NACHI工業(yè)機(jī)器人編程與操作 課件 項(xiàng)目四 NACHI工業(yè)機(jī)器人打磨編程與操作

《NACHI工業(yè)機(jī)器人打磨編程與操作》NACHI工業(yè)機(jī)器人編程與操作項(xiàng)目四:NACHI工業(yè)機(jī)器人打磨編程與操作一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、工作任務(wù)三、知識(shí)儲(chǔ)備四、實(shí)踐操作五、問題探究六、知識(shí)拓展七、評價(jià)反饋八、練習(xí)題一、學(xué)習(xí)目標(biāo)了解工業(yè)機(jī)器人打磨基本知識(shí)。理解NACHI工業(yè)機(jī)器人I/O信號(hào)。掌握應(yīng)用命令（FN525）。能使用示教器進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人基本操作和編程。能安全啟動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，并遵守安全操作規(guī)程進(jìn)行機(jī)器人操作。能夠進(jìn)行姿勢文件修改和姿勢變量添加。能根據(jù)打磨任務(wù)進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、工具坐標(biāo)系測定、打磨作業(yè)示教編程以及打磨程序調(diào)試、自動(dòng)運(yùn)行和外部啟動(dòng)運(yùn)行。二、工作任務(wù)（一）任務(wù)描述本項(xiàng)目利用NACHI工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行打磨作業(yè)，待打磨工件1放置于原料臺(tái)上，NACHI工業(yè)機(jī)器人利用氣爪抓取工件1至打磨工具上進(jìn)行打磨，打磨完成后將工件2放回原處。。（二）技術(shù)要求示教模式下機(jī)器人速度倍率通常不超過3擋，自動(dòng)模式下機(jī)器人速度倍率通常選用較低的速度，超越速度不超過10%。機(jī)器人與周圍任何物體不得有干涉。示教器不得隨意放置，不得跌落，以免損壞觸摸屏。不能損壞氣爪、工件。打磨過程中工件不得與周圍物體有任何干涉。.氣體壓強(qiáng)在0.5MPa左右。（三）所需設(shè)備NACHI工業(yè)機(jī)器人工作站二、工作任務(wù)三、知識(shí)儲(chǔ)備（一）

