基于工业机器人的键盘装配系统设计(附件)【字数：7283】
针对传统人工装配实践所展现出的问题，以数字键盘安装为例，剖析了其各部件的形状尺寸特点以及零件间的互相拆装关系，设计了本系统。该生产线使用机器人及其周边设备完成从原材料的选择抓取到安装完成并入库的工作，该系统采用视觉进行定位，实现了机器人的高精度抓取，最大程度的减小了由于点位偏差而造成的产品瑕疵问题。经过完成了自动化装配线各模块的开发和运行调试，结果满足生产工艺要求。
目录
引言 1
一、背景分析 2
二、自动装配系统作业流程及子模块选型介绍 2
（一）输送模块 2
（二）视觉定位抓取模块 3
（三）PLC控制模块 5
（四）工件加工模块 7
（五）系统流程图 8
三、自动装配系统通讯实现 8
（一）ModbusTcp简介 8
（二）信号配置 9
（三）模块间通信设置 10
四、自动装配系统程序设计 11
（一）SCARA机器人的程序 11
（二）六轴机器的程序 14
（三）视觉检测系统的程序 15
（四）触摸屏画面 16
五、调试运行 18
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言
随着行业的进一步转型和升级,我国传统的人工装配已经成为无法适应实际生产要求,且还出现了分拣工作效率低、劳务强度高、装配人员的工作效率低、任务环境恶劣及安全性差等诸多问题,限制了我国现代工业装配技术的发展与提高,解决这些问题使得我们传统人工装配问题迫在眉睫。
所谓现代化装配，简单来说就是在机械生产制造基础上，实现产品的自动化加工，从而完成从零部件到产品成型的全过程。但在现实生活中，想要实现真正的自动化加工还存在诸多问题，大多说企业仅能实现部分模块的自动加工，相当一部分工作量还需人工实现。但是，机器人代替人工的趋势是更改不了的。近年来，周边设备的不断扩充，使得更多的任务可以被机器人高质量完成，柔性化的引入也使得原先仅能完成特定任务的生产线通过一定的调整，从而完成一类产品的生产。本系统主要运用的是机器人通过视觉检测后并在其他一系列周边设备的支持下完 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
成装配入库的任务。
机器人和机器视觉伴随着工程技术行业的进步与发展,机器人可以在很大尺度上代替人工完成较为危险或繁重的工作，没有人的感情和情绪等可以让它较长时间的无间歇运作。加之机器视觉的加持，二者相结合替代了人力在计算机、航空飞行、军事、工业生产等多个领域的机械手技术中都已经得到了普遍性的运用。机器人视觉技术作为工业机器人系统所作为一种通过接收和获取各种关于外界环境的信息资料和大数据信息的重要载体,提高了工业机器人后续装配在工业生产中对于各类工件的检测、辨认精度及其准确性,保证了工业机器人后续装配质量及产品的安全性。
本文是针对数字键盘的自动化装配,设计了集零部件出入库、工件搬运、检查识别、自动化装配于一体的数字键盘自动化装配工作站。经过系统检查验证及性能检测,该系统可以很好的适应各种生产技术工艺的要求。
一、背景分析
工业机器之所以被广泛应用，是因为它在装配、搬运、焊接等领域的优点使其前景一片大好，灵活运用工业机器人即可以从一定程度上降低生产成本，也可以提高收益。但仅凭机器人肯定不行，这就促进了周边设备的发展，本系统主要体现的周边设备是工业相机。机器视觉的应用成本高，对于许多较为复杂的环境还不能应用。大多中小型企业还采用人工分拣装配，人工装配的作业效率不高而且还存在一些安全隐患。对于一些不易识别的不合格元件，人眼无法正确判断。这就导致无论是人工装配还是机器装配，都不能保证成品的质量，从而造成资源的浪费。针对上述情况，机器视觉的引入并使用，能在精确定位之初，就完成了对一些不合格元件的判断。同时，高精准的定位抓取也不会造成元件的损伤，保证了成品质量。
二、自动装配系统作业流程及子模块选型介绍
自动装配系统由PLC控制模块、输送模块、视觉定位抓取模块、工件加工模块，如图21所示。本系统由1号操作平台和2号操作平台组成，设备复位后AGV回原点位置，设定键盘数字装配位置与顺序；启动设备，启动后由AGV小车从原料工位区中的一区中把原料托盘托起，并搬运到识别定位工位区；工业相机从原料托盘中识别出所能够使用元件及其所在位置，符合要求的独立按键被SCARA机器人抓取，将其放置到装配转运平台。如果识别定位工位区的配件无法完成装配, AGV将运行启动，将挑选剩下的原料托盘送回至原料工位相应位置，并托起下一位置的原料托盘送至识别定位工位区，一直到装配转运平台原料中的零件足够安装一套数字键盘。然后把键盘配件送到六轴机器人的装配位，六轴机器人选取为吸盘的末端执行器对零部件进行装配，装配完成后再次更换夹具拾取成品放入键盘成品托盘，至此流程完成。
/
图21设备组成
（一）输送模块
1、输送模块说明
系统中的输送系统负责原料盘在原始位置和检测位置的运送，由规定输送路径的磁条和AGV小车构成，如图22所示。AGV小车通过系统中需要的路径，有程序控制在铺设好的电磁轨道上运行，从而完成各种载物移动功能。
/
图22 AGV小车
能够实现无人驾驶的AGV移动运输器系统，其中最重要的因素是应用导航和引擎功能,随着科学信息技术的进步,可以使用在移动运输器系统中的导航/诱引技术主要包括直接坐标引导、惯性飞行引导、电磁导引、GPS飞行引导、光学引导、激光引导、视觉飞行引导、胶带引导八种。
本设备采用磁带导引，其定位精确，对声光无任何干扰，灵活性较好，便于控制通讯。
