工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)（第三版）課件 5.1 工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

第五篇應(yīng)用篇——工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用

任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)第五篇應(yīng)用篇——工業(yè)機(jī)器人世界漫游

1.了解工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站建立、配置；2.掌握搬運(yùn)任務(wù)IO信號(hào)配置設(shè)置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建；3掌握帶參例行程序應(yīng)用；4.會(huì)搬運(yùn)任務(wù)程序編程與調(diào)試。5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

任務(wù)描述

5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

工業(yè)機(jī)器人在搬運(yùn)方面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(yáng)能等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，涉及物流輸送、周轉(zhuǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)等。采用機(jī)器人搬運(yùn)可大幅度提高生產(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(guò)程中的產(chǎn)品損壞率。圖5-1所示是搬運(yùn)分揀鋰電池，圖5-2所示是搬運(yùn)太陽(yáng)能電池片。圖5-1搬運(yùn)分揀鋰電池圖5-2搬運(yùn)太陽(yáng)能電池片5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

任務(wù)功能簡(jiǎn)介：在搬運(yùn)工作站中完成一套8個(gè)工件的搬運(yùn)擺放（左右平臺(tái)各放4個(gè)）。兩個(gè)傳輸帶輸送物件，當(dāng)工件到傳輸帶頂端后圖5-3（a），工業(yè)機(jī)器人工裝抓手首先抓取左側(cè)傳輸帶物件圖5-3（b）（b）（a）5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

然后搬運(yùn)擺放到左側(cè)平臺(tái)位置圖5-3（c），接著抓取右側(cè)傳輸帶側(cè)物件圖5-3（d）（c）（d）5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

然后搬運(yùn)擺放到右側(cè)平臺(tái)位置圖5-3（e），后面依次擺放剩下的6個(gè)物件，左右平臺(tái)各放4個(gè)，后面8個(gè)物件依次搬運(yùn)橫列擺放位置圖5-3（f），這樣就完成此次搬運(yùn)任務(wù)。（e）（f）5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

一、帶參數(shù)例行程序概念如果一個(gè)例行程序能夠傳遞或者引用某種參數(shù)的話，那么就為帶參數(shù)的例行程序。格式為：get(numn)，其中n為某種參數(shù)，可以是數(shù)字量num，位置數(shù)據(jù)量Pos，點(diǎn)位數(shù)據(jù)量Robtarget，TCP數(shù)據(jù)量tooldata等等，也可以為常量或變量或可變量。參數(shù)n在下面的get例行程序中可以作為參數(shù)在get本地內(nèi)的每一條程序中進(jìn)行調(diào)用。知識(shí)儲(chǔ)備

5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

PROCget(numn)MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLP{n},v100,fine,tool0;WaitTime1;SetdoGrip;WaitTime1;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;ENDPROC5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

新建例行程序時(shí)選擇參數(shù)，例行程序的參數(shù)有四種存取模式：輸入、輸入/輸出、變量、可變量（圖5-4）。圖5-4新建帶參例行程序5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

INPUT（輸入）：通常例行程序參數(shù)被設(shè)為該模式并作為例行程序數(shù)據(jù)來(lái)處理。在例行程序內(nèi)改變?cè)撟兞繉?duì)相應(yīng)自變量沒有影響，參數(shù)僅作為程序中的輸入。INOUT（輸入/輸出）：如果例行程序參數(shù)被設(shè)為該模式，則相應(yīng)的自變量必須是可被例行程序修改的VAR或PERS數(shù)據(jù)，參數(shù)可以作為程序中的輸入或者輸出。VAR（變量）：如果例行程序參數(shù)被設(shè)為該模式，則相應(yīng)的自變量必須是可被例行程序修改的VAR數(shù)據(jù)，參數(shù)僅可以為變量。PERS（可變量）：如果例行程序參數(shù)被設(shè)為該模式，則相應(yīng)的自變量必須是可被例行程序修改的PERS數(shù)據(jù)，參數(shù)僅可以為可變量。5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

二、帶參數(shù)例行程序?qū)嵗苑盼锪蠟槔▓D5-5），寫出放物料的通用帶參數(shù)的例行程序圖5-5物料放置圖5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

1.如果不使用帶參例行程序，取6個(gè)物料就需要6段取物料程序。取物料1的程序：取物料2的程序：其中P1點(diǎn)是取物料1的位置點(diǎn)。其中P2點(diǎn)是取物料1的位置點(diǎn)。PROCget1()PROCget2()MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveLOffs(P1,0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLOffs(P2,0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLP1,v100,fine,tool0;MoveLP2,v100,fine,tool0;WaitTime1;WaitTime1;SetdoGrip;SetdoGrip;WaitTime1;WaitTime1;MoveLOffs(P1,0,0,300),v200fine,tool0;MoveLOffs(P1,0,0,300),v200,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;ENDPROCENDPROC5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

