項目四工業(yè)機器人碼垛編程與操作工業(yè)機器人現(xiàn)場編程與操作教材內(nèi)容任務(wù)一

碼垛機器人工作站的安裝與準備

任務(wù)二

碼垛堆積類型及碼垛流程設(shè)計任務(wù)三

碼垛機器人示教編程任務(wù)四

碼垛機器人程序運行與調(diào)試項目目標

知識目標1)了解工業(yè)機器人碼垛的基本概念及類型。2)掌握碼垛指令的基本功能及應(yīng)用。3)掌握工業(yè)機器人碼垛應(yīng)用的路徑規(guī)劃。4)掌握工業(yè)機器人碼垛應(yīng)用的程序設(shè)計。5)掌握工業(yè)機器人碼垛程序的運行、

調(diào)試和優(yōu)化。技能目標1)能夠根據(jù)工作任務(wù)和布局圖要求,安裝碼垛機器人工作站。2)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,選擇和應(yīng)用合適的碼垛工具。3)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,規(guī)劃碼垛路徑。4)能夠運用I/O指令,控制碼垛工具取、

放工件。5)能夠根據(jù)碼垛指令,編制碼垛機器人程序。6)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,運行碼垛機器人程序,并進行調(diào)試和優(yōu)化。素質(zhì)目標1)培養(yǎng)勇于奮斗、

樂觀向上的精神,具有自我管理能力和較強的集體意識。2)培養(yǎng)協(xié)同合作的能力,多參與實訓室清潔、

維護保養(yǎng)活動,熟悉“6S”管理制度。項目目標工業(yè)機器人應(yīng)用編程證書技能要求-初級3.3.1能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，編制搬運、碼垛等工業(yè)機器人應(yīng)用程序3.3.2能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,編制搬運、碼等綜合流程的工業(yè)機器人應(yīng)用程序3.3.3能夠根據(jù)工藝流程調(diào)整要求及程序運行結(jié)果，對搬運、裝配等工業(yè)機器人應(yīng)用程序進行調(diào)整項目描述

碼垛機器人是一種通過機器人技術(shù)和自動化技術(shù)實現(xiàn)自動化碼垛的設(shè)備。

它采用控制系統(tǒng)和傳感器技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對不同形狀、

尺寸和重量的物品進行高效、

準確的碼垛。

碼垛機器人通常由工業(yè)機器人本體、

控制系統(tǒng)、

夾具和輸送設(shè)備等組成,通過精確的軌跡規(guī)劃和運動控制,實現(xiàn)對物品的抓取、

搬運和碼垛。

碼垛機器人有著相當廣泛的應(yīng)用,大大節(jié)省了勞動力和空間。

碼垛機器人運行靈活精準、

快速高效、

穩(wěn)定性高,作業(yè)效率高。

本項目主要以長方體和正方體工件為例,利用工業(yè)機器人搭載碼垛工具實訓套件,通過示教器手動操作,編寫及應(yīng)用程序,實現(xiàn)對長方體和正方體工件的碼垛功能,同時使學生掌握碼垛機器人應(yīng)用的特點以及碼垛程序的編寫,通過對碼垛程序結(jié)構(gòu)以及碼垛流程的分析,完成碼垛機器人程序的優(yōu)化和調(diào)試。平臺準備任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

碼垛機器人工作站由工業(yè)機器人、

碼垛夾具和碼垛模塊等組成,除工業(yè)機器人外其他主要模塊如圖4-1所示。

碼垛模塊由長方體和正方體工件組成,可以進行機器人堆垛和拆垛練習。

碼運機器人工作站的主要功能是:首先碼垛工具通過快換裝置安裝到碼垛機器人法蘭盤上;然后碼垛工具按照碼垛運行軌跡規(guī)劃,進行工件的堆垛和拆垛。

工作時,在桌面上合適位置安裝好碼垛模塊,將碼垛工具放置于夾具庫位內(nèi),檢查設(shè)備氣壓是否正常。一、碼垛機器人工作站的組成及功能任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

工業(yè)機器人手爪是安裝在工業(yè)機器人手腕上的一種執(zhí)行機構(gòu)，用于抓取物體。以下是一些常見的手爪類型：（1）夾爪式手爪：這種手爪通常由兩個或多個夾爪組成，可以通過氣動、電動或液壓驅(qū)動來夾緊物體。（2）電磁式手爪：這種手爪通過電磁力來夾緊物體，通常用于抓取金屬物體。（3）真空式手爪：這種手爪通過真空吸力來夾緊物體，通常用于抓取輕質(zhì)物體，如紙張、塑料等。（4）柔性手爪：這種手爪通常由柔軟的材料制成，可以適應(yīng)不同形狀和大小的物體。（5）多指手爪：這種手爪模仿人類的手指，可以靈活地抓取物體，通常用于抓取不規(guī)則形狀的物體。二、碼垛工具計劃與決策任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)分析1.工作計劃引導問題1：了解工業(yè)機器人碼垛平臺功能及組成，思考如何進行碼垛模塊的機械安裝？引導問題2：了解工業(yè)機器人工作站氣路，如何進行碼垛工具安裝？計劃與決策任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)分析2.進行決策

