任務(wù)一認(rèn)識(shí)YL-399工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)裝備

亞龍YL-399工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝備(見(jiàn)圖1-1)是一套將工業(yè)機(jī)器人基本操作融入工業(yè)應(yīng)用情景的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)設(shè)備,設(shè)備圍繞工業(yè)機(jī)器人操作及應(yīng)用的核心技能點(diǎn),覆蓋了基礎(chǔ)訓(xùn)練、搬運(yùn)應(yīng)用、焊接應(yīng)用、機(jī)床上下料應(yīng)用、碼垛應(yīng)用、模擬涂膠、裝配、變位機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用等項(xiàng)目。該裝備采用落地式的安裝形式,保證設(shè)備的穩(wěn)定可靠,同時(shí)采用包含有機(jī)玻璃防護(hù)罩、安全門(mén)(安全鎖)系統(tǒng)、安全光幕、語(yǔ)音報(bào)警器等多道硬件防護(hù)裝置。圖1-1YL-399工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)裝備裝備共有九個(gè)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)模塊:基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)套件、搬運(yùn)工作站、機(jī)床上下料工裝套件、焊接工裝套件、碼垛工裝套件、模擬涂膠工裝套件、裝配工裝套件、伺服電機(jī)變位機(jī)、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)工作站。各模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模塊放置架,互換性強(qiáng),可按照生產(chǎn)功能和學(xué)習(xí)功能的原則確定選擇不同的模塊。系統(tǒng)的控制部分分為兩種控制模式。演示模式時(shí)采用PLC、觸摸屏對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行操作。實(shí)訓(xùn)模式時(shí)采用安全接插導(dǎo)線(xiàn)直接連接,不需要使用PLC對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程聯(lián)機(jī),可單獨(dú)對(duì)機(jī)器人的工作進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行控制。1.工業(yè)機(jī)器人承載臺(tái)工業(yè)機(jī)器人承載臺(tái),如圖1-2所示,分為三部分:操作對(duì)象承載臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人安裝臺(tái)及工作臺(tái)接線(xiàn)盒與氣動(dòng)系統(tǒng)接線(xiàn)部分。操作對(duì)象承載臺(tái)臺(tái)面采用不銹鋼面板,厚度為22mm,表面鍍鉻處理,網(wǎng)格間距30mm,M6螺紋安裝孔,可快速牢靠安裝多種工作對(duì)象。工業(yè)機(jī)器人安裝臺(tái)用于安裝工業(yè)機(jī)器人本體。工作臺(tái)接線(xiàn)盒與氣動(dòng)系統(tǒng)接線(xiàn)部分如圖1-3所示,安裝在工作臺(tái)右側(cè)。工作臺(tái)接線(xiàn)盒由上方兩條15組對(duì)接型接線(xiàn)端子和下方兩個(gè)16針航空插組成。不同工裝套件中所含的傳感器信號(hào)線(xiàn)直接接到工作臺(tái)接線(xiàn)盒上方的對(duì)接型接線(xiàn)端子上,下方16針航空插與電氣控制柜連接。氣動(dòng)系統(tǒng)部分由油水分離器(氣源裝置)和電磁閥門(mén)組件組成,用于不同工裝套件氣動(dòng)執(zhí)行元件的控制。圖1-2工業(yè)機(jī)器人承載臺(tái)圖1-3工作臺(tái)接線(xiàn)盒與氣動(dòng)系統(tǒng)接線(xiàn)部分2.有機(jī)玻璃防護(hù)門(mén)有機(jī)玻璃防護(hù)門(mén)(見(jiàn)圖1-4)采用鋁合金型材與有機(jī)玻璃搭建,玻璃門(mén)上采用多重安全保護(hù)系統(tǒng),有安全門(mén)禁鎖、AGV信號(hào)揚(yáng)聲器、安

全光幕。3.工裝夾具裝配臺(tái)及四門(mén)玻璃柜(見(jiàn)圖1-5)工裝夾具裝配臺(tái)尺寸為900mm×500mm×1300mm,共分為兩層。下

層采用角鐵焊接;上層桌面材質(zhì)為絕緣橡膠,且裝有臺(tái)虎鉗一臺(tái),桌面有單排工具擺放架,可供各種工具放置,用于練習(xí)拆裝制作工裝夾具使用。四門(mén)玻璃柜采用鈑金結(jié)構(gòu),內(nèi)有多層空間,用于存放實(shí)訓(xùn)套件。圖1-4有機(jī)玻璃防護(hù)門(mén)圖1-5裝配臺(tái)及四門(mén)玻璃柜4.基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)套件裝備共配有九個(gè)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)模塊:基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)套件、搬運(yùn)工作站套件、機(jī)床上下料工裝套件、焊接工裝套件、碼垛工裝套件、模擬涂膠工裝套件、裝配工裝套件、伺服電機(jī)變位機(jī)、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)工作站,如圖1-6~圖1-14所示。圖1-6基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)套件圖1-7搬運(yùn)工作站套件圖1-8機(jī)床上下料工裝套件圖1-9焊接工裝套件圖1-10碼垛工裝套件圖1-11模擬涂膠工裝套件圖1-12裝配工裝套件圖1-13伺服電機(jī)變位機(jī)圖1-14自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)工作站

本裝備的電氣系統(tǒng)主要由四大部分組成:電氣控制柜、機(jī)器人控制柜、工作臺(tái)信號(hào)接線(xiàn)盒和安全防護(hù)系統(tǒng)。1.電氣控制柜如圖1-15所示,電氣控制柜由接地端子、電源單元(漏開(kāi),空開(kāi))、開(kāi)關(guān)電源、伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器、PLC、繼電器轉(zhuǎn)接板、繼電器等組成。所有的電氣元件信號(hào)均連接到繼電器轉(zhuǎn)接板上,通過(guò)模式選擇開(kāi)關(guān)選擇不同模式與機(jī)器人控制柜連接。圖1-15電氣控制柜面板及內(nèi)部3.工作臺(tái)信號(hào)接線(xiàn)盒工作臺(tái)信號(hào)接線(xiàn)盒由兩組15路對(duì)接型接線(xiàn)端子、兩只17針航空插

母頭組成。接線(xiàn)盒主要作為工作臺(tái)上不同的載體,即不同工裝套件的各類(lèi)傳感器信號(hào)以及機(jī)器人夾具信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接,各種信號(hào)線(xiàn)可直接接到接線(xiàn)盒上方的兩組15路對(duì)接型接線(xiàn)端子上,信號(hào)線(xiàn)通過(guò)下方的兩只航空插直接接入電氣控制柜中,以供系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)信號(hào)與機(jī)器人集成信號(hào)進(jìn)行控制。2.機(jī)器人控制柜機(jī)器人控制柜電氣部分主要包含:機(jī)器人供電電源開(kāi)關(guān)、機(jī)器人輸入/輸出信號(hào)、機(jī)器人外部急停信號(hào)。4.安全防護(hù)系統(tǒng)安全防護(hù)系統(tǒng)電氣部分包含:門(mén)禁開(kāi)關(guān)、吸力280kg的KOB電磁鎖、門(mén)磁控感應(yīng)開(kāi)關(guān)、AGV信號(hào)揚(yáng)聲器、警示燈、安全光幕等。設(shè)備初始狀態(tài)下電磁鎖吸合,安全門(mén)關(guān)閉的同時(shí),門(mén)磁開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)。當(dāng)門(mén)禁開(kāi)關(guān)按下時(shí)電磁鎖失電打開(kāi),安全門(mén)可直接拉開(kāi),門(mén)開(kāi)后門(mén)磁開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)。安全光幕處于常閉狀態(tài),若觸發(fā)安全光幕則設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù),機(jī)器人停止動(dòng)作。AGV信號(hào)揚(yáng)聲器可對(duì)設(shè)備的操作進(jìn)行語(yǔ)言提示,同時(shí)觸發(fā)報(bào)警時(shí),揚(yáng)聲器也進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。警示燈則直接反饋當(dāng)前設(shè)備處于的狀態(tài)。5.系統(tǒng)的控制模式系統(tǒng)的控制部分有演示模式和實(shí)訓(xùn)模式兩種控制方式。演示模式

時(shí),通過(guò)PLC對(duì)機(jī)器人及其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行邏輯控制。實(shí)訓(xùn)模式時(shí)采用安全接插導(dǎo)線(xiàn)將按鈕、指示燈、工裝套件的各類(lèi)傳感器信號(hào)及執(zhí)行元器件信號(hào)直接連接到機(jī)器人IO板,由機(jī)器人控制,在該種模式下,不需要使用PLC對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程聯(lián)機(jī),可單獨(dú)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行控制,如圖1-16所示。圖1-16實(shí)訓(xùn)模式

任務(wù)二認(rèn)識(shí)ABB工業(yè)機(jī)器人

IRB120是ABB機(jī)器人部2009年9月推出的最小機(jī)器人和速度最快的六軸機(jī)器人,是由ABB(中國(guó))機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)首次自主研發(fā)的一款新型機(jī)器人,IRB120是ABB新型第四代機(jī)器人家族的最新成員。IRB120具有敏捷、緊湊、輕量的特點(diǎn),控制精度與路徑精度俱佳,是物料搬運(yùn)與裝配應(yīng)用的理想選擇。IRB120重25kg,荷重3kg(垂直腕為4kg),工作范圍達(dá)580mm,手腕中心點(diǎn)工作范圍示意圖如圖2-1所示,具體參數(shù)見(jiàn)表2-1。表2-1IRB120的主要參數(shù)IRB120的最大工作行程為411mm,底座下方拾取距離為112mm,廣泛適用于電子、食品飲料、機(jī)械、太陽(yáng)能、制藥、醫(yī)療、研究等領(lǐng)域,也是教學(xué)領(lǐng)域中較常見(jiàn)的機(jī)型。為縮減機(jī)器人占用空間,IRB120可以任何角度安裝在工作站內(nèi)部、機(jī)械設(shè)備上方或生產(chǎn)線(xiàn)上其他機(jī)器人的近旁。機(jī)器人第1軸回轉(zhuǎn)半徑極小,更有助于縮短與其他設(shè)備的間距。圖2-1IRB120工作范圍示意圖

IRB1410外型及其工作范圍示意圖如圖2-2所示,它以性能卓越、經(jīng)濟(jì)效益顯著,資金回收周期短等特點(diǎn),在弧焊、物料搬運(yùn)和過(guò)程應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。圖2-2IRB1410外型及其工作范圍示意圖IRB1410機(jī)器人的特點(diǎn)如下:1)IRB1410工作周期短、運(yùn)行可靠,能助用戶(hù)大幅提高生產(chǎn)效率。該款機(jī)器人在弧焊應(yīng)用中歷經(jīng)考驗(yàn),性能出眾,附加值高,投資回報(bào)快。2)IRB1410手腕荷重5kg;上臂提供獨(dú)有18kg附加荷重,可搭載各種工藝設(shè)備。控制水平和循徑精度優(yōu)越。3)IRB1410的過(guò)程速度和定位均可調(diào)整,能達(dá)到最佳的制造精度,次品率極低,甚至達(dá)到零。4)IRB1410以其堅(jiān)固可靠的結(jié)構(gòu)而著稱(chēng)，而由此帶來(lái)的其他優(yōu)勢(shì)是噪聲水平低、例行維護(hù)間隔時(shí)間長(zhǎng)、使用壽命長(zhǎng)。5)IRB1410的工作范圍大、到達(dá)距離長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、手腕極為纖細(xì),即使在條件苛刻、限制頗多的場(chǎng)所,仍能實(shí)現(xiàn)高性能操作。6)專(zhuān)為弧焊而優(yōu)化,IRB1410采用優(yōu)化設(shè)計(jì),設(shè)有送絲機(jī)走線(xiàn)安裝孔,為機(jī)械臂搭載工藝設(shè)備提供便利。標(biāo)準(zhǔn)IRC5機(jī)器人控制器中內(nèi)置各項(xiàng)人性化弧焊功能,可通過(guò)專(zhuān)利的編程操作手持終端FlexPendant(示教器)進(jìn)行操控。IRB1410機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-2。表2-2IRB1410機(jī)器人技術(shù)參數(shù)

