1、2013年全國職業(yè)院校骨干教師技能培訓班“工業(yè)機械手與視覺技術” 模擬實操任務書選手須知：1. 任務書共:15頁，如出現任務書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，并進行任務書的更換。2. 參賽團隊應在4小時內完成任務書規(guī)定內容；選手在競賽過程中創(chuàng)建的程序文件必須存儲到指定磁盤目錄及文件夾下，未存儲到指定位置的運行記錄或程序文件均不予給分。3. 選手提交的試卷用工位號標識，不得出現學校、姓名等與身份有關的信息，否則成績無效。4. 由于錯誤接線、操作不當等原因引起PLC、機械手控制器、智能視覺系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)、變頻器、電機驅動器、和直流電源損壞，將取消選手競賽資格。一、設備組成及展示比賽設備

2、包含六自由度工業(yè)機械手、智能視覺檢測系統(tǒng)、RFID數據傳輸系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉儲、工裝機構，可以實現對高速傳輸的工件進行分揀、檢測、搬運、裝配、存儲等操作。圖1 比賽設備二、比賽設備當前工作情況描述： 比賽設備除了任務中需要完成的安裝、接線工作外，其余器件、電路、氣路均已按電氣原理圖的連接要求裝配、連接、調試正常。比賽提供一套基本控制程序（PLC程序及工業(yè)機械手程序），在完成實操任務中的安裝、調整及接線的工作前提下，基本控制程序能完成的工作如下：1.上電后按下面板上的“復位”鍵3秒，程序開始復位，機械手回到初始位置，各氣缸退回。復位完成后“運行指示燈”閃爍。2.按下面

3、板上的“開始”鍵，機械手運行到等待位置，工件盒出料庫檢測到有盒子，且出料臺無盒子時，向外推出一個。工件蓋出料庫的運行與此相同。3.機械手夾取三個工件盒到3個裝配臺上。4.機械手夾取吸盤工裝。5. 工件料庫檢測到有工件后，四個料庫分時各自推出一個工件。被推出的工件由環(huán)形輸送線向前傳送，到達直線輸送單元，由機械手進行追蹤抓取并裝入到工件盒中（沒有進行RFID信息讀?。?。接著機械手回到等待位置，繼續(xù)抓取下一個工件，直到裝配12個工件到12個工位中（工件放置的位置順序固定為裝配臺1號到3號，工位1號到4號）。6.機械手夾放回吸盤工裝。7. 三個工件盒內都已裝配完4個工件后，機械手將三個工件盒逐個裝上工

4、件蓋，并搬運到倉庫空位置。8.機械手停留在重復工作的等待位置，等待下一輪作業(yè)。三、需要完成的工作任務請選手根據給定的技術資料，在4個小時內，完成比賽設備部分電氣線路連接、PLC控制程序、機械手控制程序的編寫、智能視覺流程編輯、系統(tǒng)調試等任務。需要完成的控制流程及相關規(guī)定如下：1、 工件裝配流程編輯軟件給PLC下發(fā)工件裝配流程，PLC對裝配流程進行保存，用以重復裝配。工件有不同編號、顏色、高度之分，此處規(guī)定三個裝配臺顏色分別為藍、紅、黃，編號順序全為1、2、3、4，高度全為低的工件，如圖2。圖2 工件規(guī)定裝配流程2、 系統(tǒng)復位：上電后按下面板上的“復位”鍵3秒，控制程序開始復位，機械手回到初始位

5、置，各氣缸退回。復位完成后“運行指示燈”閃爍。3、 啟動：“運行指示燈”閃爍時，按下“啟動”鍵，執(zhí)行以下任務（可同時進行）：u 工件盒料庫檢測到有工件盒，出料臺檢測到是空位，工件盒推料氣缸向外推出一個工件盒；u 工件蓋料庫檢測到有工件蓋，出料臺檢測到是空位，工件蓋推料氣缸向外推出一個工件蓋；u 機械手從初始位置運行到工具換裝等待位置。4、 機械手運行到工件盒出料臺上方，接著將出料臺上的工件盒搬到3號裝配臺上（應先橫向搬到1號裝配臺上過渡），機械手回到工件盒出料臺上方等待；工件盒料庫檢測到有工件盒，工件盒推料氣缸向外推出下一個工件盒。5、 機械手運行到工件盒出料臺上方，接著將出料臺上的工件盒搬到

6、2號裝配臺上（應先橫向搬到1號裝配臺上過渡），機械手回到工件盒出料臺上方等待；工件盒料庫檢測到有工件盒，工件盒推料氣缸向外推出下一個工件盒。6、 機械手運行到工件盒出料臺上方，接著將出料臺上的工件盒搬到1號裝配臺上。7、 機械手運行到工具換裝裝置處裝上吸盤工裝，并運行到工件跟蹤吸取等待位置。8、 工件料庫檢測到有工件后，四個工件料庫分時各自推出工件，同時環(huán)形輸送帶、直線輸送帶開始運行；推出的工件由環(huán)形輸送線向前傳送，到達RFID檢測單元進行檢測。9、 PLC主控制器對RFID讀寫器進行操作，讀出工件內標簽信息，PLC判斷工件是否為裝配需要的還是不需要的，并控制機械手進行分揀。具體分揀操作如下：

