工業(yè)機器人集成應(yīng)用教程 課件 3.3 工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫;3.4 搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫是進行工作站系統(tǒng)調(diào)試前的必備環(huán)節(jié)，作為一名工程部的機器人調(diào)試員，需要能描述工作站的任務(wù)控制要求，懂得WaitTime指令與Offs函數(shù)等指令的用法，通過任務(wù)的實施學(xué)會選用正確創(chuàng)建平口手爪工具數(shù)據(jù)，完成工業(yè)機器人自動取放夾具、搬運物料兩個環(huán)節(jié)的軌跡規(guī)劃與編程等技能點，形成整體規(guī)劃意識與縝密的思維習(xí)慣。

【任務(wù)描述】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用

【任務(wù)目標】知識目標1.描述工業(yè)機器人方形物料搬運的任務(wù)控制要求；2.掌握平口手爪工具負載的測算方法；3.掌握WaitTime指令與Offs函數(shù)的使用方法。技能目標1.根據(jù)任務(wù)需求選擇合適的工具標定方式，能調(diào)用LoadIdentify載荷測量服務(wù)程序自動測量平口手爪工具的載荷數(shù)據(jù)；2.正確配置并測試手爪開合信號，選用合適的指令編寫工業(yè)機器人夾具自動安裝程序；3.能根據(jù)任務(wù)需求規(guī)劃搬運軌跡，編寫并調(diào)試工業(yè)機器人搬運軌跡程序；4.能正確使用Offs函數(shù)等指令進行程序優(yōu)化。素養(yǎng)目標通過搬運軌跡的規(guī)劃與編寫，形成整體規(guī)劃意識與縝密的思維習(xí)慣。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】一、明確任務(wù)控制要求本項目搬運工作站取放一塊物料環(huán)節(jié)的動作流程是：在料倉中手動加入方形物料，機器人先在原點等候。按下工作站啟動按鈕后，方形毛坯物料被推出到抓料平臺，由安裝在抓料平臺的光纖傳感器檢測物料到位后，機器人首先移至工具架自動吸取平口手爪工具，而后運行到出料平臺抓取該物料，將物料搬運至工作站中間加工平臺的指定位置。一塊物料搬運完畢后，機器人自動返回工具架卸下平口手爪工具，放回原位，最后回安全位置等候。工作站搬運任務(wù)說明如圖3-3-1所示。圖3-3-1搬運作業(yè)說明任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】二、WaitTime指令與Offs函數(shù)1.WaitTime指令用法WaitTime指令是一種時序控制類指令，其功能是使程序控制的各設(shè)備之間具有更準確的配合時間順序，通常用于需要延長程序運行時間的場合。如圖3-3-2所示，程序“WaitTime2”的功能是執(zhí)行程序“Setdo1”后，等待2s，再執(zhí)行“Resetdo1”。圖3-3-2WaitTime指令應(yīng)用工程經(jīng)驗：WaitTime指令在工程上常用于監(jiān)控生產(chǎn)流程節(jié)拍是否正常，比如一個正常30秒可以執(zhí)行完畢的流程，等待時間超過30秒還沒有出現(xiàn)完成信號，這時候系統(tǒng)就需要報警或者跳轉(zhuǎn)到輔助程序。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】2.Offs函數(shù)用法在工業(yè)機器人搬運、碼垛、焊接等應(yīng)用中，經(jīng)常用到位置的偏移，在編程時，使用Offs函數(shù)可實現(xiàn)以目標點為參考點的其他位置點的偏移運算，減少運行目標點的示教，提高編程效率。因此，Offs函數(shù)也通常被稱為位置偏移函數(shù)。Offs函數(shù)可實現(xiàn)基于工件坐標下的XYZ平移，在程序編輯器運動指令“更改選擇”界面中，選中位置數(shù)據(jù)后單擊“功能”欄可選擇“Offs”函數(shù)，如圖3-3-3所示。在Offs參數(shù)選擇界面中，4個指令參數(shù)依次對應(yīng)“偏移參考點”“X方向偏移值”“Y方向偏移值”“Z方向偏移值”。如圖3-3-4所示，表示相對于參考點p10的位置，在p10點的X方向偏移10mm，Y方向偏移20mm，Z方向偏移30mm。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫圖3-3-3選擇Offs函數(shù)圖3-3-4Offs函數(shù)參數(shù)項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】通過使用Offs函數(shù)可以很方便地編寫固定尺寸大小的四邊形、圓形軌跡等，也可用于關(guān)鍵軌跡點位的過渡點設(shè)置，使程序得到優(yōu)化。例如，要編寫一個工業(yè)機器人沿尺寸為100*50大小的長方形運行一周的軌跡程序。方法有兩種，如表3-3-1所示。由此可見，采用Offs函數(shù)可以選取p1、p2、p3、p4四個點位中的其中一個點作為基準點進行示教后，程序只示教了一個p1點位，其他的點由Offs函數(shù)計算所得，減少了手動對點位的時間，提高了工作效率。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】表3-3-1Offs函數(shù)使用前后的程序?qū)Ρ热蝿?wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫方法基本方法（未使用Offs函數(shù)）使用Offs函數(shù)方法要點直接示教pl、p2、p3、p4四個點位選取四個點位中的其中一個作為基準點進行示教（以p1點為例）參考程序MoveLp1,v100,fine,tool0；MoveLp2,v100,fine,too10；MoveLp3,v100,fine,tool0；MoveLp4,v100,fine,tool0；MoveLpl,v100,fine,tool0；MoveLp1,v100,fine,tool0；MoveLoffs(p1,0,100,0),v100,fine,too10；MoveLoffs(p1,50,100,0),v100,fine,tool0；MoveLoffs(p1,50,0,0),v100,fine.tool0；MoveLp1,v100,fine,tool0；示意圖

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【任務(wù)準備】三、平口手爪工具的負載測算方法1.什么是工具負載工業(yè)機器人在搬運和碼垛場景中應(yīng)用時，需要正確設(shè)置夾具的質(zhì)量、重心、工具數(shù)據(jù)以及搬運對象的載荷數(shù)據(jù)等。負載是指工業(yè)機器人在工作時能夠承受的最大載重，包括工業(yè)機器人本體負載和工具負載。工具負載是指裝在工業(yè)機器人法蘭上的工具的負載，它是裝在工業(yè)機器人上并隨著工業(yè)機器人一起移動的質(zhì)量。工業(yè)機器人搬運工件時，需要將工件的重量和末端工具的重量都計算在負載內(nèi)。要確定工具負載，則需要確定工具的質(zhì)量、重心（質(zhì)量受重力作用的點）、轉(zhuǎn)動慣量。工具的負載數(shù)據(jù)會影響許多控制過程，包括控制算法、速度和加速度監(jiān)控、力矩監(jiān)控、碰撞監(jiān)控和能量監(jiān)控等。如果工業(yè)機器人以正確的負載數(shù)據(jù)執(zhí)行運動，可以從它的高精度中受益，可以使運動過程具有最佳的節(jié)拍時間，可以使工業(yè)機器人延長使用壽命。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】2.工具負載的測算方法負載數(shù)據(jù)必須輸入工業(yè)機器人控制系統(tǒng)，并分配給正確的工具。對于結(jié)構(gòu)簡單的工具和工件，可通過手工測量的方法測出工具載荷及工件有效載荷的數(shù)據(jù)，并根據(jù)表3-3-3所示的載荷參數(shù)直接對工具或工件進行配置。注意，如果工件重量很輕，可以不創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù)。但若工具或者搬運的工件較為復(fù)雜（如圖3-3-5所示的高負載搬運抓取機器人），工業(yè)機器人系統(tǒng)可以使用專門用于測算負載的程序測算工具的負載數(shù)據(jù)。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫名稱參數(shù)單位有效載荷數(shù)量masskg有效載荷重心cog.xcog.ycog.zmm力矩軸方向aom.q1aom.q2aom.q3aom.q4