IRC5控制系統(tǒng)包括主電源、計(jì)算機(jī)供電單元、計(jì)算機(jī)控制模塊(計(jì)算機(jī)主體)、輸入/輸出板、Customerconnections(用戶(hù)連接端口)、FlexPendant接口(示教盒接線(xiàn)端)、軸計(jì)算機(jī)板、驅(qū)動(dòng)單元(機(jī)器人本體、外部軸)。系統(tǒng)構(gòu)成如圖2-3所示,具體介紹如下:圖2-3系統(tǒng)構(gòu)成A:操縱器(圖中所示為普通型號(hào))。B1:IRC5ControlModule,包含機(jī)器人系統(tǒng)的控制電子裝置。B2:IRC5DriveModule,包含機(jī)器人系統(tǒng)的電源電子裝置。在SingleCabinetController中,DriveModule包含在單機(jī)柜中。MultiMove系統(tǒng)中有多個(gè)DriveModule。C:RobotWare光盤(pán),包含所有機(jī)器人軟件。D:說(shuō)明文檔光盤(pán)。E:由機(jī)器人控制器運(yùn)行的機(jī)器人系統(tǒng)軟件。G:帶AbsoluteAccuracy選項(xiàng)的系統(tǒng)專(zhuān)用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)磁盤(pán)。不帶此選項(xiàng)的系統(tǒng)所用的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)通常隨串行測(cè)量電路板(SMB)提供。F:RobotStudioOnline計(jì)算機(jī)軟件(安裝于個(gè)人計(jì)算機(jī)上)。RobotStudioOnline用于將RobotWare軟件載入服務(wù)器,以及配置機(jī)器人系統(tǒng)并將整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)載入機(jī)器人控制器。H:與控制器連接的FlexPendant。J:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(不隨產(chǎn)品提供),可用于手動(dòng)儲(chǔ)存RobotWare、成套機(jī)器人系統(tǒng)、說(shuō)明文檔。在此情況下,服務(wù)器可視為某臺(tái)計(jì)算機(jī)使用的存儲(chǔ)單元,甚至計(jì)算機(jī)本身。如果服務(wù)器與控制器之間無(wú)法傳輸數(shù)據(jù),則可能是服務(wù)器已經(jīng)斷開(kāi)。PCK:服務(wù)器的用途:使用計(jì)算機(jī)和RobotStudioOnline可手動(dòng)存取所有的RobotWare軟件。手動(dòng)儲(chǔ)存通過(guò)便攜式計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的全部配置系統(tǒng)文件。手動(dòng)存儲(chǔ)由便攜式計(jì)算機(jī)和RobotStudioOnline安裝的所有機(jī)器人說(shuō)明文檔。在此情況下,服務(wù)器可視為由便攜式計(jì)算機(jī)使用的存儲(chǔ)單元。M:RobotWare許可密鑰。原始密鑰字符串印于DriveModule內(nèi)附紙片上(對(duì)于DualController,其中一個(gè)密鑰用于ControlModule,另一個(gè)用于DriveModule;而在MultiMove系統(tǒng)中,每個(gè)模塊都有一個(gè)密鑰)。RobotWare許可密鑰在出廠(chǎng)時(shí)安裝,從而無(wú)須進(jìn)行額外的操作來(lái)運(yùn)行系統(tǒng)。N:處理分解器數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的串行測(cè)量電路板(SMB)。對(duì)于不帶AbsoluteAccuracy選項(xiàng)的系統(tǒng),出廠(chǎng)時(shí)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SMB上。個(gè)人計(jì)算機(jī)(不隨產(chǎn)品提供)可能就是圖中所示的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器J。如果服務(wù)器與控制器之間無(wú)法傳輸數(shù)據(jù),則可能是計(jì)算機(jī)已經(jīng)斷開(kāi)連接。示教器如圖2-4所示,FlexPendant設(shè)備(有時(shí)也稱(chēng)為T(mén)PU或示數(shù)單元)用于處理與機(jī)器人系統(tǒng)操作相關(guān)的許多功能,如運(yùn)行程序、微動(dòng)控制操縱器、修改機(jī)器人程序等。使能裝置上的三級(jí)按鈕:默認(rèn)不按為一級(jí),不得電;按一下為二級(jí),得電;按到底為三級(jí),不得電。示教單元的初始界面如圖2-5所示,另有初始窗口、Jogging窗口、輸入/輸出(I/O)窗口、QuicksetMenu(快捷菜單)、特殊工作窗口。圖2-4示教器1—連接器2—觸摸屏3—緊急停止按鈕4—使動(dòng)裝置5—控制桿圖2-5初始界面1—ABB菜單2—操作員窗口3—狀態(tài)欄4—關(guān)閉按鈕5—任務(wù)欄6—快速設(shè)置菜單1.目標(biāo)點(diǎn)和路徑在對(duì)機(jī)器人動(dòng)作進(jìn)行編程時(shí),需要使用目標(biāo)點(diǎn)(位置)和路徑(向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)的指令序列)。目標(biāo)點(diǎn)是機(jī)器人要達(dá)到的坐標(biāo)。它通常包含以下信息:位置(目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的相對(duì)位置)、方向(目標(biāo)點(diǎn)的方向,以工件坐標(biāo)的方向?yàn)閰⒄?當(dāng)機(jī)器人達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)時(shí),它會(huì)將TCP的方向?qū)?zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)的方向)、Configuration(用于指定機(jī)器人要如何達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的配置值)。路徑是指向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)的指令順序。機(jī)器人將按路徑中定義的目

標(biāo)點(diǎn)順序移動(dòng)。2.坐標(biāo)系在RobotStudio軟件中,可以使用坐標(biāo)系或用戶(hù)定義的坐標(biāo)系進(jìn)行

元素和對(duì)象的相互關(guān)聯(lián)。各坐標(biāo)系之間在層級(jí)上相互關(guān)聯(lián)。每個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)都被定義為其上層坐標(biāo)系之一中的某個(gè)位置。下面介紹常用的坐標(biāo)系統(tǒng)。1)工具中心點(diǎn)坐標(biāo)系(也稱(chēng)為T(mén)CP):是工具的中心點(diǎn)?？梢詾橐粋€(gè)

機(jī)器人定義不同的TCP。所有的機(jī)器人在機(jī)器人的工具安裝點(diǎn)處都有一個(gè)被稱(chēng)為tool0的預(yù)定義TCP。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí),機(jī)器人將該

CP移動(dòng)至編程的位置。2)RobotStudio大地坐標(biāo)系:用于表示整個(gè)工作站或機(jī)器人單元。

是層級(jí)的頂部,所有其他坐標(biāo)系均與其相關(guān)(當(dāng)使用RobotStudio時(shí))?；?BF):在RobotStudio和現(xiàn)實(shí)中,工作站中的每個(gè)機(jī)器人都擁有一個(gè)始終位于其底部的基礎(chǔ)坐標(biāo)系。任務(wù)框(TF):在RobotStudio中,任務(wù)框表示機(jī)器人控制器大地坐標(biāo)系的原點(diǎn)。圖2-6所示說(shuō)明了基座與任務(wù)框之間的差異。左圖中的任務(wù)框與機(jī)器人基座位于同一位置。右圖則已將任務(wù)框移動(dòng)至另一位置處。圖2-6基座與任務(wù)框之間的差異RS-WCS—大地坐標(biāo)系BF—機(jī)器人基座TCP—工具中心點(diǎn)P—機(jī)器人目標(biāo)TF—任務(wù)框Wobj—工件坐標(biāo)圖2-7所示說(shuō)明了如何將RobotStudio中的工作框映射到現(xiàn)實(shí)中的

機(jī)器人控制器坐標(biāo)系,如映射到車(chē)間中。圖2-7映射真實(shí)機(jī)器人控制器坐標(biāo)系RS-WCS—大地坐標(biāo)系RC-WCS—機(jī)器人控制器中定義的大地坐標(biāo)系BF—機(jī)器人基

座TCP—工具中心點(diǎn)P—機(jī)器人目標(biāo)TF—任務(wù)框Wobj—工件坐標(biāo)3)工件坐標(biāo)系:通常表示實(shí)際工件。它由兩個(gè)坐標(biāo)系組成:用戶(hù)框架和對(duì)象框架,其中,后者是前者的子框架。對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程時(shí),所有目標(biāo)點(diǎn)(位置)都與工作對(duì)象的對(duì)象框架相關(guān)。如果未指定其他工作對(duì)象,目標(biāo)點(diǎn)將與默認(rèn)的Wobj0關(guān)聯(lián),Wobj0始終與機(jī)器人的基座保持一致。3.具有多個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的工作站對(duì)于單機(jī)器人系統(tǒng),RobotStudio的工作框與機(jī)器人控制器大地坐標(biāo)系相對(duì)應(yīng)。如果工作站中有多個(gè)控制器,則任務(wù)框允許所連接的機(jī)器人在不同的坐標(biāo)系中工作,即可以通過(guò)為每個(gè)機(jī)器人定義不同的工作框,從而使這些機(jī)器人的位置彼此獨(dú)立,如圖2-8所示。圖2-8多機(jī)器人多坐標(biāo)系RS-WCS—大地坐標(biāo)系TCP(R1)—機(jī)器人1的工具中心點(diǎn)TCP(R2)—機(jī)器人2的工具中

心點(diǎn)BF(R1)—機(jī)器人系統(tǒng)1的基座BF(R2)—機(jī)器人系統(tǒng)2的基座P1—機(jī)器人目標(biāo)1P2—

機(jī)器人目標(biāo)2TF1—機(jī)器人系統(tǒng)1的任務(wù)框TF2—機(jī)器人系統(tǒng)2的任務(wù)框Wobj—工件坐標(biāo)(1)MultiMoveCoordinated系統(tǒng)(見(jiàn)圖2-9)MultiMove功能可幫助用戶(hù)創(chuàng)建并優(yōu)化MultiMove系統(tǒng)的程序,使

一個(gè)機(jī)器人或定位器夾持住工件,由其他機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行操作。當(dāng)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)使用RobotWare選項(xiàng)MultiMoveCoordinated時(shí),這

些機(jī)器人必須在同一坐標(biāo)系中工作。同樣地,RobotStudio禁止隔離控制器的工作框。圖2-9多機(jī)器人MultiMoveCoordinated系統(tǒng)RS-WCS—大地坐標(biāo)系TCR(R1)—機(jī)器人1的工具中心點(diǎn)TCP(R2)—機(jī)器人2的工具中

心點(diǎn)BF(R1)—機(jī)器人1的基座BF(R2)—機(jī)器人2的基座BF(R3)—機(jī)器人3的基座P1—機(jī)器人目標(biāo)1TF—任務(wù)框Wobj—工件坐標(biāo)(2)MultiMoveIndependent系統(tǒng)(見(jiàn)圖2-10)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)使用RobotWare選項(xiàng)MultiMoveIndependent時(shí),多個(gè)

