機(jī)器人涂膠工作站任務(wù)書

《機(jī)器人工作站綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)》任務(wù)說明書題目：機(jī)器人涂膠工作站姓名石登峰、龐呂明學(xué)號(hào)20200311430209、20200311430217專業(yè)班級(jí)20機(jī)制2班（z）指導(dǎo)老師穆昕鈺、龐姍、余波、王健日期2023年10月1日智能制造與電氣工程學(xué)院目錄TOC\o"1-3"\h\u21949緒論 緒論摘要：以ABB工業(yè)機(jī)器人涂膠工作站為研究對(duì)象，S7-200SMARTPLC為控制核心，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人涂膠工作站在實(shí)際的運(yùn)行過程中存在的整體設(shè)計(jì)、ABB機(jī)器人路徑規(guī)劃、涂膠工作站運(yùn)行、站與站之間信號(hào)通訊等難度問題，提出了一種基于ABB—IRB120機(jī)器人的涂膠工作站：機(jī)器人I/O信號(hào)和西門子SMARTPLC通訊連接，完成了工業(yè)機(jī)器站與涂膠供料站、涂膠裝配站之間的信號(hào)交互。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中完成對(duì)涂膠工作站和裝配工作站的機(jī)械安裝、電氣接線，對(duì)涂膠工作站和裝配工作站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工作流程分析、PLC設(shè)計(jì)選型、工作站程序的編寫。工業(yè)機(jī)器人涂膠工作站程序編寫與聯(lián)調(diào)：完成工業(yè)機(jī)器人站程序設(shè)計(jì)，系統(tǒng)輸入設(shè)定，系統(tǒng)輸出設(shè)定，機(jī)器人初始化子程序init、取夾具子程序pick、放夾具子程序place、汽車玻璃涂膠子程序tujiao、吸附玻璃子程序xifu的編寫，工作站之間的通訊測(cè)試、低速調(diào)試、全速調(diào)試，最終完成對(duì)工作站的聯(lián)調(diào)，為工業(yè)機(jī)器人與涂膠工作站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了技術(shù)參考，提升涂膠工作站的運(yùn)行效率，乃至為創(chuàng)建智能化工廠提供了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人，涂膠供料站，涂膠裝配站，信號(hào)通訊，工作站設(shè)計(jì)。引言伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能制造等新興技術(shù)的發(fā)展，汽車制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著消費(fèi)者對(duì)于汽車的高要求和個(gè)性化定制，企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格把控，開始將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到汽車的生產(chǎn)線中，使得汽車制造業(yè)生產(chǎn)效能得以提升。汽車制造業(yè)中，汽車玻璃的涂膠工作大多以人工裝置為主，汽車玻璃涂膠方面人工作業(yè)有著涂膠精度低、涂膠不均、涂膠效率低等問題。進(jìn)而引起汽車玻璃的密封性達(dá)不到工業(yè)要求，嚴(yán)重的可能引起汽車玻璃的損壞。而且涂膠的膠體會(huì)危害工作人員的身體健康，長(zhǎng)期工作在此環(huán)境中將會(huì)引起多種疾病。對(duì)涂膠工作站進(jìn)行機(jī)械安裝、電氣接線、編程和聯(lián)調(diào)，同時(shí)利用ABB-IRB120機(jī)器人完成點(diǎn)位的示教、路徑規(guī)劃、程序的編寫。通過ABB-IRB120機(jī)器人的I/O信號(hào)與涂膠供料站、涂膠裝配站S7-200SMARTPLC進(jìn)行通訊連接，完成機(jī)器人站、涂膠供料站、涂膠裝配站之間的信號(hào)交互，為機(jī)器人涂膠工作站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。背景涂膠工作臺(tái)是--種用于工業(yè)生產(chǎn)中涂膠操作的設(shè)備，它的發(fā)展歷史可以追溯到人類對(duì)膠粘劑使用的需求開始出現(xiàn)的時(shí)候。