WAITI命令介紹WAITI命令即等待任意一個(gè)通用輸入信號(hào)，F(xiàn)N碼為32。使用此應(yīng)用命令的話，在所指定的一個(gè)通用輸入信號(hào)輸入前，能使機(jī)器人為待機(jī)狀態(tài)。無法等待狀態(tài)信號(hào)（如焊接結(jié)束信號(hào)以及啟動(dòng)信號(hào)等事先已分配用途的信號(hào)），狀態(tài)信號(hào)是否已分配，可由監(jiān)視器的畫面上識(shí)別。由于呈斜體粗字的信號(hào)號(hào)碼為狀態(tài)信號(hào)，所以除此以外的信號(hào)是可以等待的。（二）輸入/輸出信號(hào)分類三、知識(shí)儲(chǔ)備分類輸入/輸出信號(hào)說明方向用途輸入信號(hào)為自外界輸入到控制器的信號(hào)，也稱為I信號(hào)輸出信號(hào)為控制器輸出到外界的信號(hào)，也稱為O信號(hào)邏輯信號(hào)它是能夠從軟件側(cè)訪問的信號(hào)總稱不使用軟件PLC時(shí)，邏輯信號(hào)就照樣直接連接物理信號(hào)。所以，這種情況下可以忽視此分類物理信號(hào)它是連接于DC24V現(xiàn)場總線等外部信源的輸入輸出信號(hào)總稱狀態(tài)信號(hào)如起動(dòng)機(jī)器人的[起動(dòng)命令]輸入信號(hào)，或開啟機(jī)器人再生運(yùn)轉(zhuǎn)中的[起動(dòng)中]輸出信號(hào)，預(yù)先決定意義的信號(hào)稱為狀態(tài)信號(hào)。雖依照應(yīng)用而準(zhǔn)備著各種信號(hào)，在此不依存應(yīng)用，而其中將標(biāo)準(zhǔn)地被使用的信號(hào)稱為基本輸入輸出信號(hào)。通信號(hào)指在作業(yè)程序中，自由地寫上ON/OFF命令而預(yù)備好的信號(hào)，用途可依照外部順序的組合方法自由地選定。三、知識(shí)儲(chǔ)備（三）基本輸入信號(hào)外部啟動(dòng)【U1~U9】外部全部停止外部運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備打開外部運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備斷開程序選擇位1~16【U1~U9】外部復(fù)位【U1~U9】三、知識(shí)儲(chǔ)備（四）基本輸出信號(hào)緊急停止中再生模式啟動(dòng)中【U1~U9】運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備ON作業(yè)原位置1~32【U1~U9】異常三、知識(shí)儲(chǔ)備（五）I/O區(qū)域映射所謂I/O區(qū)域映射功能，就是對于邏輯輸入輸出信號(hào)與物理介質(zhì)的分配對應(yīng)，能將其自由更換的功能。若使用此功能，則可設(shè)置無軟件PLC介入的直接I/O。I/O基板的信號(hào)為8點(diǎn)單位，現(xiàn)場總線的信號(hào)為512點(diǎn)單位，可更換映射。三、知識(shí)儲(chǔ)備（六）軟PLC程序編輯NACHI工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部軟PLC程序?qū)崿F(xiàn)邏輯輸入輸出與基板I/O口的對接，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人狀態(tài)和外部信號(hào)的輸入輸出，如：在機(jī)器人輸入信號(hào)分配時(shí)0161為外部運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備投入，即伺服上電，在中繼板上I1輸入信號(hào)與外部上電按鈕連接，當(dāng)I1存在輸入信號(hào)通過通過軟PLC讀入內(nèi)部寄存器，由X1000輸出給軟繼電器0161，從而使機(jī)器人伺服上電。四、實(shí)踐操作（一）打磨軌跡規(guī)劃1.運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和程序流程圖制定要完成打磨程序的示教編程，首先要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，即要進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、動(dòng)作規(guī)劃和路徑規(guī)劃。任務(wù)規(guī)劃要完成的任務(wù)是將工件1非夾持邊沿進(jìn)行打磨，打磨后工件1放回原處，因此機(jī)器人運(yùn)動(dòng)動(dòng)作可分解為“取工件”、“打磨工件”和“放回工件”三個(gè)任務(wù)。動(dòng)作規(guī)劃每一個(gè)任務(wù)分解為機(jī)器人的一系列動(dòng)作，“抓取工件”可以進(jìn)一步分解為“回原點(diǎn)”、“移到工件1上方、“移動(dòng)到工件1抓取點(diǎn)”、“抓取工件1”，“打磨工件”可以進(jìn)一步分解為“退到工件1上方安全點(diǎn)”、“移動(dòng)到安全點(diǎn)”、“打磨工件點(diǎn)”，“放回工件”可以進(jìn)一步分解為“退回至打磨工具側(cè)安全點(diǎn)”、“退回至工件1上方安回至工件1抓取點(diǎn)”、“釋放工件1”，自行進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃圖的繪制。路徑規(guī)劃將每一個(gè)動(dòng)作分解為機(jī)器人TCP運(yùn)動(dòng)軌跡，考慮到機(jī)器人姿態(tài)以及機(jī)器人與周圍設(shè)備的干涉，每一個(gè)動(dòng)作需要對應(yīng)有一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)來形成運(yùn)動(dòng)軌跡，如“回原點(diǎn)”對應(yīng)HOME點(diǎn)（P1），“移到工件1上方安全點(diǎn)”對應(yīng)移動(dòng)經(jīng)參考點(diǎn)P2（中間點(diǎn)）至P3點(diǎn)，“打磨工件點(diǎn)”對應(yīng)工件待打磨邊沿的許多點(diǎn)以及工件換邊時(shí)的中間點(diǎn)。軌跡路線為