機(jī)器人可在一個(gè)控制器的控制下同時(shí)進(jìn)行獨(dú)立的操作。即使只有一個(gè)機(jī)器人控制器大地坐標(biāo)系,機(jī)器人通常在單獨(dú)的多個(gè)坐標(biāo)系中工作。要在RobotStudio中實(shí)現(xiàn)此設(shè)置,必須將機(jī)器人的任務(wù)框隔離開(kāi)來(lái)且彼此獨(dú)立定位。圖2-10多機(jī)器人MultiMoveIndependent系統(tǒng)RS-WCS—大地坐標(biāo)系TCP(R1)—機(jī)器人1的工具中心點(diǎn)TCP(R2)—機(jī)器人2的工具中

心點(diǎn)BF(R1)—機(jī)器人1的基座BF(R2)—機(jī)器人2的基座P1—機(jī)器人目標(biāo)1P2—機(jī)器人目

標(biāo)2TF1—任務(wù)框TF2—任務(wù)框Wobj—工件坐標(biāo)

1.軸配置目標(biāo)點(diǎn)定義并存儲(chǔ)為WorkObject坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)?？刂破饔?jì)算出

當(dāng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)軸的位置,它一般會(huì)找到多個(gè)配置機(jī)器人軸的解決方案,如圖2-11所示。為了區(qū)分不同配置,所有目標(biāo)點(diǎn)都有一個(gè)配置值,用于指定每個(gè)軸所在的四元數(shù)。圖2-11多個(gè)配置機(jī)器人軸解決方案凡是通過(guò)指定或計(jì)算位置和方位創(chuàng)建的目標(biāo),都會(huì)獲得一個(gè)默認(rèn)

的配置值(0,0,0.0),該值可能對(duì)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)無(wú)效。2.軸配置的常見(jiàn)問(wèn)題在多數(shù)情況下,如果創(chuàng)建目標(biāo)點(diǎn)使用的方法不是微動(dòng)控制,則無(wú)法

獲得這些目標(biāo)的默認(rèn)配置。即便路徑中的所有目標(biāo)都已驗(yàn)證配置,如果機(jī)器人無(wú)法在設(shè)定的

配置之間移動(dòng),則運(yùn)行該路徑時(shí)可能也會(huì)遇到問(wèn)題。如果軸在線(xiàn)性移動(dòng)期間移位幅度超過(guò)90°,則可能會(huì)出現(xiàn)這種情況。在目標(biāo)點(diǎn)中存儲(chǔ)軸配置,對(duì)于那些將機(jī)器人微動(dòng)調(diào)整到所需位置之后示教的目標(biāo)點(diǎn),所使用的配置值將存儲(chǔ)在目標(biāo)中。重新定位的目標(biāo)點(diǎn)會(huì)保留其配置,但是這些配置不再經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。

因此,移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題。3.配置問(wèn)題的常用解決方案要解決上述問(wèn)題,可以為每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)指定一個(gè)有效配置,并確定機(jī)

器人可沿各個(gè)路徑移動(dòng)。此外,可以關(guān)閉配置監(jiān)控,也就是忽略存

儲(chǔ)的配置,使機(jī)器人在運(yùn)行時(shí)找到有效配置。如果操作不當(dāng),則可能無(wú)法獲得預(yù)期結(jié)果。在某些情況下,可能不存在有效配置。為此,可行的解決方案是重

新定位工件,重新定位目標(biāo)點(diǎn)(如果過(guò)程接受),或者添加外軸以移動(dòng)工件或機(jī)器人,從而提高可到達(dá)性。4.如何表示配置機(jī)器人的軸配置使用4個(gè)整數(shù)系列表示,用來(lái)指定整轉(zhuǎn)式有效軸所

在的象限。象限的編號(hào)從0開(kāi)始為正旋轉(zhuǎn)(逆時(shí)針),從-1開(kāi)始為負(fù)旋轉(zhuǎn)(順時(shí)針)。對(duì)于線(xiàn)性軸,整數(shù)可以指定距軸所在的中心位置的范圍(以米為單

位)。六軸工業(yè)機(jī)器人的配置(如IRB140)[0-121]如下所示:第一個(gè)整數(shù)(0)指定軸1的位置:位于第一個(gè)正象限內(nèi)(介于0°~90°的

旋轉(zhuǎn))。第二個(gè)整數(shù)(-1)指定軸4的位置:位于第一個(gè)負(fù)象限內(nèi)(介于0°~-90°

的旋轉(zhuǎn))。第三個(gè)整數(shù)(2)指定軸6的位置:位于第三個(gè)正象限內(nèi)(介于180°~27

0°的旋轉(zhuǎn))。第四個(gè)整數(shù)(1)指定軸x的位置:這是用于指定與其他軸關(guān)聯(lián)的手腕

中心的虛擬軸。5.配置監(jiān)控執(zhí)行機(jī)器人程序時(shí),可以選擇是否監(jiān)控配置值。如果關(guān)閉配置監(jiān)

控,將忽略使用目標(biāo)點(diǎn)存儲(chǔ)的配置值,機(jī)器人將使用最接近其當(dāng)前配置的配置值移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。如果打開(kāi)配置監(jiān)控,則只使用指定的配置值伸展到目標(biāo)點(diǎn)。用戶(hù)可以分別關(guān)閉或打開(kāi)關(guān)節(jié)和線(xiàn)性移動(dòng)的配置監(jiān)控,并由ConfJ和ConfL動(dòng)作指令控制。(1)關(guān)閉配置監(jiān)控如果在不使用配置監(jiān)控的情況下運(yùn)行程序,每執(zhí)行一個(gè)周期時(shí),得

到的配置可能會(huì)有所不同:機(jī)器人在完成一個(gè)周期后返回起始位置時(shí),可以選擇與原始配置不同的配置。對(duì)于使用線(xiàn)性移動(dòng)指令的程序,可能會(huì)出現(xiàn)這種情況:機(jī)器人逐步接近關(guān)節(jié)限值,但是最終無(wú)法伸展到目標(biāo)點(diǎn)。對(duì)于使用關(guān)節(jié)移動(dòng)指令的程序,可能會(huì)導(dǎo)致完全無(wú)法預(yù)測(cè)的移動(dòng)。(2)打開(kāi)配置監(jiān)控如果在使用配置監(jiān)控的情況下運(yùn)行程序,會(huì)強(qiáng)制機(jī)器人使用目標(biāo)點(diǎn)中存儲(chǔ)的配置。這樣,循環(huán)和運(yùn)動(dòng)便可以預(yù)測(cè)。但是,在某些情況下,如機(jī)器人從未知位置移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)時(shí),如果使用配置監(jiān)控,則可能會(huì)限制機(jī)器人的可到達(dá)性。離線(xiàn)編程時(shí),如果程序要使用配置監(jiān)控執(zhí)行,則必須為每個(gè)目標(biāo)指定一個(gè)配置值。

任務(wù)三示教器基本操作本任務(wù)從最基本的示教器操作開(kāi)始,學(xué)習(xí)ABB機(jī)器人的基本操作。圖3-1所示是一個(gè)最小化工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。讀者可利用該工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行示教器的基本操作仿真練習(xí)。解壓工作站打包文件“operation.rspag”,如圖3-2所示,工作站解包流程如圖3-3所示,完成后單擊

“完成”按鈕即可。圖3-1最小化工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)圖3-2工作站打包文件圖3-3工作站解包流程

示教器是進(jìn)行機(jī)器人的手動(dòng)操作、程序編寫(xiě)、參數(shù)配置以及監(jiān)控的手持裝置,也是使用者最常打交道的控制裝置。正確手持示教器的方法如圖3-4所示。圖3-4手持示教器方法

圖3-5電源開(kāi)關(guān)1.機(jī)器人上電操作首次上電,確認(rèn)輸入電壓正常后,將控制柜上如圖3-5所示的電源開(kāi)

關(guān)撥到“ON”狀態(tài),機(jī)器人上電,系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)。啟動(dòng)完成后,示教器上出現(xiàn)如圖2-5所示的初始界面。在RobotStudio軟件中,無(wú)須上電操作,只需在解壓好的工作站文件

中,依次選擇“控制器”→“虛擬示教器”選項(xiàng),過(guò)程如圖3-6所示,即可打開(kāi)示教器初始界面。圖3-6打開(kāi)虛擬示教器過(guò)程圖3-7工作方式切換2.機(jī)器人工作方式切換機(jī)器人有“手動(dòng)”和“自動(dòng)”兩種工作方式可切換,在真實(shí)操作

中,旋轉(zhuǎn)控制器上的工作方式選擇鑰匙。仿真操作中,單擊操縱桿左側(cè)的“方式”按鈕(見(jiàn)圖3-7),在彈出的界面中選擇“手動(dòng)”或“自動(dòng)”模式,在ABB左上側(cè)的狀態(tài)欄中也可以觀(guān)察示教器處于“Auto”自動(dòng)狀態(tài)還是“Manual”手動(dòng)狀態(tài)(見(jiàn)圖3-8)。圖3-8工作狀態(tài)顯示a)自動(dòng)狀態(tài)b)手動(dòng)狀態(tài)3.語(yǔ)言設(shè)定在“operation.rspag”這一文件中,示教器的語(yǔ)言是English,下面將

以設(shè)定示教器的語(yǔ)言為例說(shuō)明示教器的最簡(jiǎn)單操作。單擊主菜單界面中的控制面板“ControlPannel”,單擊圖3-9中的

“Language”選項(xiàng),彈出如圖3-10所示的對(duì)話(huà)框,則說(shuō)明機(jī)器人控制器處于自動(dòng)模式“Auto”,需要切回手動(dòng)模式。圖3-9控制面板界面圖3-10提示對(duì)話(huà)框切回手動(dòng)模式后,再次重新操作單擊“Language”選項(xiàng),從圖3-11所示的界面中選擇“Chinese”選項(xiàng)。單擊“OK”后,重新啟動(dòng)示教器,系統(tǒng)將變?yōu)橹形娘@示。4.示教器手動(dòng)操縱機(jī)器人操作有三種方式——單軸、直線(xiàn)和重定位。(1)單軸運(yùn)動(dòng)從主界面進(jìn)入后,單擊“手動(dòng)操縱”,進(jìn)入如圖3-12所示的界面。在“操縱桿方向”區(qū)域內(nèi),可以看到操縱桿方向與所控制的1、2、3軸的對(duì)應(yīng)關(guān)系,此狀態(tài)下,通過(guò)操作控制桿可控制1、2、3單軸轉(zhuǎn)動(dòng)。單擊

,“操縱桿方向”區(qū)域內(nèi)切換為4、5、6單軸的操作,如圖3-13所示。通過(guò)操縱1~6軸可將機(jī)器人移動(dòng)到P0點(diǎn)(見(jiàn)圖3-14)。(2)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)從P0點(diǎn)移動(dòng)到P1點(diǎn),如果采用單軸控制方式則比較復(fù)雜。由于P0

和P1點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)相同,因此通過(guò)直線(xiàn)操作機(jī)器人,便可使機(jī)器人快速移動(dòng)到P1點(diǎn)。單擊

,“操縱桿方向”區(qū)域內(nèi)切換成X、Y、Z方向,并看到示教器右下方的快速設(shè)置區(qū)域的坐標(biāo)形式為直角坐標(biāo),如圖3-15所示,

此時(shí)切換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方式。此狀態(tài)下,操作操縱桿,機(jī)器人6個(gè)軸聯(lián)