在早期，人們使用的膠粘劑主要是天然橡膠和樹膠等物質(zhì)，于粘合、封閉和修復(fù)等工作。然而，由于這些膠粘劑的性能和使用方式的限制，人們開始尋找更加有效和方便的涂膠方法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們逐漸掌握了合成膠粘劑的制備方法，這為涂膠工作臺(tái)的發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)。合成膠粘劑的出現(xiàn)使得涂膠操作更加方便，粘接效果更加可靠，從而推動(dòng)了涂膠工作臺(tái)的廣泛應(yīng)用。涂膠工作臺(tái)的發(fā)展歷程中，最重要的里程碑之-是涂膠~工作臺(tái)的自動(dòng)化。隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，涂膠工作臺(tái)逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、自動(dòng)噴涂和自動(dòng)清洗等功能。這不僅提高了涂膠的效率，還降低了人工操作的難度和勞動(dòng)強(qiáng)度。另一個(gè)重要的發(fā)展方向是涂膠工作臺(tái)的多功能化。隨著I業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和多樣化的需求，涂膠工作臺(tái)逐漸具備了多種功能，例如配備有多個(gè)噴嘴、可調(diào)節(jié)涂膠厚度和涂膠速度等。這使得涂膠工作臺(tái)能夠適應(yīng)不同的產(chǎn)品需求，并提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。涂膠工作臺(tái)的材料也得到了改進(jìn)和優(yōu)化。在早期，涂膠工作臺(tái)主要由金屬材料制成，但隨著塑料和復(fù)合材料的發(fā)展，涂膠工作臺(tái)的重量和成本得到了顯著降低。這使得涂膠工作臺(tái)更加便攜和經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也提高了其使用壽命和穩(wěn)定性。涂膠工作臺(tái)的發(fā)展歷史也與環(huán)境保護(hù)和安全性相關(guān)。隨著人們對(duì)環(huán)境污染和職業(yè)健康的關(guān)注，涂膠工作臺(tái)在設(shè)計(jì)和制造過程中逐漸采用環(huán)保材料和安全措施，以減少對(duì)環(huán)境和人體的影響。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)制造的進(jìn)步，涂膠工作臺(tái)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。它不僅在汽車制造、電子產(chǎn)品和建筑材料等傳統(tǒng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，還在新興的領(lǐng)域如新能源、生物醫(yī)藥和航空航天等發(fā)揮著重要作用?？偟膩碚f，涂膠工作臺(tái)是膠粘劑應(yīng)用領(lǐng)域的重要設(shè)備，經(jīng)過多年的發(fā)展和創(chuàng)新，它已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的一部分。隨著科技的不斷進(jìn)步和需求的不斷變化，涂膠工作臺(tái)將繼續(xù)發(fā)展，為洛個(gè)行業(yè)提供更加高效、精確和可靠的涂膠解決方案。第1章機(jī)器人涂膠工作站的介紹2.1機(jī)器人涂膠工作站的簡(jiǎn)介工業(yè)機(jī)器人涂膠工作站通過ABB機(jī)器人抓取膠槍夾具完成汽車玻璃的涂膠，吸盤夾具吸附玻璃在涂膠供料站利用膠槍完成玻璃膠的供應(yīng)，把玻璃放置到正確位置。設(shè)計(jì)的涂膠工作站如圖1所示。圖1涂膠工作站工業(yè)機(jī)器人站、涂膠裝配站、涂膠供料站通過S7-200SMARTPLC完成站與站之間的通訊[4]，實(shí)現(xiàn)整個(gè)涂膠工作站信號(hào)交互；涂膠裝配站通過步進(jìn)電機(jī)和光電傳感器實(shí)現(xiàn)汽車模型的運(yùn)動(dòng)以及點(diǎn)位的檢測(cè)；工業(yè)機(jī)器人根據(jù)涂膠裝配站、涂膠供料站的信號(hào)反饋完成膠槍夾具和吸盤夾具對(duì)汽車模型的動(dòng)作。2.2涂膠工作站的發(fā)展史70年代初期，涂膠工藝以人工或涂膠槍涂膠的形式出現(xiàn)在法國(guó)，隨著單、雙組分密封膠的進(jìn)一步開發(fā)和電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，自動(dòng)涂膠機(jī)很快就出現(xiàn)在歐美的汽車制造業(yè)中。