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在金属手机外壳上标识各种文字和图案,激光打标具有较好的性价比,但激光打标过程中所产生激光对人身的损害是一个不容忽视的问题。在现阶段,进行手机外壳打标一般是使用激光打标和往复机这样组成一个系统进行工作,由于人要在激光器前操作,必然会造成激光对人的伤害。在使用机器人自动运行的激光打标系统中,工作站要实现这样的一个功能,从打标入口的输送处放入待打标的产品,在系统出口处便流出合格的已打标产品,在效率上与人工效率相当。
本文中,主要针对使用机器人实现自动的激光打标的系统做整体的工程项目研究。组成这样的一个系统是由多个子系统构成的,论文中主要研究了机器人系统、激光打标系统、视觉系统、输送链系统和质检系统。机器人系统,实现了手机外壳在工作站的拾取与运送。
激光打标系统是整个系统的核心,对打标质量起到一个至关重要的作用,因此首先对激光打标器进行了选型,研究了机器人工作站工件送入输送装置,中转托盘装置,送出输送带装置;结合所在的ABB机器人公司,完成了工业机器人的选型、送入输送带的机器人配置以及中转托盘与送出输送带机器人的配置。为了提高系统的可靠性并实现对产品的在线检测,研究了机器人视觉系统,并利用视觉系统对手机盒进行了在线检验,最终完成了整机集成,实现了激光打标系统的系统集成。
在研制过程中,研究了全自动机器人激光打标系统的关键技术,包括激光打标系统的组成分析、激光打标工艺参数分析、激光打标对象的分析,得到了激光打标针对不锈钢材料的最佳工艺参数。研究了并联机构的结构特点、机构的轨迹速度和精度控制分析,分析并研究了机器人视觉系统的摄像机模型,图像处理方式,并将其应用于激光打标系统。
最后研究了机器人激光打标工作站的控制系统,包括了DEVICENET总线在机器人与PLC之间通讯的运用,机器人运动程序的编制思路和方法,激光打标系统与PLC的通讯方法,输送装置的伺服调整和配置的方法,以及最后对工作站进行了整体调试并达到客户对产能的要求。