pcb板质检的自动化改造
日期 2018年4月13 日 【】本文通过分析PCB板板材质检的特点，进行设备的选用和布局；对工业机器人的选取和运行轨迹进行规划，运用固定模板来将物品姿态固定，构建了PCB板自动搬运的系统。该系统实现了PCB板质检与工业机器人的组合，提高PCB质检过程中板材搬运的效率。
目录
引言 1
一、系统方案设计 2
（一）系统功能介绍 2
（二）系统方案论证 4
（三）系统设备选型 5
二、控制信号分析及工作站设计 7
（一）机器人动作要求 7
（二）机器人程序设计 13
（三）工作站设计 15
三、系统仿真调试 16
（一）机器人系统与质检不同步 16
（二）机器人系统运行超出行程 16
总结 17
参考文献 19
谢辞 20
附录 21
引言
在公司实习期间，本人就是做PCB板质检工作的，工作的中发现公司在PCB板质检上面花费的人力太多，产量跟不上，这意味着效率低下才需要更多的人力的投入，那么用机器人来代替人工呢？一方面节省人力，让人力花费到前面更需要人力的岗位，另一方面也可以提升工作效率。公司也有意向将PCB板的质检改造为自动化的质检方式，减少人力成本的投入，还能保证工作效率，我有幸参与到这项工程的设计中，了解到所需要的准备工作以及设备的选用、设备的有效布局方式。
通过对PCB板板材质检的特点分析，进行机械设备的选用和布局的规划，对工业机器人的选取、运行轨迹进行进行简述，采用固定模具来将物品姿态固定，从而省去了构建视觉系统定位的麻烦，直接采用模具固定到传送带上，物品放置到模具内，机器收到信号时可以直接实行抓取动作，省去视觉检测的时间差，减少成本花费。使系统最终实现PCB板质检工作与工业机器人的组合，提高PCB质检过程中板材搬运的效率。
本文主要涉及仿真模拟运行，采用仿真模拟的方式将工作站一一搭建，然后进行试运行，看是否能够达到预计的要求，一方面仿真模拟能够减少大量成本的花费，用能直观的显示 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
出工作站的优点。
一、系统方案设计
（一）系统功能介绍
此系统主要实现抓取物品，然后根据测试结果将物品分类的工作
公司PCB板产品较为小型，大小尺寸长约为8CM，宽为4CM。
80mm
PCB板的重量很轻，即使加上上面的元件，也大约只有30g，并且因为PCB板的材质原因，不能发生与机械发生碰撞，也不能对其挤压，否则会导致PCB板折断，从而使产品报废。
末端执行器一般分为夹持式和吸附式这两种，根据PCB板的特性，选用吸附式的末端执行器，采用吸附式中的气流负压式吸盘，其主要工作原理是：能够将吸盘内部的空气排出从而使内腔形成负压，然后就可以用吸盘吸附住物体。
选择这个末端执行器也是因为现场作业场地中有压缩空气的存在，使用方便，成本低。
公司制造的质检设备如图11所示是单个质检工具器台，人工检测专用，本文运用设备主要使用的是另一种类似的多个质检的器台，原理与单个质检机器是一样的，但是是半自动化的机器，质检工作可以自动进行，但是需要人力放置物品。
图11 人工单个质检工具
公司PCB板的测试结果主要分为两大类：即为合格和不合格，但是不合格中还有各种不合格的具体分类，例如：3欧姆不脱扣，C6测试不过，灯不亮等等，因此，在程序设计方面就需要配合质检检测结果来设计，通过质检工作台灯光显示的颜色不同，质检机器发出的不同信号，从而将合格品与不合格品区分开来，通过不同位置显示的不合格灯光提示，机台发出对应的具体不良信息，机器将不良品区分开来，放入对应的不良品放置盒中。系统工作程序流程图如下图12：
图12 系统工作流程大纲图
（二）系统方案论证
1.非标设备
经过商讨决定使用先非标设备进行试运行，试运行结果显示非标设备具有一定的限制性，例如：
（1）抓取物品时，物品姿态稍有不正，就会对物品造成压伤；
（2）运动过程中速度过快会导致物品掉落，速度太慢会显得机器多余、无用；
（3）直线运动冲力有的大，不能完美的停止或开始，会导致物品偏移，物品偏移会导致放置物品时产生偏差。
（4）在放置测试物品时，设备有时候会碰撞到测试设备，对原有的测试设备造成一定的损伤，导致测试结果误差。
（5）在测试完毕后不能将物品放入正确的物品放置盒中，有一定的误差性。
综合上述几点的不良限制性不得不放弃非标设备的应用。
2.机器人工作站
由于非标设备的不可行，企业决定先模拟搭建一个机器人工作站的方案来试运行，试试机器人是否能满足需求：
搬运机器人选型：
选用IRB 120（机器人适用的领域：物料搬运，装配等），搬运机器人的品类有很多，选择IPB 120机器人的原因是本身需要搬运的物品体积、重量都很小，用大型搬运机器人会造成一定的资源浪费和经济损失，经过对比筛选决定采用ABB的搬运机器人中最小型的搬运机器人IRB 120。