與人工涂膠或涂膠槍涂膠相比，自動(dòng)涂膠有許多優(yōu)點(diǎn)：更加安全的工作環(huán)境，更高的精度及復(fù)用性，更高的處理能力，同一設(shè)備可以用于許多不同的應(yīng)用場(chǎng)合。在過去的幾年中，國(guó)工業(yè)發(fā)展對(duì)密封膠在制造業(yè)中的應(yīng)用提出更高的要求。為了減少密封墊和密封圈的庫(kù)存成本及產(chǎn)品裝配過程中有關(guān)的勞動(dòng)內(nèi)容，要求新研發(fā)的密封材料的固化工藝應(yīng)有所發(fā)展。特別地，汽車工業(yè)出臺(tái)了涂膠密封材料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和性能標(biāo)準(zhǔn)，而且還制訂了密封部位的防泄漏標(biāo)準(zhǔn)，以及與密封有關(guān)的降噪音等標(biāo)準(zhǔn)。這些要求和標(biāo)準(zhǔn)促使密封材料研發(fā)商和自動(dòng)設(shè)備制造商合作，開發(fā)出適應(yīng)新形勢(shì)的涂膠設(shè)備。國(guó)外的機(jī)器人生產(chǎn)廠商自推出了涂膠機(jī)，如日本莫托曼機(jī)器人、安川機(jī)器人、美國(guó)ABB機(jī)器人等，都有較為成熟的研究和使用。2.3涂膠工作站的構(gòu)成和工作原理設(shè)備主要由給料裝置、三軸涂膠軌跡系統(tǒng)、下料系統(tǒng)、供膠系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。2.3.1給料裝置自動(dòng)給料系統(tǒng)主要由料倉(cāng)、工件提升系統(tǒng)、工件輸送系統(tǒng)組成。料倉(cāng)采用轉(zhuǎn)盤式雙工位，可交替使用。將一批工件放入料倉(cāng)，料倉(cāng)定位桿通過工件上的螺栓通孔實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的粗定位。帶有真空吸盤的提升系統(tǒng)將工件提起，并將工件放在輸送系統(tǒng)上，由輸送系統(tǒng)將工件送到涂膠工位；工件到達(dá)涂膠工位后，由舉升氣缸帶動(dòng)的精確定位裝置將工件舉起并實(shí)現(xiàn)精確定位。2.3.2三軸涂膠軌跡系統(tǒng)三軸涂膠軌跡系統(tǒng)主要由雙作用氣缸、伺服電機(jī)、滾珠絲杠、自動(dòng)涂膠閥、膠針調(diào)節(jié)校準(zhǔn)裝置構(gòu)成。三軸涂膠軌跡系統(tǒng)中的Z軸由雙作用氣缸帶動(dòng)，主要作用是控制膠針與工件的距離，涂膠時(shí)落下，涂膠完成后升起；X-Y軸的運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)，在西門子802S數(shù)控系統(tǒng)的控制下，實(shí)現(xiàn)程序要求的涂膠軌跡。系統(tǒng)的重復(fù)定位精度可達(dá)到±0.05mm，X-Y軸伺服控制，可實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)。2.3.3下料系統(tǒng)定位及下料裝置主要由下料升降氣缸、下料吸盤、下料水平移動(dòng)氣缸、輸送機(jī)構(gòu)等組成。當(dāng)一個(gè)工件完成涂膠后，給料裝置中的舉升氣缸落下，工件在Z軸方向處于自由狀態(tài)，此時(shí)下料裝置中的各部位按如下順序動(dòng)作：水平移動(dòng)氣缸帶動(dòng)下料升降氣缸及下料吸盤移動(dòng)至工件上方→下料升降氣缸落下→下料吸盤動(dòng)作，將工件固定→下料升降氣缸升起→下料水平移動(dòng)氣缸返回→下料升降氣缸落下→吸盤松開工件，工件被放置在輸送帶上→輸送帶將工件送至指定位置，完成一個(gè)下料循環(huán)。下料輸送帶由減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸送帶每次運(yùn)行距離固定，確保下料位置沒有工件，傳送帶的末端加紅外線開關(guān)，工件運(yùn)行碰到紅外線開關(guān)后設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)末端工件取走后，設(shè)備重新開始工作。2.3.4供膠系統(tǒng)選用美國(guó)GRACO的氣動(dòng)柱塞泵來供膠，該系統(tǒng)主要由壓盤（適用于5加侖膠桶）、柱塞泵、供膠模塊、定量涂膠閥等組成。