項(xiàng)目2啟動機(jī)器人自動搬運(yùn)的作業(yè)任務(wù)基于示教盒控制箱

1、項(xiàng)目 1.2 啟動自動搬運(yùn)的作業(yè)任務(wù)（基于示教盒+箱）一、項(xiàng)目目的通過本次項(xiàng)目的知識學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作訓(xùn)練，擬達(dá)到以下三大目標(biāo)：1、知識目標(biāo)（1）熟知工業(yè)箱面板的、功能及其操作；（2）熟知工業(yè)程序的基本及示教盒編程；（3）熟知工業(yè)程序的單步調(diào)試、位置示教；（4）熟知工業(yè)程序自動運(yùn)行的操作及注意事項(xiàng)；2、技能目標(biāo)（1）熟練地通過示教盒創(chuàng)建程序文件，并輸入已知的程序指令；（2）熟練地通過示教盒為程序指令中的位置變量進(jìn)行位置示教；（3）正確地通過箱啟動程序，執(zhí)行自動作業(yè)任務(wù)；（4）會排除故障。3、素質(zhì)目標(biāo)（1）形成操作謹(jǐn)慎、安全作業(yè)的職業(yè)憂患意識；（2）培養(yǎng)共同討論、相互配合的團(tuán)隊(duì)合作精神；（3）養(yǎng)成認(rèn)

2、真負(fù)責(zé)、堅(jiān)守崗位的崗位工作態(tài)度；二、項(xiàng)目引入與分析在上一次項(xiàng)目中，已經(jīng)討論了如何使用示教盒來手動完成搬運(yùn)物體的操作任務(wù)。但這不是工業(yè)的最終工業(yè)用途，而應(yīng)該是：按照作業(yè)任務(wù)要求，沿著所有目標(biāo)空間位置和姿態(tài)自動地完成一系列的動作，并重復(fù)循環(huán)地執(zhí)行。本次項(xiàng)目就是如何啟動機(jī)器人自動作業(yè)任務(wù)的課題而展開相關(guān)知識的學(xué)習(xí)和操作實(shí)踐的。啟動進(jìn)行自動作業(yè)大致需要兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是編制工業(yè)自動作業(yè)的程序；二是啟動自動運(yùn)行的操作。這個(gè)項(xiàng)目需要操作者具備一定的知識和操作技能，如工業(yè)的程序結(jié)構(gòu)、示教盒編程、程序調(diào)試、位置示教及程序自動運(yùn)行的啟動等基本和注意事項(xiàng)。本次項(xiàng)目將以上內(nèi)容展開詳細(xì)的知識講解和操作技能訓(xùn)練。三、項(xiàng)目任

3、務(wù)程序的自動運(yùn)行，本次項(xiàng)目按照實(shí)施步驟劃分為以下 3 個(gè)任務(wù)：為了最終實(shí)現(xiàn)任務(wù) 1.2.1 通過示教盒創(chuàng)建簡單的搬運(yùn)程序任務(wù) 1.2.2 單步運(yùn)行程序及示教位置任務(wù) 1.2.3 啟動程序的自動運(yùn)行四、項(xiàng)目知識1.2.11、程序的基本概念程序的基本程序文件主要包含程序名稱、程序指令語句、位置數(shù)據(jù)等 3 個(gè)基本一個(gè)要素。各個(gè)要素的基本知識如下：（1）程序名稱程序的名稱必須使用大寫英文字母或數(shù)字來命名，名稱最長為 12 個(gè)字符。在控制箱顯示屏上最多只能顯示程序名的前 4 個(gè)字符，并且會在程序名左邊顯示“p.”字符（表示程序）。不足 4 個(gè)字符時(shí)，顯示屏?xí)詣釉诔绦蛎把a(bǔ) 0。因此，最好把程序的名稱在