末端执行器的选择设计：
目录
引言 1
一、系统方案设计 2
（一）系统功能介绍 2
（二）系统方案论证 4
（三）系统设备选型 5
二、控制信号分析及工作站设计 7
（一）机器人动作要求 7
（二）机器人程序设计 13
（三）工作站设计 15
三、系统仿真调试 16
（一）机器人系统与质检不同步 16
（二）机器人系统运行超出行程 16
总结 17
参考文献 19
谢辞 20
附录 21
引言
在公司实习期间，本人就是做PCB板质检工作的，工作的中发现公司在PCB板质检上面花费的人力太多，产量跟不上，这意味着效率低下才需要更多的人力的投入，那么用机器人来代替人工呢？一方面节省人力，让人力花费到前面更需要人力的岗位，另一方面也可以提升工作效率。公司也有意向将PCB板的质检改造为自动化的质检方式，减少人力成本的投入，还能保证工作效率，我有幸参与到这项工程的设计中，了解到所需要的准备工作以及设备的选用、设备的有效布局方式。
通过对PCB板板材质检的特点分析，进行机械设备的选用和布局的规划，对工业机器人的选取、运行轨迹进行进行简述，采用固定模具来将物品姿态固定，从而省去了构建视觉系统定位的麻烦，直接采用模具固定到传送带上，物品放置到模具内，机器收到信号时可以直接实行抓取动作，省去视觉检测的时间差，减少成本花费。使系统最终实现PCB板质检工作与工业机器人的组合，提高PCB质检过程中板材搬运的效率。
本文主要涉及仿真模拟运行，采用仿真模拟的方式将工作站一一搭建，然后进行试运行，看是否能够达到预计的要求，一方面仿真模拟能够减少大量成本的花费，用能直观的显示 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
出工作站的优点。
一、系统方案设计
（一）系统功能介绍
此系统主要实现抓取物品，然后根据测试结果将物品分类的工作
公司PCB板产品较为小型，大小尺寸长约为8CM，宽为4CM。
80mm
PCB板的重量很轻，即使加上上面的元件，也大约只有30g，并且因为PCB板的材质原因，不能发生与机械发生碰撞，也不能对其挤压，否则会导致PCB板折断，从而使产品报废。
末端执行器一般分为夹持式和吸附式这两种，根据PCB板的特性，选用吸附式的末端执行器，采用吸附式中的气流负压式吸盘，其主要工作原理是：能够将吸盘内部的空气排出从而使内腔形成负压，然后就可以用吸盘吸附住物体。
选择这个末端执行器也是因为现场作业场地中有压缩空气的存在，使用方便，成本低。
公司制造的质检设备如图11所示是单个质检工具器台，人工检测专用，本文运用设备主要使用的是另一种类似的多个质检的器台，原理与单个质检机器是一样的，但是是半自动化的机器，质检工作可以自动进行，但是需要人力放置物品。
图11 人工单个质检工具
公司PCB板的测试结果主要分为两大类：即为合格和不合格，但是不合格中还有各种不合格的具体分类，例如：3欧姆不脱扣，C6测试不过，灯不亮等等，因此，在程序设计方面就需要配合质检检测结果来设计，通过质检工作台灯光显示的颜色不同，质检机器发出的不同信号，从而将合格品与不合格品区分开来，通过不同位置显示的不合格灯光提示，机台发出对应的具体不良信息，机器将不良品区分开来，放入对应的不良品放置盒中。系统工作程序流程图如下图12：
图12 系统工作流程大纲图
（二）系统方案论证
1.非标设备
经过商讨决定使用先非标设备进行试运行，试运行结果显示非标设备具有一定的限制性，例如：
（1）抓取物品时，物品姿态稍有不正，就会对物品造成压伤；
（2）运动过程中速度过快会导致物品掉落，速度太慢会显得机器多余、无用；
（3）直线运动冲力有的大，不能完美的停止或开始，会导致物品偏移，物品偏移会导致放置物品时产生偏差。
（4）在放置测试物品时，设备有时候会碰撞到测试设备，对原有的测试设备造成一定的损伤，导致测试结果误差。
（5）在测试完毕后不能将物品放入正确的物品放置盒中，有一定的误差性。
综合上述几点的不良限制性不得不放弃非标设备的应用。
2.机器人工作站
由于非标设备的不可行，企业决定先模拟搭建一个机器人工作站的方案来试运行，试试机器人是否能满足需求：
搬运机器人选型：
选用IRB 120（机器人适用的领域：物料搬运，装配等），搬运机器人的品类有很多，选择IPB 120机器人的原因是本身需要搬运的物品体积、重量都很小，用大型搬运机器人会造成一定的资源浪费和经济损失，经过对比筛选决定采用ABB的搬运机器人中最小型的搬运机器人IRB 120。
末端执行器的选择设计：
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