將壓盤裝入膠桶，通過柱塞泵將膠液打入供膠模塊，供膠模塊將壓力和流量穩(wěn)定的膠液送入定量涂膠閥，通過調(diào)整定量涂膠閥開口大小，并配合膠針的移動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)膠液均勻穩(wěn)定地輸出，保證涂在工件上的膠線粗細(xì)均勻且沒有斷膠現(xiàn)象。2.3.5電氣控制系統(tǒng)涂膠機(jī)電氣控制系統(tǒng)，包括總進(jìn)線電源、控制電源、輸入單元、PLC控制單元和驅(qū)動(dòng)單元，總進(jìn)線電源與控制電源相連，控制電源與輸入單元相連，控制電源與PLC控制單元相連，控制電源與驅(qū)動(dòng)單元相連，輸入單元與PLC控制單元相連，PLC控制單元與驅(qū)動(dòng)單元相連，總進(jìn)線電源向主電路供電，同是提供設(shè)備短路保護(hù)，過載保護(hù)，使設(shè)備更安全的運(yùn)行；控制電源為220V變24V，主要給輸入單元、驅(qū)動(dòng)單元、PLC控制單元提供。穩(wěn)定電源，使高低壓電源分隔，從而實(shí)現(xiàn)低壓控制高壓，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，防止設(shè)備帶電，保證工作人員不能意外觸電。輸入單元是采集的設(shè)備低電平信號(hào)，并發(fā)送到PLC控制單元，是控制系統(tǒng)不可分割的一部分；驅(qū)動(dòng)單元包括交流接觸器、電機(jī)啟動(dòng)器，中間繼電器等，用于控制電機(jī)動(dòng)作，機(jī)器人動(dòng)作，工業(yè)相機(jī)動(dòng)作；PLC控制單元像人類大腦，把輸入單元的采集的高電平頻信號(hào)進(jìn)行分析處理，通過驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行，三色報(bào)警燈的應(yīng)用，能夠快速的顯示報(bào)警，方便故障查找，并對(duì)故障進(jìn)行分類處理，分為警告、故障，使設(shè)備不產(chǎn)生誤報(bào)警或不報(bào)警，當(dāng)PLC控制單元檢測(cè)有工件的時(shí)候，PLC控制單元發(fā)出信號(hào)給機(jī)器人，機(jī)器人自動(dòng)抓取工件，抓取完成以后，將工件移動(dòng)到涂膠機(jī)上，涂膠機(jī)配合機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)涂膠，當(dāng)涂膠完成以后，機(jī)器人將涂膠完成的工件放到工業(yè)相機(jī)下進(jìn)行拍照檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)合格以后機(jī)器人自動(dòng)將工件放到輸送臺(tái)上，流到下個(gè)工序，當(dāng)工業(yè)相機(jī)檢測(cè)不合格的時(shí)候，將不合格信號(hào)給PLC控制單元，當(dāng)PLC控制單元接收到信號(hào)以后報(bào)警，機(jī)器人將工件放到檢修1工位上，等待檢修，涂膠機(jī)電氣控制系統(tǒng)，解決了在涂膠過程中，操作工很難準(zhǔn)確的在缸蓋上涂膠，產(chǎn)品在密封過程中很容易出現(xiàn)斷膠，密封不良的問題。如圖2所示。圖2第3章機(jī)器人涂膠工作站的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工作流程分析工業(yè)機(jī)器人站主要有基板、操作面板、導(dǎo)向輪、電氣安裝板、雙吸盤夾具、膠槍夾具、平行夾具、電磁閥組、氣源處理器等組成[4]，電氣部分由六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人空氣開關(guān)、可編程控制器、中間繼電器、操作按鈕等組成，電氣的大部分器件安裝在安裝板上，操作按鈕安裝在設(shè)備的正前沿，便于操作。圖3是ABB機(jī)器人工作站工作流程圖，圖4是涂膠工作站工作流程圖。圖3ABB機(jī)器人工作站工作流程圖圖4涂膠工作站工作流程圖工作流程如下：系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢后，按下急停按鈕，急停燈亮；旋出急停按鈕，急停燈滅，復(fù)位燈閃爍；按下復(fù)位按鈕，復(fù)位燈亮，機(jī)器人回到初始位置，涂膠裝配站轉(zhuǎn)盤回到原點(diǎn)，檢測(cè)涂膠裝配站傳感器轉(zhuǎn)盤是否到位，檢測(cè)涂膠供料站傳感器上料位是否回到初始位置；按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)器人抓取膠槍夾具，完成汽車模型玻璃的涂膠，更換吸盤夾具完成玻璃涂膠，汽車玻璃的安裝，機(jī)器人最后回到初始位置。