基于TM5-900的小规模贴片操作人机协作方案的设计

殷雪峰，李 鹤，韩 萌，高荣禹

（沈阳工学院 信息与控制学院，辽宁 抚顺 113000）

1 方案设计

为了在当今全球激烈的市场竞争中保持自己的优势，各电子产品制造商千方百计地提高生产效率来降低生产成本。而贴片机是PCB装配生产线中最关键的设备，因此缩短PCB装配生产线中元器件的装配时间就成为近年来国内外相关学者研究的热点之一。

1.1 模拟生产线方案

因发展业务所需，拟建一条小规模生产线，主要解决小规模集成印刷电路板电镀以及贴片焊接等需求。由于资金及规模限制，拟采用工人与自动化机械协作的方式执行日常生产任务。

图1 达明机器人的生产线局部

1.2 人机协作，安全防护

在每一种情况下，机器人和人类操作员之间都有一个共享空间。在安全级系统监控停止的情况下，在与人类操作员共享的空间内，机器人根本不会移动。协作运行采用安全监控停止、手动引导、速度和分离监控、功率和力的限制这4种方法。在一个机器人系统中，这4种协作运行方法可以相互组合，或者拥有全部4种协作运行模式：其中手动引导是指机器人只有在人的直接控制下才会移动。

1.3 工作方案

为提高效率，协作机器人采用两种工作模式：高速工作模式和协作工作模式。配以安全激光扫描仪后协作机器人可在高速与协作两种工作模式间自动切换。在高速模式下，机器人最大运动速度可达750mm/s。

协同工人完成磨光→抛光→上挂→脱脂除油→水洗→（电解抛光或化学抛光）→酸洗活化→（预镀）→电镀→水洗→（后处理）→水洗→干燥→下挂→检验包装工序。

2 方案数值测试

表1 各种PCB属性

采用主动禁忌搜索算法，为得到全局优化解，算法设计进行多次搜索—集中化搜索和多样化搜索。多样化搜索为了跳出局部最优，验证方案可行性。

3 结语

基于TM5-900的小规模贴片操作人机协作方案的设计具有编程简单，安装快捷，部署灵活，且具有协作性与安全性。节省空间、易于重新部署在多个应用程序中，而不会改变生产布局，快速设置和操作协作机器人，减少重复性劳损和意外受伤。