背景

在食品飲料、包裝、汽車(chē)以及3C行業(yè)中，大量的產(chǎn)品和零件需要分揀、擺放和堆垛。這項工作動(dòng)作單一且重復性大，機器人非常適合該類(lèi)工作。此外，對于一些特定擺放的零件，需對其進(jìn)行外形、位置或姿態(tài)識別后才能讓機器人準確定位、抓取和擺放，此時(shí)機器人就要與視覺(jué)系統配合來(lái)完成這項工作。

本課題要求提供一套完整的自動(dòng)控制解決方案：利用視覺(jué)系統識別待處理零件，并為機器人及運動(dòng)控制系統設計合理路徑軌跡和運動(dòng)規劃，以達到最高的工程效率。

IRB 120機器人的工作區域平面內，放置了一塊由步進(jìn)電機驅動(dòng)的可旋轉圓盤(pán)，圓盤(pán)上均布了8個(gè)圓孔。同時(shí)，在圓盤(pán)附近固定放置一塊矩形平板，并在平板上隨機排列了6個(gè)標有“ABB”和“B&R”字樣的圓片。如下圖所示：

通過(guò)自行設計的視覺(jué)系統識別圓片上的字母，并通過(guò)B&R PLC操作機器人及圓盤(pán)的轉動(dòng)，用最快的方式將圓片撿拾至圓盤(pán)的孔內，并按照要求順序排列（如下圖為其中一種排列形式）

/方案/大賽將對參賽者提供的機器視覺(jué)方案以及機器人和圓盤(pán)的運動(dòng)軌跡規劃方案進(jìn)行橫向比較，從先進(jìn)性、可執行度和可靠性等不同維度評估方案的優(yōu)劣。

/應用/ 參賽者可在RobotStudio 及Automation Sutido中提交仿真方案，或者自備設備，并最終在實(shí)際設備上實(shí)現設計方案。大賽將從擺放成功率、完成速度和完成質(zhì)量等維度考核。

/主要部件/

1.ABB IRB 120

IRB 120是ABB迄今最小的多用途機器人，僅重25kg，荷重3kg（垂直腕為4kg），工作范圍達580mm，精度達0.01毫米（全球最高精度），是具有低投資、高產(chǎn)出優(yōu)勢的經(jīng)濟可靠之選。該款機器人已獲得IPA機構“ISO 5級潔凈室(100級)”的達標認證，能夠在嚴苛的潔凈室環(huán)境中充分發(fā)揮優(yōu)勢。IRB 120機器人不僅緊湊、靈活、輕量，還有高速工作的優(yōu)勢，工作周期時(shí)間改善高達25%，目前廣泛應用小件產(chǎn)品組裝、打磨、涂膠等工序。

2.B&R X20 Compact-S系列控制器 ，步進(jìn)電機及運動(dòng)控制模塊

B&R X20 Compact-S系列控制器配備ARM 中央處理器及最高256M運行內存和2GB閃存，可使任務(wù)循環(huán)周期低至400微秒，并集成多軸運動(dòng)控制和可視化界面服務(wù)于一體。及其緊湊的外形和極高的性?xún)r(jià)比在機器自動(dòng)化中廣受歡迎。

3. 視覺(jué)系統

本課題未指定視覺(jué)系統。參賽者可自行選擇或自行開(kāi)發(fā)視覺(jué)處理算法。

4.RobotStudio

ABB離線(xiàn)編程軟件RobotStudio以ABB VirtualController為基礎而開(kāi)發(fā)，與機器人在實(shí)際生產(chǎn)中運行的軟件完全一致。因此RobotStudio可執行十分逼真的模擬，所編制的機器人程序和配置文件均可直接用于生產(chǎn)現場(chǎng)。

5.Automation Studio

B&R Automation StudioTM軟件集成控制系統、可視化、運動(dòng)控制和安全于一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境。同時(shí)借助于B&R IndustrialPhysicsTM和B&R MapleSimTM，兩者均可使用CAD數據來(lái)創(chuàng )建數字孿生導入到Automation Studio中進(jìn)行仿真。另外，Automation Studio Target for Simulink軟件可以讓開(kāi)發(fā)人員在Simulink中創(chuàng )建模型，并在MATLAB/Simulink中自動(dòng)生成在B&R控制系統中直接運行的程序代碼。這些仿真手段在加快機器研發(fā)速度上起到了關(guān)鍵作用。

注： 1. Automation Studio軟件下載網(wǎng)址：

http://www.br-automa-tion.com/downloads_br_productcatalogue/BRP44400000000000000526738/AS_4.3.4.121_UP_DVD.zip

2. 注冊Automation Studio軟件步驟：

請點(diǎn)擊以下網(wǎng)址：

https://www.br-automation.com/zh/service/automation-studio-licensing/

填寫(xiě)表格信息，點(diǎn)擊按鈕‘send’，獲取注冊號：

3.  軟件使用相關(guān)手冊電子版可去網(wǎng)站下載獲取，網(wǎng)址如下：

https://brtraining.github.io/

4. 軟件使用培訓相關(guān)視頻可去網(wǎng)站觀(guān)看，網(wǎng)址如下：

https://v.youku.com/v_show/id_XMTMwMjIwNzk4NA==.html?spm=a2hzp.8253876.0.0&f=23443527