4、 4 個(gè)字符以內(nèi)。例如，將的程序名稱命為“STA”，則箱顯示屏上顯示“p.0STA”，如圖 1- 1 所示。圖 1- 1箱上的程序名稱顯示（2）程序指令語句列表程序指令語句主要由、命令語、數(shù)據(jù)、附隨語句、標(biāo)識語句等元素組成。如圖 1- 2 所示。命令語句數(shù)據(jù)附隨語句標(biāo)識語句圖 1- 2程序語句列表 ：由整數(shù) 132767 表示。每一行指令一個(gè)，增加一行指令，就遞增一個(gè)整數(shù)，并自動添加。命令語：使用 MELFA-BASIC IV 語言所定義令語，如表 1- 1 所示。表 1- 1NO.1234567891011121314151617命令語列表項(xiàng)目內(nèi)容關(guān)節(jié)插補(bǔ)動作直線插補(bǔ)動作圓弧插補(bǔ)動作相關(guān)命令

5、語Mov MvsMvr，Mvr2，MvcOadlHOpen ，HClsoe FINE，DLY OVRD，JOVRD，SPDDef Plt，PltGoto，If Then Else ForNext，WhileWend DefAct，Act GoSub，CallPDly Hlt，EndM_In，M_Inb，M_InwM_Out，M_Outb，M_Outw Wth，WthIf動作命令最佳加抓手動作動作完成確認(rèn)速度調(diào)節(jié)分支 循環(huán) 中斷 子程序定時(shí)器停止信號輸入信號輸出碼垛運(yùn)算命令程序命令外部信號命令附隨語句命令數(shù)據(jù)：每個(gè)命令所需要的變量或常數(shù)等數(shù)據(jù)。附隨語句：根據(jù)需要在作業(yè)時(shí)附加其它語句，如信號輸出命

6、令語句和抓手命令語句。附隨語句只能附隨在插補(bǔ)動作命令語句的右邊。語句：作為程序分支的記號，由字符“*”加上標(biāo)識名稱。標(biāo)識名由英文字母大小寫（不區(qū)分）和數(shù)字，但是開頭必須是英文字母，長度為 16 個(gè)字符以內(nèi)，避免使用保留字。（3）位置數(shù)據(jù)是指在直交坐標(biāo)系或關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下示教保存的位置數(shù)據(jù)。凡是程序語句列表中出現(xiàn)的位置變量都必須有位置數(shù)據(jù)，否則程序運(yùn)行時(shí)將報(bào)錯(cuò)。1.2.2箱的面板及其功能箱中 CPU 集成方式的不同，三菱箱分為 SD 系列和 SQ 系列按照型。其中，SD 系列箱的 CPU 為內(nèi)置型，即箱箱中包含了用的 CPU，而 SQ 系列用的 CPU，該 CPU 被外置于 Q 系列 PLC 基板上

7、，是箱中不包含一種 Q 系列CPU。雖然 SD 系列和 SQ 系列箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，但其外觀基本一致，如圖 1- 3 所示。下面，對箱前面板和后面板的組成及其功能做詳細(xì)。1）電源開關(guān)電源開關(guān)的作用是：用于打開或關(guān)閉箱部分的電源。需要注意的是，若 SQ 系列箱在正常工作過程中重啟這個(gè)開關(guān)，則需要在等待箱完成上電初始化后對 Q 系列 PLC 進(jìn)行復(fù)位操作，系統(tǒng)才能重新回到正常狀態(tài)。109876111243圖 1- 3箱前面板2）USB、電池端口該翻蓋是箱的 USB 和電池端口的蓋板。打開該翻蓋后可看見用于與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的 USB 接口以及備份電池。3）END 按鈕該按鈕是程序的循環(huán)結(jié)束按鈕。按壓此