動(dòng),可沿X、Y、Z方向直線(xiàn)移動(dòng)。通過(guò)操作操縱桿將機(jī)器人快速移

至P1點(diǎn)(見(jiàn)圖3-16)。圖3-11語(yǔ)言選擇界面圖3-12手動(dòng)操縱界面圖3-13操縱桿方向操作切換圖3-14P0點(diǎn)圖3-15直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖3-16P1點(diǎn)圖3-17P2、P3、P4點(diǎn)a)P2點(diǎn)b)P3點(diǎn)c)P4點(diǎn)采用相同的方法將機(jī)器人移動(dòng)至P2、P3、P4點(diǎn),如圖3-17所示。單擊

,“操縱桿方向”區(qū)域內(nèi)切換成X、Y、Z方向,并看到示教器右下方的快速設(shè)置區(qū)域?yàn)閳A形,即切換為重定位運(yùn)動(dòng),如圖3-18所示。此狀態(tài)下,操作操縱桿,機(jī)器人第六軸法蘭盤(pán)上的工具TCP點(diǎn)在空間中即繞著坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)。(3)重定位運(yùn)動(dòng)重定位運(yùn)動(dòng)是指機(jī)器人第六軸法蘭盤(pán)上的工具TCP點(diǎn)在空間中繞著坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng),也可以理解為機(jī)器人繞著工具TCP點(diǎn)做姿態(tài)調(diào)整的運(yùn)動(dòng)。圖3-18重定位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

任務(wù)四RobotStudio軟件的基本使用方法RobotStudio軟件是ABB公司專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程軟件。RobotStudio軟件代表了目前最新的工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程水平,它以操作簡(jiǎn)單、界面友好和功能強(qiáng)大而得到廣大機(jī)器人工程師的一致好評(píng)。RobotStudio軟件功能強(qiáng)大,可用于ABB機(jī)器人單元的建模、離線(xiàn)創(chuàng)建和仿真。安裝6.01.01版RobotStudio軟件如圖4-1所示,單擊“下一步”按鈕,直接進(jìn)行安裝。同時(shí),軟件會(huì)自動(dòng)安裝6.01版本的RobotWare套件,它是功能強(qiáng)大的控制器套裝軟件,用于控制機(jī)器人和外圍設(shè)備。安裝完成后,RobotStudio軟件需要授權(quán)許可證激活,如果沒(méi)有ABB公司授權(quán),則只能使用30天,30天后軟件中的部分功能將被限制使用,如無(wú)法進(jìn)行建模等。圖4-1RobotStudio安裝界面RobotStudio軟件允許使用離線(xiàn)控制器,即在個(gè)人計(jì)算機(jī)上本地運(yùn)行的虛擬IRC5控制器。這種離線(xiàn)控制器也被稱(chēng)為虛擬控制器(VC)。RobotStu-dio還允許使用真實(shí)的物理IRC5控制器(簡(jiǎn)稱(chēng)為“真實(shí)控制器”)。當(dāng)RobotStudio隨真實(shí)控制器一起使用時(shí),我們稱(chēng)它處于在線(xiàn)模式。當(dāng)在未連接到真實(shí)控制器或在連接到虛擬控制器的情況下使用時(shí),我們說(shuō)RobotStudio處于離線(xiàn)模式。軟件操作的鼠標(biāo)基本操作見(jiàn)表4-1所示。表4-1鼠標(biāo)基本操作軟件操作的快捷鍵基本操作見(jiàn)表4-2。表4-2快捷鍵基本操作

自己動(dòng)手搭建任務(wù)三中圖3-1所示的最小化工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng),系統(tǒng)包含一臺(tái)IRB120工業(yè)機(jī)器人、工具、工件以及控制器,創(chuàng)建過(guò)程如下。1)雙擊

,打開(kāi)RobotStudio軟件,如圖4-2所示。圖4-2RobotStudio軟件初始界面2)選擇創(chuàng)建空工作站。選擇“文件”選項(xiàng)卡下的“新建”→“空工作站”選項(xiàng),單擊右側(cè)的“創(chuàng)建”按鈕創(chuàng)建一個(gè)空工作站,進(jìn)入如圖4-3所示的界面。圖4-3空工作站界面3)導(dǎo)入ABB工業(yè)機(jī)器人到工作站。單擊“基本”選項(xiàng)卡中的

,進(jìn)入如圖4-4所示的“ABB模型庫(kù)”,選中IRB120型工業(yè)機(jī)器人,則在工作站中出現(xiàn)了圖4-5所示的ABBIRB120機(jī)器人模型。圖4-4ABB模型庫(kù)圖4-5添加后ABBIRB120機(jī)器人模型4)為工業(yè)機(jī)器人添加工具和工件。采用與導(dǎo)入工業(yè)機(jī)器人相同的方法,為系統(tǒng)添加工具和工件,如圖4-6所示。在“基本”選項(xiàng)卡中選擇“導(dǎo)入模型庫(kù)”→“設(shè)備”→“TrainingObjects”中的“MyTool”和“CurveThing”。圖4-6導(dǎo)入模型庫(kù)5)將MyTool安裝到機(jī)器人上。添加完成后在圖4-7所示的工具欄左側(cè)的“布局”選項(xiàng)卡中生成工作站及工具,右鍵單擊“MyTool”,在圖4-8中找到“安裝到”選項(xiàng),把工具安裝到指定的工作站機(jī)器人上,彈出如圖4-9所示的“更新位置”對(duì)話(huà)框,單擊“是”按鈕。圖4-7布局界面圖4-8將工具安裝到指定機(jī)器人上6)設(shè)置Curve-thing的位置。右鍵單擊“Curve-thing”,選擇設(shè)定位置,在圖4-10所示的對(duì)話(huà)框中設(shè)置其合適位置。至此,一個(gè)最小化工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)硬件搭建完成,如圖4-11所示。圖4-9“更新位置”對(duì)話(huà)框圖4-10選擇坐標(biāo)7)創(chuàng)建控制系統(tǒng)部分。單擊“機(jī)器人系統(tǒng)”下拉按鈕,選擇“從布局”選項(xiàng),創(chuàng)建控制系統(tǒng),如圖4-12所示。進(jìn)入創(chuàng)建界面,如圖4-13所示,可以修改系統(tǒng)名稱(chēng)、設(shè)定保存位置,如果安裝了多個(gè)RobotWare版本,則需選擇RobotWare版本。單擊“下一個(gè)”按鈕,選擇已建工作站的機(jī)器人機(jī)械裝置作為系統(tǒng)的一部分,如圖4-14所示,再單擊“下一個(gè)”按鈕,彈出如圖4-15所示的系統(tǒng)選項(xiàng)。圖4-11硬件系統(tǒng)搭建完成圖4-12從布局創(chuàng)建系統(tǒng)圖4-13進(jìn)入創(chuàng)建界面圖4-14選擇機(jī)械裝置圖4-15系統(tǒng)選項(xiàng)8)單擊“選項(xiàng)”按鈕,打開(kāi)“更改選項(xiàng)”窗口,在“DefaultLanguage”選項(xiàng)下選擇“Chinese”(中文)作為默認(rèn)語(yǔ)言,如圖4-16所示,在“IndustrialNetworks”選項(xiàng)下選擇“709-1DeviceNetMaster/Slave”作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò),如圖4-17所示。圖4-16默認(rèn)語(yǔ)言設(shè)置圖4-17修改總線(xiàn)選項(xiàng)選擇完成后,單擊“關(guān)閉”按鈕,返回圖4-15所示的界面,單擊“完成”按鈕后,控制系統(tǒng)創(chuàng)建完成。至此,整個(gè)仿真機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)建完成。在“文件”選項(xiàng)卡中,選擇保存工作站,將創(chuàng)建的工作站保存為“operation.rsstn”文件。如果想與他人分享,可將工作站、控制系統(tǒng)等文件打包,方法為選擇“文件”→“共享”→“打包”選項(xiàng),在“打包”對(duì)話(huà)框中,選擇保存位置,如圖4-18所示,打包文件格式為“rspag”。圖4-18工作站打包

程序數(shù)據(jù)是在程序模塊或系統(tǒng)模塊中設(shè)定的值和定義的一些環(huán)境數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的程序數(shù)據(jù)由同一個(gè)模塊或其他模塊中的指令進(jìn)行引用。圖4-19所示為常用的機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的指令調(diào)用的四種類(lèi)型的程序數(shù)據(jù)。程序數(shù)據(jù)的建立一般可以分為兩種形式,一種是直接在示教器的程序數(shù)據(jù)畫(huà)面中建立;另一種是在建立程序指令時(shí),同時(shí)自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)。圖4-19指令格式及數(shù)據(jù)類(lèi)型1.新建程序數(shù)據(jù)下面以建立robtarget類(lèi)型的名為“p0”的程序數(shù)據(jù)為例,目標(biāo)點(diǎn)位

置如圖4-20所示,說(shuō)明程序數(shù)據(jù)的建立過(guò)程。圖4-20p0位置目標(biāo)點(diǎn)打開(kāi)工作站文件“operation.rsstn”,打開(kāi)虛擬示教器,進(jìn)入主界面,如圖4-21所示,單擊“程序數(shù)據(jù)”,出現(xiàn)如圖4-22所示的“程序數(shù)據(jù)-已用數(shù)據(jù)類(lèi)型”對(duì)話(huà)框,該對(duì)話(huà)框中可能沒(méi)有“robtarget”類(lèi)型的數(shù)據(jù)(如該類(lèi)型數(shù)據(jù)還未創(chuàng)建過(guò)),此時(shí)單擊右下角的“視圖”按鈕,出現(xiàn)如圖4-23所示的下拉菜單,選擇“全部數(shù)據(jù)類(lèi)型”選項(xiàng),在圖4-24所示的“程序數(shù)據(jù)-全部數(shù)據(jù)類(lèi)型”對(duì)話(huà)框中找到并選中robtarget數(shù)據(jù)類(lèi)型,單擊“顯示數(shù)據(jù)”,出現(xiàn)如圖4-25所示的robtarget數(shù)據(jù)對(duì)話(huà)框,單擊“新建”按鈕,彈出如圖4-26所示的“新數(shù)據(jù)聲明”對(duì)話(huà)框,設(shè)置“名稱(chēng)”“范圍”“存儲(chǔ)類(lèi)型”“任務(wù)”“模塊”“例行程序”“維數(shù)”等參數(shù),將名稱(chēng)修改為“p0”。圖4-21主界面圖4-22已有數(shù)據(jù)類(lèi)型圖4-23“視圖”下拉菜單圖4-24全部數(shù)據(jù)類(lèi)型圖4-25robtarget數(shù)據(jù)對(duì)括框圖4-26新數(shù)據(jù)聲明對(duì)話(huà)框單擊“確定”按鈕后,一個(gè)robtarget類(lèi)型的名為“p0”的程序數(shù)據(jù)

新建完成,如圖4-27所示。圖4-27p0數(shù)據(jù)新建完成圖4-28修改位置通過(guò)運(yùn)用任務(wù)三中介紹的單軸運(yùn)動(dòng)操作方法,將機(jī)器人移動(dòng)至p0

點(diǎn)后,單擊下方的“編輯”按鈕,在下拉菜單中選擇“修改位置”選項(xiàng),如圖4-28所示,當(dāng)前機(jī)器人位置就被記憶為p0,這樣p0點(diǎn)即示教完成。以同樣的方法可完成新建并示教任務(wù)三中圖3-16和圖3-17所示的P1、P2、P3、P4點(diǎn),建立完成后的打包文件為“operation_p.rspag”。其他程序數(shù)據(jù)的新建和查閱方法如上,在建立一些數(shù)據(jù)時(shí)可能需