引導問題1：分組討論該工業(yè)機器人的碼垛平臺安裝步驟，合理分析工業(yè)機器人的工作空間。

引導問題2：師生討論并確定工業(yè)機器人碼垛工具的安裝和氣路控制，設(shè)置HOME點。1、項目學習準備任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施1）根據(jù)任務(wù)要求,指導教師事先了解教學碼垛機器人工作站,清點設(shè)備所需的功能模塊,做好用電安全檢查和測試,做好預(yù)案(觀察路線、學生分組等)。2）指導教師對操作的安全規(guī)范做出要求，并進行學生任務(wù)分配，如表3-2所示。任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施2.認識碼垛機器人工作站的組成及功能通過課堂學習,認識工業(yè)機器人本體、碼垛工具及碼垛模塊,觀察并記錄安裝布局位置。3.對工業(yè)機器人碼垛工作站進行硬件搭建根據(jù)實訓室安全操作規(guī)范，請同學們進行工業(yè)機器人碼垛工作站進行硬件搭建，其步驟如下：（1)打開模塊存放柜,找到碼垛模塊套件、快換裝置以及內(nèi)六角扳手；（2)把碼垛模塊套件放置桌面，選擇合適的螺釘，把碼垛模塊套件安裝至機器人操作空間的合理位置；（3）碼垛工具安裝:首先把碼垛工具與機器人的快換裝置安裝至機器人六軸法蘭盤上,然后再把碼垛工具安裝至另一個快換裝置上，連接氣路；（4）將碼垛工具放置于夾具架上，完成硬件布局。任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施4.對碼垛機器人進行HOME點示教和氣路測試將對碼垛機器人進行HOME點示教和氣路測試的步驟記錄于表4-3中。5.實訓總結(jié)任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)評價任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)評價任務(wù)一碼垛機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)反饋拓展訓練1.碼垛機器人主要應(yīng)用在哪些行業(yè)及領(lǐng)域?具有什么特點?2.簡述碼垛機器人工作站的組成及功能。3.工業(yè)機器人的碼垛工具具有哪些手爪類型可以配合使用?4.碼垛機器人的工作對象是否需要是規(guī)則布置?說明理由。5.簡述碼垛機器人工作站的安裝過程、

安裝過程遇到的問題及解決方法。任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)準備

一、碼垛堆積的定義及類型

所謂碼垛堆積,是指一種功能,它只需要對幾個具有代表性的點位進行示教,即可從下層到上層按照順序堆上工件。

碼垛堆積由堆上式樣和經(jīng)路式樣兩部分構(gòu)成,如圖4-2所示。一、碼垛堆積的定義及類型

任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)準備

一、碼垛堆積的定義及類型

所謂碼垛堆積,是指一種功能,它只需要對幾個具有代表性的點位進行示教,即可從下層到上層按照順序堆上工件。

碼垛堆積由堆上式樣和經(jīng)路式樣兩部分構(gòu)成,如圖4-2所示。一、碼垛堆積的定義及類型

任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)準備

一、碼垛堆積的定義及類型

碼垛堆積有B、E、BX以及EX四種類型。

如圖4-3所示,所有工件的姿勢一定、

堆上時的底面形狀為直線或者平行四邊形的情形下可采用碼垛堆積類型B;如圖4-4所示,碼垛堆積類型E適用于堆上式樣更為復雜的情形,如改變工件姿勢、

堆上時的底面形狀不是平行四邊形等情形;如圖4-5所示,采用碼垛堆積類型BX、EX,可以設(shè)定多個經(jīng)路式樣。

碼垛堆積類型B、E只能設(shè)定一個經(jīng)路式樣。一、碼垛堆積的定義及類型

任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)準備二、碼垛堆積功能及指令

碼垛堆積指令基于碼垛寄存器的值,根據(jù)堆上式樣計算當前的堆上點位置,并根據(jù)經(jīng)路式樣計算當前的路線,改寫碼垛堆積動

作

指

令

的

位

置

數(shù)

據(jù)。

碼

垛

堆

積

指

令

的

格

式

如

圖4-6所示。

碼垛堆積動作指令是以具有接近點、

堆疊點、

逃點的經(jīng)路點作為位置數(shù)據(jù)的動作指令,是碼垛堆積專用的動作指令。

這些位置數(shù)據(jù)通過碼垛堆積指令每次都被改寫。

碼垛堆積動作指令的格式如圖4-7所示。任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)準備二、碼垛堆積功能及指令

碼垛堆積結(jié)束指令是指計算下一個堆上點,改寫碼垛寄存器的值的指令,其格式如圖4-8所示。計劃與決策任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)分析1.工作計劃

