佳世达三合一设备的视觉应用与故障诊断分析
日期 2018年4月1日 【】本课题主要研究的是佳世达公司车间自动化生产线上的三合一设备的组成，硬件部分和软件部分，以及机器的故障分析部分。三合一设备指的是液晶显示屏（panel）,铁件，边框，这三个单独的原件，通过机械手臂来使它们合三为一，使机器代替人工，实现自动化生产，在硬件方面，通过abb手臂为核心部分，通过皮带运输线来使配件到达手臂的工作范围，然后通过手臂6轴上所安装的负压吸盘和夹爪来运输panel和铁件，在软件结构方通过所安装的顶部相机经由视觉软件来计算出补偿值，进而传输给手臂，将panel完整的放入边框中。一个典型的工业机器视觉系统包括光源、镜头、相机（包括CCD相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。三合一设备的故障大多为软件部分，硬件部分的异常主要在于日常对机械手臂的保养。本课题的研究来源于日常工作的积累，致力于改善自动化存在的各种异常。
目录
引言 1
一、佳世达三合一的概述 2
（一）佳世达三合一的概念 2
（二）佳世达三合一组成结构 2
二、佳世达三合一的软件参数及操作说明 5
（一）佳世达三合一的主程序的视觉界面 6
（二）视觉界面的参数详解与分析 8
（三）视觉界面的操作方法 11
三、 三合一的故障分析 16
（一）对位异常 16
（二） 扫条码异常 16
（三）手臂点位卡死 16
（四）条码上传异常 16
（五）点位保存失败 17
（六）发送robot点位失败 17
（七）机器人的维护 17
四、 三合一的应用 17
总结 19
致谢 20
参考文献 21
附 录 22
引言
目前，制造业这一大环境下自动化是相当的热门，采用自动化生产的生产线具有产量大，质量好，效率高等优点，在大批、大量生产中能有效的提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，缩减生产占地面积，保证生产均衡性，有显著的经济效益。佳世达三合一设备是以机械手臂为硬件主体，艾尔微视觉测试系统为软件主体。通过abb机械手臂6轴所安装的四个吸盘和夹爪来将panel，铁件，边框。合三为一，所以称之为三合一组装设备。三合一设备的故障大多为软件部分，硬件部分的异常主要在于日常对机械手臂的保养以及手臂控制器除尘除灰。AB手臂机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
本文首先表述三合一设备的概念以及组成的硬件部分和软件部分，将自动化的发展前景以及工业机器人和视觉系统的发展现状进行了探讨和阐述，进而研究佳世达三合一设备的功能以及操作方法，并将所存在的故障进行全面的分析 。通过三合一的原理以及构思，能将其应用到其他生产线上的站别。
一、三合一的概述
（一）三合一的概念
三合一设备是佳世达公司针对目前车间生产线组装屏幕战还未使用自动化设备而导入的一套自动化设备，如图11所示。该设备的主要功能是将组装电脑显示屏所需的由电源板和接口板所组成的铁件，保护液晶显示屏的边框，液晶显示屏。这三个配件通过Abb机械手臂将其组合起来，合三为一，所以称这个设备为三合一。佳世达三合一设备是以机械手臂为硬件主体，艾尔微视觉测试系统为软件主体。通过abb机械手臂6轴所安装的四个吸盘和夹爪来将panel，铁件，边框。合三为一，所以称之为三合一组装设备。三合一设备的故障大多为软件部分，硬件部分的异常主要在于日常对机械手臂的保养以及手臂控制器除尘除灰。三合一设备的核心是将液晶显示屏（panel）放入边框，完成这一步的动作就需要视觉软件的计算，当abb手臂扫完panel条码后吸取至边框的上方，这个点位为panel拍照位，这时候顶部相机开始抓拍特征，为panel的一个角，边框经右作业员启动皮带线开关后也会移动至等待位，并右夹紧气缸夹紧，相机开始抓拍边框特征，视觉软件开始计算并传输给手臂，使panel与边框完美贴合。
图11 三合一设备立体图
（二）佳世达三合一组成结构