系統(tǒng)上電后，PLC狀態(tài)處于運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備開始復(fù)位，步進(jìn)電機(jī)復(fù)位回到初始位置，復(fù)位指示燈亮；聯(lián)機(jī)啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)，啟動(dòng)指示燈常亮，等待機(jī)器人啟動(dòng)信號(hào)，按下啟動(dòng)按鈕，步進(jìn)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)位置后，步進(jìn)電機(jī)傳感器發(fā)射信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中按下停止按鈕，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，待設(shè)備復(fù)位后，步進(jìn)電機(jī)復(fù)位，同時(shí)復(fù)位指示燈閃爍。第4章Robotstudio軟件的使用4.1RobotStudio與編程簡(jiǎn)介RobotStudio是一款A(yù)BB公司開發(fā)的集成離線編程仿真和在線監(jiān)測(cè)和機(jī)器人編程的軟件具有很強(qiáng)大的功能。RobotStudio配合安裝PowerPacs(功能包)可以實(shí)現(xiàn)線下離線軌跡抓取，打磨路徑生成，噴涂軌跡生成，節(jié)拍計(jì)算等功能，也可以多個(gè)機(jī)器人協(xié)同工作。RobotStudio配合Smart組件可以完成很多機(jī)械動(dòng)作和制作方案動(dòng)畫。建立虛擬控制器，如圖5所示。圖5建立新程序，如圖6所示。圖6程序檢查，如圖7所示。圖7程序?qū)雽?shí)物機(jī)器人調(diào)試，如圖8所示。圖85、Robotstudio在線調(diào)試流程，如圖9所示。圖94.2RAPID程序指令RAPID程序中包括了-連串控制機(jī)器人的指令，執(zhí)行這些指令可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的操作。程序使用RAPID編程語言的特定詞匯和語法編寫而成。RAPID是一種英文編程語言，所包含的指令可以控制機(jī)械臂移動(dòng)、設(shè)置輸出、讀取輸入，還可以實(shí)現(xiàn)決策、重復(fù)其他指令、構(gòu)造程序、與系統(tǒng)操作員交互等。RAPID程序由程字模塊(ProgramModule)和系統(tǒng)模塊(SystemModule)組成。一般地，我們只通過新建程序模塊來構(gòu)建機(jī)器人的程序，而系統(tǒng)模塊多用于系統(tǒng)方面的控制之用。我們可以根據(jù)不同的用途創(chuàng)建多個(gè)程序模塊，如專門用于主控制的程序模塊，用于位置計(jì)算的程序模塊，用于存放數(shù)據(jù)的程序模塊，這樣的目的在于方便歸類管理不同用途的例行程序與數(shù)據(jù)。每一個(gè)程序模塊包括了程序數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能等四種對(duì)象，但不-定在一個(gè)模塊都有這四種對(duì)象的存在，程序模塊之間的數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能是可以相互調(diào)用的。在RAPID程序中，只存在一個(gè)main程序，并存在于任意一個(gè)程序模塊中，并且是作為整個(gè)RAPID程序執(zhí)行的起點(diǎn)。編寫RAPID程序的步驟：1.新建程序2.新建模塊.3.新建例行程序4.新建程序數(shù)據(jù)5.編寫指令6.調(diào)試常用的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)指令機(jī)器人在空間中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)主要是四種方式，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)(MOVEJ)，線性運(yùn)動(dòng)(MOVEL)，圓弧運(yùn)動(dòng)(MOVEC)和絕對(duì)位置運(yùn)動(dòng)(MOVEABSJ)。