要人工設(shè)定參數(shù),在此不重復(fù)列舉了。ABB機(jī)器人的程序數(shù)據(jù)有98個(gè),并且可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行程序數(shù)據(jù)的創(chuàng)建,為ABB機(jī)器人的程序設(shè)計(jì)帶來(lái)無(wú)限的可能。在圖4-24

所示的“程序數(shù)據(jù)-全部數(shù)據(jù)類(lèi)型”對(duì)話(huà)框中可查看和創(chuàng)建所需

的程序數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的數(shù)據(jù)用途,定義了不同的程序數(shù)據(jù),表4-3所示是部分程

序數(shù)據(jù)的說(shuō)明。表4-3機(jī)器人系統(tǒng)常用的程序數(shù)據(jù)上述定義數(shù)據(jù)時(shí),可以理解為定義變量數(shù)據(jù)的初始值。在機(jī)

器人執(zhí)行的RAPID程序中也可以對(duì)變量存儲(chǔ)類(lèi)型程序數(shù)據(jù)進(jìn)行賦

值的操作。在程序中執(zhí)行變量型程序數(shù)據(jù)的賦值,在指針復(fù)位后將恢復(fù)為初始值。(2)可變量PERS可變量的最大特點(diǎn)是,無(wú)論程序的指針如何,都會(huì)保持最后賦予的

值。舉例說(shuō)明:在程序執(zhí)行以后,賦值的結(jié)果會(huì)一直保持,直到對(duì)其進(jìn)行重新

賦值。在機(jī)器人執(zhí)行的RAPID程序中也可以對(duì)可變量存儲(chǔ)類(lèi)型程序

數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值的操作。常量的特點(diǎn)是在定義時(shí)已賦予了數(shù)值,且不能在程序中修改,除非

手動(dòng)修改。舉例說(shuō)明:存儲(chǔ)類(lèi)型為常量的程序數(shù)據(jù),不允許在程序中進(jìn)行賦值操作。(3)常量CONST在進(jìn)行正式的編程之前,就需要構(gòu)建起必要的編程環(huán)境,其中有三個(gè)必需的程序數(shù)據(jù)(即工具數(shù)據(jù)tooldata、工件坐標(biāo)wobjdata、負(fù)荷數(shù)據(jù)loaddata)就需要在編程前進(jìn)行定義。下面介紹這三個(gè)程序數(shù)據(jù)的設(shè)定方法。(1)工具數(shù)據(jù)tooldata的設(shè)定工具數(shù)據(jù)tooldata用于描述安裝在機(jī)器人第六軸上的工具TCP、質(zhì)量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。一般不同的機(jī)器人應(yīng)用配置不同的工具,如弧焊的機(jī)器人就使用弧焊槍作為工具,而用于搬運(yùn)板材的機(jī)器人就會(huì)使用吸盤(pán)式的夾具作為工具。3.關(guān)鍵程序數(shù)據(jù)的設(shè)定默認(rèn)工具(tool0)的工具中心點(diǎn)(ToolCenterPoint)位于機(jī)器人安裝法蘭的中心,如圖4-29中的A點(diǎn)就是原始的TCP點(diǎn)。工具是獨(dú)立于機(jī)器人的,由應(yīng)用來(lái)確定。有了工具的中心,在實(shí)際應(yīng)用中示教就會(huì)方便很多。讀者可以以TCP為原點(diǎn)建立一個(gè)空間直角坐標(biāo)系。圖4-29工具中心點(diǎn)TCPTCP取點(diǎn)數(shù)量有三種方法:四點(diǎn)法,不改變tool0的坐標(biāo)方向;五點(diǎn)法,

改變tool0的Z方向;六點(diǎn)法,改變tool0的X和Z方向(在焊接應(yīng)用中較為常用)。前三個(gè)點(diǎn)的姿態(tài)相差盡量大些,這樣有利于TCP精度的提高。TCP設(shè)定原理如下:1)在機(jī)器人工作范圍內(nèi)找一個(gè)非常精確的固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)。2)在工具上確定一個(gè)參考點(diǎn)(最好是工具的作用點(diǎn))。4)機(jī)器人通過(guò)這四個(gè)位置點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算求得TCP的數(shù)據(jù),然后

TCP的數(shù)據(jù)就保存在tooldata這個(gè)程序數(shù)據(jù)中,被程序調(diào)用。下面利用工作站文件“operation.rsstn”介紹建立一個(gè)新的工具數(shù)據(jù)tool1的操作方法,“operation_1.rspag”是建立了工具坐標(biāo)后的工作站文件。3)用之前介紹的手動(dòng)操作機(jī)器人的方法,移動(dòng)工具上的參考點(diǎn),以4種以上不同的機(jī)器人姿態(tài)盡可能地與固定點(diǎn)剛好碰上。為了獲得更準(zhǔn)確的TCP,在以下的例子中使用六點(diǎn)法進(jìn)行操作,第四點(diǎn)是用工具的參考點(diǎn)垂直于固定點(diǎn),第五點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為T(mén)CP的X方向移動(dòng),第六點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向設(shè)定為T(mén)CP的Z方向移動(dòng)。打開(kāi)虛擬示教器后,設(shè)置手動(dòng)方式,進(jìn)入主界面,選擇“手動(dòng)操縱”,如圖4-30所示,選擇“工具坐標(biāo)”,進(jìn)入后單擊“新建”生成tool1,進(jìn)入如圖4-31所示的設(shè)定對(duì)話(huà)框,對(duì)工具數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行設(shè)定后,單擊“確定”。圖4-30手動(dòng)操縱界面圖4-31新建工具數(shù)據(jù)選中圖4-32中新建的tool1后,單擊“編輯”下拉按鈕,在下拉菜單中選擇“定義”選項(xiàng),在圖4-33所示的坐標(biāo)定義對(duì)話(huà)框中,選擇坐標(biāo)定義方法,在“方法”下拉列表框中。圖4-32工具坐標(biāo)定義圖4-33坐標(biāo)定義方法選擇選擇“TCP和Z,X”選項(xiàng),使用六點(diǎn)法設(shè)定TCP。選擇工作站中的一個(gè)固定點(diǎn),本例以圖4-34中工件上的頂點(diǎn)A為固定點(diǎn)。選擇合適的手動(dòng)操縱模式,按下使能鍵,使用搖桿使工具參考點(diǎn)靠上固定點(diǎn),作為第一點(diǎn),然后單擊“修改位置”,將點(diǎn)1位置記錄下來(lái)。圖4-34工具坐標(biāo)點(diǎn)1的設(shè)置

下面可以左右改變姿態(tài),再分別靠上固定點(diǎn),確定后單擊“修改位置”,將點(diǎn)2、點(diǎn)3位置記錄下來(lái),如圖4-35所示。圖4-35工具坐標(biāo)點(diǎn)2和點(diǎn)3的設(shè)置而點(diǎn)4的位置必須將工具參考點(diǎn)垂直靠上固定點(diǎn),再把點(diǎn)4位置記錄下來(lái),如圖4-36所示。工具參考點(diǎn)以點(diǎn)4的垂直姿態(tài)從固定點(diǎn)移動(dòng)到工具TCP的+X方向,單擊“修改位置”將延伸器點(diǎn)x位置記錄下來(lái),如圖4-37所示。再將工具參考點(diǎn)以點(diǎn)4垂直姿態(tài)從固定點(diǎn)移動(dòng)到工具TCP的+Z方向,單擊“修改位置”將延伸器點(diǎn)z位置記錄下來(lái),如圖4-38所示。圖4-36點(diǎn)4圖4-37點(diǎn)x圖4-38點(diǎn)z六個(gè)點(diǎn)設(shè)定完成并確認(rèn)后,會(huì)彈出計(jì)算窗口,對(duì)誤差進(jìn)行確認(rèn),當(dāng)然是誤差越小越好,但也要以實(shí)際驗(yàn)證效果為準(zhǔn)。返回工具坐標(biāo)界面,選中新建的tool1,然后在“編輯”下拉菜單中選擇“更改值”選項(xiàng),在此界面中顯示的內(nèi)容都是TCP定義生成的數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定工具的質(zhì)量“mass”(單位為kg,見(jiàn)圖4-39)和中心位置數(shù)據(jù)(此重心是基于tool0的偏移值,單位為mm),然后單擊“確定”。使用搖桿將工具參考點(diǎn)靠上固定點(diǎn),然后在重定位模式下手動(dòng)操縱機(jī)器人,如果TCP設(shè)定精確,則可以看到工具參考點(diǎn)與固定點(diǎn)始終保持接觸,而機(jī)器人會(huì)根據(jù)重定位操作改變姿態(tài)。(2)工件坐標(biāo)wobjdata的設(shè)定工件坐標(biāo)對(duì)應(yīng)工件,它定義工件相對(duì)于大地坐標(biāo)(或其他坐標(biāo))的位

置。機(jī)器人可以擁有若干工件坐標(biāo)系,或者表示不同工件,或者表示同一工件在不同位置的若干副本。對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程時(shí)就是在工件坐標(biāo)中創(chuàng)建目標(biāo)和路徑,這帶來(lái)

很多優(yōu)點(diǎn):1)重新定位工作站中的工件時(shí),只需要更改工件坐標(biāo)的位置,所有

路徑將即刻隨之更新。2)允許操作以外軸或傳送導(dǎo)軌移動(dòng)的工件,因?yàn)檎麄€(gè)工件可連同其

路徑一起移動(dòng)。設(shè)立如圖4-40所示的工件坐標(biāo),過(guò)程如下:1)打開(kāi)虛擬示教器后,設(shè)置手動(dòng)方式,進(jìn)入手動(dòng)操縱界面,選擇“工件坐標(biāo)”,進(jìn)入后單擊“新建”,進(jìn)入“新數(shù)據(jù)聲明”對(duì)話(huà)框,對(duì)工件數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行設(shè)定(工件坐標(biāo)名默認(rèn)為wobj1),如圖4-41所示,單擊“確定”,即完成工件坐標(biāo)的新建。圖4-39質(zhì)量設(shè)定圖4-40工件坐標(biāo)圖4-41工件坐標(biāo)聲明圖4-42工件坐標(biāo)對(duì)話(huà)框2)在“手動(dòng)操縱-工件”對(duì)話(huà)框中,選中“wobj1”工件坐標(biāo),單擊“編輯”下拉按鈕,在下拉菜單中選擇“定義”選項(xiàng),如圖4-42所示。進(jìn)入如圖4-43所示的工件坐標(biāo)定義對(duì)話(huà)框,在“用戶(hù)方法”下拉列表框中選擇“3點(diǎn)”選項(xiàng),然后手動(dòng)操作機(jī)器人依次移至圖4-44所示的X1、X2、Y1三個(gè)位置,每移動(dòng)到一個(gè)位置后,在圖4-43中單擊“修改位置”進(jìn)行記錄。設(shè)置完成后,單擊“確定”,工件坐標(biāo)wobj1即設(shè)置完成。(3)負(fù)荷數(shù)據(jù)loaddata的設(shè)定對(duì)應(yīng)搬運(yùn)應(yīng)用的機(jī)器人,應(yīng)該正確設(shè)定夾具的質(zhì)量和重心數(shù)據(jù)tooldata以及搬運(yùn)對(duì)象的質(zhì)量和重心數(shù)據(jù)loaddata。圖4-43工件坐標(biāo)定義對(duì)話(huà)框圖4-443點(diǎn)位置要使工業(yè)機(jī)器人動(dòng)起來(lái),必須給機(jī)器人一系列的指令,讓它按照指