8、按鈕后，當(dāng)前執(zhí)行的程序?qū)Ｖ乖谧詈笠恍谢?END 語句行。在做完此次循環(huán)的最后一個(gè)動作后停止，不再重復(fù)運(yùn)行程序。按壓 START 按鈕（圖 1- 3 的 8 號部位），程序又返回起始句，重新執(zhí)行循環(huán)動作。4）RESET 按鈕該按鈕是系統(tǒng)的復(fù)位按鈕。若系統(tǒng)發(fā)生時(shí)，找到導(dǎo)致系統(tǒng)的并更正，然后再按壓此復(fù)位按鈕，則系統(tǒng)可解除，系統(tǒng)重新回到待機(jī)狀態(tài)。此外，對于中途停止的當(dāng)前程序，通過按壓此按鈕復(fù)位后，程序復(fù)位至起始令語句。（復(fù)，必須在箱的顯示屏（圖 1- 3 的 11 號部位）顯示為當(dāng)前程序項(xiàng)目時(shí)，按壓此位按鈕才能生效）5）EMG.STOP 按鈕EMERGENCY STOP 開關(guān)是系統(tǒng)的緊急停止開關(guān)，

9、其功能是：當(dāng)?shù)降膭幼鲗l(fā)生時(shí)，按壓此緊急停止開關(guān)使本體立即停止動作；同時(shí)，切斷關(guān)節(jié)馬達(dá)的伺服供電，并產(chǎn)生系統(tǒng)。EMERGENCY STOP 開關(guān)被按下后，該開關(guān)將持續(xù)保持有效狀態(tài)；若要復(fù)位緊急停止開關(guān)，請順時(shí)針旋轉(zhuǎn) EMERGENCY STOP 開關(guān)至向上彈出位置，開關(guān)恢復(fù)無效狀態(tài)。但此仍處于緊急停止?fàn)顟B(tài)，需要按壓 RESET 鍵來解除，使系統(tǒng)復(fù)位。6）UP/DOWN 按鈕該部位按鈕的作用是：在箱顯示屏所顯示的項(xiàng)目下修改該項(xiàng)目的內(nèi)容或數(shù)值。但步號項(xiàng)目是只讀的，其內(nèi)容無法選擇或修改。例如，若箱顯示屏的當(dāng)前項(xiàng)目為速度項(xiàng)目時(shí)，自動運(yùn)行的速度比例，最小比例為 10%，最大為 100%；若控按壓此部位按

10、鈕可調(diào)節(jié)制箱的顯示屏顯示為程序項(xiàng)目時(shí)，按壓此部位按鈕可選擇CPU 中的所有程序，如圖 1- 4 所示。只有在 MODE 開關(guān)（圖 1- 3 的 12 號部位）處于 AUTOMATIC（自動）模式時(shí)，且控制箱面板取得操作權(quán)限的情況下，UP/DOWN 按鈕的操作才有效。7）CHNG DISP（CHANGING DISPLAY）按鈕該按鈕是箱顯示屏顯示項(xiàng)目的類型切換按鈕，其功能是切換箱顯示屏所顯示的不同項(xiàng)目，項(xiàng)目類型和切換順序如圖 1- 4 所示。只有在 MODE 開關(guān)處于 AUTOMATIC 模式時(shí)，CHNG DISP 按鈕的操作才有效。面板外部IO示教盒無權(quán)限圖 1- 4箱顯示屏顯示內(nèi)容一覽8）

11、START 按鈕該按鈕是程序的啟動按鈕。按壓此按鈕可啟動程序的自動運(yùn)行，系統(tǒng)便從程序的當(dāng)前開始執(zhí)行指令，除非程序中有暫停命令 Hlt，否則將開始重復(fù)CPU 中存儲的其它程序以 10 遞減按壓CHNG DISP 鍵，項(xiàng)目類型切換速度程序操作權(quán)循環(huán)地執(zhí)行當(dāng)前程序的所有命令語句。只有在箱面板取得操作權(quán)限的情況下，START 按鈕的操作才有效。9）STOP 按鈕該按鈕是程序的暫停按鈕。按壓此按鈕可使在當(dāng)前令語句后暫時(shí)停止動作。此時(shí)，關(guān)節(jié)伺服仍然通電開啟。若再次按下 START 按鈕，又可繼續(xù)往下一令語句運(yùn)行程序，執(zhí)行后續(xù)程序動作。10）SVO ON 按鈕該按鈕是系統(tǒng)的關(guān)節(jié)伺服開啟按鈕。按下此按鈕可為的

