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一、產(chǎn)品概述
智能制造是智能機器與人類專家人機協(xié)作的一體化智能系統(tǒng),既有個體制造單元的自主性,又有系統(tǒng)整體的自組織能力,是未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容。本生產(chǎn)線采用3臺六軸機器人、2套輸送系統(tǒng)、1套視覺系統(tǒng)、1套PLC電氣控制系統(tǒng),以微波爐磁環(huán)組裝生產(chǎn)線上的機器人上料、視覺檢測與引導、機器人組裝、搬運、入庫、倉儲管理等應用場景,以智能制造產(chǎn)線電子設備裝調(diào)、數(shù)據(jù)監(jiān)測、生產(chǎn)管控與運維為實施目標,可以完成電子設備組裝與調(diào)試、設計編程與參數(shù)配置、數(shù)據(jù)采集與可視化應用、生產(chǎn)過程數(shù)智化應用、電子設備數(shù)智化運維等多項實訓任務。
二、功能與應用場景
1.開放性實驗環(huán)境
集成Python、OpenCV等運行環(huán)境,支持數(shù)字圖像處理、機器視覺等算法、硬件、應用的開發(fā)和學習;提供實驗所涉及的OpenCV圖像處理函數(shù)的所有接口和使用說明,既可通過配置參數(shù)實現(xiàn)對圖像的特定處理,也可新建不同的視覺項目,進行二次開發(fā);內(nèi)置的視覺軟件和功能庫包括物體分類識別、目標檢測、OCR字符識別、缺陷檢測,滿足基礎應用與開發(fā)教學;支持對生產(chǎn)線上的目標尺寸測量、缺陷檢測、產(chǎn)品分類等應用進行開發(fā),開展企業(yè)級實戰(zhàn)訓練。
2.開放全部源代碼
開放全部軟件框架和算法級源代碼,支持二次開發(fā),提供完善的實驗指導書和技術文檔,并提供產(chǎn)品相關軟硬件的架構與設計方法文檔。
3.圖形化交互軟件
2D機器視覺軟件采用??低昖ision Master視覺軟件,圖形化交互界面,功能圖標直觀易懂,采用拖拽式操作,可快速搭建視覺方案,模塊運行狀態(tài)獨立標識,實時顯示。
4.視覺定位、檢測與識別
視覺技術在實際應用中,通常有三個方向:定位(即計算目標位置,為機器人抓取提供引導)、檢測(即檢測目標的缺陷,如零部件劃痕、缺角等,用于進行良次品分類)、識別(即識別目標的名稱,如識別不同長度的螺桿,用于進行產(chǎn)品種類的分揀)。
5.機器人手眼標定
為機器人引入視覺系統(tǒng),使得機器人可進行自主的、智能化的運動,完成如零部件分類、物流搬運、碼垛、物體分揀等功能。
6.基于視覺的機器人應用
機器人與視覺系統(tǒng)結合,可以對不同尺寸、外觀的目標進行識別,開展目標分揀、智能碼垛、物體識別、字符識別等多種基礎實訓項目,從而模擬生產(chǎn)線上的真實產(chǎn)品檢測場景。
7.智能制造系統(tǒng)集成
本產(chǎn)品集成有3臺六軸機器人、2條輸送線、1套視覺系統(tǒng),以及多組傳感器,所有組件均采用主流的通訊協(xié)議完成通訊,可以完成上料、輸送、視覺自主組裝、視覺檢測、下料等典型智能制造場景的全流程動作。
三、主要硬件參數(shù)
1.六軸機器人
六軸機器人配置3臺,該型機器人完全開放底層運動學正逆解控制算法,有助于用戶學習機器人的關節(jié)控制原理。同時,提供多個拓展接口,支持視覺、語音、多種末端執(zhí)行器、傳送帶等各類外設模塊的接入,實現(xiàn)物體抓取、視覺協(xié)同、人機交互、自動教學演示等多種功能,可快速滿足教學、科研等需求。