令來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。ABB機(jī)器人通過(guò)編寫(xiě)RAPID程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。RAPID指令包含可以移動(dòng)機(jī)器人、設(shè)置輸出、讀取輸入,還能實(shí)現(xiàn)決策、重復(fù)其他指令、構(gòu)造程序、與系統(tǒng)操作員交流等功能。RAPID程序的框架結(jié)構(gòu)見(jiàn)表4-4、如圖4-45所示。表4-4RAPID程序的框架結(jié)構(gòu)1)RAPID程序是由程序模塊和系統(tǒng)模塊組成的。一般地,只通過(guò)新建程序模塊來(lái)構(gòu)建機(jī)器人的程序,而系統(tǒng)模塊多用于系統(tǒng)方面的控制。2)可以根據(jù)不同的用途創(chuàng)建多個(gè)程序模塊,如專(zhuān)門(mén)用于主控制的程序模塊,用于位置計(jì)算的程序模塊,用于存放數(shù)據(jù)的程序模塊,這樣便于歸類(lèi)管理不同用途的例行程序與數(shù)據(jù)。3)每一個(gè)程序模塊包含了程序數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能四種對(duì)象,但不一定在一個(gè)模塊中都有這四種對(duì)象,程序模塊之間的數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能是可以相互調(diào)用的。RAPID程序的架構(gòu)說(shuō)明:4)在RAPID程序中,只有一個(gè)主程序main,并且存在于任意一個(gè)程

序模塊中,是整個(gè)RAPID程序執(zhí)行的起點(diǎn)。圖4-45RAPID程序的框架結(jié)構(gòu)下面在“operation_P.rspag”打包文件基礎(chǔ)上,編寫(xiě)一段簡(jiǎn)單的程序,要求機(jī)器人依次從p0直線(xiàn)移動(dòng)至p1,圓弧移動(dòng)至p2,直線(xiàn)移動(dòng)至p3,圓弧移動(dòng)至p4,操作過(guò)程如下。在ABB主界面中,選擇“程序編輯器”,彈出新建程序?qū)υ?huà)框,如圖4-46所示。單擊“取消”按鈕,然后在圖4-47所示的對(duì)話(huà)框中,依次選擇“文件”→“新建模塊”選項(xiàng),彈出如圖4-48所示的新建模塊對(duì)話(huà)框。單擊“新建”按鈕,然后在4-49所示的對(duì)話(huà)框中,給新模塊命名,默

認(rèn)為Module。單擊“確認(rèn)”后,Module1模塊新建完成,如圖4-50所示圖4-46新建程序圖4-47選擇新建模塊圖4-48新建模塊對(duì)話(huà)框圖4-49新模塊命名選中并單擊Module1模塊,出現(xiàn)如圖4-51所示的模塊內(nèi)容對(duì)話(huà)框。圖4-50模塊新建完成圖4-51模塊內(nèi)容對(duì)話(huà)框在圖4-51中單擊例行程序后,在圖4-52中依次選擇“文件”→“新

建例行程序”選項(xiàng)。在圖4-53中,給新程序命名,主程序?yàn)椤癿ain”,模塊中必須有主程序。圖4-52新建例行程序圖4-53例行程序聲明圖4-54main程序新建完成選中圖4-54中的main程序并單擊,即出現(xiàn)如圖4-55所示的程序編輯對(duì)話(huà)框。圖4-55程序編輯對(duì)話(huà)框通過(guò)添加指令,添加如圖4-56所示的程序,即完成編程。其中,p12和

p34兩個(gè)數(shù)據(jù)分別是兩段圓弧上的中間點(diǎn),讀者可自行添加并示教。

程序編寫(xiě)完成后,運(yùn)行效果如“operation_M.exe”文件所示。圖4-56完整的程序內(nèi)容ABB機(jī)器人提供了豐富的外部I/O通信接口,可以輕松地實(shí)現(xiàn)機(jī)器

人與周邊設(shè)備進(jìn)行通信連接,方式見(jiàn)表4-5。表4-5外部I/O信號(hào)方式關(guān)于ABB機(jī)器人外部I/O通信接口的說(shuō)明:1)ABB的標(biāo)準(zhǔn)I/O板提供的常用信號(hào)處理有數(shù)字輸入di、數(shù)字輸出

do、模擬輸入ai、模擬輸出ao,以及輸送鏈跟蹤。2)ABB機(jī)器人可以選配標(biāo)準(zhǔn)ABB的PLC,省去了原來(lái)與外部PLC進(jìn)行通信設(shè)置的麻煩,并且在機(jī)器人的示教器上就能實(shí)現(xiàn)與PLC相關(guān)的操作。3)ABB機(jī)器人上最常用的是ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC651和Profibus-

DP。1.常用ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板表4-6所示為常用的ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板。ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC651是最為常用的模塊,可以創(chuàng)建數(shù)字輸入信

號(hào)di、數(shù)字輸出信號(hào)do、組輸入信號(hào)gi、組輸出信號(hào)go和模擬輸出信號(hào)ao。DSQC651板主要提供八個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)、八個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)和

兩個(gè)模擬輸出信號(hào)的處理,如圖4-57所示,X1、X3、X5、X6端子的使用定義和地址分配見(jiàn)表4-7~表4-10。表4-6ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板圖4-57DSQC651表4-7X1端子說(shuō)明表4-8X3端子說(shuō)明2.外部I/O信號(hào)控制機(jī)器人在前面已編好程序的基礎(chǔ)上,給機(jī)器人一個(gè)外部啟動(dòng)信號(hào),按下啟

動(dòng)按鈕,機(jī)器人即開(kāi)始運(yùn)行。表4-9X5端子說(shuō)明表4-10X6端子說(shuō)明(1)配置I/O板ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板都是下掛在DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)下的設(shè)備,通過(guò)X5端口與DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行通信。選擇DSQC651板進(jìn)行通信。進(jìn)入主菜單,單擊“控制面板”后,單擊“配置”,如圖4-58所示。選擇“DeviceNetDevice”,如圖4-59所示,單擊進(jìn)入后,可以編輯、新增或刪除變量。圖4-58控制面板界面圖4-59配置界面在圖4-60所示的界面中,單擊“添加”,在圖4-61所示的界面中修改

d651通信板的參數(shù),參數(shù)見(jiàn)表4-11。按照表4-11逐一進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,完成后如圖4-62所示。圖4-60添加DeviceNetDevice圖4-61設(shè)置參數(shù)界面表4-11參數(shù)列表圖4-62參數(shù)修改完成界面在熱啟動(dòng)控制器之前,I/O變量的更改不會(huì)生效,需要重新啟動(dòng)控制。(2)配置I/O信號(hào)單擊“配置”添加I/O,選擇“Signal”類(lèi)型,如圖4-63所示,單擊進(jìn)

入圖4-64所示的界面,在此可以編輯、新增或刪除變量。雙擊上圖中某一個(gè)參數(shù)可對(duì)該參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、修改等操作,以新

增一個(gè)di_start信號(hào)為例,設(shè)定內(nèi)容見(jiàn)表4-12,設(shè)定完成后如圖4-65所

示,最后單擊“確定”,選擇重新啟動(dòng),設(shè)置才能生效。在本項(xiàng)目任務(wù)三的程序中增加一個(gè)信號(hào)di_start,作為啟動(dòng)信號(hào)。

編輯插入“WaitDI”指令,如圖4-66所示,WaitDI指令代表等待一個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)的指定狀態(tài),值為“1”時(shí)為有效,即啟動(dòng)。插入完成后如圖4-67所示。圖4-63選擇“Signal”類(lèi)型圖4-64編輯、新增或刪除變量表4-12di_start變量參數(shù)圖4-65di_start變量設(shè)定參數(shù)圖4-66編輯插入“WaitDI”指令圖4-67插入“WaitDI”完成插入指令編程完成后,進(jìn)行信號(hào)模擬,進(jìn)入“仿真”選項(xiàng)卡,如圖4-68所示,單擊打開(kāi)“I/O仿真器”,如圖4-69所示,選擇“電路板”為“board10”,“I/O范圍”為“0-15”,出現(xiàn)數(shù)字輸入信號(hào)“di_start”,單擊

,即可模擬改變信號(hào),作為啟動(dòng)信號(hào)開(kāi)始運(yùn)行程序。圖4-68“仿真”選項(xiàng)卡圖4-69I/O仿真器

系統(tǒng)參數(shù)用于定義系統(tǒng)配置并在出廠(chǎng)時(shí)根據(jù)客戶(hù)的需要進(jìn)行定義?？墒褂肍lexPendant或RobotStudioOnline編輯系統(tǒng)參數(shù)。下面介紹如何查看系統(tǒng)參數(shù)配置。進(jìn)入示教單元主界面,單擊“控制面板”后,單擊“配置”,顯示選定主題的可用類(lèi)型列表,單擊“主題”下拉按鈕。主題包括“Controller”“Communication”“I/OSystem”“Man-machinecommunication”“Motion”“PROC(安裝弧焊軟件包的情況下)”,如圖4-70所示。其中,常用的信號(hào)配置有I/O中的Signal、SignalInput和SignalOutput。I/OSystem主題內(nèi)容如圖4-71所示。圖4-70參數(shù)配置主題圖4-71I/OSystem主題內(nèi)容圖4-72所示說(shuō)明:在Signal中進(jìn)行變量與板卡接口的映射配置;在SystemInput和SystemOutput中進(jìn)行IRC5中的變量與板卡接口定義的變量之間的映射配置(這些同樣可以在EIO文件中完成配置);在PROC中進(jìn)行弧焊軟件包中的變量與板卡變量之間的映射配置(這些同樣可以在PROC中完成配置)。其中,虛擬變量可以和真實(shí)變量一樣,在一起進(jìn)行定義配置,這些變量以字母“v”開(kāi)頭,如vdoGas。圖4-72機(jī)器人輸入/輸出信號(hào)流程

任務(wù)九碼垛工作站安裝與調(diào)試

本工作站以多種形狀鋁材物料碼垛為例,利用IRB120搭載真空吸盤(pán),配合碼垛工裝套件實(shí)現(xiàn)對(duì)拾取物料塊進(jìn)行各種需求組合的碼垛過(guò)程。本工作站中還通過(guò)RobotStudio軟件預(yù)置了動(dòng)作效果,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)I/O配置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、目標(biāo)點(diǎn)示教、程序編寫(xiě)及調(diào)試,最終完成物料碼垛應(yīng)用程序的編寫(xiě)。通過(guò)本章學(xué)習(xí),使讀者掌握工業(yè)機(jī)器人在碼垛工作站應(yīng)用的編寫(xiě)技巧。碼垛工作站布局如圖9-1所示。圖9-1碼垛工作站布局ABB機(jī)器人擁有全套先進(jìn)的碼垛機(jī)器人解決方案,包括全系列的緊湊型四軸碼垛機(jī)器人,如IRB260、IRB460、IRB660、IRB760,以及ABB標(biāo)準(zhǔn)碼垛夾具,如夾板式夾具、吸盤(pán)式夾具、夾爪式夾具、托盤(pán)夾具等,其廣泛應(yīng)用于化工、建材、飲料、食品等各行業(yè)的生產(chǎn)線(xiàn)上的物料和貨物的堆放。碼垛模型分為兩部分:碼垛物料盛放平臺(tái)(包含16塊正方形物料和8塊長(zhǎng)方形物料)和碼垛平臺(tái)?？刹捎梦P(pán)夾具對(duì)碼垛物料進(jìn)行自由組合,然后進(jìn)行機(jī)器人碼垛訓(xùn)練。該工作站可對(duì)碼垛對(duì)象的碼垛形狀、碼垛時(shí)的路徑等進(jìn)行自由規(guī)定,可按不同要求做出多種實(shí)訓(xùn),幫助學(xué)生理解機(jī)器人碼垛和陣列并掌握快速編程示教的應(yīng)用技能。1)基本指令ConfL、TriggL的應(yīng)用。2)碼垛吸盤(pán)工具坐標(biāo)的創(chuàng)建。3)碼垛運(yùn)行程序的編寫(xiě)。4)碼垛工作站的調(diào)試。

