任務(wù)6.4編寫與調(diào)試工業(yè)機(jī)器人碼垛程序沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)描述工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)碼垛作業(yè)簡易工作站如圖6-22所示，本任務(wù)試建立RAPID程序，使工業(yè)機(jī)器人將傳送帶送來的工件按照圖6-23所示方式在貨架上碼成貨垛。圖6-22碼垛工件站

圖6-23垛形示意圖任務(wù)內(nèi)容創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)1234構(gòu)建程序框架編寫碼垛程序示教點(diǎn)位與調(diào)試1創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)

1.創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)此工作站中，工具部件為吸盤工具，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)tGrip的工具坐標(biāo)，如圖6-24所示。圖6-24創(chuàng)建工具坐標(biāo)系本搬運(yùn)工作站使用的吸盤工具部件較為規(guī)整。新建的吸盤工具坐標(biāo)系tGrip只是坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于tool0來說沿著其Z軸正方向偏移200mm，X軸、Y軸、Z軸方向不變，沿用tool0方向。吸盤工具質(zhì)量24kg，重心沿tool0坐標(biāo)系Z方向偏移130mm。直接輸入工具的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建工具坐標(biāo)，參數(shù)見表6-13。參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值tGripTRUEtransX0Y0Z200rotq11q20q30q40mass24cogX0Y0Z130

其余參數(shù)均為默認(rèn)值創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)表6-13工具坐標(biāo)系參數(shù)表創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)圖6-25創(chuàng)建有效載荷數(shù)據(jù)2.創(chuàng)建有效載荷數(shù)據(jù)1）工作站需要?jiǎng)?chuàng)建2個(gè)載荷數(shù)據(jù)，分別為空載載荷LoadEmpty和滿載載荷LoadFull，如圖6-25所示。2）設(shè)置時(shí)只需設(shè)置質(zhì)量和重心2個(gè)數(shù)據(jù)，空載載荷LoadEmpty和滿載載荷LoadFull參數(shù)設(shè)置如圖6-26所示。創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)圖6-26空載載荷LoadEmpty和滿載載荷LoadFull參數(shù)設(shè)置創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)圖6-27DSQC652通信板配置3.根據(jù)工業(yè)機(jī)器人所使用的I/O通信板，選擇合適的輸出端口為工具提供的控制信號(hào)。本任務(wù)以DSQC652型通信板為例，其所使用的參數(shù)見表6-14。設(shè)置完成后，如圖6-27所1234NameTypeofUnitConnectedtoBusDeviceNetAddressd652DSQC652DeviceNet10表6-14

DSQC652通信板參數(shù)配置表4.配置輸入輸出信號(hào)I/O通信板設(shè)置完成后，參照表6-15配置I/O信號(hào)參數(shù)。功能信號(hào)信號(hào)類型地址工件傳送到位diBoxInPos數(shù)字輸入4托盤在位diPalletInPos數(shù)字輸入5吸盤真空開關(guān)doGrip數(shù)字?jǐn)?shù)出4表6-15I/O信號(hào)參數(shù)表創(chuàng)建相關(guān)程序數(shù)據(jù)2構(gòu)建程序框架

構(gòu)建程序框架工業(yè)機(jī)器人碼垛作業(yè)程序模塊如圖6-28所示。其中，首先調(diào)用了初始化程序rInitAll(),并通過WHILE循環(huán)指令將其與其他運(yùn)行程序指令隔離；在循環(huán)指令中，首先設(shè)置了碼垛作業(yè)的啟動(dòng)條件:工件到位、吸盤未打開和工件未滿載;然后通過抓取程序rPick()、放置點(diǎn)計(jì)算程序rPos()和放置程序rPlace()完成碼垛作業(yè)。在抓取物件之前,需要先判斷貨垛上的工件是否放滿，因此需要對(duì)碼放的工件計(jì)數(shù),當(dāng)碼放工件數(shù)達(dá)到每層要求的6個(gè)工件時(shí),需要重新計(jì)數(shù)。由于需要碼放的工件較少，在放置點(diǎn)計(jì)算程序rPos()中可采用TEST指令設(shè)置每個(gè)工件所對(duì)應(yīng)的放置點(diǎn)位置:而當(dāng)碼放工件較多時(shí)，可采用數(shù)組來存放放置點(diǎn)位置，并在程序中設(shè)置相應(yīng)的調(diào)用位置指令。因此，根據(jù)任務(wù)要求，建立1個(gè)程序模塊Module2,模塊中包含5個(gè)例行程序,其中1個(gè)主程序main()、1個(gè)初始化程序rInitAll()、1個(gè)拾取工件例行程序rPick()、1個(gè)放置工件例行程序rPlace()，以及工件位置計(jì)算例行程序rPos()。圖6-28碼垛作業(yè)程序模塊3編寫碼垛程序

編寫碼垛程序1.初始化程序初始化程序用于完成在基礎(chǔ)工作站中機(jī)器人回原點(diǎn)的功能，還需要對(duì)輸出信號(hào)及計(jì)數(shù)變量進(jìn)行復(fù)位，程序編寫如圖6-29所示。由于工業(yè)機(jī)器人是多軸串聯(lián)結(jié)構(gòu)，因而TCP可以多種方式到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人會(huì)通過配置各軸數(shù)據(jù)使TCP以一種確定的方式到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，即軸配置。工業(yè)機(jī)器人一般默認(rèn)對(duì)軸配置進(jìn)行監(jiān)控，使工業(yè)機(jī)器人按照程序中的軸配置完成相關(guān)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)無法完成時(shí)，程序?qū)⑼Ｖ箞?zhí)行。在碼垛作業(yè)的RAPID編程中，為了使工業(yè)機(jī)器人能夠在運(yùn)動(dòng)時(shí)，采取最接近當(dāng)前狀態(tài)的軸配置數(shù)據(jù)達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，而不至于出現(xiàn)因無法完成運(yùn)動(dòng)而停止執(zhí)行程序的情況，就需要采用ConfJ指令和ConfL指令來關(guān)閉軸配置監(jiān)控。圖6-29初始化程序2.拾取工件例行程序拾取工件例行程序完成從傳送帶末端將工件抓取的功能，程序編寫如圖6-30所示