2.如果是建立一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)數(shù)組CONSTrobtargetP{2}:=[P1,P2]，那么：P{1}=P1，P{2}=P2。取物料1的程序：取物料2的程序：PROCget1()PROCget2()MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveLOffs(P{1},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLOffs(P{2},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLP{1},v100,fine,tool0;MoveLP{2},v100,fine,tool0;WaitTime1;WaitTime1;SetdoGrip;SetdoGrip;WaitTime1;WaitTime1;MoveLOffs(P{1},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLOffs(P{2},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;ENDPROCENDPROC5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

取物料1的程序（當(dāng)n等于1時(shí)）：取物料2的程序（當(dāng)n等于2時(shí)）：PROCget1()PROCget1()MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLP{n},v100,fine,tool0;MoveLP{n},v100,fine,tool0;WaitTime1;WaitTime1;SetdoGrip;SetdoGrip;WaitTime1;WaitTime1;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;ENDPROCENDPROC5.1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)

3.合并后的程序：CONSTrobtargetP{2}:={P1,P2}PROCget(numn)MoveJpHome,v500,fine,tool0;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveLP{n},v100,fine,tool0;WaitTime1;SetdoGrip;WaitTime1;MoveLOffs(P{n},0,0,300),v200,fine,tool0;MoveJpHome,v500,fine,tool0;ENDPROC5.1.1IO信號(hào)配置

我們要用到的數(shù)字輸入信號(hào)有兩個(gè)傳送帶工件到位信號(hào)，數(shù)字輸出信號(hào)有置位真空夾具信號(hào)等，如“啟動(dòng)”、“停止”、“急停復(fù)位”等。根據(jù)上述所需信號(hào)我們選配IO通訊方式，由于信號(hào)數(shù)量較少，可以通過(guò)ABB標(biāo)準(zhǔn)IO板來(lái)進(jìn)行通訊，可以選取DSQC651，8進(jìn)8出以及2個(gè)模擬輸出。ABB標(biāo)準(zhǔn)IO板是下掛在DeviceNet總線上面的，配置比較簡(jiǎn)單，單元信號(hào)配置如表5-1和表5-2所示。NameTypeofUnitConnectedtoBusDeviceNetAddressBoard10D651DeviceNet110NameTypeofSignalAssignedtoDeviceDevicemapping信號(hào)注釋diPalletInPos1DigitalinputBoard100傳送帶1工件到位diPalletInPos2DigitalinputBoard101傳送帶2工件到位di_startDigitalinputBoard102“外接”開始di_stopDigitalinputBoard103“外接”停止di_estopresetDigitalinputBoard104“外接”急停復(fù)位doGripDigitaloutputBoard1032夾爪夾緊信號(hào)5.1.1IO信號(hào)配置

先進(jìn)行IO板配置（參考第三篇），進(jìn)入“ABB”主菜單界面，在進(jìn)入控制面板→配置→DeviceNetDevice后，選擇“添加”設(shè)置，“使用來(lái)自模板的值”選擇DSQC651，參考表5-1參數(shù)，設(shè)置Name、Address兩個(gè)參數(shù)，如圖5-6所示圖5-6IO單元配置5.1.1IO信號(hào)配置

再在IO板上添加IO信號(hào)（參考第三篇），有diPalletInPos1、diPalletInPos2、di_start、di_stop、di_estopreset、doGrip五個(gè)數(shù)量輸入信號(hào)和一個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)，下面以輸入信號(hào)diPalletInPos1和輸出信號(hào)doGrip為例說(shuō)明創(chuàng)建IO信號(hào)的過(guò)程。進(jìn)入“ABB”主菜單界面，在進(jìn)入控制面板→配置→Signal后，選擇“添加”，設(shè)置Name、TypeofSignal、AssignedtoDevice、Devicemapping四個(gè)參數(shù)，如圖5-7所示。圖5-7IO信號(hào)配置5.1.1IO信號(hào)配置

再對(duì)系統(tǒng)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行配置，有di_start、di_stop、di_estopreset三個(gè)信號(hào)的設(shè)置，下面以di_start為例說(shuō)明創(chuàng)建系統(tǒng)輸入/輸出設(shè)置過(guò)程。進(jìn)入“ABB”主菜單界面，在進(jìn)入控制面板→配置→I/Osystem后，選擇“SystemInput”進(jìn)行設(shè)置（圖5-8）；圖5-8進(jìn)入SystemInput設(shè)置5.1.1IO信號(hào)配置