有效載荷的轉(zhuǎn)動慣量ixiyizkg.m2表3-3-3有效載荷參數(shù)說明圖3-3-5高負載搬運機器人項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】例如ABB工業(yè)機器人系統(tǒng)中預(yù)定義的載荷測量服務(wù)程序LoadIdentify可以自動測量出工具載荷數(shù)據(jù)和工件的有效載荷數(shù)據(jù)。LoadIdentify是ABB工業(yè)機器人系統(tǒng)的服務(wù)例行程序，用于自動識別安裝于工業(yè)機器人上的負載數(shù)據(jù)，通過在ABB菜單的“程序編輯器”界面進入“調(diào)用服務(wù)例行程序”界面，如圖3-3-6所示，調(diào)用“LoadIdentify”例行程序，即可自動測算工具負載。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫圖3-3-6調(diào)用服務(wù)例行程序“LoadIdentify”項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】在運行載荷測定程序之前，需要做以下準備：?在手動操作界面中已選定需要測定的工具數(shù)據(jù)；?在手動操作界面中已選定需要測定的有效載荷數(shù)據(jù)（如需測定）；?工具已正確安裝到位；?工件已被工具夾持并且牢固可靠（如需測定）；?關(guān)節(jié)軸6接近水平，并且軸3、5、6不要過于接近極限位置，建議將機器人各個關(guān)節(jié)軸全部調(diào)整至0度進行測定；?如有上臂載荷，請?zhí)崆霸O(shè)置好；?速度設(shè)置為100%、系統(tǒng)處于手動模式。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】3.平口手爪工具的標定方法工業(yè)機器人安裝好工具，需要對工具進行標定。工具標定的方法一般是在工具上找到一個合適的尖點作為標定針，工件臺上放一個標定針，工業(yè)機器人以不同的姿態(tài)使針尖對齊，每對準一次就修改一個位置，直到按照標定方法將所有點位置修改完。但是在實際應(yīng)用中，有些工具沒有明顯尖點，如本項目中使用的平口手爪工具，沒有合適的工具中心點，在對平口手爪工具標定時，可以通過輔助標定工具來標定。（1）夾爪工具中心位置的確定方法工具TCP定義在工具的受力中心點。經(jīng)過測量可知，方形物料的厚度為12cm，本任務(wù)的手爪對方形物料的抓取可以選用垂直向下抓取的方式，用模擬方式來大致確定工具受力中心點，本例中夾爪的受力中心點在夾取工件后爪手的中心位置，其原理如圖3-3-7所示。在實際應(yīng)用，若有明顯的偏移則需在標定完畢后測算X，Y，Z方向上的偏移量進行工具數(shù)據(jù)的手動修改。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫圖3-3-7夾爪工具中心位置的確定項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準備】由前面的分析可知，輔助標定工具的尖端應(yīng)在夾爪受力的中心位置，在不需要太精確的場合，可以采用自制輔助標定工具來完成工具TCP的標定。如圖3-3-8所示是本任務(wù)根據(jù)實際情況制作的一個簡易的輔助標定工具。其中，夾爪上的紅色物料為搬運任務(wù)中的物料，制作步驟是：先用手爪抓取一塊物料后測量被抓取物料的中心位置，并記錄該點的位置；再將該物料取下，安裝一個尖點作為輔助標定工具；最后再將安裝好的輔助標定工具順著夾爪上移，安裝在平口手爪工具上，利用它來完成工具的標定。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫圖3-3-8輔助標定工具示例項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫一、配置工業(yè)機器人I/O信號1.梳理搬運工作站的工作流程根據(jù)任務(wù)控制要求可知，梳理出搬運工作站的工作流程圖，如圖3-3-9所示。圖3-3-9搬運工作流程項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫2.分析工業(yè)機器人I/O信號根據(jù)任務(wù)控制要求可知，本任務(wù)并沒有指示燈的顯示要求，外部I/O信號只有啟動按鈕、物料推出到位、快換工具接頭、平口手爪工具開合與推料氣缸共4個信號，通過查閱任務(wù)3.2的表3-2-1工業(yè)機器人輸入輸出信號表可知，除了物料推出到位信號是由PLC發(fā)送過來的信號外，其余三個信號都直接接到了工業(yè)機器人的DSQC652板卡上，由工業(yè)機器人直接控制。其中，物料推出到位檢測傳感器接在PLC的輸入端I0.2地址上，PLC檢測到信號后發(fā)出一個輸出信號給工業(yè)機器人，而PLC有六個輸出信號與工業(yè)機器人相連的輸入端連接，因此PLC可以選取其中任意一個空置的輸出信號。假設(shè)PLC的輸出信號為Q0.0。因此，選取本任務(wù)相關(guān)的工業(yè)機器人的輸入、輸出信號進行配置，具體信號如表3-3-3所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫表3-3-3單工件搬運I/O信號輸入（DigitalInput）輸出（DIgitalOutput）外部設(shè)備信號名稱DSQC652上地址外部設(shè)備信號名稱DSQC652上地址啟動按鈕start8快換工具接頭Kh12物料推出到位檢測daowei0平口手爪工具開合jiazhua13——————推料氣缸tuigang15項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫二、創(chuàng)建平口手爪工具數(shù)據(jù)創(chuàng)建平口手爪工具數(shù)據(jù)包含兩個步驟：一是標定工具數(shù)據(jù)；二是測算工具載荷數(shù)據(jù)。其中標定手爪工具的方法是：（1）新建工具程序數(shù)據(jù)；（2）標定工具數(shù)據(jù)；（3）驗證工具數(shù)據(jù)。本工作站的搬運物料為輕型物料，因此只需測量工具載荷，不需要測算有效載荷。測算工具載荷數(shù)據(jù)將以使用系統(tǒng)自帶的載荷測量服務(wù)程序LoadIdentify為例來說明。1.標定平口手爪工具在標定之前，首先將輔助標定工具安裝在工具快換裝置上，再使用“TCP和Z”法進行標定，標定平口手爪工具操作說明如下表3-3-4所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫表3-3-4標定平口手爪工具操作步驟示意圖步驟1：在程序數(shù)據(jù)中創(chuàng)建名稱為“pingkoutool”的工具數(shù)據(jù)