P1→P2→P3→P4→P3→P5→P12→P11→P10→P9→P8→P7→P6→P13→P14→P21→

P20→P19→P18→P17→P16→P15→P22→P3→P4→P2→P1。四、實(shí)踐操作（一）打磨軌跡規(guī)劃2.程序流程四、實(shí)踐操作（二）示教前準(zhǔn)備參數(shù)設(shè)置（包含坐標(biāo)模式、運(yùn)動(dòng)模式、速度）項(xiàng)目一描述了NACHI工業(yè)機(jī)器人三種坐標(biāo)模式：軸坐標(biāo)、機(jī)器人坐標(biāo)和工具坐標(biāo)，選定軸坐標(biāo)模式，可以手動(dòng)控制機(jī)器人各軸單獨(dú)運(yùn)動(dòng)；選定機(jī)器人坐標(biāo)和工具坐標(biāo)模式，可以手動(dòng)控制機(jī)器人在相應(yīng)坐標(biāo)系下運(yùn)動(dòng)。項(xiàng)目一指出了手動(dòng)操作時(shí)手動(dòng)速度/檢查速度設(shè)定，為安全起見，通常選用較低檔速度。在示教過程中，需要在一定的坐標(biāo)模式和操作速度下手動(dòng)控制機(jī)器人達(dá)到一定的位置，因此在示教運(yùn)動(dòng)指令前，必須選定好坐標(biāo)模式和速度。工具坐標(biāo)系測量工具為氣爪，參照項(xiàng)目一筆尖TCP測試，完成氣爪TCP測試。四、實(shí)踐操作（二）示教前準(zhǔn)備3.I/O配置使用氣爪來抓取和放回工件，氣爪打開和關(guān)閉需要通過I/O接口信號(hào)控制，NACHI工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)提供了I/O通信接口，采用編號(hào)為7的I/O通信接口。氣爪打開和關(guān)閉的狀態(tài)由氣缸上磁性傳感器感應(yīng)，由上位機(jī)控制，機(jī)器人通過編號(hào)為8和9的I/O通信接口采集。打磨電機(jī)的啟動(dòng)由上位機(jī)控制，機(jī)器人通過編號(hào)為174的I/O通信接口進(jìn)行啟動(dòng)。機(jī)器人外部啟動(dòng)所需設(shè)置的輸入信號(hào)I/O通信接口為：外部啟動(dòng)、外部全部停止、外部運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備投入、外部復(fù)位的I/O通信接口為163、164、161、165，運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備ON、啟動(dòng)中、緊急停止中、異常、再生模式O通信接口為161、162、163、164、165。四、實(shí)踐操作（二）示教前準(zhǔn)備4.姿勢變量定義為減少點(diǎn)的示教作業(yè)，抓取點(diǎn)設(shè)置姿勢變量，在項(xiàng)目三姿勢文件中添加第三個(gè)姿勢變量。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程1.在示教模式下，點(diǎn)擊[動(dòng)作可]鍵和[程序]鍵或者點(diǎn)擊觸摸屏<程序>，在調(diào)用程序欄輸入個(gè)新程序號(hào)，按[Enter]鍵新建一個(gè)空程序。點(diǎn)擊[R]鍵，輸入“314”，按[Enter]鍵，輸

“12345”，按[Enter]鍵，進(jìn)入專家模式。2.手動(dòng)操作機(jī)器人回“原點(diǎn)”，即P1點(diǎn)，點(diǎn)擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令，按[編輯]鍵對指令參數(shù)進(jìn)行修改，點(diǎn)擊<寫入>，完成機(jī)器人回“原點(diǎn)”示教。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程3.按[FN]鍵輸入98、按[Enter]鍵，輸入50、按[Enter]鍵，選擇姿勢文件50。4.手動(dòng)操作機(jī)器人到中間點(diǎn)（P2點(diǎn)），點(diǎn)擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令完成P2點(diǎn)示教?；蛘?，復(fù)制原點(diǎn)（P1點(diǎn)）指令，將第六軸關(guān)節(jié)角度改為90°。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程5.按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標(biāo)系選擇0、按[Enter]鍵，X、Y偏移量為0，按[En鍵，Z偏移量為50、按[Enter]鍵。點(diǎn)擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令，按[編輯]鍵將

