產(chǎn)品碼垛作業(yè)工業(yè)機(jī)器人離線編程與虛擬仿真

大 連 民 族 學(xué) 院 機(jī) 械 專 業(yè) 綜 合 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書產(chǎn)品碼垛作業(yè)工業(yè)機(jī)器人離線編程與虛擬仿真學(xué) 院（系）： 機(jī)電信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械 學(xué) 生 姓 名： 李多文 學(xué) 號(hào)： 2013022209 指 導(dǎo) 教 師： 馮長(zhǎng)健 完 成 日 期： 12月25日 大連民族學(xué)院1拆垛機(jī)器人工作站構(gòu)成自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，與碼垛應(yīng)用相對(duì)應(yīng)的為拆跺應(yīng)用， 即把成垛的產(chǎn)品依次搬運(yùn)至流水線上，例如煙草物流系統(tǒng)中出人智能倉(cāng)庫(kù)時(shí)的碼垛拆垛、 袋裝原材料拆垛并開袋、汽車零部件的拆垛上料等應(yīng)用。本工作站為箱類產(chǎn)品拆垛應(yīng)用，成垛的原料擺放在枝板上，隨枝板流動(dòng)至枝板輸送鏈拆垛工位處，利用ABB公司的 IRB6700機(jī)器人將產(chǎn)品從枝板上搬運(yùn)至產(chǎn)品輸送鏈上，以便流至下 工位進(jìn)行處理，如圖 6一l所示。I ）枝板輸送鏈 載有產(chǎn)品的枝板經(jīng)由左側(cè)的進(jìn)料輸送鏈流轉(zhuǎn)至末端拆垛工位，并且對(duì)未端設(shè)有至lj位檢測(cè)傳感器， 當(dāng)機(jī)器人完成該校板的拆垛任務(wù)后，空枝板經(jīng)由右側(cè)輸出線傳至下一士位，便于空枝板的回收，之后進(jìn)料輸送鏈傳送下一個(gè)載有產(chǎn)品的枝板，依次循 環(huán) 2） 吸盤工具 機(jī)器人末端法蘭盤裝有吸盤工具（ 圖 6-3），利用真空發(fā)生器產(chǎn)生真空，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拾取處理，機(jī)器人利用輸出信號(hào)控制真空的產(chǎn)生與關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品盒的拾取與釋放，該工具采用16個(gè)吸盤，氣路分為4蹈，利用機(jī)器人4路數(shù)字輸出端口分別進(jìn)行控制，3 ）產(chǎn)品輸送鏈I機(jī)器人將拆垛產(chǎn)品按照指定的方式放置在產(chǎn)品輸送鏈前端，經(jīng)由該輸送鏈傳送至下 工位；在該輸送鏈前端設(shè)有傳感器， 用于槍測(cè)當(dāng)前位置是否有物料，當(dāng)沒有物料時(shí)才允許機(jī)器人執(zhí)行下一個(gè)物料的放置， 如圖6-5所示。2、信號(hào)組的設(shè)置與用法3、數(shù)組的應(yīng)用在定義程序數(shù)據(jù)時(shí)， 可以將同種類型、 同種用途的數(shù)值存放在同一個(gè)數(shù)據(jù)中， 當(dāng)調(diào)用該數(shù)據(jù)時(shí)需要寫明索引號(hào)來指定我們調(diào)用的是該數(shù)據(jù)中的哪個(gè)數(shù)值， 這就是所謂的數(shù)組。 在RAPID申可以定義維數(shù)組、二維數(shù)組以及三維數(shù)組。 4、寫屏指令的運(yùn)用在編寫例行程序時(shí)， 將該程序中的某些數(shù)據(jù)設(shè)置為參數(shù)， 這樣在調(diào)用該程序時(shí)輸入不同的參數(shù)數(shù)據(jù)，貝lj可對(duì)應(yīng)執(zhí)行在當(dāng)前數(shù)據(jù)值情況下機(jī)器人對(duì)應(yīng)執(zhí)行的任務(wù)。例如， 在切割應(yīng)用中， 頻繁使用切割正方形的程序， 切割正方形的指令及算法是 致的， 只是正方形的頂點(diǎn)位置、 邊長(zhǎng)不一致， 這樣可以將這兩個(gè)變量設(shè)為參數(shù)。