2.機器視覺系統(tǒng)
機器視覺系統(tǒng)配置1套,采用標準工業(yè)級視覺系統(tǒng),包括工業(yè)相機、鏡頭、LED光源、光源控制器等,通過視覺支架進行集成,為所有的目標檢測、分析和處理提供實驗的硬件環(huán)境。
3.PLC控制系統(tǒng)
PLC控制系統(tǒng)采用國產(chǎn)匯川品牌的Easy521系列PLC,如下圖所示,用于生產(chǎn)線相關電子設備的數(shù)據(jù)監(jiān)控,以及輸送線、傳感器、氣缸等的運行控制。
其中,觸摸屏采用威綸通品牌的人機交互觸摸屏幕,通過與其他相關的硬件設備結合,實現(xiàn)生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集、處理和控制的任務。
4.輸送線
輸送線采用2套直線滑臺模組,上方安裝有步進電機、接近傳感器、光電傳感器,通過PLC接入計算機,實現(xiàn)對兩條模組分別的啟動、停止、暫停等控制,以及與視覺系統(tǒng)的協(xié)同等的控制,從而完成集成化系統(tǒng)運行時的全流程動作。
5.運算單元
采用工業(yè)級結構,體積小巧,外形緊湊,安裝windows系統(tǒng),集成C++、OpenCV等運行環(huán)境,支持數(shù)字圖像處理、機器視覺、電氣控制等硬件或應用的開發(fā)和學習。
四、實驗項目
1 機器人原理與應用
(1)六軸機器人機械結構組成
(2)六軸機器人核心零件認知
(3)機器人不同坐標系的變換與應用
(4)機器人直線、曲線、圓形、方形等軌跡編程
(5)機器人搬運編程
(6)機器人碼垛編程
(7)機器人拆垛編程
(8)機器人抓取、分揀練習
2 機器視覺
(1)視覺系統(tǒng)認知
(2)像素尺寸測量
(3)物體定位和角度測量
(4)邊緣長度測量與面積檢測
(5)物體顏色和形狀識別
(6)條碼和二維碼識別
(7)OCR字符分割、訓練
(8)OCR字符識別
(9)基于形態(tài)學處理的產(chǎn)品表面缺陷檢測
(10)相機棋盤格標定
(11)基于opencv的車牌識別
(12)基于模板匹配的電子產(chǎn)品識別
(13)基于視覺的車牌識別
(14)基于視覺的條形碼識別
(15)基于視覺的二維碼識別
(16)基于視覺的物體形狀顏色識別
(17)基于視覺的水果識別
(18)基于圖像的NanoDet目標檢測模型實踐
(19)基于視覺的工件缺陷檢測
(20)基于視覺的證件識別
3 基于視覺的機器人應用
(1)機器人認知和基礎操作
(2)機器人示教和運動控制
(3)機器人與視覺系統(tǒng)標定
(4)基于視覺的機器人目標分類
(5)基于視覺的機器人物體碼垛
(6)基于視覺的機器人數(shù)字排序
(7)基于視覺的機器人水果分類
4 機器人柔性制造系統(tǒng)集成
(1)機器人搬運碼垛工作站系統(tǒng)集成
(2)機器人自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)集成
(3)基于視覺的智慧分揀系統(tǒng)集成
(4)多機器人協(xié)作動態(tài)裝配與檢測實訓
(5)智能制造系統(tǒng)集成與設計
5 數(shù)字孿生系統(tǒng)實訓
(1)數(shù)字孿生模型設置與調(diào)試
(2)HMI界面設計與編程調(diào)試
(3)PLC編程應用與調(diào)試
(4)虛擬HMI與虛擬PLC編程調(diào)試
(5)上料單元虛實同步調(diào)試
(6)輸送單元虛實同步調(diào)試
(7)裝配單元虛實同步調(diào)試
(8)傳感單元虛實同步調(diào)試
(9)倉儲單元虛擬調(diào)試