1）MOVEJ指令是在對(duì)路徑精度要求不高的情況，機(jī)器人的工具中心點(diǎn)TCP從--個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置，兩個(gè)位置之間的路徑不一定是直線。2)MoveJ指令是在對(duì)路徑精度要求不高的情況，機(jī)器人的工具中心點(diǎn)TCP從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置，兩個(gè)位置之間的路徑不一定是直線。3)MoveL運(yùn)動(dòng)是機(jī)器人的TCP從起點(diǎn)到終點(diǎn)之間的路徑始終保持為直線，一般如焊接，涂膠等應(yīng)用對(duì)路徑要求高的場(chǎng)合進(jìn)行使用此指4)MoveC機(jī)器人通過中間點(diǎn)以圓弧移動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)前點(diǎn)中間點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)三點(diǎn)決定一段圓弧，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可控，運(yùn)動(dòng)路徑保持唯一，常用于機(jī)器人在工作狀態(tài)移動(dòng)。4.3ABB示教器的組成示教器是進(jìn)行機(jī)器人的手動(dòng)操縱、程序編寫、參數(shù)配置以及監(jiān)控用的手持裝置，也是我們最常使用的控制裝置。如圖10圖11所示。圖10示教器的組成A連接電纜B觸摸屏C急停開關(guān)D手動(dòng)操作搖桿E數(shù)據(jù)備份用USB接口F使能器按鈕H示教器復(fù)位按鈕G觸摸屏用筆圖11示教器按鍵A-D預(yù)設(shè)按鍵，1-4有關(guān)如何定義其各項(xiàng)功能的詳細(xì)說明，請(qǐng)參閱“預(yù)設(shè)按鍵”一節(jié)。E選擇機(jī)械單元。F切換移動(dòng)模式，重定向或線性。G切換移動(dòng)模式，軸1-3或軸4-6。H切換增量。JStepBACKWARD(步退)按鈕。使程序后退一步的指令。KSTART(啟動(dòng))按鈕。開始執(zhí)行程序。LStepFORWARD(步進(jìn))按鈕。使程序前進(jìn)一步的指令。MSTOP(停止)按鈕。停止程序執(zhí)行。4.4RobotStudio.與編程簡(jiǎn)介4.4機(jī)械臂簡(jiǎn)介4.4.1機(jī)械臂的組成1.基座：機(jī)械臂的基座是機(jī)械臂的支撐和固定部分，通常由堅(jiān)固的金屬材料制成?；姆€(wěn)定性和剛度直接影響機(jī)械臂的工作精度和可靠性。2.關(guān)節(jié)：機(jī)械臂通常由多個(gè)關(guān)節(jié)連接而成，每個(gè)關(guān)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)-定范圍的運(yùn)動(dòng)。關(guān)節(jié)通常由電機(jī)、減速器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和編碼器等組成，通過控制關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的姿態(tài)調(diào)整。3.連桿：連桿是機(jī)械臂的骨架，負(fù)責(zé)連接各個(gè)關(guān)節(jié)并傳遞力量。連桿通常由輕質(zhì)高強(qiáng)度的材料制成，如鋁合金或碳纖維材料，以保證機(jī)械臂的輕量化和剛為保證良好的閱讀體驗(yàn)。4.末端執(zhí)行器：末端執(zhí)行器是機(jī)械臂的最后一節(jié)，負(fù)責(zé)完成具體的任務(wù)。常見的末端執(zhí)行器有夾爪、吸盤、焊槍等，不同的末端執(zhí)行器適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。如圖12所示圖12機(jī)械臂的組成4.4.2機(jī)械臂的參數(shù)ABB機(jī)械臂的主要參數(shù)：1、重復(fù)定位精度：0.01mm.2、防護(hù)等級(jí)：IP303、重量：25KG4、運(yùn)動(dòng)：軸運(yùn)動(dòng)工作范圍與最大速度軸1旋轉(zhuǎn)-165°~+165°250°/s軸2手臂-110°~+110°250°/s軸3手臂-90°~+70°250°/s軸4手腕-160°~+160°320%/s軸5彎曲-120°~+120°320%/s軸6翻轉(zhuǎn)-400°~+400°420%/s5、性能：TCP最大速度6.2m/s、TCP最大加速度28m/s24.4.3機(jī)械臂的功能組成1.