12、關(guān)節(jié)伺服輸入電源，關(guān)節(jié)馬達(dá)處于待機(jī)狀態(tài)；在箱操作面板取得權(quán)限的情況下，該按鈕的操作才有效。11）STATUS NUMBER 數(shù)碼管顯示屏用于顯示號、速度比例（%）、號、程序名、當(dāng)前操作權(quán)、等項(xiàng)目，如圖 1- 5 所示。其中，v.開頭的顯示內(nèi)容為速度項(xiàng)目，p.開頭的顯示內(nèi)容為程序項(xiàng)目，b.開頭的顯示內(nèi)容為項(xiàng)目中的電池剩余時(shí)間，T. 開頭的顯示內(nèi)容為項(xiàng)目中的箱內(nèi)部溫度。當(dāng)顯示項(xiàng)目的開頭字母上方出現(xiàn)亮點(diǎn)，則表示箱操作面板具有操作權(quán)限。圖 1- 5箱顯示屏12）MODE 切換開關(guān)該開關(guān)是系統(tǒng)的模式切換開關(guān)。其功能是用于切換示教盒和箱操作面板之間的操作權(quán)限。在“AUTOMATIC”模式下，可通過外部信號

13、或操作面板來啟動關(guān)節(jié)伺服或機(jī)器人程序自動運(yùn)行；但是此時(shí)再按下示教盒“ENABLE”使能按鈕的話，則會因操作權(quán)限而；在“MANUAL”模式下，需按下示教盒“ENABLE”使能按鈕，示教盒，請?jiān)O(shè)置成如上所述的操作權(quán)限，此時(shí)再按壓 RESET才獲得操作權(quán)限；若箱發(fā)生按鈕便可解除。13）SVO OFF 按鈕此按鈕是系統(tǒng)的關(guān)節(jié)伺服關(guān)閉按鈕。按下此按鈕可切斷關(guān)節(jié)伺服的電源；在箱操作面板取得操作權(quán)限的前提下，該按鈕的操作才有效。14）TB 連接端口用于連接示教盒的接口。15）RS232 連接端口用于連接 RS232 串口標(biāo)準(zhǔn)的接口。16）接線盒用于接入外部交流電源。1.2.3系統(tǒng)的常見與排除當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，箱

14、正面操作面板的 STATUS NUMBER 上會顯示 5 位數(shù)的異常號碼(例:C0010等)，同時(shí)RESET開關(guān)的燈號也會亮起。此外，示教盒上的顯示 LCD 上也會有4 位數(shù)的異常號碼(除去最前面的英文字。例:C0010 的情況下，會顯示0010)和。代碼的意義如下：下面簡要常見代碼、及其排除（1）H0060：操作面板緊急停止信號輸入中：急停按鈕被按下，系統(tǒng)無法啟動程序。排除：松開急停按鈕，解除急停按鈕信號。（2）H5000：操作權(quán)限：當(dāng) Mode 開關(guān)處于“AUTOMATIC”模式下且示教盒的 ENABLE 按鈕有效時(shí)，產(chǎn)生操作權(quán)限。排除：將示教盒的 ENABLE 按鈕無效，或?qū)⑾涿姘迳系?