三合一的组成主要是由ABB六轴机械手臂为主机构，在手臂的6轴上装有两个扫码器，4个吸盘，v一副夹爪，1为Panel扫码器,如图12所示，主要用来将panel的条码，如图13所示，传入库。2为铁件扫码器，铁件一共有两个条码，3为接口板条码，4为电源板条码，如图14所示。吸盘的作用主要是当Panel通过喇叭口流入到吸取位置时，手臂接收到信号开始工作，扫完Panel条码后将Panel牢牢抓取，并移动到拍照位,如图15所示。手臂为主体，手臂前有一段皮带线，是作业员将Panel流入时的进口，皮带线尾端，也就是靠近手臂的那一段装有一个到位光电，保证当Panel能流入到尾端时皮带线能停止运动，从而防止皮带线将Panel刮伤，手臂的右下方安装了另一段皮带线，该皮带线是将在三合一前一站也就是自动螺丝机已经完成的铁件组合体通过皮带线的流动，手臂接收到铁件的到位信号，然后开始扫铁件的两个条码，扫码完毕后，通过六轴上所安装的夹爪，将铁件抓取并放置Panel上，到达等待位，如图16所示，手臂的右上方为产线主体流水线，Panel、边框、铁件和三为一的半成品也将放置在该主体线上，然后开始下一步自动化的流水线生产。三合一设备配有两台pc，主pc主要支持三合一主体软件和视觉软件，手臂控制软件。副pc用来将扫码器扫到的码传入库中进行比对检查是否一致，一致则pass，不一致则蜂鸣器报警，进行手动二次扫码比对。
图12 扫码器图
图13 panel 条码图
图14 铁件条码图
图15panel拍照位图
图16三合一后等待位图
二、佳世达三合一的软件参数及操作说明
（一）佳世达三合一的主程序的界面
三合一的主程序为艾尔微视觉软件，这个软件集结果显示、机种切换、IO分配、参数设置为一体，其中参数设置一块在核心点位数据中还进行了加密环节，体现了参数点位对于整个手臂在运行中的重要性与安全性。视觉部分对于整个设备也是非常关键，三合一的第一步就是通过视觉来将panel放入边框中，只有通过视觉系统进行图像的识别理解，才能进行后面的流程。机器视觉软件的竞争已经从追求功能转变为算法的准确性和效率的竞争。已有专门提供视觉软件或者开发包的厂商。因为常规的机器视觉软件开发包尽管均能提供上述功能，但其检测效果和运算效率却有很大差别。优秀的机器视觉软件可对图像中目标特征进行快速而准确的检测，对图像的适应性强; 而不好的软件则存在速度慢、结果不准确、鲁棒性(Robust)差的缺点。人与机器的信息交互软件是载体，而界面在软件中却充当了桥梁的作用，界面的好与坏给用户留下了深刻印象，用户第一时间不一定能感知其功能的强大，但他们能直接感知软件界面的优美度，对整个软件是否作出好的评价。所以说，界面设计在整个软件中是一个不可忽视的部分。如图21所示为佳世达三合一主程序的运行界面。
图21 三合一主程序运行界面图
目录
引言 1
一、佳世达三合一的概述 2
（一）佳世达三合一的概念 2
（二）佳世达三合一组成结构 2
二、佳世达三合一的软件参数及操作说明 5
（一）佳世达三合一的主程序的视觉界面 6
（二）视觉界面的参数详解与分析 8
（三）视觉界面的操作方法 11
三、 三合一的故障分析 16
（一）对位异常 16
（二） 扫条码异常 16
（三）手臂点位卡死 16
（四）条码上传异常 16
（五）点位保存失败 17
（六）发送robot点位失败 17
（七）机器人的维护 17
四、 三合一的应用 17
总结 19
致谢 20
参考文献 21
附 录 22
引言
目前，制造业这一大环境下自动化是相当的热门，采用自动化生产的生产线具有产量大，质量好，效率高等优点，在大批、大量生产中能有效的提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，缩减生产占地面积，保证生产均衡性，有显著的经济效益。佳世达三合一设备是以机械手臂为硬件主体，艾尔微视觉测试系统为软件主体。通过abb机械手臂6轴所安装的四个吸盘和夹爪来将panel，铁件，边框。合三为一，所以称之为三合一组装设备。三合一设备的故障大多为软件部分，硬件部分的异常主要在于日常对机械手臂的保养以及手臂控制器除尘除灰。AB手臂机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
本文首先表述三合一设备的概念以及组成的硬件部分和软件部分，将自动化的发展前景以及工业机器人和视觉系统的发展现状进行了探讨和阐述，进而研究佳世达三合一设备的功能以及操作方法，并将所存在的故障进行全面的分析 。通过三合一的原理以及构思，能将其应用到其他生产线上的站别。