JOINT指令修改為LIN指令，點(diǎn)擊<寫入>，完成P3點(diǎn)指令添加，此處指令需要在機(jī)器人語言中作進(jìn)一步修改。6.按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標(biāo)系選擇0、按[Enter]鍵，X、Y偏移量為0，按[En鍵，Z偏移量為0、按[Enter]鍵。點(diǎn)擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令，按[編輯]鍵將

JOINT指令修改為LIN指令，點(diǎn)擊<寫入>，完成P4點(diǎn)指令添加，此處指令需要在機(jī)器人語言中作進(jìn)一步修改。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程7.按[FN]鍵輸入32、按[Enter]鍵，輸入數(shù)字7、按[Enter]鍵，關(guān)閉氣爪，使氣爪夾緊工，按[FN]鍵輸入50、按[Enter]鍵，輸入數(shù)字0.5、按[Enter]鍵，延時(shí)0.5S，使工件被可夾緊，按[FN]鍵輸入525、按[Enter]鍵，輸入數(shù)字8、按[Enter]鍵，等待氣缸磁性傳感器應(yīng)。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程8.按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標(biāo)系選擇0、按[Enter]鍵，X、Y偏移量為0，按[En鍵，Z偏移量為50、按[Enter]鍵。點(diǎn)擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令，按[編輯]鍵將

JOINT指令修改為LIN指令，點(diǎn)擊<寫入>，完成P3點(diǎn)指令添加，使工件被抓取后的機(jī)器人

返回第3點(diǎn)，此處指令需要在機(jī)器人語言中作進(jìn)一步修改。按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標(biāo)系選擇0、按[Enter]鍵，X、Y偏移量為0、按[Enter]鍵，Z偏移量為0，按[Enter]，取消偏移。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程9.手動(dòng)操作機(jī)器人至P5點(diǎn)，即打磨工具側(cè)安全點(diǎn)，調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)，點(diǎn)擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令，按[編輯]鍵對指令參數(shù)進(jìn)行修改，點(diǎn)擊<寫入>，完成P5點(diǎn)示教，做好工件打磨準(zhǔn)備。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程10.按[FN]鍵輸入32，輸入數(shù)字174，由上位機(jī)開啟打磨電機(jī)。為安全起見，在離打磨工具