點(diǎn)擊“添加”，對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改，寫入“SignalName”，選擇“di_start”（圖5-9）；圖5-9Signal設(shè)置5.1.1IO信號(hào)配置

修改“Action”當(dāng)前值為“Start”（圖5-10）；圖5-10Action屬性5.1.1IO信號(hào)配置

修改“Argument1”當(dāng)前值為“Continous”（圖5-11）；圖5-11Argument1屬性5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

1、TCP的設(shè)定工具數(shù)據(jù)tooldata用于描述安裝在機(jī)器人第六軸上的TCP、質(zhì)量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。默認(rèn)工具（tool0）的工具中心點(diǎn)位于機(jī)器人安裝法蘭盤的中心，如圖5-12所示。該工作站使用的是夾爪夾具，夾具比較規(guī)整，可以通過(guò)直接指定數(shù)值的方式創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)。夾爪的TCP點(diǎn)位置相對(duì)于tool0在Z方向偏移了135mm。圖5-12工具數(shù)據(jù)tooldata5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

圖5-12工具數(shù)據(jù)tooldata下面對(duì)工件數(shù)據(jù)tooldata進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)入“ABB”主菜單界面，點(diǎn)擊進(jìn)入“手動(dòng)操縱”，點(diǎn)擊修改工具坐標(biāo)“tool0”（圖5-13）；圖5-13修改工具坐標(biāo)5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

新建工具坐標(biāo)Grip，編輯Grip數(shù)據(jù)類型，點(diǎn)擊“初始值”進(jìn)入，對(duì)工具數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，X、Y、Z坐標(biāo)設(shè)定，吸盤夾具重量mass設(shè)定（圖5-14），設(shè)定完成后點(diǎn)擊確定，完成工具坐標(biāo)Grip設(shè)定。圖5-14工具數(shù)據(jù)初始值5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

2、工件坐標(biāo)的設(shè)定工件坐標(biāo)對(duì)應(yīng)工件，它定義工件相對(duì)于大地坐標(biāo)的位置。機(jī)器人可以擁有若干個(gè)工件坐標(biāo)系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程時(shí)就是在工件坐標(biāo)中創(chuàng)建目標(biāo)和路徑。這有很多優(yōu)點(diǎn)：①重新定位工作站中的工件時(shí)，只需更改工件坐標(biāo)的位置，所有路徑將即刻隨之更新。②允許操作以外軸或傳送導(dǎo)軌移動(dòng)的工件，因?yàn)檎麄€(gè)工件可連同其路徑一起移動(dòng)。5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

建立工件坐標(biāo)的原理，只需要定義3個(gè)點(diǎn)，就可以建立一個(gè)工件坐標(biāo)（圖5-15）。其中，X1點(diǎn)確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)，X2確定工件坐標(biāo)X正方向，Y1確定工件坐標(biāo)Y正方向。圖5-15工件坐標(biāo)5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

下面開始設(shè)定工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)入“ABB”主菜單界面，點(diǎn)擊進(jìn)入“手動(dòng)操縱”，點(diǎn)擊修改工具坐標(biāo)“wobj0”；點(diǎn)擊進(jìn)入工件坐標(biāo)設(shè)置界面，新建一個(gè)工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)名稱wobjcnv（圖5-16）；圖5-16新建任務(wù)工件坐標(biāo)5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

點(diǎn)擊“修改位置”，通過(guò)手動(dòng)操縱的方式，逐一來(lái)確定用戶點(diǎn)X1、X2、Y1（圖5-17）。圖5-17定義工件坐標(biāo)5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

3、目標(biāo)點(diǎn)的設(shè)定在本任務(wù)工作站中，需要示教6個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，包括初始點(diǎn)：pHome（圖5-3a）、抓取點(diǎn)1：pPallet_Pick1（圖5-3b）、抓取點(diǎn)2：pPallet_Pick2（圖5-3d）、擺放點(diǎn)1：pPallet_Place1（圖5-3c）、擺放點(diǎn)2：pPallet_Place2（圖5-3e）、過(guò)渡點(diǎn)：pPallet_Flyby（圖5-18a），其中每個(gè)搬運(yùn)過(guò)程的兩個(gè)抓取點(diǎn)不變，在擺放不同位置時(shí)可以通過(guò)兩個(gè)擺放點(diǎn)偏移得到。通過(guò)單軸運(yùn)動(dòng)和線性運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)器人6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行示教，建立的目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)如圖5-18b所示。圖5-18創(chuàng)建目標(biāo)點(diǎn)（a）（b）5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

