莫托曼機(jī)器人調(diào)用子程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用

莫托曼機(jī)器人調(diào)用子程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：莫托曼機(jī)器人主要對(duì)試樣進(jìn)行提取、搬運(yùn)。在運(yùn)行期間由于生產(chǎn)情況會(huì)出現(xiàn)各種問題，給維護(hù)人員帶來了諸多困難。本文將對(duì)莫托曼機(jī)器人程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，通過優(yōu)化機(jī)器人程序提高設(shè)備穩(wěn)定性。Keys：機(jī)器人；常見故障；莫托曼莫托曼機(jī)器人為6軸機(jī)器人，由各伺服電機(jī)單獨(dú)控制，通過按動(dòng)示教編程器上每個(gè)軸的操作鍵，使機(jī)器人每個(gè)軸產(chǎn)生所需動(dòng)作。如：在機(jī)器人坐標(biāo)下，手動(dòng)操作手柄上的X、Y、Z按鍵，可控制各軸單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，[1]1

機(jī)器人回原點(diǎn)操作1.1

機(jī)器人回原點(diǎn)操作當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行中出現(xiàn)故障導(dǎo)致報(bào)警時(shí)，機(jī)器人可能停留在任何位置，這時(shí)候需要手動(dòng)操作回原點(diǎn)。具體操作如下：（1）將鑰匙打到手動(dòng)模式，解除報(bào)警；（2）報(bào)警消除后，選擇合適的坐標(biāo)；（3）選擇當(dāng)前機(jī)器人執(zhí)行程序或者其他有關(guān)節(jié)點(diǎn)程序亦可，點(diǎn)擊伺服啟動(dòng)，操作機(jī)器人各個(gè)軸，使其達(dá)到安全位置；（4）在主界面左邊菜單欄里面選擇“機(jī)器人”然后選擇“作業(yè)原點(diǎn)”（不是第二作業(yè)原點(diǎn)）這時(shí)主界面會(huì)顯示各個(gè)軸的當(dāng)前脈沖當(dāng)量；（5）同時(shí)按下上電開關(guān)和前進(jìn)按鈕，直到脈沖差值為零，回原點(diǎn)完成，機(jī)器人停止動(dòng)作。1.2輸入輸出的使用示教器上點(diǎn)選輸入輸出，在顯示區(qū)找到通用輸入和通用輸出，手動(dòng)控制信號(hào)動(dòng)作選通用輸出選項(xiàng)；手動(dòng)檢查有沒有信號(hào)，在通用輸入內(nèi)顯示。通過翻頁鍵選擇需要找的信號(hào)位（轉(zhuǎn)換+翻頁為向上翻頁），把光標(biāo)移動(dòng)到想要控制的命令區(qū)，按{聯(lián)鎖}+{選擇}鍵，通用輸出里面圓圈有空心變實(shí)心說明操作完成?？招拇頉]有輸出，實(shí)心則表示有輸出。1.3設(shè)定位置等級(jí)位置等級(jí)是指機(jī)器人經(jīng)過示教位置時(shí)的接近程度?？筛郊佑谝苿?dòng)命令MOVJ(關(guān)節(jié)插補(bǔ))和MOVL(直線插補(bǔ))后面。未設(shè)定位置等級(jí)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡將隨運(yùn)動(dòng)速度變化而發(fā)生改變，而設(shè)定合適的位置等級(jí)后，可使機(jī)器人的運(yùn)行軌跡與周圍狀況及工件情況相適應(yīng)。位置等級(jí)精確度0為示教位置，由1-8精確度依次降低。