PROC rSquare(robtarget pBase, num nSideSize)MoveLpBase, v I 000, fine, tool I WObj :=wobjO;MoveLOffs(pBase, nSideSize,0,0), v I 000, fine, tool I WObj :=wobjO;MoveLOffs(pBase, nSideSize, nSideSize，的，v 1000, fine, tool I WObj :=wobjO;MoveLOffs(pBase, 0, nSideSi罰，0), v I 000, fine, tool I WObj :=wobjO;MoveLpBase, v I 000, fine, tool I WObj :=wobjO;ENDPROCPROC MAIN()rSquarep I, I 00;rSquarep2,200;ENDPROC在調(diào)用該切割正方形的程序時(shí)， 再指定當(dāng)前正方形的頂點(diǎn)以及邊長(zhǎng)即可在對(duì)應(yīng)位置切割對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)大小的正方形。上述程序中，機(jī)器人先后切割了2個(gè)正方形，以pl為頂點(diǎn)、100為邊長(zhǎng)的正方形， 以p2為頂點(diǎn)、 200為邊長(zhǎng)的正方形。在機(jī)器人應(yīng)用過程中，節(jié)拍經(jīng)常是我們關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)， 在RAPID中有專門用于計(jì)時(shí)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)以及一系列的計(jì)時(shí)指令和函數(shù)。5、記時(shí)指令的應(yīng)用ClkStart.開始計(jì)時(shí)，ClkStop.停止計(jì)時(shí)，ClkReset.時(shí)鐘復(fù)位，ClkRead. 讀取時(shí)鐘數(shù)值。案例：VAR clock clock I;PERS num CycleT1me;PROC rMove()MoveL pl,vlOO,fi時(shí)，tooJO,ClkReset clock I ClkStart clock I,MoveL p2,v I 00,fine,toolO;ClkStop clock l噸Cycle Time =ClkRead(clock I),ENDPROC上述案例中，機(jī)器人到達(dá)pl點(diǎn)后開始計(jì)時(shí)，至lj達(dá)p2點(diǎn)后停止計(jì)時(shí)，之后利用ClkRead i賣取當(dāng)前時(shí)鐘數(shù)值， 并將其賦值給數(shù)值型變量CycleTime，貝！J當(dāng)前CycleTime 的值即為機(jī)器人從pl點(diǎn)至lj p2點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。6、拆垛程序編寫MODULE MainMoudle PERS tooldata tVacuum:=TRUE,0,0,200, 1,0,0,0),30,0,0, 130, 1,0,0,0,0,0,0); l定義工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)tVacuumPERS robtarget pPickBase:=1520.639271586,310.000414148,-49.999926686),-0_000000328,0,1,-0.000000068,0,-1,0,0) ,(9E9,9E9, 9E9,9E9,9E9,9E9;l定義拆垛工位拾取基準(zhǔn)點(diǎn)， 以6.4.4節(jié)中所描述的第2種拾取情況為準(zhǔn)PERS robtargetpP!aceType1:=353.779984371,1371.090215836,498_624386673),0_707 I 06815,0_000000588,0.707106747 ,0.000000435),1,-1, 1,0),9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9),定義在產(chǎn)品結(jié)上放置產(chǎn)品的位置， 第l種情況00543,0.00000072,1,-0.000000 I27),(0,0,0,0),(9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9);定義在產(chǎn)品線上放置產(chǎn)品的位置，第2種情況PERS robtargetpPlaceType3:=(654.92,1393 .5 7,999.29),(3.86561 E-07,0.706048,-0.708164,-3.24774E-07),0,0,- I ,0),9E+O9,9E +09,9E +09, 9E+09, 9E +09,9E+09);1定義在產(chǎn)品線上放置 產(chǎn)品的位置，第3種情況PERS robtargetpHo me:=(96l .98463257,0,1800,-0.000000365,0,l ,0,0,0,0,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;l定義機(jī)器人工作原點(diǎn)PERS robtargetpPick:=(l 515.64,310,950),(-3.2807,0, 1,-6.8巳08,0,-l ,0,0),9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09)定義機(jī)器人拾取位置， 此位置以pPickBase為基準(zhǔn)計(jì)算得出PERS robtargetpPickAfter:= 1015.64,810, l 600,-3.28E-07,0,1,-6.8巳08),(0,-l ,0,0,(9E+09,9E+09,9E+09, 9E+09,9E+09,9E+09);定義機(jī)器人拾取產(chǎn)品后的抬高位置PERS speeddata MinSpeed:=500, I 00,5000, I 000);PERS speeddata M idSpeed:=1500,200,5000, I 000);PERS speeddata MaxSpeed:=(3000,300,5000, 1000);！定義不同的速度數(shù)據(jù)， 用于不同的運(yùn)動(dòng)過程PERS loaddata LoadEmpty:=(O.O 1,(0,0,1,1,0,0,0,0兒。；1定義機(jī)器人空負(fù)載時(shí)的有效載荷數(shù)據(jù)， 重量設(shè)為O.Olkg ， 可將其視為空載荷PERS loaddata LoadSingle:=20,0,0,150,1,0,0,0,0,0,0; 定義機(jī)器人拾取l個(gè)產(chǎn)品時(shí)的負(fù)載數(shù)據(jù)PERS loaddata LoadDouble:=40,(0,0,500),(1,0,0,0）夕，0,0); 1定義機(jī)器人拾取2個(gè)產(chǎn)品時(shí)的負(fù)載數(shù)據(jù)PERS num nCounter:=1;定義拆垛計(jì)數(shù)器PERS num nCycleTime:=6.848, l定義數(shù)值型數(shù)據(jù)， 用于表示節(jié)拍時(shí)間VAR clock Timer; 1定義時(shí)鐘數(shù)據(jù)， 用于計(jì)算節(jié)拍PERS num nPos 10,4 :=310,0, 1300, I ),(310,-610, 1300, I ,-5,0,1000,3),(-5,-620,1000,3),(605,0,1000,2),(605,-610,1000,2),0,0,0,2),(0,-610,0,2),615,0,0,3),(615,-620,0,3);1定義位置數(shù)組，第一維 為10， 依次對(duì)應(yīng)產(chǎn)品垛中的l 0個(gè)拾取位置l第二維為 4， 分別對(duì)應(yīng)單個(gè)拾取位置中的四項(xiàng)屬性值， 依次為X偏移值、 Y偏移值、 Z偏移值、 拾取情況種類， 拾取位置以示教的第2種情況中的拾取位置 為基準(zhǔn)， 結(jié)合該數(shù)組申的位置偏移量， 最終計(jì)算出每次拾取產(chǎn)品時(shí)的具體位置， 從而依次完成各產(chǎn)品的拾取1最上面一層的兩個(gè)拾取位置 l、 2， 如圖6-34所示中間 層的4個(gè)拾取位置 3 4、 5 6， 如圖6-35所示最下面一層的4個(gè)拾取位置7、 8、 9、 10， 如圖6 36所示， 其中7是拾取基準(zhǔn)點(diǎn)， 其他位置均PROC Main()1聲明主程序rlnitAll程序起始位置調(diào)用初始化程序， 用于復(fù)位機(jī)器人位置、 信號(hào)、 數(shù)據(jù)等WHILETRUEDO1采用WHILE TRUE DO無限循環(huán)結(jié)構(gòu)， 將機(jī)器人需要重復(fù)運(yùn)行的動(dòng)作與初始化程序隔離開rPick;調(diào)用拾取產(chǎn)品的程序rPlace;調(diào)用放置產(chǎn)品的程序ENDWHILEENDPROCPROC rlnitAll() 1聲明初始化程序rMoveHome調(diào)用回工作原點(diǎn)HOME的程序SetGO goGrip,O;1復(fù)位所有吸盤真空1前面加上英文字符感嘆號(hào)“！”貝IJ表示當(dāng)前行為注釋行， 此處是用于比較單端口的數(shù)字輸出信號(hào)與信號(hào)組在使用上面的差別， 此處使用信號(hào)組較為方便nCounter:= I復(fù)位計(jì)數(shù)器ENDPROCPROC rPick()聲明拾取產(chǎn)品程序ClkReset Timer;復(fù)位計(jì)時(shí)器ClkStart Timer;l開始計(jì)時(shí)WaitDI diPalletlnPos I1拆垛工位處的到位檢測(cè)信號(hào)，等待產(chǎn)品垛到位， 否則一直等待pPick:=Offs(pPickBase,nPos nCounter, I ,nPos nCounter,2 ,nPos nCounter,3 );l利用Offs函數(shù)以及位置數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前計(jì)數(shù)器值下的拾取位置pPickA仇er.trans.x :=pPick. trans.x-5 00;mm pPickA仇er.trans. y :=pPick. trans. y+500,計(jì)算拾取后的中間過渡位置， 其Y值相對(duì)于pPick來說沿著工件坐標(biāo)系Y正方向偏移500mmpPickA仇er.trans.z:= 1600; 1計(jì)算拾取后的申間過渡位置，其Z值為固定值1600mmMoveJ Offs(pPick,0,0,500),MaxSpeed,z50,t Vacuum WObj :=wobjO;！利用MoveJ移動(dòng)至當(dāng)前拾取位置正上方500mm處MoveL pPick,MinSpeed, tine,tVacuum WObj :=wobjO;l利用MoveL直線移動(dòng)至當(dāng)前拾取位置SetGO goGrip,15;置位吸盤動(dòng)作， 所有吸盤全部建立真空 注釋， 不被執(zhí)行WaitTime 0.3:1等待0.3s， 保證產(chǎn)品已被拾取IF nPosnCounter,4=1 THEN判斷當(dāng)前拾取類型，若為情況l貝ljGripLoad LoadSingle;加載單個(gè)產(chǎn)品的負(fù)載數(shù)據(jù)ELSEGripLoad LoadDouble; l其他情況即情況2、 3，貝lj加載兩個(gè)產(chǎn)品的負(fù)載數(shù)據(jù)END IFMovL Offs(pPick,0,0,200),M inSpeed,z50,tVacuum WObj :=wobjO;利用MoveL直線移動(dòng)至拾取位置上方200mm處MoveL pPickAfter,MidSpeed,z I 00,tVacuum WObj :=wobjO,1利用MoveL移動(dòng)至拾取后中間過渡點(diǎn)IF nCounter=I 0 PulseDO doPalletOut判斷當(dāng)前計(jì)數(shù)是否大于等于10， 即是否全部完成了當(dāng)前枝板的拆垛任務(wù)，若滿足條件則發(fā)出移除當(dāng)前枝板信號(hào)，將空枝板移走，并移入下一個(gè)載有產(chǎn)品的校板， 此處為簡(jiǎn)化版的IF用法， 該指令只適用于判斷一種條件， 條件滿足時(shí)只執(zhí)行一旬指令的特殊情況ENDPROCPROC rPlace()聲明放置程序TEST nPosnCounter,4判斷當(dāng)前是哪種情況CASE I rPlaceType I;1若是情況l，貝lj調(diào)用放置程序lCASE 3: rPlaceType3;若是情況3，貝lj調(diào)用放置程序3DEFAULT:TPErase;TPWrite飛he value of type is eor,please check it！”，Stop;！若不為上述三種情況，貝lj清屏并寫屏顯示相關(guān)錯(cuò)誤信號(hào)，并停止程序運(yùn)行ENOTE STIF nCounter I0 THEN判斷當(dāng)前計(jì)數(shù)是否大于10， 每個(gè)錢板上共拾取放置10次MoveJ pHome,MidSpeed, fine,tVacuumWObj:=wobjO; l若滿足條件則移動(dòng)至HOME位置nCounter:= I; ！計(jì)數(shù)器復(fù)位“ENDIFClkStop Timer;停止計(jì)時(shí)nCycleTime:=ClkRead(Timer);讀取當(dāng)前計(jì)時(shí)器中的數(shù)值，并將其賦值給nCycleTimeTPErase,人畫析機(jī)精用 業(yè)工應(yīng)TPWrite“Last cycletime is：”Num:=nCycleTtme;清屏，并寫屏顯示上次拾取放置的節(jié)拍是多少ENDPROCPROC rPlaceType I()l聲明放置程序l型 WaitDI diltemlnPos,O;典 ！等待產(chǎn)品線前端放置位置處己沒有產(chǎn)品，防止在放置過程中產(chǎn)品之間發(fā)生碰撞穰 MoveJ Offs(pPlaceType 1,0,0, I 000),M idSpeed,z I 00,tVacuumWObj :=wobjO;包 ！移動(dòng)至第l種情況下放置位置上方IOOOmm處踴 MoveL Offs(pPlaceType1,0,0, I OO),MidSpeed,z20,tVacuumWObj :=wobjO;嚴(yán) 移動(dòng)至第l種情況下放置位置上方lOOmm處MoveL pPlaceType l ,MinSpeed,fine,tVacuum WObj :=wobjO;第l種情況下放置位置處SetGO goGrip,0;1復(fù)位吸盤工具真空! Reset doGrip I; !Reset doGrip2; !Reset doGrip3; !Reset doGrip4;l注釋， 不被執(zhí)行WaitTime 0.3;!Reset doGrip I, Reset doGrip2, !Reset doGrip3; !Reset doGrip4, 1注釋行， 不被執(zhí)行WaitTime 0.3,！等待0.3sGripLoad LoadEmpty,1加載空載荷數(shù)據(jù)MoveL Offs(pPlaceType2,-3 I1移動(dòng)至第2個(gè)產(chǎn)品放置位0,0, I 00),MinSpeed,z20,tVacuum WObj :=wobjO;置上方lOOmm處MoveL Offs(pPlaceType2,-3 I 0,0,600),MidSpeed,z I 00,tYacuum WObj:=wobjO;1移動(dòng)至第2個(gè)產(chǎn)品放置位置上方600mm處nCounter:=nCounter+ I,1計(jì)數(shù)器累計(jì)加！ENDPROCPROC rPlaceType3()聲明放置程序3WaitDI diltemlnPos O等待產(chǎn)品線前端放置位置處己沒有產(chǎn)品，防止在放置過程中產(chǎn)品之間發(fā)出碰撞 MoveJ Offs(pPlaceType3,0噸。，600),MidSpeed,z I 00,tYacuum WObj :=wobjO;移動(dòng)至第3種情況下放置位置上方600mm處MoveL Offs(pPlaceType3,0,0, I 00),MidSpeed,z20,tYacuum WObj :=wobjO; 移動(dòng)至第3種情況下放置位置上方lOOmm處MoveL pPlaceType3,M inSpeed,fine,t Vacuum WObj :=wobjO;移動(dòng)至第3種情況下放置位置處 SetGO goGrip, IO; ！將吸盤工具信號(hào)組置位為l0， 復(fù)位l、 3號(hào)吸盤， 放量第l個(gè)產(chǎn)品 !Reset doGripl ;Set doGrip2;!Reset doGrip3; ! Set doGrip4;l注釋行，不被執(zhí)行WaitTime 0.31等待0.3s，保證產(chǎn)品被完成釋放GripLoad LoadSingle;加載單產(chǎn)品的載荷數(shù)據(jù)MoveL Offs(pPlaceType3,0,0,200),M i nSpeed,z20,tYacuum WObj :=wobjO;移動(dòng)至放置位置上方200mm處WaitDI diltemlnPos,O,等待產(chǎn)品結(jié)前端沒有產(chǎn)品，即等待剛剛放量的產(chǎn)品已離開該放置區(qū)域MoveJ Offs(pPlaceType3310,0,20圳、MidSpeed,z50,t Vacuum WObj :=wobjO,！移動(dòng)至第2個(gè)產(chǎn)品的放置位置上面， 兩個(gè)產(chǎn)品之間的間隔為310mm MoveL Offs(pPlaceType3,-310,0，町，Min Speed, fine,! VacuumWObj :=wobjO,！ 移動(dòng)至第2個(gè)產(chǎn)品的放置位置SetGO goGrip,O,復(fù)位真空吸盤信號(hào)姐， 放置第2個(gè)產(chǎn)品! Reset doGrip I,! