工業(yè)機(jī)器人離線編程課程主要內(nèi)容第一章工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知第二章激光切割工業(yè)機(jī)器人的離線編程第三章搬運(yùn)機(jī)器人的離線編程第四章碼垛機(jī)器人的離線編程第五章輸送鏈搬運(yùn)工作站的構(gòu)建與運(yùn)行學(xué)習(xí)情境2：數(shù)控系統(tǒng)顯示畫面及操作

第4章碼垛機(jī)器人的離線編程學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)中斷程序的運(yùn)用2.學(xué)會(huì)碼垛常用I/O配置3.學(xué)會(huì)使用離線軟件進(jìn)行碼垛數(shù)據(jù)創(chuàng)建4.學(xué)會(huì)使用離線軟件進(jìn)行碼垛程序編寫5.學(xué)會(huì)碼垛節(jié)拍優(yōu)化技巧任務(wù)描述工作站以箱體碼垛為例，利用IRB460機(jī)器人完成碼垛任務(wù)，整個(gè)工作站由產(chǎn)品輸入線和產(chǎn)品輸出位組成。工作站中已經(jīng)預(yù)設(shè)碼垛動(dòng)作效果（包含產(chǎn)品輸送流轉(zhuǎn)、夾具動(dòng)作、產(chǎn)品的拾取和放置等），大家需要在此工作站中依次完成I/O配置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、目標(biāo)點(diǎn)示教、程序編寫及調(diào)試，最終完成整個(gè)碼垛工作站的碼垛任務(wù)。4.1知識(shí)儲(chǔ)備——高級(jí)指令

ConfL用于指定機(jī)器人在線性運(yùn)動(dòng)及圓弧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否嚴(yán)格遵循程序中已設(shè)定的軸配置參數(shù)。在默認(rèn)情況下，軸配置監(jiān)控是打開的，當(dāng)關(guān)閉軸配置監(jiān)控后，機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采取最接近當(dāng)前軸配置數(shù)據(jù)的配置到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)，影響的是MoveL（線性運(yùn)動(dòng)）指令的執(zhí)行。4.1.1軸配置監(jiān)控指令1.指令ConfL示例：CONSTrobtargetp10:=*.*.*].[**,**],[1,0,1,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];！目標(biāo)點(diǎn)p10中，數(shù)據(jù)[1,0,1,0]就是此目標(biāo)點(diǎn)的軸配置數(shù)據(jù)ConfL\Off;MoveLp10,v1000,fine,tool0;在某些應(yīng)用場(chǎng)合，如離線編程創(chuàng)建目標(biāo)點(diǎn)或手動(dòng)示教相鄰兩目標(biāo)點(diǎn)間軸配置數(shù)據(jù)相差較大時(shí)，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中容易出現(xiàn)報(bào)警“軸配置錯(cuò)誤”而造成停機(jī)。此種情況下，若對(duì)軸配置要求較高，則一般通過(guò)添加中間過(guò)渡點(diǎn);若對(duì)軸配置要求不高，則可通過(guò)指令ConfL\Off關(guān)閉軸監(jiān)控，使機(jī)器人自動(dòng)匹配可行的軸配置來(lái)到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)。4.1.1軸配置監(jiān)控指令1.指令ConfLConfJ用法與ConfL相同，只不過(guò)前者為關(guān)節(jié)線性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的軸監(jiān)控開關(guān)，影響的是MoveJ；而后者為線性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的軸監(jiān)控開關(guān)，影響的是MoveL4.1.1軸配置監(jiān)控指令2.指令ConfJ在搬運(yùn)過(guò)程中，為了提高節(jié)拍時(shí)間，在控制吸盤夾具動(dòng)作過(guò)程中，吸取物品時(shí)需要提前打開真空，在放置物品時(shí)也需要提前釋放真空。為了能夠準(zhǔn)確地觸發(fā)吸盤夾具動(dòng)作，通常采用動(dòng)作觸發(fā)指令TiggL來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。動(dòng)作觸發(fā)指令TriggL是在線性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在指定的位置觸發(fā)事件，如置位輸出信號(hào)和激活中斷等。動(dòng)作觸發(fā)指令可以定義多種類型的觸發(fā)事件，如觸發(fā)信號(hào)Tiggl/O、觸發(fā)裝置動(dòng)作TriggEquip,以及觸發(fā)中斷TiggInt。4.1.2動(dòng)作觸發(fā)指令VARtriggdataGripOpen；TriggEquipGripOpen,10,0.1\DOp:=doGripOn，1；TriggLpl,v500，GripOpen,z10,gun1;

如果觸發(fā)距離的參考點(diǎn)是起點(diǎn)，則在觸發(fā)距離后面添加變量\Start,例如:TriggEquipGripOpen,10\Start,0.1\DOp:=doGripOn,l;4.1.2動(dòng)作觸發(fā)指令示例：觸發(fā)裝置動(dòng)作程序，要求在距離終點(diǎn)10mm位置處觸發(fā)機(jī)器人夾具的動(dòng)作。在RAPID程序執(zhí)行過(guò)程中，如果發(fā)生需要緊急處理的情況，這時(shí)就要求工業(yè)機(jī)器人中斷當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，程序指針PP馬上跳轉(zhuǎn)到專門的程序中對(duì)緊急的情況進(jìn)行相應(yīng)處理，處理結(jié)束后程序指針PP返回原來(lái)被中斷的地方，繼續(xù)往下執(zhí)行程序。專門用來(lái)處理緊急情況的專門程序，被稱為中斷程序(TRAP)。中斷程序經(jīng)常用于出錯(cuò)處理、外部信號(hào)響應(yīng)等實(shí)時(shí)響應(yīng)要求高的場(chǎng)合。4.1.3中斷及功能程序1.中斷程序示例:PROCrIntall（）！用于初始化的例行程序VARintnumintnol;!定義中斷數(shù)據(jù)intnolIDeleteintnol;!取消當(dāng)前中斷符intnol的連接，預(yù)防誤觸發(fā)CONNECTintnolWITHtTrap;!將中斷符與中斷程序tTrap連接ISignalDIdil,1,intnol;!定義觸發(fā)條件，即當(dāng)數(shù)字輸人信號(hào)dil為1時(shí)，觸發(fā)該中斷程序ENDPROCTRAPtTrap！中斷程序regl:=reg1+1;ENDTRAP

4.1.3中斷及功能程序1.中斷程序在ABB工業(yè)機(jī)器人的RAPID編程中的功能（FUNCTION）可以看作帶返回值的例行程序，并可以將其封裝成為一個(gè)指定功能的模塊，使用時(shí)值需要輸入指定類型的數(shù)據(jù)就可以返回一個(gè)值存放到對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)。4.1.3中斷及功能程序2.功能程序示例：FUNCboolCurrentPos(robtargetComparePos,INOUTtooldataTCP)!檢測(cè)目標(biāo)點(diǎn)功能程序，帶有兩個(gè)參數(shù)，比較目標(biāo)點(diǎn)和所使用的工具數(shù)據(jù)VARnumCounter:=0;!定義數(shù)字型數(shù)據(jù)CounterVARrobtargetActualPos;!定義目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)ActualPosActualPos:=CRobT(\Tool:=tGripper\WObj:=wobj0);!利用CRobT功能讀取當(dāng)前機(jī)器人目標(biāo)位置并賦值給ActualPosIFActualPos.trans.x>ComparePos.trans.x-25ANDActualPos.trans.x<ComparePos.trans.x+25Counter:=Counter+1;IFActualPos.trans.y>ComparePos.trans.y-25ANDActualPos.trans.y<ComparePos.trans.y+25Counter:=Counter+1;4.1.3中斷及功能程序2.功能程序IFActualPos.trans.z>ComparePos.trans.z-25ANDActualPos.trans.z<ComparePos.trans.z+25Counter:=Counter+1;IFActualPos.rot.q1>ComparePos.rot.q1-0.1ANDActualPos.rot.q1<ComparePos.rot.q1+0.1Counter:=Counter+1;IFActualPos.rot.q2>ComparePos.rot.q2-0.1ANDActualPos.rot.q2<ComparePos.rot.q2+0.1Counter:=Counter+1;IFActualPos.rot.q3>ComparePos.rot.q3-0.1ANDActualPos.rot.q3<ComparePos.rot.q3+0.1Counter:=Counter+1;IFActualPos.rot.q4>ComparePos.rot.q4-0.1ANDActualPos.rot.q4<ComparePos.rot.q4+0.1Counter:=Counter+1;RETURNCounter=7;

