1、ABBa-ZH-9ABB 搬運(yùn)工作站9.1 任務(wù)目標(biāo) 了解工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站布局。 學(xué)會(huì)搬運(yùn)常用 I/O 配置。 學(xué)會(huì)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建。 學(xué)會(huì)目標(biāo)點(diǎn)示教。 學(xué)會(huì)程序調(diào)試。 學(xué)會(huì)搬運(yùn)程序編寫。9.2 任務(wù)描述本工作站以太陽能薄板搬運(yùn)為例，利用 IRB120機(jī)器人在流水線上拾取太陽能薄板工件，將其搬運(yùn)至 暫存盒中，以便周轉(zhuǎn)至下一工位進(jìn)行處理。本工作站中已經(jīng)預(yù)設(shè)搬運(yùn)動(dòng)作效果，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)搬運(yùn)工作站的搬運(yùn)過程。通 過本章的學(xué)習(xí)，使大家學(xué)會(huì)工業(yè)機(jī)器人的搬運(yùn)應(yīng)用，學(xué)會(huì)工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)程序的編寫技巧。ABB 機(jī)器人在搬運(yùn)方面

2、有眾多成熟的解決方案，在 3C、食品、醫(yī)藥、化工、金屬加工、太陽能等領(lǐng)域 均有廣泛的應(yīng)用，涉及物流輸送、周轉(zhuǎn)、倉儲(chǔ)等。采用機(jī)器人搬運(yùn)可大幅提高生產(chǎn)效率、節(jié)省勞動(dòng)力成本、 提高定位精度并降低搬運(yùn)過程中的產(chǎn)品損壞率。1.ABB 推出的一款迄今為止最小的多用途工業(yè)機(jī)器人緊湊、敏捷、輕量的六軸 IRB120，僅重 25kg，荷重 3kg（垂直腕為 4kg），工作范圍達(dá) 580mm。9.3 知識(shí)儲(chǔ)備9.3.1RobotStudio 知識(shí)準(zhǔn)備1.工作站共享在 RobotStudio 中，一個(gè)完整的機(jī)器人工作站既包含前臺(tái)所操作的工作站文件，還包含一個(gè)后臺(tái)運(yùn)行的 機(jī)器人系統(tǒng)文件。當(dāng)需要共享 RobotStud

3、io 軟件所創(chuàng)建的工作站時(shí)，可以利用“文件”菜單中的“共享”功能， 使用其中“打包”功能，可以將所創(chuàng)建的機(jī)器人工作站打包成工作包（.rspag 格式）；利用“解包”功能，可以將 該工作包在另外的計(jì)算機(jī)上解包使用。1. 打包：創(chuàng)建一個(gè)包含虛 擬控制器、庫和附加選 項(xiàng)媒體庫的工作站包。2. 解包：解包所打包的文 件，啟動(dòng)并恢復(fù)虛擬控 制器，打開工作站。2.加載 RAPID 程序模塊 在機(jī)器人應(yīng)用過程中，如果已有一個(gè)程序模板，則可以直接將該模板加載至機(jī)器人系統(tǒng)中。例如，已有 1#機(jī)器人程序，2#機(jī)器人的應(yīng)用與 1#機(jī)器人相同，那么可以將 1#機(jī)器人的程序模塊直接導(dǎo)入 2#機(jī)器人 中。加載方法有以下兩

4、種。（1）軟件加載在 RobotStudio 中的“RAPID”菜單中可以加載程序模塊。在 RobotStudio 5.15 之前的版本中，此功能在“離 線”菜單的中，“在線”菜單中也有該功能，前者針對的是 PC 端仿真的機(jī)器人系統(tǒng)，后者針對的是利用網(wǎng)線連 接的真實(shí)的機(jī)器人系統(tǒng)。1. 切換到“RAPID”菜單，展 開 右 側(cè) RAPID ， 右 擊 “T_ROB1”，選擇“加載模 塊”。2. 瀏覽至需要加載的程序 模塊文件，單擊“打開” 按鈕。（2）示教器加載在示教器中依次單擊：ABB 菜單程序編輯器模塊文件加載模塊，之后瀏覽至所需加載的模塊進(jìn) 行加載。1.在程序編輯器模塊欄中 單擊“文件”。

