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本帖最后由 3010203109 于 2013-11-14 18:09 编辑
啤酒生产线介绍： 机械手抓瓶视频： 啤酒生产线六自由度机械手抓瓶控制系统设计： 任务要求
装箱工艺主要分为2个部分：视觉检测系统和机械手分部。
视觉检测系统工作目的是：通过装置于合适位置的摄像头，对摆放在装箱工作台上的空箱体进行拍摄，并对所拍摄到的图像进行处理，获取装瓶位的实时坐标，并将坐标传送至控制机械手的
PLC
。
机械手部分的主要工作是：根据视觉检测系统所获得的装瓶位坐标，按照一定的轨迹，将通过贴标分部的瓶体依次装入箱体的装瓶位。
项目技能点
1).
熟悉三菱
Q
系列
PLC
；
2).
熟悉三菱编程软件
GXDeveloper
的使用方法；
3).
熟悉三菱六自由度机械手的使用
硬件介绍
本啤酒生产线装箱分部所采用的是
Q
系列
PLC
的
CPU
为
Q03UDCPU
和
Q172DRCPU
。其中，
Q03UDCPU
为主
CPU
，
Q172DRCPU
为从
CPU
，即机器人
CPU
。
本次设计机器人分部中使用控制器为
CR1Q-700
系列，此控制器是与设计中使用的机械手专门匹配的控制器，为小型控制器，
CPU
设置类型为外部设置，在
PLC
基板上插入机器人控制器，省配线，不需要
I/O
模块，使系统成本降低。
机械臂为
RV-3SQ
系列六自由度机械臂，为执行动作的单元，具体型号为
RV-3SQ-S11
。
机械臂共六个关节，每个关节内有一个伺服电动机，由绝对编码器来检测位置。控制器与机械手间也是独立的，通过两条线缆即马达动力线和编码器信号线来连接它们，其中马达线用来提供动力来驱动电机，信号线提供信号来控制电机。
硬件连接图
软件介绍
本分部用到软件：
1、 RT ToolBox2
用于编写机器人程序
2、 MELFA-Vision
视觉软件，从摄像头拍摄的相片中识别圆孔位置
3、 GX Developer
用于与前后分部的通信，程序已写好（不到10行），不需要管
RT ToolBox2
使用方法：
软件的运行状态分为三种：离线、在线、模拟。
1、模拟状态
选择工作区-新建，通信设置如下：
IP Address=192.168.0.5
Port=10001
Sendtimeout=5000msec
Recieve Timeout=30000msec
之后在菜单栏在线中选择模拟，在左侧工作区展开在线-程序，右键选择新建，编写程序，例如：（以下为本例中所用程序）
编辑完成按CTRL+S保存，将鼠标置于工作区编写的程序文件名处，右键选择调试状态下打开，开始模拟。
2、在线状态
在线模式时，菜单栏在线中选择在线，展开左侧工作区在线-程序，编写程序完毕后，在程序编辑区右键选择全写入，程序即可下载到控制器中。若在程序文件名处，右键选择调试状态下打开，则可进行实时调试。
程序的运行：
手控器背面白色按钮应弹开，并将钥匙旋转至自动模式，按下SVO ON打开伺服电源，按下START运行程序。
另外还有示教模式可以手动控制机械臂，位置坐标可以实时读入。使用时先将钥匙旋转至手动模式，再将手控器背面白色按钮应按下，拉住手控器背面黄色按钮（注意不要拉到头），按下SERVO键，4秒后伺服指示灯亮，再按下JOG进入示教模式。可以选择XYZ模式或JOINT模式。其中ＸＹＺ模式下，X、Y、Z控制机械臂末端位移，A、B、C控制姿态。JOINT模式下，控制各个关节单独运动。按下HAND键控制手爪，-C抓合，+C松开。
MELFA-Vision
使用方法：
建立作业，点击下图绿色按钮联机
然后在RT TOOLBOX中运行示例程序，程序中调用运行作业（本例中使用的作业为“2013.job”）并使用函数读取识别的圆孔坐标
所做工作：
1、程序流程图设计
注意，这里只是开环控制，没有引入反馈，系统不知道瓶子是否放到位。作为改进，我
们设计了一种闭环控制系统，系统实时监测机械臂抓手位置并与放瓶位进行比较，通过偏差消除偏差。闭环系统框图如下：（紫色区域为增加的闭环部分）
2、程序代码
Ovrd 30 '速度30%
Mov P0 '开始移动到安全位置