ConfL:軸配置監(jiān)控指令指令作用:機(jī)器人在線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)及圓弧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否嚴(yán)格遵循程序中設(shè)定的軸配置參數(shù)。默認(rèn)情況下,軸配置監(jiān)控是打開(kāi)的,關(guān)閉后,機(jī)器人以最接近當(dāng)前軸配置數(shù)據(jù)的配置到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)。應(yīng)用舉例:目標(biāo)點(diǎn)p10中,[1,0,1,0]是此目標(biāo)點(diǎn)的軸

配置數(shù)據(jù),代碼如下。執(zhí)行結(jié)果:機(jī)器人自動(dòng)匹配一組最接近當(dāng)前各關(guān)節(jié)軸姿態(tài)的軸配置數(shù)據(jù),移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)p10。注意軸配置數(shù)據(jù)不一定為程序中指定的[1,0,1,0]。TriggL:運(yùn)動(dòng)觸發(fā)指令(見(jiàn)圖9-2)指令作用:在線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在指定位置準(zhǔn)確地觸發(fā)事件。應(yīng)用舉例:圖9-2TriggL指令執(zhí)行結(jié)果:機(jī)器人TCP在朝向P1點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在距離P1點(diǎn)前10mm處,且再提前0.1s,則將do-GripOn置為1。1.工作站硬件配置(1)安裝工作站套件準(zhǔn)備1)打開(kāi)模塊存放柜找到碼垛套件,采用內(nèi)六角扳手拆卸碼垛套件。2)把碼垛套件放至鉗工桌桌面,并選擇對(duì)應(yīng)的吸盤(pán)夾具(碼垛套件與搬運(yùn)套件共用一套吸盤(pán)夾具)、夾具與機(jī)器人的連接法蘭、安裝螺釘(若干)、真空發(fā)生器、十字螺釘旋具。3)選擇合適型號(hào)的內(nèi)六角扳手把碼垛套件從套件托盤(pán)上拆除。1)選擇合適的螺釘,把碼垛套件安裝至機(jī)器人操作對(duì)象承載平臺(tái)的

合理位置(可任意選擇安裝位置和方向)。碼垛布置圖如圖9-3所示。圖9-3碼垛布置圖(2)工作站安裝2)夾具安裝:首先把夾具與機(jī)器人的連接法蘭安裝至機(jī)器人六軸法

蘭盤(pán)上,如圖9-4所示,然后再把吸盤(pán)夾具安裝至連接法蘭上。圖9-4吸盤(pán)在6軸法蘭盤(pán)上的安裝(3)夾具的電路及氣路安裝1)把吸盤(pán)夾具彈簧氣管與機(jī)器人四軸集成氣路接口連接。2)把真空發(fā)生器、機(jī)器人一軸集成氣路接口、電磁閥之間用合適的氣管連接好,并用扎帶固定,如圖6-3所示。3)把電磁閥的電路與集成信號(hào)接線(xiàn)端子盒正確連接,如圖9-5所示。注:PLC控制柜內(nèi)的配線(xiàn)已經(jīng)完成,接線(xiàn)端子盒YA08端子已連接至機(jī)器人I/O板DSQC652的DO16通道。因此在PLC控制柜面板模式選擇開(kāi)關(guān)選擇“演示模式”時(shí),由機(jī)器人輸出信號(hào)DO16控制吸盤(pán)夾具動(dòng)作。而面板模式選擇開(kāi)關(guān)選擇“實(shí)訓(xùn)模式”時(shí),則需在PLC控制柜面板上采用安全連線(xiàn)對(duì)工作臺(tái)夾具執(zhí)行信號(hào)YA08與機(jī)器人輸出信號(hào)D016進(jìn)行連接后,機(jī)器人輸出信號(hào)DO16才能控制吸盤(pán)夾具動(dòng)作。圖9-5吸盤(pán)手爪夾具電磁閥接線(xiàn)圖(4)工藝要求1)在進(jìn)行碼垛軌跡示教時(shí),吸盤(pán)夾具姿態(tài)保持與工件表面平行。2)機(jī)器人運(yùn)行軌跡要求平緩流暢,放置工件時(shí)平緩準(zhǔn)確。3)碼放物料要求物料整齊,無(wú)明顯縫隙和位置偏差等。2.工作站仿真系統(tǒng)配置(1)解壓并初始化(2)標(biāo)準(zhǔn)I/O板配置將控制器界面語(yǔ)言改為中文并將運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換為手動(dòng),然后依次

單擊“ABB菜單”→“控制面板”→“配置”,進(jìn)入“I/O主題”,配置I/O信號(hào)。本工作站采用標(biāo)配的ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板,型號(hào)為DSQC652,需要在DeviceNetDevice中設(shè)置此I/O單元的Unit相關(guān)參數(shù),并在Signal中配置具體的I/O信號(hào)參數(shù),配置見(jiàn)表9-1和表9-2。表9-1Unit單元參數(shù)在此工作站中,配置了一個(gè)數(shù)字輸出用于控制焊槍工作。表9-2I/O信號(hào)參數(shù)(3)創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)此工作站中,工具部件包含吸盤(pán)工具。此工具部件較為規(guī)整,可以直接測(cè)量出相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行創(chuàng)建,此處新建的吸盤(pán)工具坐標(biāo)系只是相對(duì)于tool0來(lái)說(shuō)沿著其Z軸正方向偏移83mm,沿著其X軸正方向偏移83mm,新建吸盤(pán)工具坐標(biāo)系的方向沿用tool0方向,如圖9-6所示。圖9-6機(jī)器人的工具坐標(biāo)系表9-3示教后自動(dòng)生成工具數(shù)據(jù)Gripper_1在示教器中,編輯工具數(shù)據(jù),確認(rèn)各項(xiàng)數(shù)值,見(jiàn)表9-3。(4)創(chuàng)建工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)在碼垛類(lèi)應(yīng)用中,當(dāng)整體工件位置偏移時(shí),為了方便移植軌跡程序,

需要建立工件坐標(biāo)系。這樣,當(dāng)發(fā)現(xiàn)工件整體偏移以后,只需重新標(biāo)定工件坐標(biāo)系即可完成調(diào)整。在此工作站中,所需創(chuàng)建的工件坐標(biāo)系如圖9-7所示。在圖9-7所示的圖中,根據(jù)3點(diǎn)法,依次移動(dòng)機(jī)器人至X1、X2、Y1點(diǎn)

并記錄,則可自動(dòng)生成工件坐標(biāo)系統(tǒng)Workobject_1。在標(biāo)定工件坐標(biāo)系時(shí),要合理選取X、Y軸方向,以保證Z軸方向便于編程使用。X、Y、Z軸方向符合笛卡爾坐標(biāo)系,即可使用右手來(lái)判定,如圖中+X、+Y、+Z所示。其上X1點(diǎn)為坐標(biāo)軸原點(diǎn),X2為X軸上的任意點(diǎn),Y1為Y軸上的任意點(diǎn)。具體工件坐標(biāo)系建立參見(jiàn)前面任務(wù)中的工作站示例。表9-3示教后自動(dòng)生成工具數(shù)據(jù)Gripper_1圖9-7工件坐標(biāo)系的設(shè)定位置(5)創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù)在本工作站中,因吸盤(pán)與載荷較輕,故無(wú)須設(shè)定載荷數(shù)據(jù)。(6)程序模板導(dǎo)入完成以上步驟后,將程序模板導(dǎo)入該機(jī)器人系統(tǒng)中,在示教器的程

序編輯器中可進(jìn)行程序模塊的加載,依次單擊“ABB菜單”→

“程序編輯器”,對(duì)程序進(jìn)行加載,流程參考任務(wù)五。瀏覽至前面所創(chuàng)建的備份文件夾,選擇“MainModule.mod”,再單

擊“確定”按鈕,完成程序模板的導(dǎo)入。3.程序編寫(xiě)與調(diào)試(1)工藝要求1)在進(jìn)行碼垛軌跡示教時(shí),吸盤(pán)夾具姿態(tài)保持與工件表面平行。2)機(jī)器人運(yùn)行軌跡要求平緩流暢,放置工件時(shí)應(yīng)平緩準(zhǔn)確。3)碼放物料要求物料整齊,無(wú)明顯縫隙和位置偏差等。(2)程序編寫(xiě)碼垛工作站程序由主程序(main)、初始化子程序(rIntiAll)、拾取

工件子程序(rPick)、放置工件子程序(rPlace)、位置處理子程序(CallPos)、碼垛計(jì)數(shù)值處理子程序(rPlaceRD)以及位置示教子程序(Path_10)組成。其中,拾取工件子程序和放置工件子程序在拾取和放置時(shí)調(diào)用位置處理子程序的拾取和放置位置結(jié)果,放置工件子程序還調(diào)用碼垛計(jì)數(shù)值處理子程序,實(shí)現(xiàn)工件碼垛計(jì)數(shù)和判斷碼垛是否完成。位置示教子程序用于拾取基準(zhǔn)點(diǎn)和放置基準(zhǔn)點(diǎn)的示教,不被任何程序調(diào)用。程序中,還建立了noffsXL、noffsY、PickPotX、PickPotY這四個(gè)用于工件拾取、放置位置偏移量的變量。碼垛工作站的控制流程圖如圖9-8所示。圖9-8碼垛工作站的控制流程圖主程序如下所示:拾取工件子程序如下所示:放置工件子程序如下所示:位置處理子程序通過(guò)CASE語(yǔ)句和Offs語(yǔ)句列出了16個(gè)拾取和放

置的位置,程序如下所示:4.示教目標(biāo)點(diǎn)完成坐標(biāo)系標(biāo)定后,需要示教基準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)。在此工作站中,需要示

教原位點(diǎn)“pHome”、拾取工件基準(zhǔn)點(diǎn)“pickBase”、拾取工件

基準(zhǔn)點(diǎn)“pickBase_2”、放置工件基準(zhǔn)點(diǎn)“placeBase”、放置工

件基準(zhǔn)點(diǎn)“placeBase_2”。在例行程序中有專(zhuān)門(mén)用于示教基準(zhǔn)目

標(biāo)點(diǎn)的程序Path_10(),在程序編輯器菜單中找到該程序。示教目標(biāo)點(diǎn)時(shí),需要注意,手動(dòng)操作畫(huà)面當(dāng)前使用的工具和工件坐

標(biāo)系要與指令里面的參考工具和工件坐標(biāo)系保持一致,否則會(huì)出

現(xiàn)“選擇的工具、工件錯(cuò)誤”等警告。示教pHome使用Gripper_1和Workobject_1,如圖9-9~圖9-12所示。手動(dòng)狀態(tài)下將主程序逐步運(yùn)行到pickBase、pickBase_2、place-Base、placeBase_2等位置后選擇“修改位置”將當(dāng)前位置存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里,即完成相關(guān)點(diǎn)的示教任務(wù)。完成示教基準(zhǔn)點(diǎn)后,將工作站復(fù)位,單擊仿真播放按鈕,查看工作站

運(yùn)行狀態(tài),確認(rèn)運(yùn)行狀態(tài)是否正常,若正常則保存該工作站。圖9-9示教目標(biāo)點(diǎn)程序圖9-10pHome點(diǎn)的示教位置圖9-11pickBase點(diǎn)的示教位置圖9-12pickBase_2點(diǎn)的示教位置