步驟2：選擇“TCP和Z”標定法。

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【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟3：使用輔助標定工具進行標定。

步驟4：驗證工具數(shù)據(jù)

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫2.測量平口手爪工具的載荷數(shù)據(jù)使用載荷測量服務(wù)程序LoadIdentify測量平口手爪工具載荷數(shù)據(jù)和具體步驟如表3-3-5所示。操作步驟示意圖步驟1：將機器人的6個關(guān)節(jié)軸都手動調(diào)節(jié)到0°。

表3-3-5

測量工具載荷數(shù)據(jù)項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟2：在“手動操縱”界面加載需要測算的工具“pingkoutool”。

步驟3：進入“程序編輯器”界面，單擊“調(diào)用例行程序”。①②③項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟4：在“調(diào)用服務(wù)例行程序”界面選擇“LoadIdentify”例行程序。

步驟5：長按使能按鍵，單擊示教盒運行程序按鈕。注：程序手動運行過程中，使能按鍵不能松開，直到提示轉(zhuǎn)入自動運行過程。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟6：程序運行前，系統(tǒng)提醒注意事項：當前路徑被清除；程序指針會丟失，完成后將指針移動回至Main；確認完成后點擊OK，進入下一界面。

步驟7：進入測算類型選擇界面，單擊“Tool”按鈕?！癙ayLoad”用于測算機器人本體的負載數(shù)據(jù)，“Tool”用于測算工具的負載數(shù)據(jù)。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟8：根據(jù)系統(tǒng)提示信息確認各事項，無誤后單擊“OK”按鈕。需確認如下事項：①需測算負載數(shù)據(jù)的工具必須已安裝，工具數(shù)據(jù)已定義，已在手動操作中加載；②工業(yè)機器人本體負載必須已定義；③工業(yè)機器人軸1-6零點正確標定。

步驟9：根據(jù)系統(tǒng)提示信息確認加載的工具是否是需要測算的工具。這里單擊“OK”按鈕。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟10：根據(jù)系統(tǒng)提示信息選擇對工具的測算方法，在左下方輸入欄輸入“2”。輸入數(shù)值后，單擊“確定”按鈕。（1-已知工具質(zhì)量；2-未知工具質(zhì)量；0-取消。若已知工具重量，則在測定之前需要將工具重量人為輸入到工具數(shù)據(jù)中的mass一欄，測定過程中參考此重量信息進行測定）

步驟11：根據(jù)系統(tǒng)提示信息確認工業(yè)機器人選擇測算過程中需要機器人6軸運動的角度，這里單擊“+90”按鈕。（建議選擇+90度或-90度，若因為當前安裝工具的因素使得當前6軸難以實現(xiàn)90度的運動范圍，則可以選擇Other，運動范圍不能小于30度）項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟12：根據(jù)系統(tǒng)提示信息確認是否使用低速進行測試，這里單擊“Yes”按鈕。

步驟13：根據(jù)系統(tǒng)提示信息確認開始測算，工業(yè)機器人腕部將慢速運動，單擊“MOVE”按鈕開始執(zhí)行。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟14：在測算過程中，系統(tǒng)顯示程序當前運行狀態(tài)，每一步測算運行完成后會自動跳轉(zhuǎn)到下一步，在這個過程中保持使能按鍵不松開。慢速測試不會測出結(jié)果，步驟也較少，一般10步以內(nèi)。

步驟15：根據(jù)系統(tǒng)提示信息切換到自動模式并再次啟動程序運行。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟16：在自動運行模式下測算。（此過程會比較長，一般需要20步左右，運動過程中注意觀察機器人運動，遇到緊急情況請及時停止運行。）

步驟17：等待自動運行程序完成后，根據(jù)系統(tǒng)提示信息切換到手動后使能上電，再點擊一次示教器“運行”按鈕，然后點擊右下角的OK。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟18：自動測試出的部分載荷結(jié)果會顯示在屏幕上，如果需要應(yīng)用到對應(yīng)測試的工具數(shù)據(jù)pingkoutool里，點擊YES，建議新載荷第一次測試時多測試幾遍，確保測試結(jié)果接近真實值。

步驟19：測試完成后，可以查看一下測試結(jié)果，在手動操縱界面，點擊工具坐標。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫操作步驟示意圖步驟20：選中工具數(shù)據(jù)pingkoutool，點擊編輯里面的更改值。

步驟21：在tload一組數(shù)據(jù)中查看相關(guān)載荷信息，重量以及重心偏移。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫注意：若還有有效載荷需要測試，先創(chuàng)建后對應(yīng)的有效載荷數(shù)據(jù)后，工具夾持住工件后再運行一遍該服務(wù)例行程序，類型選擇PayLoad即可，后續(xù)步驟與上述相同。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

一、任務(wù)分析

【任務(wù)準備】

任務(wù)控制要求：在料倉中手動加入方形物料，機器人先在原點等候。按下工作站啟動按鈕后，工作臺紅燈亮，方形毛坯物料被推出到出料平臺，由安裝在抓料平臺的光纖傳感器檢測物料到位后，機器人首先移至工具架自動吸取平口手爪工具，而后運行到出料平臺抓取該物料，將物料搬運至工作站中間加工平臺的指定位置。一塊物料搬運完畢后，機器人自動返回工具架卸下平口手爪工具，放回原位，最后回安全位置等候，紅燈滅，綠燈亮。任務(wù)流程圖任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

二、程序結(jié)構(gòu)設(shè)計程序功能說明main主程序，體現(xiàn)程序的主體架構(gòu)initial初始化，復(fù)位指示燈、推缸、夾爪、快換裝置phome回原點（或安全位置）tuiliao將物料推出到出料平臺qu_gongju將平口手爪工具從工具架中取出zhuaqu從安全位置運動到出料平臺，夾取物料，在過渡點等待放置fangzhi將物料從過渡點搬運到加工單元指定的位置放下物料fang_gongju將平口手爪工具放回工具架程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表流程圖任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

三、I/O信號分析輸入（DigitalInput）輸出（DIgitalOutput）外部設(shè)備信號名稱DSQC652上的地址外部設(shè)備信號名稱DSQC652上的地址啟動按鈕start8紅燈red8物料推出到位檢測daowei0綠燈green7——————快換工具接頭Kh12——————平口手爪工具開合jiazhua13——————推料氣缸tuigang15單工件搬運I/O信號表梳理外部設(shè)備查找地址命名信號名稱任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

四、機器人動作路徑規(guī)劃（1）自動取、放工具路徑規(guī)劃圖序號名稱說明①home原點②p10過渡點③Offs(P20,0,0,50)拾取等待點④p20拾取點⑤Offs(P20,0,0,300)放置安全點關(guān)鍵點位說明表任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