5、2.單擊加載模塊3. 瀏覽至所需加載的程序 模塊文件，單擊“確定” 按鈕。3.加載系統(tǒng)參數(shù) 在機(jī)器人應(yīng)用過程中，如果已有系統(tǒng)參數(shù)文件，則可以直接將該參數(shù)文件加載至機(jī)器人系統(tǒng)中。例如，已有 1#機(jī)器人 I/O 配置文件，2#機(jī)器人的應(yīng)用與 1#機(jī)器人相同，那么可以將 1#機(jī)器人的 I/O 配置文件直接 導(dǎo)入 2#機(jī)器人中。系統(tǒng)參數(shù)文件存放在備份文件夾中的 SYSPAR 文件目錄下，其中最常用的是其中的 EIO 文 件，即機(jī)器人 I/O 系統(tǒng)配置文件。系統(tǒng)參數(shù)加載方法有以下兩種：*一般地，兩臺(tái)硬件配置一致的機(jī)器人會(huì)共享 I/O 設(shè)置文件 EIO.cfg，其他的文件可能會(huì)造成系統(tǒng)故障。若錯(cuò)誤加載參數(shù)

6、后，可做一個(gè)“I 啟動(dòng)”使機(jī)器人回到出廠初始狀態(tài)。（1）軟件加載在 RobotStudio 中，“控制器”菜單的“加載參數(shù)”功能可以用于加載系統(tǒng)參數(shù)。1.在“控制器”菜單中單擊“加載參 數(shù)”2.勾選“ 載入?yún)?shù)并覆蓋重復(fù)項(xiàng)”之后單擊“打開”按鈕。3. 在“File name”（即“文件名稱”） 中 輸 入 “EIO” ， 單 擊 跳 出 來 的 EIO.cfg，之后單擊“Open”按鈕。備份文件夾中的系統(tǒng)參數(shù)文件 保存在“SYSPAR” 文件夾下。瀏覽至 “SYSPAR”目錄后，若不能顯示系統(tǒng)參 數(shù)文件，則需要在“File name”（即文 件名稱）中輸入“EIO”，則自動(dòng)跳出 “EIO.cf

7、g”，單擊“Open”按鈕之后即可 打開。（2）示教器加載在示教器中依次單擊：ABB 菜單控制面板配置文件加載參數(shù)，加載方式一般也選取第三項(xiàng)，即“加載后覆蓋重復(fù)項(xiàng)”，之后瀏覽至所需加載的系統(tǒng)參數(shù)文件進(jìn)行加載。1.打開“文件”菜單。2.單擊“加載參數(shù)”。3.勾選“加載參數(shù)并替換副本”，之 后單擊“加載”按鈕。4.瀏覽至所需加載的系統(tǒng)參數(shù)文件，選中“EIO.cfg”，單擊“確定”按鈕，重新啟動(dòng)即可。4.仿真 I/O 信號(hào)在仿真過程中，有時(shí)需要手動(dòng)去仿真一些 I/O 信號(hào)，以使當(dāng)前工作站滿足機(jī)器人運(yùn)行條件。在 RobotStudio軟件的“仿真”菜單中利用“I/O 仿真器”可對 I/O 信號(hào)進(jìn)行仿真

8、。1. 單擊“ 仿真” 菜單中的“I/O 仿真 器”即可在軟件右側(cè)跳出“I/O 仿 真器”菜單欄。2. 在“ 選擇系統(tǒng)” 欄中選擇相應(yīng)系 統(tǒng)，包含工作站信號(hào)、機(jī)器人信 號(hào)以及智能組件信號(hào)等。3. 單擊需要仿真的信號(hào)，相應(yīng)指示 燈則會(huì)置為 1，再次單擊即可置 為 0。9.3.2 標(biāo)準(zhǔn) I/O 板配置ABB 標(biāo)準(zhǔn) I/O 板掛在 DeviceNet 總線上，常用型號(hào)有 DSQC651，DSQC652。在系統(tǒng)中配置標(biāo)準(zhǔn) I/O 板，至少需要設(shè)置以下四項(xiàng)參數(shù)：參數(shù)名稱參數(shù)注釋NameI/O 單元名稱Type of UnitI/O 單元類型Connected to BusI/O 單元所在總線Device