以上操作技巧為DX100型號(hào)機(jī)器人，在操作其他型號(hào)機(jī)器人可能會(huì)有微小區(qū)別。2樣盒正反扔出程序編寫2.1原因介紹及分析某煉鋼區(qū)域化驗(yàn)室自動(dòng)分析技術(shù)從樣品發(fā)送、樣品接收、樣品處理、樣品分析、精度控制、樣品歸檔、分析結(jié)果發(fā)送等一系列過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，具體功能為通過風(fēng)動(dòng)送樣系統(tǒng)、樣品轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、自動(dòng)化樣品處理及分配系統(tǒng)、樣品分析系統(tǒng)、樣品標(biāo)記及歸檔系統(tǒng)、自動(dòng)控制及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。[2]化驗(yàn)室全自動(dòng)系統(tǒng)中有兩個(gè)Motoman機(jī)器人負(fù)責(zé)運(yùn)輸樣盒作業(yè)，機(jī)器人自動(dòng)抓取由風(fēng)動(dòng)送樣系統(tǒng)傳送的樣盒，然后分配到相應(yīng)的位置，再由伺服分配裝置傳遞到手動(dòng)或自動(dòng)分析區(qū)域，此技術(shù)方案高效且實(shí)用，自主集成了所有樣品全程自動(dòng)跟蹤的信息管理系統(tǒng)，提高了分析樣品的速度及自動(dòng)化程度。然而在現(xiàn)場(chǎng)崗位人員發(fā)送試樣時(shí)可能將樣盒形狀放反，使樣盒到達(dá)發(fā)送站時(shí)方向錯(cuò)誤，此時(shí)機(jī)器人將樣盒送往開瓶器開蓋時(shí)將會(huì)發(fā)生碰撞。由于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)力矩比較大，輕者會(huì)使樣盒損壞、開瓶器位置發(fā)生偏移，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞機(jī)器人夾手，且此夾手為整套備件單獨(dú)更換與其他設(shè)備不配套，從而導(dǎo)致故障處理時(shí)間過長(zhǎng)。為此我們?cè)O(shè)計(jì)了一套樣盒正反檢測(cè)程序，當(dāng)機(jī)器人抓取樣盒后先去檢測(cè)樣盒狀態(tài)，再放到開瓶器處開蓋。2.2解決措施（1）在開瓶器左側(cè)選取合適位置固定檢測(cè)極限，然后將該極限信號(hào)傳送到機(jī)器人控制柜中PLC輸入點(diǎn)I33.0,并將程序檢測(cè)結(jié)果從Q50.0輸出，樣盒正反檢測(cè)程序如圖4所示。（2）機(jī)器人控制柜將檢測(cè)結(jié)果傳送到莫托曼機(jī)器人XRC控制柜中，當(dāng)檢測(cè)到Q50.0信號(hào)為1時(shí)，說明樣盒方向正確，XRC控制柜中的IN#(105)=ON；當(dāng)檢測(cè)到Q50.0信號(hào)為0時(shí)，說明樣盒方向正確，XRC控制柜中的IN#(105)=OFF。（3）將莫托曼機(jī)器人原程序YD-JC1中開瓶器處的位置修改到檢測(cè)極限位置，然后增加FRKPQ程序。在程序FJ1中增加跳轉(zhuǎn)程序，當(dāng)檢測(cè)到IN#(105)=ON時(shí)，說明樣盒方向正確，F(xiàn)J1程序跳轉(zhuǎn)到FRKPQ程序去執(zhí)行開蓋動(dòng)作；當(dāng)檢測(cè)到IN#(105)=OFF時(shí)，說明樣盒方向錯(cuò)誤，F(xiàn)J1程序跳轉(zhuǎn)到RC1程序?qū)雍腥映?。?）編寫FRKPQ程序，在編寫程序是盡量多添加位置點(diǎn)并選擇合適的速度，這樣可以有效的防止誤碰撞報(bào)警。[3]