四、機器人動作路徑規(guī)劃（2）抓取、放置物料路徑規(guī)劃圖序號名稱說明①Q(mào)10取料過渡點②Offs(Q20,0,0,50)取料等待點③Q20取料點④F10放置過渡點⑤Offs(F20,0,0,50)放置等待點⑥F20放置點關(guān)鍵點位說明表任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

五、子程序編寫程序功能說明main主程序，體現(xiàn)程序的主體架構(gòu)initial初始化，復(fù)位指示燈、推缸、夾爪、快換裝置phome回原點（或安全位置）tuiliao將物料推出到出料平臺qu_gongju將平口手爪工具從工具架中取出zhuaqu從安全位置運動到出料平臺，夾取物料，在過渡點等待放置fangzhi將物料從過渡點搬運到加工單元指定的位置放下物料fang_gongju將平口手爪工具放回工具架程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表PROCinitial() Resetred; Resetgreen; Resettuigang; Resetjiazhua; Resetkh;ENDPROC初始化子程序任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

五、子程序編寫程序功能說明main主程序，體現(xiàn)程序的主體架構(gòu)initial初始化，復(fù)位指示燈、推缸、夾爪、快換裝置phome回原點（或安全位置）tuiliao將物料推出到出料平臺qu_gongju將平口手爪工具從工具架中取出zhuaqu從安全位置運動到出料平臺，夾取物料，在過渡點等待放置fangzhi將物料從過渡點搬運到加工單元指定的位置放下物料fang_gongju將平口手爪工具放回工具架程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表PROCphome()

MoveAbsJhome\NoEOffs,v200,fine,tool0;ENDPROC回原點子程序任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

五、子程序編寫程序功能說明main主程序，體現(xiàn)程序的主體架構(gòu)initial初始化，復(fù)位指示燈、推缸、夾爪、快換裝置phome回原點（或安全位置）tuiliao將物料推出到出料平臺qu_gongju將平口手爪工具從工具架中取出zhuaqu從安全位置運動到出料平臺，夾取物料，在過渡點等待放置fangzhi將物料從過渡點搬運到加工單元指定的位置放下物料fang_gongju將平口手爪工具放回工具架程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表PROCqu_gongju()

MoveJp10,v200,fine,tool0;

Setkh;

MoveLOffs(p20,0,0,30),v200,fine,tool0;

MoveLp20,v50,fine,tool0;

WaitTime1;

Resetkh;

WaitTime1;

MoveLOffs(p20,0,0,30),v100,fine,tool0;

MoveJp10,v200,fine,tool0;ENDPROC取工具子程序任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

五、子程序編寫程序功能說明main主程序，體現(xiàn)程序的主體架構(gòu)initial初始化，復(fù)位指示燈、推缸、夾爪、快換裝置phome回原點（或安全位置）tuiliao將物料推出到出料平臺qu_gongju將平口手爪工具從工具架中取出zhuaqu從安全位置運動到出料平臺，夾取物料，在過渡點等待放置fangzhi將物料從過渡點搬運到加工單元指定的位置放下物料fang_gongju將平口手爪工具放回工具架程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表PROCzhuaqu()

MoveJQ10,v200,fine,tool0;

MoveLOffs(Q20,0,0,50),v200,fine,tool0;

MoveLQ20,v50,fine,tool0;

Setjiazhua;

WaitTime1; MoveLOffs(Q20,0,0,50),v200,fine,tool0; MoveLOffs(Q20,0,0,200),v200,fine,tool0; MoveJQ10,v200,fine,tool0;ENDPROC抓取子程序任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

五、子程序編寫程序功能說明main主程序，體現(xiàn)程序的主體架構(gòu)initial初始化，復(fù)位指示燈、推缸、夾爪、快換裝置phome回原點（或安全位置）tuiliao將物料推出到出料平臺qu_gongju將平口手爪工具從工具架中取出zhuaqu從安全位置運動到出料平臺，夾取物料，在過渡點等待放置fangzhi將物料從過渡點搬運到加工單元指定的位置放下物料fang_gongju將平口手爪工具放回工具架程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表PROCfangzhi() MoveJF10,v200,fine,tool0; MoveLOffs(F20,0,0,50),v200,fine,tool0; MoveLF20,v50,fine,tool0; Resetjiazhua;

WaitTime1; MoveLOffs(F20,0,0,50),v200,fine,tool0; MoveJF10,v200,fine,tool0;ENDPROC放置子程序任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

五、子程序編寫程序功能說明main主程序，體現(xiàn)程序的主體架構(gòu)initial初始化，復(fù)位指示燈、推缸、夾爪、快換裝置phome回原點（或安全位置）tuiliao將物料推出到出料平臺qu_gongju將平口手爪工具從工具架中取出zhuaqu從安全位置運動到出料平臺，夾取物料，在過渡點等待放置fangzhi將物料從過渡點搬運到加工單元指定的位置放下物料fang_gongju將平口手爪工具放回工具架程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表PROCfang_gongju() MoveJp10,v200,fine,tool0;

MoveJOffs(p20,0,0,300),v200,fine,tool0; MoveLOffs(p20,0,0,30),v100,fine,tool0; MoveLp20,v50,fine,tool0; Setkh;

WaitTime1; MoveLOffs(p20,0,0,30),v100,fine,tool0; MoveJp10,v200,fine,tool0;ENDPROC放工具子程序任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

六、主程序編寫PROCmain() WaitDIstart,1; initial;

phome; Setred; tuiliao; WaitDIdaowei,1; qu_gongju; phome; zhuaqu; fangzhi; fang_gongju; phome; Resetred; Setgreen;ENDPROC主程序編寫任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】

六、主程序編寫PROCbanyun11() WaitDIstart,1; initial;

phome; Setred; tuiliao; WaitDIdaowei,1; qu_gongju; phome; zhuaqu; fangzhi; fang_gongju; phome; Resetred; Setgreen;ENDPROC主程序編寫任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

一、工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫的一般步驟1、任務(wù)分析2、程序結(jié)構(gòu)設(shè)計3、I/O信號分析4、動作路徑規(guī)劃5、子程序編寫6、主程序編寫二、注意事項1、充分考慮動作順序是否合理2、關(guān)鍵動作的參數(shù)設(shè)置

【任務(wù)小結(jié)】任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)小結(jié)】程序的優(yōu)化？？？任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)名稱任務(wù)3.3工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫班級姓名學(xué)號小組名稱組長姓名指導(dǎo)教師學(xué)習(xí)活動一：搬運軌跡的規(guī)劃學(xué)習(xí)目標1.能夠梳理項目控制要求，并繪制出工作流程圖；2.掌握工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃；3.能獨立繪制路徑規(guī)劃圖、程序結(jié)構(gòu)表。學(xué)習(xí)過程

一步一腳印，請先按部就班學(xué)會做規(guī)劃，按照問題設(shè)置順序?qū)W習(xí)，穩(wěn)扎穩(wěn)打，思路清晰。問題1：

在做規(guī)劃前要對項目控制要求了然于心，請你先做任務(wù)分析，繪制工業(yè)機器人搬運工作流程圖。任務(wù)三工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫問題2：