15、Mode 開關(guān)切換至“MANUAL”模式下；然后按壓 RESET 按鈕，解除。（3）L5010：可自動運(yùn)行錯(cuò)誤：當(dāng)箱處于“MAMUAL”模式下，而外部信號操作權(quán)有效，此時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。排除：將箱和觸摸屏中的“MODE”開關(guān)切換到“AUTOMATIC”模式；或箱和觸摸屏中的“MODE”開關(guān)切換到“MANUAL”模式；再按壓“RESET”按鈕，解除錯(cuò)誤。五、項(xiàng)目實(shí)施任務(wù) 1.2.1 通過示教盒創(chuàng)建簡單的搬運(yùn)程序第 1 步：系統(tǒng)上電。箱電源開關(guān)打向“I”擋，等待將系統(tǒng)完成上電初始化，箱顯示屏顯示上一次關(guān)機(jī)前的畫面。第 2 步：選擇系統(tǒng)手動模式。箱前面板上的 MODE（模式）開關(guān)打向 MANUAL 擋。將

16、第 3 步：啟動示教盒。按下示教盒背部的 TB ENABLE 使能按鈕，按鈕燈和前面板上的 ENABLE 指示燈亮起，示教盒啟動并進(jìn)入待機(jī)畫面。第 4 步：操作示教盒新建程序，以班級號加學(xué)號后 2 位命名。在待機(jī)畫面下，按壓示教盒的 EXE 鍵，進(jìn)入主菜單畫面。按壓方向鍵或直接按壓數(shù)字鍵 1，選擇主菜單中的第 1 項(xiàng)“管理/編輯”選項(xiàng)，進(jìn)入程序管理畫面；按壓“新建”功能對應(yīng)的 F3 鍵，進(jìn)入程序新建畫面。輸入程序名 0101（表示 01 班 01 學(xué)號），完成后按壓 EXE 鍵，進(jìn)入程序編輯畫面。第 5 步：輸入程序。在程序編輯畫面下，按壓“”功能對應(yīng)的 F3 鍵，進(jìn)入命令語句編寫畫面。輸入命

17、令語句：HOpen 1。輸入完成后按壓 EXE 鍵，以執(zhí)行當(dāng)前命令語句的輸入，畫面重現(xiàn)程序編輯。在該畫面下會出現(xiàn)剛剛輸入的一條命令語句，并自動添加。按照以上程序輸入的步驟繼續(xù)完成以下所有命令語句的輸入。1 HOpen 1打開抓手 12 Mov P0關(guān)節(jié)插補(bǔ)至初始點(diǎn) P03 Mov p1,-50關(guān)節(jié)插補(bǔ)至抓取點(diǎn) P1 的上方 50mm 處4 Mvs p1直線插補(bǔ)至抓取點(diǎn) P15 Dly 0.5延時(shí) 0.5 秒6 H1關(guān)閉抓手 17 Dly 0.5延時(shí) 0.5 秒8 Mvs p1,-50直線插補(bǔ)至點(diǎn) P1 的上空 50mm 處9 Mov p0關(guān)節(jié)插補(bǔ)至初始點(diǎn) P010 Mov P2,-50關(guān)節(jié)插補(bǔ)

18、至放置點(diǎn) P2 的上方 50mm 處11 Mvs p2直線插補(bǔ)至放置點(diǎn) P212 Dly 0.5延時(shí) 0.5 秒13 HOpen 1打開抓手 114 Dly 0.5延時(shí) 0.5 秒15 Mvs p2,-50直線插補(bǔ)至放置點(diǎn) P2 的上方 50mm 處第 6 步：保存程序。程序輸入完畢后，在程序編輯畫面下，不斷按壓 FUNCTION 鍵來切換 4 個(gè)功能鍵的內(nèi)容，直到示教盒顯示屏的功能內(nèi)容出現(xiàn)“關(guān)閉”功能，此時(shí)按壓該功能下面對應(yīng)的 F4 功能鍵，以關(guān)閉程序編輯畫面，同時(shí)畫面顯示已保存程序，保存后畫面程序管理畫面，如下所示。1234任務(wù) 1.2.2 單步運(yùn)行第 1 步：打開程序示教位置在程序管理畫