控制系統(tǒng)：機(jī)械臂的控制系統(tǒng)是機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和任務(wù)的核心部分。控制系統(tǒng)通常由控制器、傳感器和執(zhí)行器組成，能夠?qū)崟r(shí)采集和處理傳感器數(shù)據(jù)，并通過控制器輸出指令控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。2.傳感器：機(jī)械臂的傳感器用于感知外部環(huán)境和機(jī)械臂本身的狀態(tài)，常見的傳感器有位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器等。傳感器的數(shù)據(jù)可以為機(jī)械臂提供實(shí)時(shí)的環(huán)境信息，從而實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制和避障功能。3.編碼器：編碼器是機(jī)械臂關(guān)節(jié)的重要部件，盱測(cè)量關(guān)節(jié)的角度和位置。通過編碼器的反饋信號(hào)，控制系統(tǒng)可以準(zhǔn)確控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。4.電源系統(tǒng)：機(jī)械臂的電源系統(tǒng)為機(jī)械臂提供電能，常見的電源系統(tǒng)有交流電源和直流電源。電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性對(duì)機(jī)械臂的正常運(yùn)行至關(guān)重要。5.通信系統(tǒng)：機(jī)械臂的通信系統(tǒng)用于與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和信息傳輸。通信系統(tǒng)通常由網(wǎng)絡(luò)接口、總線和通信協(xié)議組成，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂與其他設(shè)備的聯(lián)動(dòng)和遠(yuǎn)程控制。4.5機(jī)器人涂膠工作站制作第5章機(jī)器人涂膠的工藝方法5.1涂膠工藝實(shí)現(xiàn)方法5.1.1普通功能涂膠工藝普通功能涂膠工藝是在簡(jiǎn)單的涂膠工藝基礎(chǔ)上加入觸摸屏界面，從而實(shí)現(xiàn)觸摸屏控制涂膠工藝的運(yùn)行。普通功能涂膠工藝是通過預(yù)先示教，ABB機(jī)器人末端自動(dòng)安裝涂膠工具，并利用已安裝的涂膠工具，根據(jù)設(shè)定的涂膠軌跡進(jìn)行涂膠。普通功能涂膠工藝具備暫停和繼續(xù)功能，即按下觸摸屏?xí)和０粹o，機(jī)器人暫停當(dāng)前涂膠任務(wù)，直到按下繼續(xù)按鈕，機(jī)器人繼續(xù)完成涂膠任務(wù)。另外，執(zhí)行涂膠任務(wù)過程中，可以通過觸摸屏上的按鈕實(shí)時(shí)調(diào)速（低速、中速、高速三檔）。普通功能涂膠工藝實(shí)現(xiàn)方法需經(jīng)歷在線示教、離線編程、觸摸屏、PLC編程等操作過程。首先，在線示教記錄機(jī)器人工作站中涂膠臺(tái)、機(jī)器人、涂膠工具位置。隨后，在離線軟件中編輯涂膠軌跡，并生成離線程序。最后，在觸摸屏軟件中設(shè)置觸摸屏界面，在PLC軟件中編寫相應(yīng)的PLC程序。通過程序編輯，完善普通涂膠工藝功能，并在ABB工作站上調(diào)試運(yùn)行。在觸摸屏軟件中，“暫停”和“繼續(xù)”對(duì)應(yīng)的PLC地址分別為M10.0和M10.1。在觸摸屏軟件中，慢速、中速、快速對(duì)應(yīng)的PLC地址分別為M10.2、M10.3、M10.4。觸摸屏界面通過PLC與機(jī)器人進(jìn)行通訊，在普通功能涂膠工藝中，PLC只需將觸摸屏中對(duì)應(yīng)的地址信號(hào)傳送給機(jī)器人相應(yīng)的輸入信號(hào)，并通過程序編輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)涂膠工藝的暫停、繼續(xù)及調(diào)速等操作。普通功能涂膠工藝實(shí)現(xiàn)涉及不同的任務(wù)操作，如圖13圖14所示，分別是普通功能涂膠工藝程序編輯流程、普通功能涂膠工藝動(dòng)作流程。圖13普通功能涂膠工藝程序編輯流程圖14普通功能涂膠工藝動(dòng)作流程5.1.2選擇功能涂膠工藝選擇功能涂膠工藝與普通功能涂膠工藝流程類似，其在普通功能涂膠工藝基礎(chǔ)上加入涂膠軌跡選擇功能，即通過觸摸屏界面選擇并執(zhí)行涂膠軌跡。