請你對照流程圖，從上往下依次判斷哪些部分需要設(shè)計成一個子程序表達，有助于程序框架更清晰可讀性更強，并給子程序命名寫入以下程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表中。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫問題3：

梳理本任務(wù)控制中機器人需要用到的輸入輸出信號，查找其對應(yīng)地址，并命名信號名稱，完成單工件搬運I/O信號表填寫。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫問題4：

參考問題2中的子程序，判斷哪部分的點位比較多需要做路徑規(guī)劃，依次完成在圖中標注，并填寫關(guān)鍵點位說明表。首先是自動取放工具的軌跡規(guī)劃，參考圖中的路徑，填寫關(guān)鍵點位說明項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫問題5：

參考問題4的樣式及步驟，完成抓取、放置物料路徑規(guī)劃圖和關(guān)鍵點位說明表。

活動一考核項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】項目三工業(yè)機器人物料搬運工作站集成應(yīng)用任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫學(xué)習(xí)活動二：搬運軌跡的編寫學(xué)習(xí)目標1.掌握WaitTime等相關(guān)指令與Offs函數(shù)的使用方法。2.能根據(jù)任務(wù)需求規(guī)劃搬運軌跡，編寫并調(diào)試工業(yè)機器人搬運軌跡程序；學(xué)習(xí)過程

恭喜你完成學(xué)習(xí)活動一的考核，來到學(xué)習(xí)活動二，距離任務(wù)完成越來越快了，在此活動中你需要先完成相關(guān)指令學(xué)習(xí)，再開始逐個程序編寫。問題1:①指令“WaitTime3；”表示的意思是（

）；該指令可以用來實現(xiàn)（

）和（

）功能。工程上也常用于（

）。②Offs（p20,0,0,50）參數(shù)解讀，p20（

）；0:（

）；0:（

）；50（

）。此點位與p20的位置關(guān)系是：（

）。03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫③程序調(diào)用指令是（

）④控制推缸推出的指令是（

）⑤控制推缸縮回的指令是（

）⑥絕對運動指令（

）⑦關(guān)節(jié)運動指令（

）⑧線性運動指令（

）⑨關(guān)節(jié)運動指令和線性運動指令執(zhí)行效果的區(qū)別是什么：（

）⑩說出以下兩行程序執(zhí)行效果的區(qū)別。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫問題2：

你已掌握相關(guān)指令，請運用到子程序編寫中。按照程序結(jié)構(gòu)設(shè)計表中的順序依次編寫。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫活動二考核學(xué)習(xí)活動三：平口手爪工具的負載測算學(xué)習(xí)目標1.掌握平口手爪工具負載的測算方法；2.根據(jù)任務(wù)需求選擇合適的工具標定方式，能調(diào)用LoadIdentify載荷測量服務(wù)程序自動測量平口手爪工具的載荷數(shù)據(jù)；學(xué)習(xí)過程

請詳讀教材相關(guān)理論知識，再按照相關(guān)步驟上機操作，了解負載測算過程。問題1：工具負載的兩種測算方法分別是：（）和（）。夾爪工具TCP的標定可以使用（）來進行。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)三

工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫問題2：

請使用載荷測量服務(wù)程序LoadIdentify測量平口手爪工具載荷數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)結(jié)果記錄在下表中。

任務(wù)3.3總結(jié)項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用05

【任務(wù)評價】任務(wù)3.3工業(yè)機器人搬運軌跡規(guī)劃與程序編寫所在班級學(xué)生姓名考核日期考核內(nèi)容及配分考核點及配分考核評估小組自評（M1）小組互評（M2）教師考核（M3）綜合評價（M0）職業(yè)知識（30分）1.能夠正確描述工業(yè)機器人方形物料搬運的任務(wù)控制要求（10分）2.掌握平口手爪工具負載的測算方法（10分）3.掌握WaitTime指令與Offs函數(shù)的使用方法（10分）職業(yè)技能（4分）1.根據(jù)任務(wù)需求選擇合適的工具標定方式，能調(diào)用LoadIdentify載荷測量服務(wù)程序自動測量平口手爪工具的載荷數(shù)據(jù)；（10分）2.正確配置并測試手爪開合信號，選用合適的指令編寫工業(yè)機器人夾具自動安裝程序（10分）3.能根據(jù)任務(wù)需求規(guī)劃搬運軌跡，編寫并調(diào)試工業(yè)機器人搬運軌跡程序（10分）4.能正確使用WaitTime、Offs函數(shù)等指令進行程序優(yōu)化（10分）職業(yè)素養(yǎng)（30分）1.形成整體規(guī)劃意識（10分）2.縝密的思維習(xí)慣（10分）3.學(xué)習(xí)態(tài)度表現(xiàn)，即學(xué)習(xí)過程中的積極性、不遲到、不早退等（10分）合計（100分）表3-3-9完成任務(wù)評價表項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化是工作站投產(chǎn)前的重要環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)調(diào)試過程中，你需要掌握博途軟件編寫PLC控制程序的方法，明確工作站系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與優(yōu)化的工作內(nèi)容，理解AccSet指令和VelSet指令的使用方法，通過任務(wù)的實施掌握工作站主要設(shè)備間的通信連接與I/O信號調(diào)試、PLC控制程序的編寫與調(diào)試、搬運工作站程序聯(lián)調(diào)以及通過調(diào)整搬運工作站的設(shè)備參數(shù)優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍等技能點，養(yǎng)成養(yǎng)成精益求精的工匠精神以及一絲不茍的工作態(tài)度。

