車江濤，李順利，張黎燕，李亞萍

（河南機電職業(yè)學(xué)院，河南鄭州 451191）

0 引言

隨著科技的進(jìn)步以及現(xiàn)代化進(jìn)程加快，工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。取料、放料便是一種常見的工業(yè)機器人應(yīng)用方向，因其操作具有極高的重復(fù)性、所以工業(yè)機器人比起人工效率更高。當(dāng)下，人們對取料速度要求越來越高，傳統(tǒng)的人工取料、放料只能應(yīng)用在物料輕便、尺寸和形狀變化大、吞吐量小的場合，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)需求，機器人的取料、放料應(yīng)運而生。工業(yè)機器人可以代替人們在危險、有毒、低溫、高熱等惡劣環(huán)境中工作，幫助人們完成繁重、單調(diào)、重復(fù)的勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。但是，傳統(tǒng)的工業(yè)機器人取料、放料仍需一線技術(shù)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場緊盯各個生產(chǎn)步驟和環(huán)節(jié)，以確保生產(chǎn)工作的有序進(jìn)行。取料、放料工作出現(xiàn)故障時，技術(shù)人員必須打開檢測器深入探查才能發(fā)現(xiàn)故障所在，必須親臨生產(chǎn)現(xiàn)場才能實時把握生產(chǎn)進(jìn)程。對于一線技術(shù)人員來說，一些危險的生產(chǎn)場景，尤其是有毒、高溫、取、放易燃易爆物料等的生產(chǎn)車間無疑增加了人身安全風(fēng)險。

基于此缺點設(shè)計出工業(yè)機器人取料放料實時在線智能監(jiān)測裝置GUI，旨在幫助工業(yè)機器人取料、放料生產(chǎn)線上一線技術(shù)人員（以下簡稱用戶）監(jiān)測各個生產(chǎn)步驟、生產(chǎn)進(jìn)程、生產(chǎn)過程中的信號變化、機器人當(dāng)前位置、機器人當(dāng)前動作、機器人取料與放料數(shù)量以及生產(chǎn)是否完成等生產(chǎn)過程中的各項信息。

1 GUI 設(shè)計及說明

圖1 所示的是GUI 首頁，左側(cè)工業(yè)機器人的圖片喻示著本裝置適用的行業(yè)領(lǐng)域是工業(yè)機器人行業(yè)，使用對象是采用機器人進(jìn)行取料、放料生產(chǎn)的一線技術(shù)人員。右側(cè)是“信號監(jiān)測頁”、“位置監(jiān)測頁”“生產(chǎn)設(shè)定頁”3 個按鈕，用戶點擊相應(yīng)按鈕即可進(jìn)入如圖2、圖3、圖4 所示的相關(guān)操作界面。如圖4 所示，點擊首頁“生產(chǎn)設(shè)定頁”按鈕后，系統(tǒng)自動跳轉(zhuǎn)至該界面。

圖1 GUI 首頁

圖2 GUI 設(shè)計之信號監(jiān)測頁

圖3 GUI 設(shè)計之位置監(jiān)測頁

圖4 GUI 設(shè)計之生產(chǎn)設(shè)定頁

2 生產(chǎn)要求設(shè)定及進(jìn)程界

圖5 所示的是本軟件生產(chǎn)要求設(shè)定及進(jìn)程界面的操作說明，編號為1 的是放料層數(shù)設(shè)定數(shù)字輸入框如圖6 所示，用戶點擊該數(shù)字輸入框，即可輸入放料層數(shù)。

圖5 生產(chǎn)要求設(shè)定及進(jìn)程界面用戶操作說明

圖6 放料層數(shù)數(shù)字輸入框

編號為2 的是6 個機器人位置輸入按鈕，用戶點擊按鈕即可分別輸入機器人取料點、放料點1、放料點2、加工點、機器人運動起始點等實際生產(chǎn)場景所要求的位坐標(biāo)。以其中一個點的位置坐標(biāo)設(shè)定為例，用戶點擊對應(yīng)的位置輸入按鈕，如圖7 所示，本軟件自動彈出機器人位置X、Y、Z 坐標(biāo)值設(shè)定窗口。