9、Net AddressI/O 單元所占用總線地址I/O 配置詳細(xì)參考 I/O 通信一章。9.3.3 數(shù)字 I/O 配置在 I/O 單元上創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字 I/O 信號(hào)，至少需要設(shè)置以下四項(xiàng)參數(shù)：參數(shù)名稱參數(shù)注釋NameI/O 信號(hào)名稱Type of SignalI/O 信號(hào)類型Assigned to UnitI/O 信號(hào)所在 I/O 單元Unit MappingI/O 信號(hào)所占用單元地址9.3.4 系統(tǒng) I/O 配置系統(tǒng)輸入：將數(shù)字輸入信號(hào)與機(jī)器人系統(tǒng)的控制信號(hào)關(guān)聯(lián)起來，就可以通過輸入信號(hào)對系統(tǒng)進(jìn)行控制（例如，電動(dòng)機(jī)上電、程序啟動(dòng)等）。 系統(tǒng)輸出：機(jī)器人系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)也可以與數(shù)字輸出信號(hào)關(guān)聯(lián)起來，

10、將系統(tǒng)的狀態(tài)輸出給外圍設(shè)備作控制之用（例如，系統(tǒng)運(yùn)行模式、程序執(zhí)行錯(cuò)誤等）。9.3.5 常用運(yùn)動(dòng)指令MoveL：線性運(yùn)動(dòng)指令將機(jī)器人 TCP 沿直線運(yùn)動(dòng)至給定目標(biāo)點(diǎn)，適用于 對路徑精度要求高的場合，如切割、涂膠等。例如：MoveLp20,v1000,z50,tool1WObj:=wobj1;如圖所示，機(jī)器人 TCP 從當(dāng)前位置 p10 處運(yùn)動(dòng)至p20 處，運(yùn)動(dòng)軌跡為直線。MoveJ：關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)指令將機(jī)器人 TCP 快速移動(dòng)至給定目標(biāo)點(diǎn)，運(yùn)行軌跡不一定 是直線。例如：MoveJ p20, v1000, z50, tool1 WObj:=wobj1;如圖所示，機(jī)器人 TCP 從當(dāng)前位置 p10 處運(yùn)

11、動(dòng)至 p20處，運(yùn)動(dòng)軌跡不一定為直線。9.3.6 常用 I/O 控制指令 Set：將數(shù)字輸出信號(hào)置為 1 例如：Set Do1;將數(shù)字輸出信號(hào) Do1 置為 1。MoveC：圓弧運(yùn)動(dòng)指令將機(jī)器人 TCP 沿圓弧運(yùn)動(dòng)至給定目標(biāo)點(diǎn)。圓弧運(yùn) 動(dòng)指令 MoveC 在做圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)一般不超過 240，所以 一個(gè)完整的圓通常使用兩條圓弧指令來完成。例如：MoveCp20,p30,v1000,z50,tool1,WObj:=wobj1;如圖所示，機(jī)器人當(dāng)前位置 p10 作為圓弧的起點(diǎn)，p20 是圓弧上的一點(diǎn)，p30 作為圓弧的終點(diǎn)。MoveAbsj：絕對運(yùn)動(dòng)指令 將機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸運(yùn)動(dòng)至給定位置。 例如：PER

12、Sjointarget jpos10:=0,0,0,0,0,0,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09;關(guān)節(jié)目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)中各關(guān)節(jié)軸為零度。MoveAbsjjpos10,v1000,z50,tool1WObj:=wobj1;則機(jī)器人運(yùn)行至各關(guān)節(jié)軸零度位置。注：Set do1; 等同于：SetDO do1, 1;Reset do1; 等同于：Reset：將數(shù)字輸出信號(hào)置為 0例如：Reset Do1;將數(shù)字輸出信號(hào) Do1 置為 0SetDO do1,0;另外，SetDO 還可以設(shè)置延遲時(shí)間：SetDOSDelay:=0.2, do1, 1;則延遲 0.2s 后將 d

13、o1 置為 1。WaitDI：等待一個(gè)輸入信號(hào)狀態(tài)為設(shè)定值例如：WaitDI Di1,1;等待數(shù)字輸入信號(hào) Di1 為 1，之后才執(zhí)行下面的 指令。WaitDi1,1; 等同于：WaitUntil di1=1;另外，WaitUntil 應(yīng)用更為廣泛，等待的是后面條 件為 TRUE 才繼續(xù)執(zhí)行，如：WaitUntilbRead=False;WaitUntil num1=1;9.3.7 常用邏輯控制指令I(lǐng)F：滿足不同條件，執(zhí)行對應(yīng)程序例如：IF reg15 THEN Set do1;ENDIF如果 reg15 條件滿足，則執(zhí)行 Set Do1 指令。FOR：根據(jù)指定的次數(shù)，重復(fù)執(zhí)行對應(yīng)程序例如：F