【任務(wù)描述】項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

知識目標1.掌握使用博途軟件編寫PLC控制程序的方法步驟；2.歸納搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化工作要點；3.理解AccSet指令和VelSet指令的功能與用法。技能目標1.能完成搬運工作站的通信連接與設(shè)備之間的I/O信號調(diào)試；2.能使用博途軟件編寫與調(diào)試PLC控制程序；3.能完成工作站的程序聯(lián)調(diào)，并使用AccSet指令和VelSet指令進行工業(yè)機器人的運動軌跡優(yōu)化。素養(yǎng)目標1.通過遵守調(diào)試規(guī)程與規(guī)劃調(diào)試過程，養(yǎng)成一絲不茍的工作態(tài)度；2.通過優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍，養(yǎng)成精益求精的工匠精神。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【學(xué)習(xí)目標】一、PLC控制程序編寫步驟1.TIA博途編程軟件簡介TIA是TotallyIntegratedAutomation(全集成自動化)的簡稱，TIA博途（TIAPortal)是西門子自動化的全新工程設(shè)計軟件平臺，是業(yè)內(nèi)首個采用集工程組態(tài)、軟件編程和項目環(huán)境配置于一體的全集成自動化軟件。與傳統(tǒng)自動化軟件相比，博途軟件無須花費大量時間集成各個軟件包，它采用全新的、統(tǒng)一的軟件框架，可以在同一開發(fā)環(huán)境中組態(tài)西門子PLC、觸摸屏和驅(qū)動裝置，實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和通信管理，大大降低連接和組態(tài)成本。用戶借助博途軟件，能夠快速、直觀地開發(fā)和調(diào)試自動化控制系統(tǒng)。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)準備】01如圖3-4-6所示，整個TIA博途軟件包含三個產(chǎn)品，分別為：TIA博途STEP7、TIA博途W(wǎng)inCC、TIA博途Startdrive。其中TIA博途STEP7產(chǎn)品用于組態(tài)和調(diào)試PLC硬件及編輯和調(diào)試PLC程序。在TIA博途STEP7產(chǎn)品下，可以選擇添加Safety軟件包，用于組態(tài)、編輯和調(diào)試故障安全系統(tǒng)。TIA博途W(wǎng)inCC產(chǎn)品用于編輯和調(diào)試HMI設(shè)備。TIA博途Startdrive用于配置和調(diào)試西門子G系列變頻器（G系列變頻器是MM4系列變頻器的替代產(chǎn)品，主要用于異步電動機的控制)。其中TIA博途STEP7產(chǎn)品有Professional（專業(yè)版）和Basic（基本版）兩個版本。Basic版本只能調(diào)試S7-1200，而Professional版本可以組態(tài)和調(diào)試西門子的所有控制設(shè)備。因此，S7-1200PLC使用TIA博途中的STEP7Basic(基本版)或STEP7Professional(專業(yè)版)編程。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)準備】01博途軟件的功能視圖博途軟件提供兩種優(yōu)化的視圖，即Portal視圖和項目視圖。（1）Portal視圖（門戶視圖）Portal視圖是一種面向任務(wù)的視圖，初次使用者可以快速上手使用，并進行具體的任務(wù)選擇。Portal視圖界面如圖3-4-1所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)準備】01圖3-4-1Portal視圖界面（2）項目視圖項目視圖是有項目組件的面向任務(wù)的結(jié)構(gòu)化視圖，使用者可以在項目視圖中直接訪所有編輯器、參數(shù)及數(shù)據(jù)，并進行高效的組態(tài)和編程。項目視圖界面如圖3-4-2所示。項目視圖的工作區(qū)由三個選項卡形式的視圖組成。設(shè)備視圖：顯示已添加或已選擇的設(shè)備及其相關(guān)模塊網(wǎng)絡(luò)視圖：顯示網(wǎng)絡(luò)中的CPU和網(wǎng)絡(luò)連接拓撲視圖：顯示網(wǎng)絡(luò)的PROFINET拓撲，包括設(shè)備、無源組件、端口、互連及端口診斷項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)準備】01圖3-4-2項目視圖界面

項目視圖界面功能說明如下：①菜單欄和工具欄：菜單欄是軟件使用的所有命令。工具欄常用命令或工具的快捷按鈕，如新建、打開項目、保存項目、編譯等。②項目瀏覽器：也叫“項目樹”窗格，可以訪問所有設(shè)備和項目數(shù)據(jù)，還可以在“項目樹”窗格中執(zhí)行任務(wù)，如添加新組件、編輯已存在的組件、打開編輯器、處理項目數(shù)據(jù)等。③工作區(qū)：在工作區(qū)中可以打開不同的編輯器，并對項目數(shù)據(jù)進行處理。④任務(wù)卡：根據(jù)編輯或選擇的對象，在編輯器中可以得到一些任務(wù)卡并允許執(zhí)行一些附加操作。例如，從庫中或硬件目錄中選擇對象，將對象拖曳到預(yù)定的工作區(qū)。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01⑤巡視窗口：用來顯示工作區(qū)中選擇的對象或執(zhí)行的操作的附加信息?！皩傩浴边x項卡顯示選擇的對象的屬性，并可以對屬性進行設(shè)置；“信息”選項卡顯示選擇的對象的附加信息及操作過程中的報警等；“診斷”選項卡提供了系統(tǒng)診斷事件和配置的報警事件。⑥“Portal視圖”切換鏈接：單擊左下角的“Portal視圖”鏈接，可以從當前視圖切換到Portal視圖。⑦編輯器欄：顯示所有打開的編輯器，幫助用戶快速、高效地工作。只需單擊不同的編輯器即可在打開的編輯器之間進行切換。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】012.PLC控制程序編寫步驟一個自動化項目有多種解決方案流程，PLC控制程序的編寫與調(diào)試環(huán)節(jié)包括如圖3-4-3所示，分別是創(chuàng)建PLC工程文件、組態(tài)PLC等硬件設(shè)備、設(shè)計與編寫PLC程序、編譯與下載程序、在線調(diào)試與診斷共五個步驟。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01圖3-4-3PLC控制程序編寫步驟（1）創(chuàng)建PLC工程文件：可以在Portal視圖或項目視圖中創(chuàng)建。（2）組態(tài)設(shè)備：設(shè)備組態(tài)是在工程文件中添加實際使用的PLC設(shè)備并設(shè)置IP地址。（3）設(shè)計與編寫PLC程序：包括了分析確定I/O、定義變量表、編寫程序等三個環(huán)節(jié)。（4）編譯和下載程序：將編寫好的程序進行編譯并下載到PLC設(shè)備中。（5）在線調(diào)試和診斷：通過編程軟件轉(zhuǎn)為在線監(jiān)視模式，進行PLC與外部設(shè)備之間的信號調(diào)試、程序調(diào)試。二、工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化工作要點工作站系統(tǒng)調(diào)試環(huán)節(jié)通過空運行和帶載運行兩種方式，對工作站各項功能進行檢驗，及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備運行中遇到的各種問題，直到確認工作站動作節(jié)拍、機器人軌跡正確無誤，生產(chǎn)工藝能滿足生產(chǎn)需求為止。最后，再進行生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化，有效縮短生產(chǎn)周期，提高工作站的生產(chǎn)效率。因此，主要工作內(nèi)容如下：1．上電前的檢查確認（1）觀察機構(gòu)上各元件外表是否有明顯移位、松動或損壞等現(xiàn)象；如果存在以上現(xiàn)象，及時調(diào)整、緊固或更換元件。（2）對照接口板端子分配表或接線圖檢查桌面和掛板接線是否正確，尤其要檢查24V電源、電氣元件電源線等線路是否有短路、斷路現(xiàn)象?！咀⒁狻吭O(shè)備初次組裝調(diào)試時，必須認真檢查線路是否正確，接線錯誤容易造成設(shè)備元件損壞。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】012．關(guān)鍵設(shè)備及參數(shù)的檢測與調(diào)整（1）檢查和調(diào)試工位的檢測裝置如光纖傳感器的位置是否合適。（2）確認PLC與傳感器連接信號正常。（3）確認氣壓表顯示為0.4MPa。（4）確認工業(yè)機器人的輸入輸出信號正常，正常檢測到啟動按鈕信號、法蘭盤信號、夾具開合信號、以及推缸推料信號等3.工業(yè)機器人與PLC之間的通信調(diào)試（1）常見的幾種通信調(diào)試方式介紹通信，簡單來說就是交流、交互信息，是運用I/O接線、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)進行信息交互的總稱。因此通信的核心理念就是交互信息，通信使設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與人之間的信息交互得更加智能、快速、高效和穩(wěn)定。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01①I/O接線I/O是Input/Output的縮寫，即輸入輸出端口。每個設(shè)備都會有一個專用的I/O地址，用來處理自己的輸入輸出信息?；旧显O(shè)備都會有自己的輸入輸出端口與其他設(shè)備進行信號交互。工業(yè)機器人或PLC要實現(xiàn)相關(guān)的控制功能，就要有相應(yīng)的輸入輸出部件與電氣元件，如按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器、電磁閥等要按照電氣控制回路進行連接，配合程序，相互協(xié)作，共同完成自動運行的要求。一般情況下，數(shù)字量輸入輸出都是DC24V（直流電壓24V）類型的。例如ABB工業(yè)機器人的DSQC652板卡，具有16進16出的數(shù)字量信號，在ABB工業(yè)機器人中表現(xiàn)的是0和1兩種狀態(tài)。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01②現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)均屬于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。國際電工委員會（IEC）對現(xiàn)場總線的定義為：現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備與自動控制裝置之間實行雙向、串行、多節(jié)點數(shù)字通信的技術(shù)。因此，現(xiàn)場總線是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。常用現(xiàn)場總線的種類包括PROFIBUS、EtherCAT、DeviceNet、Modbus、Ethernet等。2002年10月8日，DeviceNet現(xiàn)場總線被批準為國家標準，編號為GB/T18858.3-2012。DeviceNet是一種價格低、成本低、效率高、開放的現(xiàn)場總線。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01③工業(yè)以太網(wǎng)由于互聯(lián)網(wǎng)有著傳輸速度快、兼容性好、耗能低、易于安裝、技術(shù)成熟、協(xié)議開放等優(yōu)勢，人們把它用在了工業(yè)自動化領(lǐng)域，這也是工業(yè)自動化發(fā)展的必然要求。當下的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使遠程監(jiān)控、遠程協(xié)作成為現(xiàn)實。開放的協(xié)議，讓不同的廠商可以輕易實現(xiàn)開發(fā)、互聯(lián)。工業(yè)以太網(wǎng)的本質(zhì)就是基于以太網(wǎng)技術(shù)和TCP/IP技術(shù)，開發(fā)出的適用于工業(yè)自動化控制和過程控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，它在實時性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性等方面都可以滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。工業(yè)以太網(wǎng)的常用技術(shù)有Profinet、Socket等。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01（2）通信調(diào)試工作內(nèi)容