ENDFUNC4.1.3中斷及功能程序2.功能程序PROCrCheckHomePos()!檢測(cè)是否在Home點(diǎn)程序VARrobtargetpActualPos;!定義一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)pActualPosIFNOTCurrentPos(pHome,tGripper)THENpActualpos:=CRobT(\Tool:=tGripper\WObj:=wobj0);pActualpospActualpos.trans.z:=pHome.trans.z!將pHome點(diǎn)的Z值賦給pActualpos點(diǎn)的Z值MoveLpActualpos,v100,z10,tGripper;!移至已被賦值的后的pActualpos點(diǎn)MoveLpHome,v100,fine,tGripper；!移至pHome，目的是需要先將機(jī)器人提升至與pHome點(diǎn)一樣的高度，之后再平移至pHome點(diǎn)，這樣可以簡(jiǎn)單地規(guī)劃一條安全回Home點(diǎn)的軌跡ENDIFENDPROC4.1.3中斷及功能程序2.功能程序程序中的數(shù)據(jù)大多是組合型數(shù)據(jù)，包含多項(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。例如：PERSrobtargetP10:=[[0,0,0],[1,0,0,0],[0,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];PERSrobtargetP20:=[[100,0,0],[0,0,1,0],[1,0,1,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)中包含了4組數(shù)據(jù)，從前往后依次為：TCP位置數(shù)據(jù)[100,0,0](trans)、TCP姿態(tài)數(shù)據(jù)[0,0,1,0](rot)、軸配置參數(shù)[1,0,1,0](robconf)和外部數(shù)據(jù)[9E9,9E9、9E9，9E9,9E9,9E9](extax)，可以分別對(duì)該數(shù)據(jù)的各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行操作。4.1.4復(fù)雜數(shù)據(jù)如：P10.trans.x:=P20.trans.x+30;P10.trans.y:=P20.trans.y-30;P10.trans.z:=P20.trans.z+60;P10.rot:=P20.rot;P10.robconf:=P20.Robconf;進(jìn)行賦值后P10變?yōu)椋篜10:=[[130,-30,60],[0,0,1,0],[1,0,1,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];4.1.4復(fù)雜數(shù)據(jù)4.2任務(wù)實(shí)施——碼垛機(jī)器人編程與仿真4.2.1配置I/O單元及信號(hào)1.配置I/O單元

Name

Network

Address

Board10

DeviceNet

102.配置I/O信號(hào)4.2.1配置I/O單元及信號(hào)NameType

of

SignalAssignedtoDeviceDevice

MappingI/O

信號(hào)注解di01_BoxInPos_RDigital

Inputboard101產(chǎn)品到位信號(hào)di03_PalletPos_RDigital

Inputboard103碼盤到位信號(hào)di07_MotorOnDigital

Inputboard107電動(dòng)機(jī)上電di08_StartDigital

Inputboard108程序開始di09_StopDigital

Inputboard109程序停止di10_StartAtMainDigital

Inputboard1010從主程序開始di11_EstopResetDigital

Inputboard1011急停復(fù)位2.配置I/O信號(hào)4.2.1配置I/O單元及信號(hào)NameType

of

SignalAssignedtoDeviceDevice

MappingI/O

信號(hào)注解do00_ClampActDigital

Outputboard100控制夾板do01_HooKActDigital

Outputboard101控制鉤爪do03_PalletFull_RDigital

Outputboard102碼盤滿載信號(hào)do05_AutoOnDigital

Outputboard103電機(jī)上電do06_EstopDigitalOutputboard104急停狀態(tài)do07_CycleOnDigitalOutputboard105運(yùn)行狀態(tài)do08_ErrorDigitalOutputboard106程序報(bào)錯(cuò)3.配置系統(tǒng)輸入與輸出4.2.1配置I/O單元及信號(hào)TypeSignalNameActionArgumen1注釋SystemInputdi07_MotorOnMotorOn無(wú)電動(dòng)機(jī)上電SystemInputdi08_StartStartContinuous程序啟動(dòng)SystemInputdi09_StopStop無(wú)程序停止SystemInputdi10_StartAtMainStartAtMainContinuous從主程序啟動(dòng)SystemInputdi11_EstopResetReset

