柔性磁铁自动生产线的设计与实现
【】目前，大多数磁铁的生产过程采用人工操作，该操作方式存在生产效率低、人工成本高、人员生产过程中有危险性等不足。本课题根据企业需求，针对磁铁的整个生产过程开展研究，设计规格可选且能自动完成磁铁的充磁、测磁、喷码、包装等工作的自动化设备，旨在解决大批量、不同型号的磁铁生产过程中人工完成所带来的的难题。论文主要内容工业机器人程序设计及智能相机程序设计两部分。利用机械手与智能相机配合，能够做到不同型号大小的磁铁也能够完成搬运加工等工作。经过优化改进的设备可实现磁铁的充磁、测磁、喷码、包装等工作，设备结构简单、运行可靠、制造成本低、自动化程度高，可实现大批量、不同型号的磁铁的生产。
目录
一、绪论 1
（一）课题来源及研究意义 1
（二）相机与机器人此行业的运用情况 1
（三）课题主要研究内容 1
二、总体设计方案 3
（一）工艺流程设计 3
（二）整体设计方案 3
三、工业机器人程序设计 14
（一）工业机器人选型 14
（二）机器人程序的设计 18
四、相机程序的设计 23
（一）相机功能分析 23
（二）相机程序设计 23
五、设备调试 27
（一）设备调试 27
（二）设备使用与维护 28
总结 30
参考文献 31
致 谢 32
附件 33
一、绪论
（一）课题来源及研究意义
本课题来源于宁波市招宝磁业有限公司，该公司生产的磁铁种类繁多，之前所使用的自动化设备只能完成单一产品的生产加工，一旦产品型号规格有所变化，就需要人工去生产。
针对生产多种磁铁所面临的问题，本课题设计了一种可变规格的柔性磁铁生产设备，完成相关企业的不同规格磁铁的生产工作，减少因人工所带来的成本，降低企业生产成本，为企业带来实质性的经济效益。
（二）相机与机器人在此行业的运用情况
1.其他行业的运用情况
目前，智能相机与工业机器人主要在食品包装业、电子行业、橡胶及塑料工业、汽车零部件加工业等都有着比较广泛的运
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
用。在食品包装业中，运用智能相机可以准确的引导工业机器人对不同的产品进行搬运工作；在橡胶塑料和汽车零部件行业中，相机可以对产品进行瑕疵检测，减少企业在这方面对检验员的依赖；在电子行业中，相机可以完成多项任务，不仅能够引导机器人完成元器件的安装工作，也可以对做好的产品进行检测。总之，相机与机器人结合在很多行业都可以实现，这样不仅可以提高企业的生产效率，同时也可以大大减少相关企业的人力成本。
2.此行业的运用情况
磁铁行业作为一个比较传统的行业，进入自动化模式还是比较迟的，就目前来讲，大多数的磁铁加工还是有人工来完成，这种模式存在很多问题，首先，磁铁在充磁是是需要很大的电压的，这样对人会有很大的安全隐患，其次，企业也要付出大量的人工费用。浙江作为中国磁铁的生产大省，生产磁铁的企业遍地都是，只有少部分的公司运用到了自动化设备，而且这些自动化设备大多智能生产单一的产品，针对这一现象，柔性磁铁自动生产线便应运而生。
（三）课题主要研究内容
为了实现多种磁铁能够在简易操作下生产，本课题自主设计了一种规格可变的自动化控制的生产线。实现不同型号磁铁的自动生产。自动计数分装器主要由机械、电气、相机和机器人四大系统组成，本文主要介绍相机和机械手部分。其关键技术如下：
1.实现机器人、相机以及PLC的通讯。由于此台设备涉及到机械手相机以及PLC，如果通过IO来操作，会多出很多的线，这样不仅前期安装调试麻烦，也会给后期设备维护的人带去不必要的麻烦；所以选择通过通讯来实现三者之间的信号处理。
2.运用相机识别不同的产品，通过计算来确定产品的中心位置，引导相机抓取产品，
其次，运用相机对产品进行简单的瑕疵检测，检测产品边角是否有缺损。
3.机械手读取相机所发的坐标数据，对产品进行抓取和搬运工作。
4.由于所要抓取的产品较多，机械手安装了比较多的末端装置，分别由两个夹爪和一个吸盘，所以需要灵活运用工具坐标，还要让工具坐标与相机坐标能够转换，也就是相机的九点标定。
围绕上述设备关键技术，论文从相机程序设计和机械手程序设计两方面分别对自动生产线进行说明。
二、总体设计方案
（一）工艺流程设计