涂膠工藝選擇功能實(shí)現(xiàn)主要是提供多條涂膠軌跡，以供使用中選擇。選擇的軌跡中可以是單條軌跡、多條軌跡、帶計(jì)時(shí)或中斷軌跡等。與普通功能涂膠工藝一樣，選擇功能涂膠工藝也需要機(jī)器人控制器、觸摸屏、PLC三者之間通訊。在整個(gè)操作過程中，首先通過觸摸屏選擇并確定涂膠軌跡，隨即PLC程序向工業(yè)機(jī)器人控制器發(fā)送指令(觸摸屏中第一、二、三條軌跡，分別對(duì)應(yīng)PLC中地址為C1、C2、C3)，工業(yè)機(jī)器人開始執(zhí)行選定的涂膠軌跡，直至任務(wù)流程結(jié)束。選擇功能涂膠工藝界面是在普通功能的基礎(chǔ)上加入軌跡選擇功能，需選擇三條涂膠軌跡并執(zhí)行，選擇功能涂膠工藝動(dòng)作流程如圖15所示。給出了四條不同形狀的涂膠軌跡，可在觸摸屏界面選擇。選擇功能涂膠工藝PLC程序設(shè)置，通過判斷計(jì)數(shù)器C9的數(shù)值，確定當(dāng)前選擇的是第幾條涂膠軌跡。如是第一條軌跡，通過Q12.0~Q12.3組輸出，將C1的數(shù)值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制輸出，可輸出0~15等16個(gè)狀態(tài)。工業(yè)機(jī)器人控制器通過判斷G_DI(組數(shù)據(jù)輸入)的數(shù)值來確定第一條涂膠軌跡選擇的是幾號(hào)軌跡路徑。選擇功能涂膠工藝程序編輯流程與普通功能涂膠工藝的類似，不再贅述。圖15選擇功能涂膠工藝動(dòng)作流程5.1.3復(fù)雜功能涂膠工藝復(fù)雜功能涂膠工藝觸摸屏界面提供A、B、D三條軌跡路徑，并分別可以選擇軌跡方向、速度、起始點(diǎn)、終止點(diǎn)等功能。復(fù)雜功能涂膠工藝中的工業(yè)機(jī)器人程序編輯以及PLC程序與選擇功能涂膠工藝的基本一致，不再贅述，觸摸屏界面、PLC地址設(shè)置略有不同。在觸摸屏軟件中，“暫?！焙汀袄^續(xù)”功能鍵對(duì)應(yīng)PLC中地址為M10.0和M10.1。在觸摸屏軟件工具欄中，選擇“項(xiàng)目選單”創(chuàng)建A軌跡涂膠方向、停留點(diǎn)選單，PLC中相應(yīng)地址為C1、C2。B軌跡調(diào)速選單，B4-B3、B3-B2、B2-B1段軌跡，PLC中相應(yīng)地址分別為C3、C4、C5。D軌跡起始點(diǎn)、終止點(diǎn)，PLC中地址為分別為C6、C7。圖16為復(fù)雜功能涂膠工藝動(dòng)作流程圖。復(fù)雜功能涂膠工藝程序編輯流程與普通功能涂膠工藝的類似，不再贅述。圖16復(fù)雜功能涂膠工藝動(dòng)作流程5.1.4涂膠工藝方法比較表1涂膠工藝實(shí)現(xiàn)方法比較不同的涂膠工藝實(shí)現(xiàn)方法可以滿足不同需求的涂膠工藝要求，完成這些工作都需要具備工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程、觸摸屏、PLC等基礎(chǔ)知識(shí)。三種實(shí)現(xiàn)方法均需實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人控制器、觸摸屏、PLC三者之間通訊。三種涂膠工藝實(shí)現(xiàn)方法的比較見表1。普通功能涂膠工藝是三種實(shí)現(xiàn)方法中最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法，其離線編程、觸摸屏、PLC、工業(yè)機(jī)器人編程工作量均最小，在各類程序編寫完成之后，只需稍加修改即可在ABB工作站調(diào)試運(yùn)行。普通功能涂膠工藝能夠?qū)崿F(xiàn)功能較為單一的涂膠軌跡任務(wù)，靈活性相對(duì)較差。選擇功能涂膠工藝是在普通功能涂膠工藝的基礎(chǔ)上，加入涂膠軌跡選擇功能，與普通功能涂膠工藝相比，其離線編程、觸摸屏、PLC程序工作量都相應(yīng)增加，程序編寫工作量較大，難度系數(shù)大，但其涂膠軌跡選擇的靈活性好，涂膠軌跡選擇多樣化。選擇功能涂膠工藝是在普通功能涂膠工藝的基礎(chǔ)上，加入涂膠軌跡選擇功能，與普通功能涂膠工藝相比，其離線編程、觸摸屏、PLC程序工作量都相應(yīng)增加，程序編寫工作量較大，難度系數(shù)大，但其涂膠軌跡選擇的靈活性好，涂膠軌跡選擇多樣化。第6章機(jī)器人涂膠工作站程序編寫與聯(lián)調(diào)6.1工業(yè)機(jī)器人站程序設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人編程采用robotstudio軟件離線編程，進(jìn)行點(diǎn)位示教，程序的編寫過程中需完成I/O信號(hào)配置，如圖17所示。圖17I/O信