基于Android系统的工件自动分拣系统

梁小伟

摘 要：工业机器人可以按照预先编排的程序运行，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。本文通过对工业机器人系统及智能视觉系统的编程，配合自行开发的手持终端 APP，通过无线路由器控制工业机器人。利用手持终端，通过无线网络，可对分拣系统的工业机器人进行复位、启动、停止、急停等操作，并在线监视工业机器人的状态，完成对不同类型工件的自动分类和拣放。

关键字：Android系统；工业机器人；机器视觉

1 绪论

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备[1]。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统的自动化工具[2-3]。广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本， 有着十分重要的意义[4]。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，使得机器人在码垛、涂胶、搬运、测量等领域有着相当广泛的应用，应用工业机器人代替人工能有效提高工业生产效率[5-7]。其中，工件分拣是工业生产线中一个重要的环节，工件分拣错误将直接导致后续加工错误，造成直接经济损失。本文以“THMSRB-4A/4B型工业机器人与智能视觉应用实验/开发平台”为应用对象，配合手持终端（手机）发送操作指令，利用该平台的六自由度工业机器人、智能视觉检测、工具换装/供料/输送/加工机构等设备的硬件和软件资源，结合轨迹控制、视觉检测、先进制造的工程应用需求，开展工业机器人、智能视觉、手机与机器人无线通信方面的工程创新应用。

2 系统设计

2.1 系统组成

如图1所示，系统以手持终端应用（APP）和ABB机器人控制器为控制中心，以ABB机器人为执行机构主体，以FZ5-350智能视觉系统为主要工件信息检测设备，以APP为人机交互界面并结合多种类型传感器对工件分拣中的各个环节进行检测，并最终正确完成工件分拣过程。

ABB机器人是整个系统的执行结构，吸取工件、放置工件、装配工件等工序都由机器人完成，并能抓取相机对工件进行图像获取和信息检测；智能视觉系统是对工件进行检测的重要组成部分，包括图像获取设备和图像处理器以及图像分析处理软件。该设备能够通过获取图像模型并与手机终端所发送的图形进行对比分析，判断工件是否为目标工件，最终确保正确吸取目标工件并放置指定位置。

2.2 手持终端设计

随着移动互联网技术和通讯技术的发展，智能手机已成为人们生活中的必需品，如何將它应用到工业机器人实用系统中，提升工作的便携性、自动性和即时性，是大多数学者关心的问题。近年来，其它领域中移动平台的应用如雨后春笋般涌现出来，将工业机器人终端搬至移动智能平台已是大势所趋。手持终端软件的设计与实现，使得恶劣环境作业人员在移动设备上能够随时随地查看数据，根据监控数据采取相应措施，实现远程实时监控。

Android 系统已经成为智能手机中使用用户量最多的操作系统。将 Android 系统应用到工件分拣系统中，使整个系统具有先进、可靠、便利的特点，已成为大势所趋。本文所设计的Commander Android客户端由eclipse 编写 ，采用Socket通信，Thread线程。Socket通信机制在客户端规定一个主机和端口号，创建一个Socket实例链接到服务器上，并用输出流传值，同时Socket对端口有要求，受到防火墙的限制，但传输速率快，比较稳定。Thread机制在整个Android开发中都是必不可少的，可以说整个Android程序都在一个主线程中，Android的主线程中是不允许阻塞的，所以要做一个耗时的操作，耗时操作可以运用分支线程去处理，这样节省时间。使用WIFI网络为工件分拣数据采集与传输提供桥梁；最后通过基于Android 系统的工件分拣 APP 应用软件，实现手持终端对工业机器人操作的控制。如图2所示。

手机终端Commander发送10位字符串给机器人，其中每2位为一组，一共5组，前四组中一位代表编号，一位代表颜色；第一组设定为位置1，第二组设定为位置2，第三组设定为位置3，第四组设定为位置4，第五组设定为复位、启动、停止和急停操作。机器人通过接收解析10位字符串的赋值情况来运行相应子程序。

启动APP应用程序会进入控制机器状态界面，这个界面中有，复位，启动，停止，急停四个及其状态，在不选择机器状态或者选择机器状态失败的情况下，是没有办法去下单的。选择机器状态之后，点击去下单跳转到下单界面，在主页面选择货物信息，选择好后点击发送，出现等待框，等待返回结果。如果货物信息选择不全，应用会提示信息选择不完整。

3 结论

当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。工业机器人作为高技术战略，无论在推动国防军事、智能制造、资源开发、还是在培育发展未来机器人产业上都具有重要意义。

本文中，正常使用该平台机器人时，是通过示教器编辑程序控制机器人执行取件换装等操作，本系统使用手持终端APP通过无线通信向机器人发送指令，控制机器人完成取件换装操作，达到了操作员不在现场还可完成机器人操作的目的。在实际工程中，机器人很可能处于恶劣危险环境中，通过手持终端控制可保证操作员的人身安全，减少不必要的损失和安全事故。

参考文献

[1].徐方.工业机器人产业现状与发展[J].机器人技术与应用，2007（5）：2-4.

[2].毕胜.国内外工业机器人的发展现状[J].机械工程师，2008（7）.

[3].张红霞.国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J].电子世界，2013（12）：5-5.

[4].张爱民，孔得鹏，王倩.工业机器人的远程监控与诊断系统设计[J].机械，2010，37（10）：45-47.

[5].王田苗，陶永.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略木[J].机械工程学报，2014，50（9）.

[6].刘永安，余天荣.工业机器人的应用研究[J].机电工程技术，2014（2）：52-53.

[7].袁国伟.浅谈工业机器人在工业生产中的应用[J].科协论坛：下半月，2013（4）：58-59.endprint