工業(yè)機器人與PLC之間的通信配置與調(diào)試工作包含了兩大部分，一是硬件連接及網(wǎng)絡(luò)設(shè)置；二是進行設(shè)備之間的I/O信號調(diào)試工作。如圖3-4-4所示為通信調(diào)試的工作流程。在進行硬件連接及通信設(shè)置之前，首先需確認工業(yè)機器人與PLC的通信方式。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01圖3-4-4通信調(diào)試工作流程4.工作站的程序聯(lián)調(diào)搬運工作站的程序聯(lián)調(diào)是將工作站的兩大主要設(shè)備（即工業(yè)機器人與PLC）的程序進行現(xiàn)場編寫或直接導(dǎo)入已經(jīng)編寫好的程序，結(jié)合任務(wù)的控制要求進行程序的聯(lián)合調(diào)試，可以采用先單步后連續(xù)的方式進行，先進行手動操作模式下的單步運行設(shè)備，觀察設(shè)備的運行是否符合控制要求，再以程序連續(xù)運行的方式確認設(shè)備是否按照控制流程動作，經(jīng)過多次反復(fù)確認無誤后，最后以空載運行和帶負載運行兩種方式分別運行一段時間，直到確認工作站運行無誤，達到生產(chǎn)要求為止。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】015.工作站的生產(chǎn)節(jié)拍優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍時間是設(shè)備有效生產(chǎn)時間與實際生產(chǎn)數(shù)量的比值，企業(yè)對流水線的大型甚至小型生產(chǎn)作業(yè)控制都對節(jié)拍參數(shù)提出了嚴格的要求。因此，生產(chǎn)節(jié)拍可以說是流水線生產(chǎn)作業(yè)控制中的重要參數(shù)，它直接關(guān)系到訂單的完成時間估算，是生產(chǎn)作業(yè)計劃制訂的重要依據(jù)。對工業(yè)機器人來說，影響其節(jié)拍的因素很多，如自身各軸速度、加速度、運動距離、點位停止精度等。對工作站來說，影響節(jié)拍的則可能是整體布局、設(shè)備之間的參數(shù)等因素。三、AccSet指令和VelSet指令功能介紹ABB工業(yè)機器人作為工業(yè)自動化的重要組成部分，其精確的運動控制能力是實現(xiàn)高效、準確生產(chǎn)的關(guān)鍵。在ABB工業(yè)機器人的編程中，VelSet與AccSet指令分別用來控制TCP的速度與加速度，僅可用于主任務(wù)T_ROB1，或者如果在MultiMove系統(tǒng)中，則可用于運動任務(wù)中。其中，VelSet指令用于設(shè)定最大的速度和倍率，AccSet指令用于定義加速度數(shù)值。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】011.速度設(shè)定指令VelSetVelSet指令中的兩個參數(shù)分別用來設(shè)定后續(xù)機器人運動指令中TCP速率的百分率與限制最大速度，其指令格式為：VelSet50，400；在執(zhí)行以上指令后，機器人實際運行速度為運動指令規(guī)定運行速度乘以機器人速度倍率（50%），并且不超過機器人最大運行速度（400mm/s）。例如，某一程序如下：MODULEModulelPROCRoutine1()VelSet50，400；MoveLpl0，v600，z50，tool0；項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01MoveLp20，v800，z50，tool0；Movelp30，v1000，z50，tool0；ENDPROCENDMODULE該段程序?qū)⑺械木幊趟俣冉抵林噶钤O(shè)定值的50%，但不允許TCP速度超過500mm/s，則各點位的速度的計算值如下：p10點：600mm/s×50%=300mm/s；p20點：800mm/s×50%=400mm/s；p30點：1000mm/s×50%=500mm/s。由計算結(jié)果可知，p10、p20點位的速度計算值≤400mm/s（指令中規(guī)定的最大速度值），因此實際運行速度值為計算值，即和300mm/s400mm/s。而p30點的計算值為500mm/s＞400mm/s（指令中規(guī)定的最大速度值），因此實際運行速度也只能為400mm/s。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】012.AccSet指令A(yù)ccSet指令中的兩個參數(shù)分別用來限制機器人的加速度值與斜線（坡度）。在處理脆弱負載時，使用AccSet指令，可允許更低的加速度和減速度，使得機械臂的移動更加順暢，其指令使用示例如下：AccSet100，100；在不設(shè)置的情況下，這是系統(tǒng)默認值。即加速度為正常值（100%），加速度斜線也為正常值（100%）。Accset30，100；將加速度限制到正常值的30%，加速度斜線為系統(tǒng)默認值（100%）。AccSet100，30；加速度為系統(tǒng)默認值，將加速度斜線限制到正常值的30%。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01其中，機器人的加速度百分率最小限制是20%，設(shè)定小于20%，還是以20%來計算；機器人加速度斜線的最小限制是10%，小于10%，還是以10%來計算。圖3-4-5表示了以上三條指令中對于兩個參數(shù)設(shè)定值的對比情況，a圖為系統(tǒng)默認的加速度百分率，即正常值（100%），加速度斜線也為正常值（100%）；b圖是將加速度百分率減到了正常值的30%；c圖則將加速度的降到了正常值的30%項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01圖3-4-5AccSet指令應(yīng)用對比3.使用注意（1）VelSet與AccSet指令只對后續(xù)的運動指令有效，如果需要立即生效，需要在調(diào)用AccSet指令后重新啟動機器人。當機器人冷啟動，新程序載入或是程序重置后，系統(tǒng)自動恢復(fù)為默認值。當不做任何定義時，兩條指令的系統(tǒng)默認值分別為“VelSet100，5000”和“AccSet100，100”。（2）如圖3-4-6所示，示教器編程寫指令時，這兩條指令可以在【Settings】指令菜單中找到。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準備】01圖3-4-6指令所屬菜單頁面搬運工作站的系統(tǒng)調(diào)試工作主要包括了兩大環(huán)節(jié)：一是工作站的通信調(diào)試；二是程序的聯(lián)合調(diào)試。因此，通過拆解本任務(wù)實操過程主要包括如圖3-4-7所示環(huán)節(jié)，分別是配置工業(yè)機器人與PLC的通信、編寫與調(diào)試PLC控制程序、調(diào)試工業(yè)機器人與PLC之間的通信信號、聯(lián)調(diào)搬運程序、優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍共五個步驟。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-7搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化環(huán)節(jié)一、配置工業(yè)機器人與PLC的通信在進行工作站設(shè)備通信配置與調(diào)試前，先要明確工作站設(shè)備間通信方式。本工作站的系統(tǒng)設(shè)備之間的通信采用了DeviceNet總線協(xié)議和標準I/O板通信的方式。由于工業(yè)機器人配備有DSQC652標準I/O板，接在工業(yè)機器人的DeviceNet總線通信模塊上，因此工業(yè)機器人與PLC、推料機構(gòu)和啟動按鈕等外部設(shè)備的通信是通過標準DSQC652通信板卡的I/O接線端與外部設(shè)備進行點對點的接線，從而實現(xiàn)工作站設(shè)備之間的通信。如圖3-4-8所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-8基于DeviceNet的總線通信架構(gòu)為了實現(xiàn)工業(yè)機器人與PLC之間的通信，需要經(jīng)過兩個步驟：一是要完成設(shè)備間進行通信的硬件連接；二是要完成通信軟件配置。1.硬件連接硬件連接包括了兩部分，一是DSQC652板卡與PLC之間的I/O端口硬件接線；二是需完成個人編程電腦（PC）與PLC之間的通信硬件接線，該PC端裝有PLC編程軟件（博途STEP7軟件），主要用于實時監(jiān)測與調(diào)試PLC端狀態(tài)。（1）I/O端口接線本工作站中工業(yè)機器人與PLC之間的通信，采用的是I/O端口硬接線方式，即將PLC的輸出端口與機器人的輸入信號相連。根據(jù)工作要求，將出料平臺傳感器連接在PLC的輸入端I0.2，PLC的輸出端Q0.0與工業(yè)機器人DSQC652板卡的輸入端0號地址（DI0）相連。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02（2）編程電腦（PC端）與PLC之間的通信硬件連接為了便于調(diào)試，使用網(wǎng)線，將裝有PLC編程軟件（博途STEP7軟件）的電腦主機與PLC直接或者通過交換機連接，主要用于下載程序、實時監(jiān)測與調(diào)試PLC端狀態(tài)，連接方式如圖3-4-9所示。即：使用一條網(wǎng)線，一端插入PC的數(shù)據(jù)傳輸接口，另一端插入以太網(wǎng)交換機網(wǎng)口。使用另一條網(wǎng)線，一端插入PLC的ProfiNET網(wǎng)口，另一端插入以太網(wǎng)交換機網(wǎng)口。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-9編程電腦、交換機與PLC之間的連接（3）網(wǎng)絡(luò)配置在完成工業(yè)機器人與PLC之間通信的硬件連接后，需要設(shè)置電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址，具體步驟見表3-4-1。表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖（含操作說明）步驟1：打開“網(wǎng)絡(luò)和Internet”設(shè)置注意：在完成編程電腦（PC端）數(shù)據(jù)傳輸端口與交換機網(wǎng)口硬件連接的前提下操作表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖（含操作說明）步驟2：選擇“更改適配器選項”命令步驟3：選擇“以太網(wǎng)屬性”窗口①右擊