樣盒正反扔出程序編寫驗(yàn)證：從A站發(fā)送一個(gè)方向錯(cuò)誤的樣盒，機(jī)器人抓取后到樣盒正反檢測(cè)極限處檢測(cè)。此時(shí)監(jiān)控PLC程序I33.0無信號(hào)，莫托曼機(jī)器人在FJ1程序處直接跳轉(zhuǎn)到了RC1，機(jī)器人將樣盒扔出，表示此程序更改成功。3調(diào)用子程序優(yōu)先級(jí)更改3.1原因介紹及分析生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)器人提取試樣后通過風(fēng)動(dòng)送樣系統(tǒng)將試樣發(fā)送到化驗(yàn)室全自動(dòng)分析系統(tǒng)中，機(jī)器人自動(dòng)抓取由風(fēng)動(dòng)送樣系統(tǒng)傳送的樣盒，自動(dòng)分配在相應(yīng)制樣設(shè)備上。如遇試樣較多時(shí)，機(jī)器人會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)來試樣放到等待位，等待制樣設(shè)備依次處理。但在試樣傳輸過程中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)試樣被放到等待位時(shí)，由于其他接收站也同時(shí)收到了新試樣，此時(shí)機(jī)器人卻先抓取接收站的新試樣，最后再抓取等待位試樣。假設(shè)一個(gè)樣品從接收站發(fā)出到成份數(shù)據(jù)報(bào)出的最長(zhǎng)時(shí)間大約為300秒，而制樣設(shè)備（A設(shè)備）處理樣子的時(shí)間為100秒，這樣每來一個(gè)新試樣都會(huì)使等待位的試樣分析時(shí)間延長(zhǎng)100秒，機(jī)器人區(qū)域共有兩個(gè)等待位，這樣最后一個(gè)放到等待位待處理的試樣就有200秒時(shí)間在等待，而生產(chǎn)需要試樣分析時(shí)間在400秒，樣品分析時(shí)間100秒。設(shè)備沒有其他故障時(shí)等待位的最后一個(gè)試樣成份報(bào)出時(shí)間剛好符合要求，一旦中間某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響樣品成份的報(bào)出時(shí)間。3.2解決措施（1）機(jī)器人輸送試樣的順序不合理：通過觀察機(jī)器人運(yùn)行周期以及每個(gè)接收站到樣順序，發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵為機(jī)器人主程序在調(diào)用各個(gè)子程序處。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，機(jī)器人主程序執(zhí)行周期中各調(diào)用子程序的執(zhí)行是按照由上到下的先后順序執(zhí)行，如果CALLJOB:DDW-2-CSLIFIN#(64)=ON和CALLJOB:GW1IFIN#(49)=ON兩個(gè)程序條件同時(shí)滿足時(shí)機(jī)器人會(huì)優(yōu)先調(diào)用GW1子程序。只要排在等待位子程序之前的其他子程序滿足執(zhí)行條件時(shí)，就會(huì)優(yōu)先調(diào)用其他子程序，而讓排在后面的等待位子程序最后被調(diào)用，導(dǎo)致最先到達(dá)等待位的樣品執(zhí)行時(shí)間變長(zhǎng)，因此將等待位子程序放到主程序最前邊，提高其優(yōu)先級(jí)保證其優(yōu)先被調(diào)用。[4]（2）在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，每個(gè)子程序結(jié)束后將繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)條子程序后面的子程序，這樣雖然提升了等待位子程序的優(yōu)先級(jí)，但是執(zhí)行完一條子程序后又接著執(zhí)行其他子程序。等待位子程序的優(yōu)先級(jí)沒有得到絕對(duì)的提升，為此在每條子程序最后都增加了重新跳回主程序指令，執(zhí)行完每條子程序后主程序從頭開始執(zhí)行，確保等待位的樣品優(yōu)先被執(zhí)行。（3）調(diào)用子程序優(yōu)先級(jí)優(yōu)化驗(yàn)證：人為設(shè)置故障讓傳送鏈報(bào)警，此時(shí)通知崗位人員從現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送測(cè)試樣放滿等待位，待有兩個(gè)接收站都有到站試樣時(shí)，將傳送鏈恢復(fù)，此時(shí)機(jī)器人優(yōu)先去抓取等待位的樣品，最后才依次抓取其他接收站的樣品，這表明程序修改成功。4結(jié)語本文通過對(duì)某鋼廠莫托曼機(jī)器人程序進(jìn)行優(yōu)化改善，闡述了鋼廠機(jī)器人程序優(yōu)化的基本方法和思路，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，通過不斷完善機(jī)器人資料，建立了設(shè)備檔案，對(duì)機(jī)器人的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)、參數(shù)、性能進(jìn)行優(yōu)化，以文件形式進(jìn)行整理，形成了一套機(jī)器人巡檢點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)，保證了機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行。[5]Reference：[1]林怡輝,王悅娟.六軸機(jī)器人智能抓取單元優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].金屬加工(熱加工),2020(01):13-16.

[2]Cheng-TangPan,Chun-ChiehChang,Yu-ShengYang,etal.Developmentamulti-loopmodulationmethodontheservodrivesforlowerlimbrehabilitationexoskeleton[J].Mechatronics,2020:68.

[3