Emergencystop無(wú)急停狀態(tài)恢復(fù)SystemOutputdo05_AutoOnAutoOn無(wú)電動(dòng)機(jī)上電狀態(tài)SystemOutputdo06_EstopEmergencystop無(wú)急停狀態(tài)SystemOutputdo07_CycleOnCycleOn無(wú)程序正在運(yùn)行SystemOutputdo08_ErrorExecutionErrorT_ROB1程序報(bào)錯(cuò)4.2.2創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)參數(shù)名稱參數(shù)值robotholdTRUEtransX0Y0Z527rotq11q20q30q40mass20cogX0Y0Z150其余參數(shù)均為默認(rèn)值4.2.3創(chuàng)建工件坐標(biāo)系4.2.4創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù)參數(shù)名稱參數(shù)值mass20cogX0Y0Z300其余參數(shù)均為默認(rèn)值4.2.5程序

在任務(wù)工作站中，需要示教的目標(biāo)點(diǎn)有4個(gè)，分別是安全點(diǎn)pHome、拾取基準(zhǔn)點(diǎn)pPick_R、放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase0_R和pPlaceBase90_R，如圖所示。這4個(gè)點(diǎn)的示教均可在手動(dòng)示教目標(biāo)點(diǎn)子程序中完成。4.3知識(shí)拓展在編寫程序的過(guò)程中，有時(shí)候需要調(diào)用大量同種類型、同種用途的數(shù)據(jù)，可以用數(shù)組來(lái)存放這些數(shù)據(jù)。例：定義一個(gè)二維數(shù)組PERSnum1｛3，4｝：=[[1,2,3,4],[2,3,4,5],[3,4,5,6]]!定義二維數(shù)組num1VARnum2：=num1｛3，4｝！num1中｛3，4｝的值（即6）被賦值給num24.3.1數(shù)組4.3.1數(shù)組對(duì)于一些常見(jiàn)的碼垛，可以利用數(shù)組來(lái)存放各個(gè)擺放位置數(shù)據(jù)，在放置程序中直接調(diào)用該數(shù)據(jù)即可。如圖所示，需要擺放5個(gè)位置，產(chǎn)品尺寸為600mmx400mm。要存儲(chǔ)5個(gè)擺放位置的數(shù)據(jù)，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè){5，4}的數(shù)組。數(shù)組中有5組數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)5個(gè)擺放位置；每組數(shù)據(jù)中有4項(xiàng)數(shù)值，分別對(duì)應(yīng)x、y、z的偏移值及旋轉(zhuǎn)角度。創(chuàng)建數(shù)組后，只需要示教一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。

程序?yàn)椋篜ERSnumnPosition｛5，4｝：=[[0,0,0,0],[600,0,0,0],[-100,500,0,-90],[300,500,0,-90],[700,500,0,-90]];PERSnumnCount：=1；！定義數(shù)字型數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)品計(jì)數(shù)PROCrPlace()……MoveLRelTool（P1，nPosition｛nCount，1｝，nPosition｛nCount，2｝，nPosition｛nCount，3｝\Rz:=nPosition｛nCount，4｝），V1000,fine,tGripper\WobjPallet_R;……ENDPROC

4.3.1數(shù)組4.3.2帶參數(shù)的例行程序當(dāng)幾個(gè)例行程序的執(zhí)行過(guò)程相似，只是起點(diǎn)不同時(shí)，可編寫成帶參數(shù)的例行程序，可以實(shí)現(xiàn)常用功能的模塊化，通過(guò)參數(shù)傳遞到例行程序中執(zhí)行，可以簡(jiǎn)化整個(gè)程序并提高編程效率。

例：編制一個(gè)帶參數(shù)的正方形繪制通用程序。程序中需要用到兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)是正方形的頂點(diǎn)，一個(gè)是正方形的邊長(zhǎng)。4.3.2帶參數(shù)的例行程序在調(diào)用此帶帶參數(shù)的例行程序時(shí)，需要輸入一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)作為正方形的頂點(diǎn)，同時(shí)還需要輸入一個(gè)數(shù)字型數(shù)據(jù)作為正方形的邊長(zhǎng)。在程序中，調(diào)用正方形繪制程序，機(jī)器人的運(yùn)行軌跡以P10為起點(diǎn)，繪制邊長(zhǎng)為150mm的正方形，如圖所示。4.3.3碼垛節(jié)拍優(yōu)化1.整個(gè)機(jī)器人的碼垛系統(tǒng)布局要合理，使拾取點(diǎn)和放置點(diǎn)盡可能近，優(yōu)化夾具，縮短重量，縮短夾具開合時(shí)間;盡可能縮短機(jī)器人空運(yùn)