②

操作步驟示意圖（含操作說明）步驟4：進行Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）屬性選擇表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02①

②

③

操作步驟示意圖（含操作說明）步驟5：設(shè)置PLC網(wǎng)絡(luò)地址表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02①

②

①在“Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）屬性”窗口中，將計算機IP地址與PLC的IP地址改成同一網(wǎng)段，且不與通信網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的IP地址重復(fù)二、編寫與調(diào)試PLC控制程序1.創(chuàng)建PLC工程文件創(chuàng)建工程文件的方法有兩種，分別為在Portal視圖中和項目視圖中創(chuàng)建，具體方法見表3-4-2、3-4-3所示。表3-4-2PLC工程文件創(chuàng)建（在Portal視圖中創(chuàng)建）項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖步驟1：雙擊桌面上的博途V16圖標，打開博途軟件操作步驟示意圖步驟2：單擊“創(chuàng)建新項目”選項步驟3：自定義項目名稱、文件保存路徑、作者和注釋，然后單擊“創(chuàng)建”按鈕，創(chuàng)建工程文件。表3-4-2PLC工程文件創(chuàng)建（在Portal視圖中創(chuàng)建）項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02·①

②

操作步驟示意圖步驟1：新建工程項目步驟2：填寫自定義名稱等表3-4-3PLC工程文件創(chuàng)建（在項目視圖中創(chuàng)建）項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02②

①

②

①

2.組態(tài)PLC設(shè)備當完成工程文件的創(chuàng)建即新建一個項目后，應(yīng)當先進行硬件設(shè)備的組態(tài)。硬件設(shè)備組態(tài)是項目程序編寫的基礎(chǔ)，設(shè)備組態(tài)時需與設(shè)備實物保持一致。設(shè)備組態(tài)包含兩個工作步驟，一是添加新設(shè)備，二是設(shè)置CPU屬性。（1）添加新設(shè)備在完成項目新建后,可以在Portal視圖或者項目視圖中添加SIMATIC設(shè)備。在Portal視圖