19、面下，按壓示教盒方向鍵，選擇“0101”程序，按壓 EXE 鍵，打開并進(jìn)入“0101”程序 。第 2 步：單步執(zhí)行進(jìn)入“0101”程序的編輯畫面后，觀察 F1F2F3F4 等 4 個(gè)功能鍵的內(nèi)容，按壓 FUNCTION鍵（功能切換鍵），切換 F1 功能鍵對應(yīng)的功能內(nèi)容，只至出現(xiàn)“前進(jìn)”功能，如下圖所示。對于程序的第 1 條命令語句而言，由于只是氣動抓手 1 的打開動作，無需啟動關(guān)節(jié)伺服，所以只要按壓“前進(jìn)”功能下方對應(yīng)的 F1 鍵，即可執(zhí)行第 1 條命令語句。第 1 條命令語句畢后，放開 F1 鍵，程序自動跳轉(zhuǎn)至下一條語句，如下圖所示。對于第 2 條命令語句而言，由于是位置變量 P0 的移動動

20、作，涉及到關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動。因此，需要事先開啟關(guān)節(jié)伺服。關(guān)節(jié)伺服開啟后，一直按壓 F1 鍵，執(zhí)行該條命令語句，開始往目標(biāo)位置移動（如果還沒有對 P0 進(jìn)行位置示教，請先別按壓 F1 鍵，直接執(zhí)行第 3 步步驟的操作，然后再按壓 F1 鍵，便可地單步執(zhí)行該條命令語句）。移到目標(biāo)位置 P0 后，放開 F1 鍵，程序自動跳轉(zhuǎn)至下一條命名語句；否則，繼續(xù)按壓 F1 鍵，直到松開 F1 鍵后程序能自動跳轉(zhuǎn)到下一條命令語句。第 3 條及以后令語句可按照第 1 條和第 2 條命令語句的操作過程執(zhí)行。凡是命令語句涉及到移動動作的，都必須先開啟關(guān)節(jié)伺服，才能再按壓 F1 鍵執(zhí)行，否則會報(bào)錯(cuò)。由于是第 1 次單步運(yùn)行“

21、0101”程序，程序中的位置變量 P0、P1 和 P2 均還未被指定具體的位置。因此，在單步運(yùn)行這些含有位置變量令語句之前，需要對這些位置變量逐一進(jìn)行位置示教操作，請參見第 3 步的步驟操作。第 3 步：P0 的位置示教將光標(biāo)移至“0101”程序的第 2 條命令語句，直接按壓 JOG 鍵，進(jìn)入 JOG 操作畫面。按壓 FUNCTION 鍵，切換坐標(biāo)系至 ef 直交坐標(biāo)系，如下圖所示。手動 JOG，使抓手 1 移至目標(biāo)位置。對于需要抓取工件的目標(biāo)位置，還需要手動抓手 1 的閉合和打開動作，試探是否能準(zhǔn)確抓取目標(biāo)工件。位置確認(rèn)后，按壓JOG 鍵，JOG 操作模式畫面，重新程序編輯畫面。按壓 FUNCTION 鍵，切換 F4功能鍵的功能至“示教”項(xiàng)目；此時(shí)，按壓 F4 鍵，即可當(dāng)前的位置數(shù)據(jù)，存入所在命令行的位置變量 P0。按照第 2第 3 步步驟的操作過程單步運(yùn)行“0101”程序的所有 15 步命令語句。任務(wù) 1.2.3 啟動第 1 步：手動 JOG程序的自動運(yùn)行回到退避點(diǎn)為了自動作業(yè)的安全，在自動運(yùn)行前必須先將手動調(diào)回到退避點(diǎn)位置。操作過程如下：選擇手動模式后，打開示教盒使能開關(guān)；按壓“HAND”鍵，進(jìn)入