編寫碼垛程序圖6-30

拾取工件例行程序3.放置工件例行程序放置工件例行程序用以完成將抓取的工件放置到正確的位置（該位置已經(jīng)過運(yùn)算處理），并將計(jì)數(shù)值加1，如果計(jì)數(shù)超過目標(biāo)數(shù)（碼垛2層，計(jì)數(shù)目標(biāo)為10），則將托盤滿的標(biāo)志bPalletFull1置為TRUE，程序編寫如圖6-31所示。

編寫碼垛程序圖6-31放置工件例行程序4.工件位置計(jì)算例行程序位置計(jì)算例行程序完成碼垛各個(gè)位置的計(jì)算，本例中以碼垛2層，pBase1和pBase2為示教基準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算碼垛的10個(gè)位置，程序如下：

編寫碼垛程序5.主程序主程序用于整個(gè)流程的控制，程序如下：

編寫碼垛程序4示教點(diǎn)位與調(diào)試示教點(diǎn)位與調(diào)試在調(diào)試碼垛機(jī)器人程序時(shí)，為保證設(shè)備與人身安全，最好先在虛擬仿真系統(tǒng)中進(jìn)行，待操作熟練并確認(rèn)程序調(diào)試無誤后，再到實(shí)際設(shè)備上調(diào)試。無論虛擬系統(tǒng)還是實(shí)際設(shè)備，調(diào)試時(shí)遵循以下操作步驟。1）將程序中的點(diǎn)位修改到準(zhǔn)確的目標(biāo)位置，并確認(rèn)。修改時(shí)先將機(jī)器人移動(dòng)到目標(biāo)位置，再選擇點(diǎn)位點(diǎn)擊“修改位置”。此過程中要注意總結(jié)將機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地移動(dòng)到目標(biāo)位置的方法與經(jīng)驗(yàn)。2）手動(dòng)單步調(diào)試運(yùn)行。在機(jī)器人手動(dòng)狀態(tài)下，逐一點(diǎn)擊前進(jìn)一步按鈕，以單步運(yùn)行方式運(yùn)行機(jī)器人程序，檢查點(diǎn)位、程序指令、程序邏輯是否有錯(cuò)。若運(yùn)行中有錯(cuò)，應(yīng)立刻松開示教器上的使能按鍵停止運(yùn)行，進(jìn)行查錯(cuò)、修改與錯(cuò)誤情況記錄。3）手動(dòng)單步調(diào)試運(yùn)行兩遍及以上均無誤后，按“實(shí)施情況自查表”中的檢查項(xiàng)目逐項(xiàng)檢查并記錄，看是否合格。4）手動(dòng)連續(xù)運(yùn)行機(jī)器人程序，檢查點(diǎn)位、程序指令、程序邏輯是否有錯(cuò)。若運(yùn)行中有錯(cuò)，應(yīng)立刻松開示教器上的使能按鍵停止運(yùn)行，進(jìn)行查錯(cuò)、修改與錯(cuò)誤情況記錄。示教點(diǎn)位與調(diào)試如圖6-32所示，程序中需要示教的關(guān)鍵目標(biāo)點(diǎn)主要有：工作原點(diǎn)(phome）、傳送帶抓取工件位置（pPick）、放置基準(zhǔn)點(diǎn)1（pBase1）以及放置基準(zhǔn)點(diǎn)2（pBase2），示教位置如圖6-33所示。圖6-32關(guān)鍵目標(biāo)點(diǎn)示教點(diǎn)位與調(diào)試b）傳送帶抓取工件位置（pPick）a）工作原點(diǎn)(phome）

c）放置基準(zhǔn)點(diǎn)1（pBase1）

d）放置基準(zhǔn)點(diǎn)2（pBase2）圖6-33

關(guān)鍵目標(biāo)點(diǎn)示教位置示教完成后，點(diǎn)擊“調(diào)試”，在彈出選項(xiàng)框中選擇“檢查程序”在彈出的“未發(fā)現(xiàn)任何錯(cuò)誤”提示框中點(diǎn)擊“確定”，再在“調(diào)試”選項(xiàng)框中選擇“PP移至Main”選項(xiàng)，按下使能器按鈕，然后點(diǎn)擊“程序啟動(dòng)”，如圖6-34所示。注意觀察機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)情況。

示教點(diǎn)位與調(diào)試

圖6-34

程序檢查及調(diào)試值得注意的是，一般以貨架的角點(diǎn)或中心點(diǎn)作為原點(diǎn)，創(chuàng)建工件坐標(biāo)系，以貨架擺放方向作為坐標(biāo)系的方向。為了減小工業(yè)機(jī)器人手臂振動(dòng)對(duì)抓取物件精確度的影響,應(yīng)盡可能地減小夾具靠近工件的速度，并在預(yù)設(shè)的路徑中多示教幾個(gè)參考點(diǎn)，從而加強(qiáng)路徑的可控性。若