14、OR I FROM 1 TO 10 DO Routine1;ENDFOR重復(fù)執(zhí)行 10 次 Routine1 里的程序。FOR 指令后面跟的是循環(huán)計(jì)數(shù)值，其不用再程序數(shù)據(jù) 中定義，每次運(yùn)行一遍 FOR 循環(huán)中的指令后會(huì)自動(dòng)執(zhí) 行加 1 操作。WHILE：如果條件滿足，則重復(fù)執(zhí)行對應(yīng)程序例如：WHILE reg1reg2 DO reg1 := reg1 + 1; ENDWHILE如果變量 reg1reg2 條件一直成立，則重復(fù)執(zhí)行reg1 加 1，直至 reg1ComparePos.trans.x-25 ANDActualPos.trans.xComparePos.trans.y-25 ANDA

15、ctualPos.trans.yComparePos.trans.z-25 ANDActualPos.trans.zComparePos.rot.q1-0.1 AND ActualPos.rot.q1ComparePos.rot.q2-0.1 AND ActualPos.rot.q2ComparePos.rot.q3-0.1 AND ActualPos.rot.q3ComparePos.rot.q4-0.1 AND ActualPos.rot.q44 THEN!判斷計(jì)數(shù)nCount是否大于4，此處演示的狀況是放置4個(gè)產(chǎn)品，即表示已滿載，需要更換暫存盒以及其他的 復(fù)位操作，如計(jì)數(shù)nCount、滿

16、載信號(hào)等nCount:=1;!計(jì)數(shù)復(fù)位，將nCount賦值為1Set do34_BufferFull;!輸出暫存盒滿載信號(hào)，以提示操作員或周邊設(shè)備更換暫存裝置MoveJ pHome,v100,fine,tGripper;!機(jī)器人移至Home點(diǎn)，此處可根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)置機(jī)器人的動(dòng)作，例如若是多工位放置，那么機(jī)器人可繼續(xù) 去其他的放置工位進(jìn)行產(chǎn)品的放置任務(wù)WaitDI di00_BufferReady,0;!等待暫存裝置到位信號(hào)變?yōu)?，即滿載的暫存裝置已被取走Reset do34_BufferFull;!滿載的暫存裝置被取走后，則復(fù)位暫存裝置滿載信號(hào)ENDIF ENDIF ENDPROCPROCr

17、CalculatePos()!計(jì)算位置子程序，檢測當(dāng)前計(jì)數(shù)nCount的數(shù)值，以pPlaceBase為基準(zhǔn)點(diǎn)，利用Offs指令在坐標(biāo)系WobjBuffer中沿著X、Y、Z方向偏移相應(yīng)的數(shù)值TESTnCount CASE 1: pPlace:=offs(pPlaceBase,0,0,0);!若nCount為1，pPlaceBase點(diǎn)就是第一個(gè)放置位置，所以X、Y、Z偏移值均為0，也可以直接寫成：pPlace:=pPlaceBase; CASE 2: pPlace:=offs(pPlaceBase,nXoffset,0,0);!若nCount為2，位置2相對于放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase點(diǎn)在X正

18、方向偏移了一個(gè)產(chǎn)品間隔CASE 3:pPlace:=offs(pPlaceBase,0,nYoffset,0);!若nCount為3，位置3相對于放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase點(diǎn)在Y正方向偏移了一個(gè)產(chǎn)品間隔CASE 4:pPlace:=offs(pPlaceBase,nXoffset,nXoffset,0);!若nCount為4，位置4相對于放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase點(diǎn)在X、Y正方向各偏移了一個(gè)產(chǎn)品間隔DEFAULT: TPERASE;TPWRITEThe CountNumber is error,please check it!; STOP;!若nCount數(shù)值不為Case中所列的數(shù)值，

19、則視為計(jì)數(shù)出錯(cuò)，寫屏提示錯(cuò)誤信息，并利用Stop指令停止程序循環(huán) ENDTEST ENDPROCPROCrCheckHomePos()!內(nèi)容參考實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備章節(jié)ENDPROCFUNCboolCurrentPos(robtargetComparePos,INOUTtooldata TCP)!內(nèi)容參考實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備章節(jié)ENDFUNC輔助程序：PROCrMoveAbsj() MoveAbsJjposHomeNoEOffs,v100,fine,tGripperWObj:=wobj0;!利用MoveAbsj移至機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸零位位置ENDPROCPROCrModPos()!示教目標(biāo)點(diǎn)程序MoveL pPick,v