復(fù)雜程序數(shù)據(jù)賦值多數(shù)類(lèi)型的程序數(shù)據(jù)均是組合型數(shù)據(jù),即里面包含了多項(xiàng)數(shù)值或

字符串?？梢詫?duì)其中的任何一項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行賦值。應(yīng)用舉例:目標(biāo)點(diǎn)四組數(shù)據(jù)依次為T(mén)CP位置數(shù)據(jù)trans:[0,0,0]、TCP姿態(tài)數(shù)據(jù)

rot:[1,0,0,0]、軸配置數(shù)據(jù)robconf:[1,0,1,0]、外部軸數(shù)據(jù)extax:[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]。進(jìn)行賦值操作,具體如下:執(zhí)行結(jié)果:

1)練習(xí)碼垛工作站常用的I/O配置。2)練習(xí)碼垛相關(guān)目標(biāo)點(diǎn)示教的操作。3)總結(jié)碼垛程序調(diào)試的詳細(xì)過(guò)程。

任務(wù)十涂膠工作站安裝與調(diào)試

本工作站以對(duì)不規(guī)則鋁制板涂膠為例,利用IRB120涂膠膠槍夾具配合模擬涂膠工件套裝,實(shí)現(xiàn)對(duì)被涂膠對(duì)象涂膠的過(guò)程。本工作站中還通過(guò)RobotStudio軟件預(yù)置了動(dòng)作效果,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)I/O配置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、目標(biāo)點(diǎn)示教、程序編寫(xiě)及調(diào)試,最終完成物品涂膠應(yīng)用程序的編寫(xiě)。通過(guò)本章學(xué)習(xí),使讀者掌握工業(yè)機(jī)器人在涂膠工作站應(yīng)用的編寫(xiě)技巧。涂膠工作站布局如圖10-1所示。圖10-1涂膠工作站布局ABB機(jī)器人在汽車(chē)玻璃安裝、車(chē)燈安裝等需要涂膠的生產(chǎn)工藝中有著廣泛的應(yīng)用,一般涂膠工藝軌跡都較為復(fù)雜,對(duì)布膠均勻性、密封性、外觀(guān)性都有較高的要求。工業(yè)機(jī)器人可以靈活地生成復(fù)雜的空間軌跡,完成復(fù)雜的布膠動(dòng)作,并且運(yùn)動(dòng)快速、平穩(wěn)、重復(fù)精度高,可充分保證生產(chǎn)節(jié)拍需求。

模擬涂膠工件套裝主要由被涂膠對(duì)象和涂膠膠槍夾具等組成。工作站尺寸為560mm×400mm×80mm,被涂膠對(duì)象尺寸為130mm×100mm×80mm,模型支撐板尺寸為280mm×200mm×8mm。涂膠工作站主要包含模擬涂膠對(duì)象和涂膠槍(大流量點(diǎn)膠閥)?？捎?xùn)練被涂膠對(duì)象的多道軌跡涂膠;可實(shí)訓(xùn)機(jī)器人的平面、曲面、軌跡示教,機(jī)器人和涂膠槍的配合等;可對(duì)被涂膠對(duì)象的多道軌跡進(jìn)行模擬涂膠,完成機(jī)器人的軌跡示教和模擬涂膠任務(wù)。1)基本指令Clock的應(yīng)用。2)涂膠焊槍工具坐標(biāo)的創(chuàng)建。3)涂膠運(yùn)行程序的編寫(xiě)。4)涂膠工作站的調(diào)試。

Clock:計(jì)時(shí)指令的應(yīng)用時(shí)鐘數(shù)據(jù)“Clock”必須定義為變量類(lèi)型,最小計(jì)時(shí)單位為1ms。指令作用:ClkStart——開(kāi)始計(jì)時(shí);ClkStop——停止計(jì)時(shí);ClkReset——時(shí)鐘復(fù)位;ClkRead——讀取時(shí)鐘數(shù)值。應(yīng)用舉例:執(zhí)行結(jié)果:機(jī)器人到達(dá)p1點(diǎn)后開(kāi)始計(jì)時(shí),到達(dá)p2點(diǎn)后停止計(jì)時(shí),之后利用ClkRead讀取當(dāng)前時(shí)鐘數(shù)值,并將其賦值給數(shù)值型變量CycleTime,則當(dāng)前CycleTime的值即為機(jī)器人從p1點(diǎn)到p2點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。1.工作站硬件配置(1)安裝工作站套件準(zhǔn)備1)打開(kāi)模塊存放柜,找到模擬涂膠套件,如圖10-2所示,使用內(nèi)六角

扳手拆卸模擬涂膠套件。2)把模擬涂膠套件放至鉗工桌桌面,并選擇膠槍夾具、膠槍夾具與機(jī)器人的連接法蘭、安裝螺釘(若干)。涂膠氣路安裝如圖10-3所示。圖10-2涂膠相關(guān)工作套件圖10-3涂膠氣路安裝3)選擇合適型號(hào)的內(nèi)六角扳手把待涂膠工件從套件托盤(pán)上拆除。(2)工作站安裝1)選擇合適的螺釘,把涂膠套件安裝至機(jī)器人操作對(duì)象承載平臺(tái)的

合理位置(安裝位置及方向可自由定義)。2)膠槍夾具安裝:首先把膠槍夾具與機(jī)器人的連接法蘭安裝至機(jī)器

人六軸法蘭盤(pán)上,然后再把膠槍夾具安裝到連接法蘭上,如圖10-4所示。圖10-4膠槍夾具的安裝(3)工藝要求1)在進(jìn)行涂膠軌跡示教時(shí),膠槍姿態(tài)盡量垂直于工件表面。2)膠槍針頭位于待涂膠部位縫隙中,且不能與工件接觸;機(jī)器人運(yùn)

行軌跡要求平緩流暢,不能撞上工件損壞針頭。2.工作站仿真系統(tǒng)配置(1)解壓并初始化(2)標(biāo)準(zhǔn)I/O板配置本工作站僅演示涂膠運(yùn)動(dòng)過(guò)程,僅利用一個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)來(lái)控制涂膠工具的涂膠動(dòng)作,其Unit單元參數(shù)和I/O信號(hào)參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表10-1和表10-2。表10-1Unit單元參數(shù)表10-2I/O信號(hào)參數(shù)(3)創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)在軌跡類(lèi)應(yīng)用中,機(jī)器人所使用的工具多數(shù)為不規(guī)則形狀,這樣的工具很難通過(guò)測(cè)量的方法計(jì)算出工具尖點(diǎn)相對(duì)于初始工具坐標(biāo)tool0的偏移,所以通常采用特殊的標(biāo)定方法來(lái)定義新建的工具坐標(biāo)系。本工作站中使用六點(diǎn)標(biāo)定法,即前四個(gè)點(diǎn)為T(mén)CP標(biāo)定點(diǎn),后兩個(gè)點(diǎn)(X、Z點(diǎn))為方向延伸點(diǎn),可自由選取目標(biāo)點(diǎn),示例過(guò)程如圖10-5~圖10-10所示,進(jìn)行工具數(shù)據(jù)tGripper的設(shè)定。依次完成上述目標(biāo)點(diǎn)的示教,即可生成新的工具坐標(biāo)系。最終,在示教器中自動(dòng)生成工具數(shù)據(jù)tGripper,具體見(jiàn)表10-3。圖10-5點(diǎn)1的設(shè)定位置圖10-6點(diǎn)2的設(shè)定位置圖10-7點(diǎn)3的設(shè)定位置圖10-8點(diǎn)4的設(shè)定位置圖10-9延伸器點(diǎn)Z的設(shè)定位置圖10-10延伸器點(diǎn)X的設(shè)定位置表10-3工具參數(shù)表10-3工具參數(shù)圖10-11工件坐標(biāo)系的設(shè)定位置(4)創(chuàng)建工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)在軌跡類(lèi)應(yīng)用中,由于需要示教大量的目標(biāo)點(diǎn),因此工件坐標(biāo)系尤

為重要。這樣,當(dāng)發(fā)現(xiàn)工件整體偏移以后,只需重新標(biāo)定工件坐標(biāo)

系即可完成調(diào)整。在此工作站中,所需創(chuàng)建的工件坐標(biāo)系如圖10-1

1所示。在圖10-11所示的圖中,根據(jù)3點(diǎn)法,依次移動(dòng)機(jī)器人至X1、X2、Y1

點(diǎn)并記錄,則可自動(dòng)生成工件坐標(biāo)系統(tǒng)Wobj_T。在標(biāo)定工件坐標(biāo)

系時(shí),要合理選取X、Y軸的方向,以保證Z軸方向便于編程使用。X

、Y、Z軸方向符合笛卡爾坐標(biāo)系,即可使用右手來(lái)判定,如圖中+X、+Y、+Z所示。在本工作站中,從俯視圖來(lái)看,其涂膠運(yùn)行軌跡為

繞工件逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),涂膠過(guò)程中的所有目標(biāo)點(diǎn)均使用工具坐標(biāo)系

tGripper和工件坐標(biāo)系統(tǒng)Wobj_T。(5)創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù)工具負(fù)載的參數(shù)為一個(gè)估算值,本工作站中因涂膠工具較輕,故無(wú)

須重新設(shè)定載荷數(shù)據(jù),采用默認(rèn)載荷數(shù)據(jù)load0。在實(shí)際應(yīng)用中,工

具重心及偏移的設(shè)置通常采用系統(tǒng)例行程序LoadIdentify來(lái)自動(dòng)

標(biāo)定。(6)程序模板導(dǎo)入I/O配置完成后,將程序模板導(dǎo)入該機(jī)器人系統(tǒng)中,在示教器的程序

編輯器中可進(jìn)行程序模塊的加載,依次單擊“ABB菜單”→“程

序編輯器”,若出現(xiàn)加載程序提示框,則暫時(shí)單擊“取消”按鈕,之

后可在程序模塊界面中加載流程參照任務(wù)五。瀏覽至前面所創(chuàng)建的備份文件夾,選擇“MainModule.mod”,再單

擊“確定”按鈕,完成程序模板的導(dǎo)入。3.程序編寫(xiě)與調(diào)試(1)工藝要求①在進(jìn)行涂膠軌跡示教時(shí),膠槍姿態(tài)盡量垂直于工件表面。②膠槍針頭位于待涂膠部位縫隙中,且不能與工件接觸;機(jī)器人運(yùn)

行軌跡要求平緩流暢,不能撞上工件損壞針頭。(2)程序編寫(xiě)涂膠工作站依據(jù)實(shí)際需要完成相應(yīng)的直線(xiàn)及圓弧運(yùn)動(dòng),流程較為

簡(jiǎn)單,在涂膠開(kāi)始點(diǎn)置位涂膠信號(hào),在結(jié)束位置處復(fù)位涂膠信號(hào)。

程序如下所示:4.示教目標(biāo)點(diǎn)完成工件坐標(biāo)系標(biāo)定后,需要示教基準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)。涂膠軌跡運(yùn)動(dòng)中

需要示教大量的目標(biāo)點(diǎn),而且在示教目標(biāo)點(diǎn)的過(guò)程中要根據(jù)工藝需求調(diào)整工具姿態(tài),盡量使工具Z軸方向與工件表面保持垂直關(guān)系

。在“程序編輯器”菜單中找到涂膠過(guò)程主程序main(),如圖10-12

所示。移動(dòng)到Target_20位置后將涂膠信號(hào)置位為1,根據(jù)預(yù)先示教好的軌

跡完成直線(xiàn)與圓弧