4、其他程序數(shù)據(jù)設(shè)定根據(jù)搬運(yùn)任務(wù)要求，還需要建立一些其他程序數(shù)據(jù)，bPallet表示整個(gè)搬運(yùn)任務(wù)是否完成；Pallet_Count1和Pallet_Count2用來(lái)對(duì)兩側(cè)搬運(yùn)平臺(tái)工件計(jì)數(shù)；Pallet_Full1和Pallet_Full2表示兩個(gè)平臺(tái)是否完成搬運(yùn)；PalletPos用于計(jì)算各放置點(diǎn)的偏移，兩個(gè)物塊之間的偏移為80mm。5.1.2搬運(yùn)程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

PERSboolbPallet:=TRUE;VARnumPallet_Count1:=1;VARnumPallet_Count2:=1;VARboolPallet_Full1:=FALSE;VARboolPallet_Full2:=FALSE;PERSnumPalletPos{4,2}:=[[0,0],[80,0],[0,80],[80,80]];PERSspeeddatavMinSpeed:=[300,50,5000,1000];PERSspeeddatavMidSpeed:=[500,200,5000,1000];PERSspeeddatavMaxSpeed:=[1000,300,5000,1000];5.1.3取放工件子程序編寫

以搬運(yùn)的個(gè)數(shù)為參數(shù)n，建立兩個(gè)取放工件帶參子程序：rPickPlace11和rPickPlace22，完成抓取和放置工件動(dòng)作（圖5-19）。圖5-19創(chuàng)建取放工件子程序5.1.3取放工件子程序編寫

下面以左側(cè)平臺(tái)取放工件子程序?yàn)槔v解程序指令。當(dāng)傳送帶工件到位時(shí)，機(jī)器人快速運(yùn)行至抓取位置上方100mm處，打開夾爪，慢速移動(dòng)至抓取點(diǎn)，抓取工件，待夾爪夾緊抓取到工件延時(shí)1秒后，移動(dòng)到抓取點(diǎn)位置上方100mm處。機(jī)器人抓取工件后快速移動(dòng)至放置位置點(diǎn)上方100mm后低速移動(dòng)至放置位置點(diǎn)，打開夾爪，放置工件后延時(shí)1秒后回到位置點(diǎn)上方100mm處，將工件放置在工作臺(tái)上。由參數(shù)n決定偏移距離從而確定放置點(diǎn)的位置。5.1.3取放工件子程序編寫

PROCrPickPlace11(INOUTnumn)MoveJOffs(pPallet_Pick1,0,0,100),vMidSpeed,z10,Grip;MoveLpPallet_Pick1,vMinSpeed,fine,Grip\WObj:=wobj0;SetdoGrip;WaitTime1;MoveLOffs(pPallet_Pick1,0,0,100),vMinSpeed,z10,Grip;MoveJOffs(pPallet_Place1,PalletPos{n,1},PalletPos{n,2},100),vMidSpeed,z10,Grip;MoveLOffs(pPallet_Place1,PalletPos{n,1},PalletPos{n,2},0),vMinSpeed,fine,Grip;ResetdoGrip;WaitTime1;MoveLOffs(pPallet_Place1,PalletPos{n,1},PalletPos{n,2},100),vMinSpeed,z10,Grip;MoveJOffs(pPallet_Pick1,0,0,100),vMidSpeed,z10,Grip;Incrn;ENDPROC5.1.4搬運(yùn)程序編寫1、機(jī)器人程序框架搭建在對(duì)機(jī)器人位置動(dòng)作進(jìn)行初始化，檢測(cè)傳輸帶是否有工件，沒有工件機(jī)械手繼續(xù)等待，如果有工件則檢測(cè)工作臺(tái)是否有工件；工作臺(tái)沒有工件就機(jī)械手把現(xiàn)工件搬運(yùn)到工作臺(tái)返回，如果工作臺(tái)有工件等待取走后再搬運(yùn)，主程序框架如圖5-20所示。圖5-20搬運(yùn)程序框架5.1.4搬運(yùn)程序編寫

2、機(jī)器人程序設(shè)計(jì)（1）主程序設(shè)計(jì)PROCMain()rInitAll;WHILEbPalletDOIFPallet_Count1<=4orPallet_Count2<=4THENIFdiPalletInPos1=1ANDPallet_Full1=FALSErPickPlace11Pallet_Count1;IFdiPalletInPos2=1ANDPallet_Full2=FALSErPickPlace22Pallet_Count2;ENDI