Z上方和X方向一定距離，對工件一邊P12至P6點(diǎn)進(jìn)行打磨示教，添加LIN和CIR指令，另

外在進(jìn)入打磨之前添加偏移指令。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程11.在P12至P6點(diǎn)示教完成之后，進(jìn)行工件換邊，P13和P14點(diǎn)為中間點(diǎn)，P13點(diǎn)為一邊打磨之后的退出，P14點(diǎn)為打磨換邊，同時(shí)為工件另一邊至打磨工具側(cè)安全點(diǎn)，調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程12.參照P12點(diǎn)至P6點(diǎn)示教，對P21點(diǎn)至P15點(diǎn)進(jìn)行示教。13.P22點(diǎn)為打磨退出點(diǎn)，或者放回工件的中間點(diǎn)，經(jīng)P3至P4點(diǎn)放回工件。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程14.打磨工件1結(jié)束，機(jī)器人經(jīng)P3、P2、P1返回原點(diǎn)。15.點(diǎn)擊觸摸屏左下角<維修>、<程序轉(zhuǎn)換>、<語言轉(zhuǎn)換>，打開語言轉(zhuǎn)換對話框。相繼選擇<語言形式<—執(zhí)行形式>、<語言（MOVEX—J）>、<MZ04-01.51>，即選擇程序“51”，在下方程序號(hào)碼指示框中會(huì)顯示“51”，點(diǎn)擊左下角<執(zhí)行>，在彈出<正常結(jié)束>對話框中直接[Enter]，將程序“51”轉(zhuǎn)化為機(jī)器人語言。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程16.點(diǎn)擊觸摸屏左下角<維修>、<ASCII文件編輯>，找到機(jī)器人語言程序<MZ04-01-A.51>，點(diǎn)擊觸摸屏右下角<執(zhí)行>，可以對該語言程序進(jìn)行編輯。將P3、P4點(diǎn)指令中關(guān)節(jié)參數(shù)用P3代替，此P3即為姿勢文件“50”中第3個(gè)姿勢變量。點(diǎn)擊觸摸屏右下角<寫入>，在彈出對話框中選擇<可行>，完成打磨程序“51”的修改，至此，工件1打磨程序完成。四、實(shí)踐操作（三）打磨示教編程17.進(jìn)行手動(dòng)運(yùn)行程序，觀察機(jī)器人的運(yùn)行軌跡，注意運(yùn)行速度以及機(jī)器人與平臺(tái)的干涉，并進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)器人姿態(tài)。進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行程序，機(jī)器人自行完成打磨任務(wù)。點(diǎn)擊示教界面右上角<示教、再生條件>，在界面中將光標(biāo)移至啟動(dòng)選擇欄，按[動(dòng)作可]和[向右方向鍵]選擇“外部”，點(diǎn)擊<寫入>，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人外部啟動(dòng)。將機(jī)器人控制柜和示器上[示教/再生]轉(zhuǎn)至再生，按工作臺(tái)上[上電]、[啟動(dòng)]按鈕，實(shí)現(xiàn)外部啟動(dòng)完成工件1打任務(wù)。五、問題探究（一）軟件PLC概要PLC是指載入輸入信號(hào)，根據(jù)預(yù)先編制的程序使輸入回路的接點(diǎn)ON/OFF，以控制各種設(shè)備的裝置。軟件PLC將PLC所具備的功能融入機(jī)器人控制裝置的軟件中，其編程可以通過懸式示教作業(yè)操縱按鈕臺(tái)加以實(shí)施。這樣，無需在外部設(shè)置PLC，可以降低設(shè)備成本。軟件PLC存在于機(jī)器人控制裝置的內(nèi)部和外界之間，將通過并行I/O或現(xiàn)場總線等連接的與外界之間的物理信號(hào)，通過PLC程序連接到邏輯信號(hào)。（二）軟件PLC指令概要軟件PLC可以使用基本命令和應(yīng)用命令，基本命令包括A接點(diǎn)、B接點(diǎn)、上升沿接點(diǎn)等。以“B”接點(diǎn)為例如圖所示，表示接點(diǎn)的右側(cè)連接線的狀態(tài)是接點(diǎn)左側(cè)的連接線和分配給接點(diǎn)的變數(shù)的反轉(zhuǎn)值之間的邏輯積。軟件PLC中把比較命令或定時(shí)器命令等標(biāo)準(zhǔn)配備的應(yīng)用命令稱之為“LD塊”，通過編號(hào)或名稱進(jìn)行輸入。LD塊用四方的塊（功能塊）顯示，總是具備輸入和輸出。以“MOV32”為例如圖所示，將以INB為前頭的連續(xù)的32個(gè)BOOL變數(shù)的值代入以O(shè)UTB為前頭的32個(gè)BOOL變數(shù)。五、問題探究六、知識(shí)拓展——工業(yè)機(jī)器人在打磨作業(yè)中的應(yīng)用手動(dòng)打磨對工人技術(shù)要求高、效率低、人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境惡劣、打磨產(chǎn)品質(zhì)量不均勻，甚至容易造成廢品，并且社會(huì)勞動(dòng)力成本也越來越高。自動(dòng)打磨效率高、產(chǎn)品打磨外觀均勻、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、避免人為因素造成廢品等缺陷，是現(xiàn)在市場的主流趨勢。打磨拋光機(jī)器人用于替代傳統(tǒng)人工進(jìn)行工件的打磨拋光工作，主要用于工件的表面打磨、棱角去毛刺、焊縫打磨、內(nèi)腔內(nèi)孔去毛刺、孔口螺紋口加工等工作，可應(yīng)用于