柔性磁铁自动生产线整个工艺流程分为六大部分，分别为振动盘流道磁铁搬运、充磁、测磁、喷码、流道隔片搬运和出料系统。本次设计主要负责流道磁铁搬运以及流道隔片搬运，在完成这两项工作的同时，还要完成对磁铁的简单的瑕疵检测工作，要完成这两项任务，需要机械手和相机配合，首先，相机识别流道上的没有充过磁的产品以及隔片，再将数据传输给PLC以及机器人，机器人再完成相应的搬运工作，由于此生产线是一条柔性的，所以相机还要完成对不同产品的识别工作。
（二）整体设计方案
本文设计了一种运用相机与机器人结合完成多种磁铁加工的设备。该设备设计包括机械结构的设计和控制系统设计两大部分，本文主要设计控制系统部分。设备具体分为动盘流道磁铁搬运、充磁、测磁、喷码、流道隔片搬运和出料系统六部分，其中，本设计主要负责流道磁铁搬运以及流道隔片搬运。设备设计方案如图22所示。
智能相机磁铁识别设计要求：智能相机在识别磁铁时，需要做到以下几点：
相机需要识别出产品；
相机需要对产品作出简单的瑕疵检测；
相机需要计算出产品的中心；
相机需要与机械手和PLC通讯完成相应工作。
智能相机隔片识别设计要求：
相机需要识别出产品；
相机需要计算出产品的中心；
相机需要与机械手和PLC通讯完成相应工作。
机械手抓磁铁要求：机械手能够通过相机所发数据进行磁铁的搬运工作
机械手抓隔片要求：由于隔片种类较多，而且大多数隔片是镂空的，所以需要夹爪进行搬运工作，这对工具坐标要求高一点。
设备主要结构包括：RV2FLD三菱机械手、康奈视智能相机、光源（背光）设备实物如图24所示。
图24设备实物
本文设计的柔性自动生产线特点如下：
1.能够实现多种磁铁的生产加工；
2.能够对产品进行简单的瑕疵检测；
3.运用相机与机器人结合能够提高工业机器人的准确性和灵活性。
4.设备操作简单、全程自动化：设备整个计数分装过程采用PLC控制，操作工人仅需输入工艺参数，并操作对应的功能按钮，即可以实现设备的落料、开仓、关仓、计数、收料等功能，降低人力成本、提高生产效率。
三、工业机器人程序设计
柔性磁铁自动生产线的设计目的是实现多种磁铁的加工生产任务。因此，首先需要机械手能够实现多种产品的识别与抓取。
工业机器人选型
对于工业机器人的选型，主要有九大参数来做参考
应用场合 首先，最重要的是机器人要在什么场合以及制程下运用，比如，要是紧凑型的用水平关节机器人，针对小型快速取放的用并联机器人。
目录
一、绪论 1
（一）课题来源及研究意义 1
（二）相机与机器人此行业的运用情况 1
（三）课题主要研究内容 1
二、总体设计方案 3
（一）工艺流程设计 3
（二）整体设计方案 3
三、工业机器人程序设计 14
（一）工业机器人选型 14
（二）机器人程序的设计 18
四、相机程序的设计 23
（一）相机功能分析 23
（二）相机程序设计 23
五、设备调试 27
（一）设备调试 27
（二）设备使用与维护 28
总结 30
参考文献 31
致 谢 32
附件 33
一、绪论
（一）课题来源及研究意义
本课题来源于宁波市招宝磁业有限公司，该公司生产的磁铁种类繁多，之前所使用的自动化设备只能完成单一产品的生产加工，一旦产品型号规格有所变化，就需要人工去生产。
针对生产多种磁铁所面临的问题，本课题设计了一种可变规格的柔性磁铁生产设备，完成相关企业的不同规格磁铁的生产工作，减少因人工所带来的成本，降低企业生产成本，为企业带来实质性的经济效益。
（二）相机与机器人在此行业的运用情况
1.其他行业的运用情况
目前，智能相机与工业机器人主要在食品包装业、电子行业、橡胶及塑料工业、汽车零部件加工业等都有着比较广泛的运
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
用。在食品包装业中，运用智能相机可以准确的引导工业机器人对不同的产品进行搬运工作；在橡胶塑料和汽车零部件行业中，相机可以对产品进行瑕疵检测，减少企业在这方面对检验员的依赖；在电子行业中，相机可以完成多项任务，不仅能够引导机器人完成元器件的安装工作，也可以对做好的产品进行检测。总之，相机与机器人结合在很多行业都可以实现，这样不仅可以提高企业的生产效率，同时也可以大大减少相关企业的人力成本。
