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背景需求

    在移動互聯網時代，手機與人們的生活聯系得越來越緊密，手機的需求量也在不斷增長。本工作站的目標正是完成對手機外殼的檢測分類工作，這在手機的生產制造中是一道十分重要的工序。手機外殼的檢測分類工作主要需求如下表：

系統方案設計

    為了實現上述對手機外殼檢測分類的需求，本工作站采用了“機器人輔助上下料+工業相機視覺檢測”的基本方案。為了提升檢測抓取效率，工作站采用了雙機器人的方案，即一個4軸機器人負責從外殼加工傳送帶上抓取工件放置到檢測工作臺，另一個6軸機器人負責搭載相機完成對手機外殼的拍照以及對完成檢測的手機外殼分類放置，這樣可以有效地將工件放置到檢測臺的時間與工件分類擺放的時間進行重疊而不是線性疊加，從而縮短了整個工序所需的時間。具體工作流程如圖1所示。

圖1系統工作流程圖

    根據上述動作及工藝要求，本方案主要包括硬件方案設計和軟件方案設計。其中硬件方案設計包括硬件配置、結構部件和電氣控制等三部分，軟件方案設計包括程序流程、I/O配置、點位配置三個部分，見圖2。

圖2系統方案圖

硬件方案設計

1.硬件配置

    如圖3所示，硬件設備主要包括：HS6型4軸機器人本體一臺、HSR605型6軸機器人本體一臺、久同JTR機器人控制器一臺、久同JTR示教器一臺、久同TSV伺服驅動器10臺、傳送帶、指示燈、檢測工作臺、工件分類放置臺。

圖3硬件接線示意圖

2.結構部件

    除了機器人本體和傳送帶外，主要的結構部件包括4軸機器人末端的抓取氣爪、6軸機器人末端內嵌相機的氣爪和具有工裝定位作用的檢測工作臺，具體如圖4所示。

圖4結構部件示意圖

3.電氣控制

    本工作站采用機器人控制器為核心控制單元，采用Ethercat總線實現控制器與驅動器、IO板的連接，進而控制整個工作站的信號燈、激光傳感器、氣爪等所有外圍設備。機器人電柜的接線圖如圖5所示。

圖5機器人電柜接線圖

4.軟件方案設計

（1）程序設計

    根據手機外殼檢測的工藝流程和控制要求，分別對上料機器人（4軸）和拍照放置機器人（6軸）進行了程序設計，并利用IO點位信息實現兩個機器人工序上的同步。程序設計如表1所示。

表1程序設計

    針對不同的程序，機器人控制器可以分別對不同的機器人組運行對應的程序，保證每個機器人獨立的完成各自的程序動作要求。

（2）點位配置

根據程序設計流程，4軸和6軸機器人的點位表如2、3。

表24軸機器人點位表

表36軸機器人點位表

（3）IO點配置

    如下表所示，根據程序設計流程，對機器人控制器軟PLC進行了輸入輸出信號配置，機器人控制器IO點位配置表如表4。

表4機器人控制器IO點位配置表

總結

    本方案經測試，很好地滿足了手機外殼檢測分類的工藝要求，并且實現了全自動不停機檢測，單個工件檢測周期僅5s，檢測準確率達99.98%。本方案的一個亮點是采用JRT機器人控制器，該控制器具有十分明顯的優勢：

其一，一臺控制器代替了2臺控制器，省掉了一臺控制器及其連接線纜；

其二，通過Ethercat總線連接伺服IO轉接，擴展十分方便；

其三，可以自由配置伺服、IO，不受擺放位置和連接順序的限制。