20、10,fine,tGripperWObj:=WobjCNV;!示教拾取點(diǎn)pPick，在工件坐標(biāo)系WobjCNV下MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripperWObj:=WobjBuffer;!示教放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase，在工件坐標(biāo)系WobjBuffer下MoveL pHome,v10,fine,tGripper;!示教Home點(diǎn)pHome，在工件坐標(biāo)系Wobj0下ENDPROC9.4.10 示教目標(biāo)點(diǎn)在本工作站中，需要示教三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，分別為太陽能薄板拾取點(diǎn) pPick；放置基準(zhǔn)點(diǎn) pPlaceBase；程序 起始點(diǎn) pHome。在 RAPID 程序模板中包含一個(gè)

21、專門用于手動(dòng)示教目標(biāo)點(diǎn)的子程序 rModPos，在虛擬示教器中，進(jìn)入“程序編輯器”，將指針移動(dòng)至該子程序，之后通過虛擬示教器操縱機(jī)器人依次移動(dòng)至拾取點(diǎn) pPick、放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase、程序起始點(diǎn) pHome，并通過修改位置將其記錄下來。 示教目標(biāo)點(diǎn)完成之后，即可進(jìn)行仿真操作，查看一下工作站的整個(gè)工作流程。9.5 知識(shí)連接9.5.1LoadIdentify：載荷測定服務(wù)例行程序 在機(jī)器人系統(tǒng)中已預(yù)定義了數(shù)個(gè)服務(wù)例行程序，如 SMB 電池節(jié)能、自動(dòng)測定載荷等。 其中，LoadIdentify 可以測定工具載荷和有效載荷?？纱_認(rèn)的數(shù)據(jù)是質(zhì)量、重心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。與已確認(rèn)數(shù)據(jù)一同提供的還有測量

22、精度，該精度可以表明測定的進(jìn)展情況。 在本案例中，由于工具及搬運(yùn)工件結(jié)構(gòu)簡單，并且對稱，所以可以直接通過手工測量的方法測出工具及工件的載荷數(shù)據(jù)，但若所用工具或搬運(yùn)工件較為復(fù)雜，不便于手工測量，則可使用此服務(wù)例行程序來自 動(dòng)測量出工具載荷或有效載荷。如圖：缺失圖片 p43-29.5.2 數(shù)字 I/O 信號(hào)設(shè)置參數(shù)介紹參數(shù)名稱參數(shù)說明Name信號(hào)名稱（必設(shè)）Type of Signal信號(hào)類型（必設(shè)）Assigned to unit連接到的 I/O 單元（必設(shè)）Signal Identification lable信號(hào)標(biāo)簽，為信號(hào)添加標(biāo)簽，便于查看。例如將信號(hào)標(biāo)簽與接線端子上標(biāo)簽設(shè)為一致，如 Co

23、nn.X4、Pin 1Unit Mapping占用 I/O 單元的地址（必設(shè)）Category信號(hào)類別，為信號(hào)設(shè)置分類標(biāo)簽，當(dāng)信號(hào)數(shù)量較多時(shí)，通過類別過濾，便于 分類別查看信號(hào)Access Level寫入權(quán)限 ReadOnly：各客戶端均無寫入權(quán)限，只讀狀態(tài) Default：可通過指令寫入或本地客戶端（如示教器）在手動(dòng)模式下寫入All：各客戶端在各模式下均有寫入權(quán)限D(zhuǎn)efault Value默認(rèn)值，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)其信號(hào)默認(rèn)值Filter Time Passive失效過濾時(shí)間（ms），防止信號(hào)干擾，如設(shè)置為 1000，則當(dāng)信號(hào)置為 0，持續(xù) 1s 后才視為該信號(hào)已置為 0（限于輸入信號(hào)）Filter Time Active激活過濾時(shí)間（ms），防止信號(hào)干擾，如設(shè)置為 1000，則當(dāng)信號(hào)置為 1，持續(xù) 1s 后才視為該信號(hào)已置為 1（限于輸入信號(hào)）Signal value at system failureand power fail斷電保持，當(dāng)系統(tǒng)錯(cuò)誤或斷電時(shí)是否保持當(dāng)前信號(hào)狀態(tài)（限于輸出信號(hào)）Store signal Value at PowerFail當(dāng)重啟時(shí)是否將該信號(hào)恢復(fù)為斷電前的狀態(tài)（限于輸出信號(hào)）Invert Physical Value信號(hào)置反9.5.3 系統(tǒng)輸入/輸出系統(tǒng)輸入說明Motor On電動(dòng)機(jī)上電Motor