基于TM5-900的小規(guī)模貼片操作人機(jī)協(xié)作方案的設(shè)計(jì)

殷雪峰，李 鶴，韓 萌，高榮禹

（沈陽工學(xué)院 信息與控制學(xué)院，遼寧 撫順 113000）

1 方案設(shè)計(jì)

為了在當(dāng)今全球激烈的市場競爭中保持自己的優(yōu)勢，各電子產(chǎn)品制造商千方百計(jì)地提高生產(chǎn)效率來降低生產(chǎn)成本。而貼片機(jī)是PCB裝配生產(chǎn)線中最關(guān)鍵的設(shè)備，因此縮短PCB裝配生產(chǎn)線中元器件的裝配時間就成為近年來國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。

1.1 模擬生產(chǎn)線方案

因發(fā)展業(yè)務(wù)所需，擬建一條小規(guī)模生產(chǎn)線，主要解決小規(guī)模集成印刷電路板電鍍以及貼片焊接等需求。由于資金及規(guī)模限制，擬采用工人與自動化機(jī)械協(xié)作的方式執(zhí)行日常生產(chǎn)任務(wù)。

圖1 達(dá)明機(jī)器人的生產(chǎn)線局部

1.2 人機(jī)協(xié)作，安全防護(hù)

在每一種情況下，機(jī)器人和人類操作員之間都有一個共享空間。在安全級系統(tǒng)監(jiān)控停止的情況下，在與人類操作員共享的空間內(nèi)，機(jī)器人根本不會移動。協(xié)作運(yùn)行采用安全監(jiān)控停止、手動引導(dǎo)、速度和分離監(jiān)控、功率和力的限制這4種方法。在一個機(jī)器人系統(tǒng)中，這4種協(xié)作運(yùn)行方法可以相互組合，或者擁有全部4種協(xié)作運(yùn)行模式：其中手動引導(dǎo)是指機(jī)器人只有在人的直接控制下才會移動。

1.3 工作方案

為提高效率，協(xié)作機(jī)器人采用兩種工作模式：高速工作模式和協(xié)作工作模式。配以安全激光掃描儀后協(xié)作機(jī)器人可在高速與協(xié)作兩種工作模式間自動切換。在高速模式下，機(jī)器人最大運(yùn)動速度可達(dá)750mm/s。

協(xié)同工人完成磨光→拋光→上掛→脫脂除油→水洗→（電解拋光或化學(xué)拋光）→酸洗活化→（預(yù)鍍）→電鍍→水洗→（后處理）→水洗→干燥→下掛→檢驗(yàn)包裝工序。

2 方案數(shù)值測試

表1 各種PCB屬性

采用主動禁忌搜索算法，為得到全局優(yōu)化解，算法設(shè)計(jì)進(jìn)行多次搜索—集中化搜索和多樣化搜索。多樣化搜索為了跳出局部最優(yōu)，驗(yàn)證方案可行性。

3 結(jié)語

基于TM5-900的小規(guī)模貼片操作人機(jī)協(xié)作方案的設(shè)計(jì)具有編程簡單，安裝快捷，部署靈活，且具有協(xié)作性與安全性。節(jié)省空間、易于重新部署在多個應(yīng)用程序中，而不會改變生產(chǎn)布局，快速設(shè)置和操作協(xié)作機(jī)器人，減少重復(fù)性勞損和意外受傷。