摘要：改革后，我国的科学技术水平不断进步，工业机器人在各行业得到了广泛应用。文章根据工业生产中电机装配工艺的需求，设计了一条基于工业机器人的自动装配生产线，包括ABB机器人、立体仓库、工业相机、装配模块及RFID模块等。工业机器人通过I/O板控制上料单元推送法兰，PLC控制系统通过工业以太网或硬件接口与工业相机、装配模块进行通信。机器人将待装配工件抓取至相机处进行检测，符合装配条件时进行装配。实践表明该系统能够满足生产装配要求，有效提高生产效益。
关键词：工业机器人；机器视觉；装配生产线；PLC控制
全息设备引言
自动化生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制，本文依据自动化生产线对机器人关节工件装配流程及要求，进行码垛机控制系统、AGV小车控制系统、视觉控制系统、工业机器人自动装配控制系统进行研究和设计。
1概述
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伴随着科技的发展以及制造产业转型的技术要求，智能制造装置行业产业结构性转型及科学技术提升的步伐已高速迈进，从而带动工业机器产业的发展。工业机器人在产线中代替了传统的人工和技术含量低的机械臂，提高整体生产线工作效率，提升了自动化及智能性、安全性，促进工业制造业的转型。许多企业都在使用工业机器人代替传统人工，使企业产线更加自动化、智能化，落实了制造业的变革，解放了许多高危险、高强度工作的劳动力。装配是企业产品生产过程中不可缺少的工序，然而机器人自动装配在现代制造业中是新兴的工业技术，也将是未来机器人技术发展的焦点之一。目前许多学者及技术员已在制造业产线技术中，大力开展了研究及设计，解决传统产业生产过程中的半自动化未智能化给生产带来的困惑。在工件加工生产研究中，通过自动化技术、智能领域的跨度以及互联网+的迅速发展，给以解决的途径：控制技术、检测技术和通信技术等结合的工业机器人系统，进行工件装配与搬运。但随着智能技术的飞跃发展，视觉技术也涌入制造业变革中，更进一步促进产线的智能化。设计运用机器视觉系统对零部件进行识别提取信息，由PLC1200通过以太网通信，与其进行信息传递交互，辅助工业机器人完成对两套结构一致、零部件相似的工件成品自动化装配作业。设计浓缩了产业生产线产品搬运装配作业，能为实际生产中提供可行性的参考价值。
双导程蜗杆2工业机器人自动装配工件系统设计
2.1 PLC控制系统设计
该装配生产线的主控系统选用西门子S7-1200。PLC控制程序包括复位程序、视觉通信程序、变位机控制程序、机器人通信程序、RFID数据读写程序等功能模块程序。程序运行前进行复位，复位完成后，主程序调用运行程序，机器人依次从抓取关节底座和输出法兰，分别通过相机识别检测，将符合条件的关节底座与法兰在装配模块进行安装，安装完成后返回立体仓库。PLC控制系统通过以太网与立体仓库、工业相机、装配模块及HMI触摸屏实现网络连接，变位机模块及RFID检测模块分别通过RS485接口、RS232接口与PLC主控系统相连。墙体切割开门洞
2.2机器人装配系统
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机器人装配系统构成有机器人本体、示教面板、控制器以及外围装置等。机器人附加轴装备为吸盘与手爪，分别对工件及托盘进行抓取和放置操作。设计中运用HR20-1700-C10机器人，机器人末端可以负载0-20kg，且伸臂达1700mm，满足产线作业要求。机器人执行
末端配备着双吸盘组、三手爪组，以及一个激光笔。吸盘主要任务是吸取工件进行装配和取空托盘至托盘回收处。双吸盘是为了更有力对托盘的搬运，和保证零部件装配中的准确性；三手爪工具用于抓取底座，结构设置可伸缩，为了适于零部件大小、内外径，便于装配过程和对成品的搬运作业；此激光笔是为了标定托盘流水线与机器人Y轴，装配流水线与机器人X轴的平行性，确保机器人搬运及装配零部件的到位性，提高准确率。
2.3综合任务流程调试
通过主控触摸屏操作界面完成整体工件装配自动化生产线系统工作流程调试，完成工件出库、工件识别、工件分类、缺陷工件检测、工件搬运、工件装配以及装配完成后成品入库等任务。工作流程如图1所示，具体调试流程如下。（1）实现工件的出库和装配首先，AGV小车在立体仓库端，码垛机从立体库中取出工件托盘，把工件托盘送给AGV小车。立体仓库的触摸屏调试界面设计如图2所示。当码垛机从立体仓库中取出3个托盘送给AGV小车后，AGV小车离开立体仓库，向托盘流水线运行，当AGV小车到达托盘流水线，AGV小车将车上的托盘送到托盘流水线上。然后重复以上动作，直到托盘输送完成。接着，在托盘传送流水线上，利用相机对工件进行识别，编写主控PLC中视觉系统调试模块任务，利
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用相机自动识别工位中托盘中工件，并将工件信息包括位置、角度和工件编号等显示在人机界面中。视觉调试界面参考示例如图3所示。在抓取工位，六轴工业机器人根据相机识别结果进行抓取，并根据要求放置相应位置，工件放置完后，抓取并放置空托盘于托盘库中；机器人调试界面如图4所示。对整个机器人关节进行装配，装配完成后将成品摆放至成品库；完成所有成套机器人关节装配、不成套配件和缺陷工件摆放任务后，装配流程结束。（2）入库流程调试在主控界面和AGV界面设置入库模式，启动入库流程；反向入库时倍速链反向进行运动。机器人从空托盘库收集处取空托盘托盘流水线上，从装配流水线上每次抓取一个物品放到空托盘中；然后通过托盘流水线输送至AGV传送带；AGV将托盘输送至码垛机端后自动停止，码垛机对该托盘进行入库操作，并放到立体仓库指定区域；循环完成所有物品的入库操作。
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