HOpen 1 '打开手抓
If M_NvOpen(1)<>1 Then '如果端口没有打开
NVOpen "COM2:" As #1 '打开2号端口作为1号
EndIf
Wait M_NvOpen(1)=1 '等待打开
NVLoad #1,"2013" '读入视觉里的程序“2013”
NVPst #1,"2013","E76","J81","M100",0 '调用程序“2013”存入单元E76到J81中的数据
For M1=1 To M_NvNum(1) '数据编号从1开始循环
Mov P1 '抓瓶位置前方
Mvs P2 '抓瓶位置
Dly 0.1 '延时
HClose 1 '闭合手抓
Dly 0.2
Mov P6 '抓瓶位置上方
Mov P4 '姿态调整
Mov P5 '放瓶位置上方
P10.X = P_NvS1(M1).X '调取视觉输出X坐标
P10.Y = P_NvS1(M1).Y '调取视觉输出Y坐标
P10.Z = 450
P11=P10
P11.Z=370
Mov P10 '移动至放瓶位置
Mvs P11 '垂直下放瓶
Dly 0.1
HOpen 1
Dly 0.2
P11.X=P10.X-20 '以下程序前后左右晃动是为了使瓶子更容易落入孔中
Mvs P11
P11.X=P10.X+20
Mvs P11
P11.Y=P10.Y-20
Mvs P11
P11.Y=P10.Y+20
Mvs P11
P11.X=P10.X-20
Mvs P11
P11.X=P10.X+20
Mvs P11
P11.Y=P10.Y-20
Mvs P11
P11.Y=P10.Y+20
Mvs P11
P10.Y=P10.Y+50
Mvs P10
Next M1 '下一个放瓶编号
Mov P0
Hlt ' 暂停
End
各点坐标：
P0=(463.910,-75.340,680.230,-120.360,75.850,-46.420)(6,0)
P1=(459.520,-147.240,328.670,-121.440,76.300,-46.810)(6,0)
P2=(453.870,-70.340,329.430,-120.450,75.850,-46.490)(6,0)
P3=(57.620,-500.830,562.160,-125.830,85.470,152.050,0.000,0.000)(6,0)
P4=(403.440,-178.560,679.430,-97.990,84.750,-117.210)(6,0)
P5=(8.460,-433.000,696.350,-106.650,84.670,170.590)(6,0)
P6=(463.910,-75.340,680.230,-120.360,75.850,-46.420)(6,0)
P7=(8.460,-433.000,696.350,-106.650,84.670,170.590)(6,0)
P10=(270.060,-647.260,450.740,-125.830,85.470,152.050,0.000,0.000)(6,0)
P11=(270.060,-647.260,362.160,-125.830,85.470,152.050,0.000,0.000)(6,0)
3、最终效果
本程序最终效果，12个瓶中有两个未能成功落入孔中，抓瓶和下落过程还有偏差，有待完善！
4、感想：
这次实习通过对三菱六自由度机械手的学习，让我学到了很多东西。刚开始的时候感觉困难重重，不知道该从何下手。通过对使用文档的阅读和向老师请教，慢慢熟悉了机械手的示教方法和编程方法，后来又学会了视觉系统的使用以及校正。最后通过努力，将视觉系统与机械手结合在一起，达到了预期的效果。在这短短几天的实习中，每天都有新的问题，同时也有新的进展。这让我明白了无论学习还是做事，只要迎难而上并持之以恒，没有解决不了的问题。
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机械手好烂啊，定位都定不准；
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