圖7 位置坐標(biāo)設(shè)定

編號為3 的是機器人取料數(shù)的統(tǒng)計顯示框，當(dāng)機器人在輸送鏈上每取走一次物料數(shù)值自動加1，以此來實時統(tǒng)計機器人取料總數(shù)的多少，借此反映生產(chǎn)進(jìn)程。此數(shù)值，用戶僅可觀察，不能修改。編號為4 的是生產(chǎn)進(jìn)程柱狀圖，該圖用于顯示機器人工作完成量和剩余量，柱狀圖上方數(shù)字為百分?jǐn)?shù)。編號為5 的是生產(chǎn)是否完成的檢查框，當(dāng)生產(chǎn)進(jìn)程完成時，生產(chǎn)進(jìn)程柱狀圖顯示100%，檢查框中亮起如圖8 所示的對勾。

圖8 檢查框的使用

用戶點擊生產(chǎn)要求設(shè)定及進(jìn)程界面左下角的“上一頁”按鈕，本裝置屏幕自動跳轉(zhuǎn)至上圖3 所示的位置監(jiān)測頁界面，點擊“回到首頁”按鈕，屏幕自動跳轉(zhuǎn)至圖1 所示的GUI 首頁。

3 生產(chǎn)過程實時在線—信號智能監(jiān)測頁

本裝置分界面之生產(chǎn)過程實時在線—信號智能監(jiān)測頁（以下簡稱信號監(jiān)測頁），該界面中共有6 個信號燈，充分對應(yīng)生產(chǎn)工藝中PLC 設(shè)備及工業(yè)機器人系統(tǒng)的各個信號，涵蓋機器人從運動開始到結(jié)束的所有系統(tǒng)間傳遞的信號。用戶借助這些信號燈的亮起與否即可判斷機器人處于何種工作狀態(tài)、生產(chǎn)是否出現(xiàn)停止和故障，以及故障出現(xiàn)在何處。采用本裝置進(jìn)行生產(chǎn)操作，可以為用戶節(jié)省大量時間和精力。

生產(chǎn)進(jìn)行時系統(tǒng)中信號的變化如圖9 所示，從圖9 可以判斷出機器人工作站中輸送鏈，機器人末端執(zhí)行器等外部設(shè)備正常啟動，機器人已成功抓取物料，即將進(jìn)行放料操作。用戶點擊本界面左下方“上一頁”按鈕，本裝置屏幕自動跳轉(zhuǎn)至圖1 所示的GUI 首頁，點擊“下一頁”按鈕，屏幕跳轉(zhuǎn)至圖3 所示的位置監(jiān)測界面。

圖9 生產(chǎn)過程信號變化

4 生產(chǎn)過程實時在線—位置智能監(jiān)測頁

圖3 為本裝置分界面之生產(chǎn)過程實時在線—位置智能監(jiān)測頁。在界面中，左側(cè)為生產(chǎn)工藝中各個關(guān)鍵點的文字注釋說明，右側(cè)是各個對應(yīng)點的實時坐標(biāo)值。隨著生產(chǎn)場景的不斷變化，操作者設(shè)定的各個關(guān)鍵點的坐標(biāo)值實時顯示在屏幕中。用戶可根據(jù)顯示的當(dāng)前設(shè)定坐標(biāo)值與理論值的對比，不斷調(diào)試生產(chǎn)工藝，提高機器人工作效率。用戶點擊該界面左下方“上一頁”按鈕，本軟件屏幕自動跳轉(zhuǎn)至圖2 所示的信號監(jiān)測頁，點擊“下一頁”按鈕，屏幕自動跳轉(zhuǎn)至圖4 所示的生產(chǎn)設(shè)定頁。

5 結(jié)束語

根據(jù)當(dāng)前工業(yè)機器人工作環(huán)境的限制開發(fā)了工業(yè)機器人取料放料實時在線智能監(jiān)測裝置，并且設(shè)計出人機對話的窗口，降低了一些非專業(yè)人員的操做難度。根據(jù)不同工作環(huán)境的狀況，使得傷及人員事故的概率降到最低。而且將信號監(jiān)測應(yīng)用到機器人的工作情況中，能夠更好的判斷機器人在工作中出現(xiàn)的故障，使得維修成本更低。能后滿足企業(yè)對機器人的要求，具有一定的實用性。