2.此行业的运用情况
磁铁行业作为一个比较传统的行业，进入自动化模式还是比较迟的，就目前来讲，大多数的磁铁加工还是有人工来完成，这种模式存在很多问题，首先，磁铁在充磁是是需要很大的电压的，这样对人会有很大的安全隐患，其次，企业也要付出大量的人工费用。浙江作为中国磁铁的生产大省，生产磁铁的企业遍地都是，只有少部分的公司运用到了自动化设备，而且这些自动化设备大多智能生产单一的产品，针对这一现象，柔性磁铁自动生产线便应运而生。
（三）课题主要研究内容
为了实现多种磁铁能够在简易操作下生产，本课题自主设计了一种规格可变的自动化控制的生产线。实现不同型号磁铁的自动生产。自动计数分装器主要由机械、电气、相机和机器人四大系统组成，本文主要介绍相机和机械手部分。其关键技术如下：
1.实现机器人、相机以及PLC的通讯。由于此台设备涉及到机械手相机以及PLC，如果通过IO来操作，会多出很多的线，这样不仅前期安装调试麻烦，也会给后期设备维护的人带去不必要的麻烦；所以选择通过通讯来实现三者之间的信号处理。
2.运用相机识别不同的产品，通过计算来确定产品的中心位置，引导相机抓取产品，
其次，运用相机对产品进行简单的瑕疵检测，检测产品边角是否有缺损。
3.机械手读取相机所发的坐标数据，对产品进行抓取和搬运工作。
4.由于所要抓取的产品较多，机械手安装了比较多的末端装置，分别由两个夹爪和一个吸盘，所以需要灵活运用工具坐标，还要让工具坐标与相机坐标能够转换，也就是相机的九点标定。
围绕上述设备关键技术，论文从相机程序设计和机械手程序设计两方面分别对自动生产线进行说明。
二、总体设计方案
（一）工艺流程设计
柔性磁铁自动生产线整个工艺流程分为六大部分，分别为振动盘流道磁铁搬运、充磁、测磁、喷码、流道隔片搬运和出料系统。本次设计主要负责流道磁铁搬运以及流道隔片搬运，在完成这两项工作的同时，还要完成对磁铁的简单的瑕疵检测工作，要完成这两项任务，需要机械手和相机配合，首先，相机识别流道上的没有充过磁的产品以及隔片，再将数据传输给PLC以及机器人，机器人再完成相应的搬运工作，由于此生产线是一条柔性的，所以相机还要完成对不同产品的识别工作。
（二）整体设计方案
本文设计了一种运用相机与机器人结合完成多种磁铁加工的设备。该设备设计包括机械结构的设计和控制系统设计两大部分，本文主要设计控制系统部分。设备具体分为动盘流道磁铁搬运、充磁、测磁、喷码、流道隔片搬运和出料系统六部分，其中，本设计主要负责流道磁铁搬运以及流道隔片搬运。设备设计方案如图22所示。
智能相机磁铁识别设计要求：智能相机在识别磁铁时，需要做到以下几点：
相机需要识别出产品；
相机需要对产品作出简单的瑕疵检测；
相机需要计算出产品的中心；
相机需要与机械手和PLC通讯完成相应工作。
智能相机隔片识别设计要求：
相机需要识别出产品；
相机需要计算出产品的中心；
相机需要与机械手和PLC通讯完成相应工作。
机械手抓磁铁要求：机械手能够通过相机所发数据进行磁铁的搬运工作
机械手抓隔片要求：由于隔片种类较多，而且大多数隔片是镂空的，所以需要夹爪进行搬运工作，这对工具坐标要求高一点。
设备主要结构包括：RV2FLD三菱机械手、康奈视智能相机、光源（背光）设备实物如图24所示。
图24设备实物
本文设计的柔性自动生产线特点如下：
1.能够实现多种磁铁的生产加工；
2.能够对产品进行简单的瑕疵检测；
3.运用相机与机器人结合能够提高工业机器人的准确性和灵活性。
4.设备操作简单、全程自动化：设备整个计数分装过程采用PLC控制，操作工人仅需输入工艺参数，并操作对应的功能按钮，即可以实现设备的落料、开仓、关仓、计数、收料等功能，降低人力成本、提高生产效率。
三、工业机器人程序设计
柔性磁铁自动生产线的设计目的是实现多种磁铁的加工生产任务。因此，首先需要机械手能够实现多种产品的识别与抓取。
工业机器人选型
对于工业机器人的选型，主要有九大参数来做参考
应用场合 首先，最重要的是机器人要在什么场合以及制程下运用，比如，要是紧凑型的用水平关节机器人，针对小型快速取放的用并联机器人。
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