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引言 1
一、背景分析 2
二、自动装配系统作业流程及子模块选型介绍 2
（一）输送模块 2
（二）视觉定位抓取模块 3
（三）PLC控制模块 5
（四）工件加工模块 7
（五）系统流程图 8
三、自动装配系统通讯实现 8
（一）ModbusTcp简介 8
（二）信号配置 9
（三）模块间通信设置 10
四、自动装配系统程序设计 11
（一）SCARA机器人的程序 11
（二）六轴机器的程序 14
（三）视觉检测系统的程序 15
（四）触摸屏画面 16
五、调试运行 18
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言
随着行业的进一步转型和升级,我国传统的人工装配已经成为无法适应实际生产要求,且还出现了分拣工作效率低、劳务强度高、装配人员的工作效率低、任务环境恶劣及安全性差等诸多问题,限制了我国现代工业装配技术的发展与提高,解决这些问题使得我们传统人工装配问题迫在眉睫。
所谓现代化装配，简单来说就是在机械生产制造基础上，实现产品的自动化加工，从而完成从零部件到产品成型的全过程。但在现实生活中，想要实现真正的自动化加工还存在诸多问题，大多说企业仅能实现部分模块的自动加工，相当一部分工作量还需人工实现。但是，机器人代替人工的趋势是更改不了的。近年来，周边设备的不断扩充，使得更多的任务可以被机器人高质量完成，柔性化的引入也使得原先仅能完成特定任务的生产线通过一定的调整，从而完成一类产品的生产。本系统主要运用的是机器人通过视觉检测后并在其他一系列周边设备的支持下完 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
成装配入库的任务。
机器人和机器视觉伴随着工程技术行业的进步与发展,机器人可以在很大尺度上代替人工完成较为危险或繁重的工作，没有人的感情和情绪等可以让它较长时间的无间歇运作。加之机器视觉的加持，二者相结合替代了人力在计算机、航空飞行、军事、工业生产等多个领域的机械手技术中都已经得到了普遍性的运用。机器人视觉技术作为工业机器人系统所作为一种通过接收和获取各种关于外界环境的信息资料和大数据信息的重要载体,提高了工业机器人后续装配在工业生产中对于各类工件的检测、辨认精度及其准确性,保证了工业机器人后续装配质量及产品的安全性。
本文是针对数字键盘的自动化装配,设计了集零部件出入库、工件搬运、检查识别、自动化装配于一体的数字键盘自动化装配工作站。经过系统检查验证及性能检测,该系统可以很好的适应各种生产技术工艺的要求。
一、背景分析
工业机器之所以被广泛应用，是因为它在装配、搬运、焊接等领域的优点使其前景一片大好，灵活运用工业机器人即可以从一定程度上降低生产成本，也可以提高收益。但仅凭机器人肯定不行，这就促进了周边设备的发展，本系统主要体现的周边设备是工业相机。机器视觉的应用成本高，对于许多较为复杂的环境还不能应用。大多中小型企业还采用人工分拣装配，人工装配的作业效率不高而且还存在一些安全隐患。对于一些不易识别的不合格元件，人眼无法正确判断。这就导致无论是人工装配还是机器装配，都不能保证成品的质量，从而造成资源的浪费。针对上述情况，机器视觉的引入并使用，能在精确定位之初，就完成了对一些不合格元件的判断。同时，高精准的定位抓取也不会造成元件的损伤，保证了成品质量。
二、自动装配系统作业流程及子模块选型介绍
自动装配系统由PLC控制模块、输送模块、视觉定位抓取模块、工件加工模块，如图21所示。本系统由1号操作平台和2号操作平台组成，设备复位后AGV回原点位置，设定键盘数字装配位置与顺序；启动设备，启动后由AGV小车从原料工位区中的一区中把原料托盘托起，并搬运到识别定位工位区；工业相机从原料托盘中识别出所能够使用元件及其所在位置，符合要求的独立按键被SCARA机器人抓取，将其放置到装配转运平台。如果识别定位工位区的配件无法完成装配, AGV将运行启动，将挑选剩下的原料托盘送回至原料工位相应位置，并托起下一位置的原料托盘送至识别定位工位区，一直到装配转运平台原料中的零件足够安装一套数字键盘。然后把键盘配件送到六轴机器人的装配位，六轴机器人选取为吸盘的末端执行器对零部件进行装配，装配完成后再次更换夹具拾取成品放入键盘成品托盘，至此流程完成。
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图21设备组成
（一）输送模块
1、输送模块说明
系统中的输送系统负责原料盘在原始位置和检测位置的运送，由规定输送路径的磁条和AGV小车构成，如图22所示。AGV小车通过系统中需要的路径，有程序控制在铺设好的电磁轨道上运行，从而完成各种载物移动功能。
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图22 AGV小车
能够实现无人驾驶的AGV移动运输器系统，其中最重要的因素是应用导航和引擎功能,随着科学信息技术的进步,可以使用在移动运输器系统中的导航/诱引技术主要包括直接坐标引导、惯性飞行引导、电磁导引、GPS飞行引导、光学引导、激光引导、视觉飞行引导、胶带引导八种。
本设备采用磁带导引，其定位精确，对声光无任何干扰，灵活性较好，便于控制通讯。
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