一、三合一的概述
（一）三合一的概念
三合一设备是佳世达公司针对目前车间生产线组装屏幕战还未使用自动化设备而导入的一套自动化设备，如图11所示。该设备的主要功能是将组装电脑显示屏所需的由电源板和接口板所组成的铁件，保护液晶显示屏的边框，液晶显示屏。这三个配件通过Abb机械手臂将其组合起来，合三为一，所以称这个设备为三合一。佳世达三合一设备是以机械手臂为硬件主体，艾尔微视觉测试系统为软件主体。通过abb机械手臂6轴所安装的四个吸盘和夹爪来将panel，铁件，边框。合三为一，所以称之为三合一组装设备。三合一设备的故障大多为软件部分，硬件部分的异常主要在于日常对机械手臂的保养以及手臂控制器除尘除灰。三合一设备的核心是将液晶显示屏（panel）放入边框，完成这一步的动作就需要视觉软件的计算，当abb手臂扫完panel条码后吸取至边框的上方，这个点位为panel拍照位，这时候顶部相机开始抓拍特征，为panel的一个角，边框经右作业员启动皮带线开关后也会移动至等待位，并右夹紧气缸夹紧，相机开始抓拍边框特征，视觉软件开始计算并传输给手臂，使panel与边框完美贴合。
图11 三合一设备立体图
（二）佳世达三合一组成结构
三合一的组成主要是由ABB六轴机械手臂为主机构，在手臂的6轴上装有两个扫码器，4个吸盘，v一副夹爪，1为Panel扫码器,如图12所示，主要用来将panel的条码，如图13所示，传入库。2为铁件扫码器，铁件一共有两个条码，3为接口板条码，4为电源板条码，如图14所示。吸盘的作用主要是当Panel通过喇叭口流入到吸取位置时，手臂接收到信号开始工作，扫完Panel条码后将Panel牢牢抓取，并移动到拍照位,如图15所示。手臂为主体，手臂前有一段皮带线，是作业员将Panel流入时的进口，皮带线尾端，也就是靠近手臂的那一段装有一个到位光电，保证当Panel能流入到尾端时皮带线能停止运动，从而防止皮带线将Panel刮伤，手臂的右下方安装了另一段皮带线，该皮带线是将在三合一前一站也就是自动螺丝机已经完成的铁件组合体通过皮带线的流动，手臂接收到铁件的到位信号，然后开始扫铁件的两个条码，扫码完毕后，通过六轴上所安装的夹爪，将铁件抓取并放置Panel上，到达等待位，如图16所示，手臂的右上方为产线主体流水线，Panel、边框、铁件和三为一的半成品也将放置在该主体线上，然后开始下一步自动化的流水线生产。三合一设备配有两台pc，主pc主要支持三合一主体软件和视觉软件，手臂控制软件。副pc用来将扫码器扫到的码传入库中进行比对检查是否一致，一致则pass，不一致则蜂鸣器报警，进行手动二次扫码比对。
图12 扫码器图
图13 panel 条码图
图14 铁件条码图
图15panel拍照位图
图16三合一后等待位图
二、佳世达三合一的软件参数及操作说明
（一）佳世达三合一的主程序的界面
三合一的主程序为艾尔微视觉软件，这个软件集结果显示、机种切换、IO分配、参数设置为一体，其中参数设置一块在核心点位数据中还进行了加密环节，体现了参数点位对于整个手臂在运行中的重要性与安全性。视觉部分对于整个设备也是非常关键，三合一的第一步就是通过视觉来将panel放入边框中，只有通过视觉系统进行图像的识别理解，才能进行后面的流程。机器视觉软件的竞争已经从追求功能转变为算法的准确性和效率的竞争。已有专门提供视觉软件或者开发包的厂商。因为常规的机器视觉软件开发包尽管均能提供上述功能，但其检测效果和运算效率却有很大差别。优秀的机器视觉软件可对图像中目标特征进行快速而准确的检测，对图像的适应性强; 而不好的软件则存在速度慢、结果不准确、鲁棒性(Robust)差的缺点。人与机器的信息交互软件是载体，而界面在软件中却充当了桥梁的作用，界面的好与坏给用户留下了深刻印象，用户第一时间不一定能感知其功能的强大，但他们能直接感知软件界面的优美度，对整个软件是否作出好的评价。所以说，界面设计在整个软件中是一个不可忽视的部分。如图21所示为佳世达三合一主程序的运行界面。
图21 三合一主程序运行界面图
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzdq/512.html