7、如果是可用工件，工件到達直線輸送帶后，且跟蹤傳感器觸發(fā)，機械手將進行跟蹤吸取工件的操作，并將工件并搬運到裝配等待位置，根據工件的信息，將工件裝入到對應裝配臺上工件盒的相應位置，之后機械手回到跟蹤吸取等待位置；如果是不可用工件，機械手不動作，繼續(xù)等待（可人為取走該工件）。10、 被分時推出的下一個工件此時到達RFID檢測單元進行檢測，機械手進行重復分揀操作，直到三個工件盒全部裝配完成。11、 三個工件盒全部裝配完成后，機械手運行到工具換裝裝置處裝上視覺工裝。12、 機械手運行到1號裝配臺上方，視覺相機從上往下對工件盒的每一個工位中的工件（12個）進行拍照；同時視覺處理器進行分析（編號和顏色比對）

8、，并將檢測結果輸出給機械手。如果檢測結果為不合格，機械手將此工件盒標記為不合格品，之后機械手依次運行到2號、3號裝配臺上方，對工件盒進行相同的檢測操作。視覺檢測要求如下：工件的顏色、編號是否與規(guī)定裝配流程一致，即與圖2是否一致。13、 三個工件盒全部檢測完成后，機械手運行到工具換裝裝置處放回視覺工裝。14、 如果機械手有裝配不合格記錄，機械手逐個將不合格的工件盒搬運到廢料框中。15、 如果機械手記錄裝配有合格品，機械手將其中一個合格品工件盒搬運到橫向檢測臺。16、 機械手運行到工具換裝裝置處裝上視覺工裝。17、 機械手運行到橫向檢測臺前方對工件盒進行拍照，同時視覺處理器進行分析（高度比對），并

9、將檢測結果輸出給機械手。機械手對檢測結果進行分析判別，并記錄是否合格。18、 機械手運行到工具換裝裝置處放回視覺工裝。19、 機械手根據當前橫向檢測臺上的工件盒合格與否進行不同處理：u 如為不合格則將此工件盒搬運到廢料框中，繼續(xù)判斷裝配臺是否還有合格品，如有則從步驟15開始重復操作，如沒有則機械手回到初始位置，一個裝配流程結束，機械手從步驟4開始重復操作完成下一個裝配流程。u 如為合格，將此工件盒搬運到1號裝配臺，機械手夾取工件蓋到工件盒上，使其組成一個生產組合體。u 機械手將成品搬運到倉庫空位置：使用裝在大口夾上的光纖傳感器檢測未知倉庫是否為空。u 當一個成品入庫后，控制系統(tǒng)需記錄此庫位不為

10、空，下一個成品入庫時應直接跳過這個庫位。u 工作流程內倉庫且倉庫位置優(yōu)先級別為：12349，倉庫位置分布如圖3所示。789456123圖3 倉庫位置示意圖u 繼續(xù)判斷裝配臺是否還有合格品，如有則從步驟15開始重復操作。20、 全部成品入庫完成后，機械手運行到初始位置，機械手從步驟4開始重復操作完成下一個裝配流程。請選手根據以上控制流程及相關規(guī)定完成下面的任務：任務一 工業(yè)機械手設備安裝1.將圖4 RV-3SD機械手本體安裝到型材實訓桌的機械手安裝基板上。圖4 RV-3SD機械手本體2.根據圖5，將電磁閥安裝到基板上。3.分別連接機械手內部進/出氣管到閥島的進/出氣管上，連接基板上的GR1接頭到

11、機械手內部對應的GR1接頭。 （a）正面 （b）反面圖5 電磁閥安裝示意圖4.安裝電磁閥基板到機械手本體上。5.連接氣夾與真空吸盤的氣管到電磁閥基板上的進出氣管。任務二 工業(yè)機械手設置與編程調試1.設置機械手的序列號、跟蹤許可、專用I/O、以太網通信。2.機械手動作控制程序設計與調試：完成分揀、視覺檢測功能的控制程序設計，構建機械手需要用到的位置點。3.機械手位置點設置：使用示教單元設置并調整機械手相關位置點，包括：各視覺拍照位置、工具換裝等待、裝配等待位置、工件盒出料臺、工件蓋出料臺、四個裝配臺、盒內四個工件放置位置、工件跟蹤吸取位置、廢料框位置、倉庫位置、工件料庫入口位置、運行中過渡位置等

12、。任務三 智能視覺系統(tǒng)調試1.視覺傳感器鏡頭調整，使視覺傳感器能穩(wěn)定、清晰的攝取圖像信號。2.視覺控制器啟動設定、網絡設置設置。3.圖像攝取流程編輯：u 視覺傳感器以豎直角度對工件盒內每一個工件進行拍照時，用于檢測工件的編號和顏色。u 視覺傳感器在正前方以水平方向對工件盒進行拍照時，用于檢測工件的高度。4.檢測邏輯編輯：編輯檢測結果表達式，使檢測結果通過以太網發(fā)給PLC。任務四 系統(tǒng)整體運行調試1.控制系統(tǒng)安裝與接線：完成控制柜中部分控制系統(tǒng)的安裝與接線2.完成變頻器的參數設置，使其滿足輸送流程要求。3.PLC主控制器以太網絡組建設置。4.主控程序設計與調試u PLC主控制器以太網絡通信功能設計與調試：與機器人進行數據傳輸。u 工件分揀功能設計與調試：配合RFID檢測單元，PLC讀取RFID檢測信息，對不同工件進行分類和判別，應區(qū)分出工件是否適