相机自动对产品进行影象抓拍并进行图象处理分析得出检测结果。 （图像处理模块基于创科机器视觉软件开发平台 ，该平台是国内首屈一指的机器视觉软件开发平台，目前也是国内唯一一款通过软件企业认证的标准机器视觉软件。 该平台集成了 BLOB 分析，对象计数、几何匹配、灰度匹配、字符识别、条码识别、测圆、卡尺测量、外经内经测量、颜色识别、图像基本运算（二值化、比 例变换、开运算、闭运算、膨胀、腐蚀、滤波）等功能。 接口函数丰富有 DLL 和 OCX。 支持 VB、 VC 等开发工具。 在 OCX 功能表中，每个功能之间都坐标联系接口，提高了功能之间的整合性能。 另外创科提供打大量的范例代码以帮助开发者对图像识别的开发速度。 ） 系统会自动计数以及生成报表等功能。 （ 3）视觉系统功能 1. 实时抓拍。 2. 自动检测得出结果（自动识别点胶位置）。 3. 自动输出识别信号。 (贴合坐标位置 ) 处理分析 产品 产品 系统会自 动计数以及生成报表等功能。 拍照 继续 得出判断结果 自动识别 点胶位置 自动识别贴合坐标位置 是否完成 是 否 1 20（ 4）系统构造介绍 1. 系统由视觉 检测系统、人机界面组成。 2. 每套视觉检测系统采用 PC Based 视觉系统连接 千兆网相机高速工业像机。 3. 人机界面简单明了。 （ 5） 精度分析 精度计算公式：精度 =视野范围 /相机分辨率 （ 6）系统实验截图 自动检测识别点胶位置 点胶位，学习绿色圆 ROI 的范围作为模板；作为搜索的基 2. 检测与模板相同 点胶位 中“圆”。 在模板作为搜索到的基（点胶位） 1 21 自动识别贴合坐标位置 学习绿色特征 ROI 的范围作为模板；并获得坐标位置 搜索的并获得坐标位置 ，显示 1 22（ 7） 视觉系统方案配置 机器人电气线路连接 在机器人的电气线路连接中，控制器的电气线路连接较为复杂一些，下面是（ RC90）控制器的简图 LS 系列控制器（ RC90）：全 PLC 功能；简易 USB 安装。 序号 型号 名称 单位 数量 配置产品图 1 创科机器视觉软件 套 1。