引導問題1：了解工業(yè)機器人碼垛平臺功能及組成，思考如何進行工業(yè)機器人的碼垛工具安裝？

引導問題2：了解工業(yè)機器人碼垛工具氣路，如何進行碼垛工具的氣路安裝？2.進行決策

引導問題1：分組討論該工業(yè)機器人的碼垛平臺安裝步驟，合理分析工業(yè)機器人的工作空間。

引導問題2：師生討論并確定工業(yè)機器人碼垛工具的安裝和氣路控制，設(shè)置HOME點。任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)實施

1.碼垛指令操作訓練

利用示教器進行表4-7中碼垛指令的訓練。任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)實施

2.工業(yè)機器人碼垛流程設(shè)計根據(jù)工作任務(wù)要求，進行工業(yè)機器人碼垛運動，具體步驟如下：1）工業(yè)機器人處于安全點；2）工業(yè)機器人移動到工件上方；3）工業(yè)機器人移動到取料位置；4）工業(yè)機器人抓取物料；5）工業(yè)機器人回到安全點；6）工業(yè)機器人移動到碼垛盤上方；7）工業(yè)機器人移動到放置工件的物料；8）工業(yè)機器人手爪松開放置物料；9）工業(yè)機器人回到碼垛盤上方；10）工業(yè)機器人回到安全點。任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計——任務(wù)評價任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計—任務(wù)評價任務(wù)二碼垛對接類型及碼垛流程設(shè)計—任務(wù)反饋拓展訓練1.簡述工業(yè)機器人碼垛堆積的定義及類型。2.若要完成4行4列4層工件的碼垛,如何建立和設(shè)定碼垛堆積類型B的指令?3.碼垛堆積指令的式樣,有哪幾種類型?4.書寫碼垛機器人的碼垛功能程序,并簡述在示教器中的創(chuàng)建過程。任務(wù)三碼垛機器人示教編程——任務(wù)準備任務(wù)準備

涉及的工業(yè)機器人運動指令及I/O指令如下。1)L線性運動指令。2)J關(guān)節(jié)運動指令。3)C圓弧運動指令。4)RO[1]=ON/OFF。5)DO[115]=ON/OFF。6)CALL指令。7)WAIT指令。8)FOR指令。9)PALLETIZING-B_1:碼垛堆積指令。計劃與決策1.工作計劃

引導問題1:碼垛機器人用到哪些運動指令?碼垛中如何選擇堆積類型?碼垛模塊和工業(yè)機器人如圖4-9所示。

引導問題2:應(yīng)用碼垛工具時,如何標定碼垛工具坐標系和工件坐標系?

任務(wù)三碼垛機器人示教編程——任務(wù)分析計劃與決策任務(wù)三碼垛機器人示教編程——任務(wù)分析2.進行決策

引導問題1:分組討論該碼垛機器人的碼垛過程,并記錄碼垛程序中用到的指令及示教步驟

引導問題2:師生討論并確定碼垛機器人的碼垛軌跡、

碼垛思路和編輯方法。任務(wù)三碼垛機器人示教編程——任務(wù)實施1.碼垛機器人工作站的準備碼垛機器人工作站由6軸工業(yè)機器人、

碼垛工具和碼垛模塊等組成。

工業(yè)機器人需要完成長方體、

正方體工件的碼垛路徑;將碼垛模塊安裝于設(shè)備的合適位置;將碼垛工具安裝于工業(yè)機器人法蘭盤或者工具架上。2.碼垛機器人程序的編寫根據(jù)工作任務(wù)要求,完成對長方體、

正方體工件的碼垛的程序設(shè)計。

程序見表4-11。3.利用示教器創(chuàng)建碼垛機器人程序任務(wù)三碼垛機器人示教編程——任務(wù)評價任務(wù)三碼垛機器人示教編程—任務(wù)評價任務(wù)三碼垛機器人示教編程—任務(wù)反饋拓展訓練1.簡述FANUC工業(yè)機器人碼垛堆積指令的應(yīng)用及設(shè)置方法。2.碼垛機器人程序設(shè)計中設(shè)置了幾個計數(shù)器?計數(shù)器如何進行清零?3.根據(jù)任務(wù)要求,編寫并在示教器中創(chuàng)建正方體工件的碼垛程序。任務(wù)四碼垛機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)準備一、機器人程序優(yōu)化與調(diào)試要求

一、碼垛機器人程序優(yōu)化與調(diào)試要求根據(jù)碼垛工藝要求調(diào)試碼垛機器人程序,首先根據(jù)控制要求繪制優(yōu)化碼垛機器人程序流程圖,然后創(chuàng)建碼垛機器人主程序和子程序。

子程序主要包括碼垛機器人系統(tǒng)初始化子程序、

取碼垛工具子程序、

碼垛子程序,放置碼垛工具子程序。

創(chuàng)建子程序前要先設(shè)計好碼垛機器人的運行軌跡,并定義好碼垛機器人的程序點。二、設(shè)計優(yōu)化碼垛機器人程序的流程圖根據(jù)碼垛機器人控制功能,設(shè)計優(yōu)化碼垛機器人程序的流程圖,如圖4-10所示。計劃與決策1.工作計劃

引導問題1：手動操作碼垛機器人進行碼垛程序單步、

連續(xù)運行的步驟是什么

引導問