機器人用于航空航天領(lǐng)域的電子連接器裝配是一項非常復(fù)雜的操作，過去這項裝配任務(wù)都是由手工完成。在裝配過程中，需要訓(xùn)練有素的操作人員將許多金屬針腳和塑料絕緣密封插頭插入到各種尺寸和形狀的電子連接器中，以確保它們能夠滿足航空航天工業(yè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)的裝配需要大量的手工操作，不僅費時費力、成本高昂，并且很容易出錯。為了減輕這項裝配任務(wù)中的手工操作，降低成本，提高可靠性，美國一家航天連接器制造商委托FANUC 機器人系統(tǒng)集成商—Durabotics公司為其開發(fā)了一套基于視覺的機器人單元，用于實現(xiàn)連接器裝配過程的自動化。

客戶要求的裝配過程及其繁復(fù)，需要裝配多種型號及尺寸的連接器。具體來講，機器人要能識別超過60種不同型號的連接器，每種型號的連接器則需要裝配大約100個3-6種不同的金屬針腳和插頭。

面對如此繁復(fù)的工作，就讓我們先通過一段視頻，來看一看機器人究竟如何化繁為簡順利完成任務(wù)的？

首先，裝有6個連接器的托盤被運送到機器人裝配單元中。每個托盤包含有不同類型和尺寸的連接器，托盤的側(cè)面帶有條形碼，通過掃描條形碼，系統(tǒng)可自動識別當(dāng)前托盤中連接器的類型和尺寸，以及確定需要裝配到該連接器上的針腳和插頭組合。

機器人選用的是FANUC LR Mate 200iD/7L萬能機器人的長臂型號，可達半徑達到了911MM，手腕部可搬運質(zhì)量為7KG。LR Mate 200iD采用了高剛性手臂和尖端的伺服控制技術(shù)，在高速動作時不易振動并可實現(xiàn)高速平滑的運動性能。另外，該款機器人的大小和人手臂相近，所以可以被安裝在狹小的空間來進行使用。

機器人搭載的末端執(zhí)行器集成有三個主要部分：首先，為了捕捉零件的圖像，在末端執(zhí)行器上裝有FANUC iRvision視覺系統(tǒng)并包含一臺相機和環(huán)形照明燈。其次，一個工具快換裝置，為位于臨近工具架上的四個定制雙端工具提供了一個真空電氣和機械連接。最后，一個通用夾持器來裝載和卸載托盤上所有種類的連接器。

當(dāng)系統(tǒng)掃描完條碼并識別連接器類型后，機器人對第一個連接器進行拍照并通過數(shù)據(jù)庫比對來確認此連接器是否為正確的連接器。隨后，機器人抓取連接器并放置到V形鉗裝配站中，連接器在該處被夾緊。機器人臂端上的相機再次捕獲連接器的圖像來確定夾具內(nèi)連接器的位置和朝向，并準(zhǔn)備將金屬針腳和插頭裝配到連接器中。

接著，機器人選擇合適的末端執(zhí)行器，從三個被照明供料振動臺中的一個拾取金屬針腳和插頭。根據(jù)需要，系統(tǒng)還可以另外增加三個振動臺。供料振動臺通過振動將零件分開，這一過程使機器人視覺系統(tǒng)能夠識別每個單獨的零件。

在每個零件的拾取過程中，機器人搬運零件經(jīng)過一個矯直工具，以確保零件以正確的朝向處于末端執(zhí)行器上。然后，每個零件被送到另一臺相機下來捕獲零件的圖像，并確認其為正確的待插入針腳和插頭。接著，機器人就將零件插入到連接器中直至其被完全安裝。機器人繼續(xù)裝配連接器，直至所有的零件都裝配完畢。一旦任務(wù)完成，機器人再將成品連接器放置到最初拾取連接器的托盤中的相同位置。當(dāng)托盤中的所有連接器都裝配完畢后，該托盤便被傳送帶運走，下一個托盤將進入該工位并重復(fù)上述所有裝配過程。

由于該系統(tǒng)的模塊化性質(zhì)，可以很容易地進行調(diào)整，通過增加更多的供料振動臺來適應(yīng)更多不同種類的金屬針腳和插頭裝配任務(wù)。通過對視覺系統(tǒng)進行少量修改，例如在供料振動臺上方增加相機，也能在需要的時候提高系統(tǒng)的吞吐速度。