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LGGY-BL20X型桌面式智能制造生產(chǎn)線

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

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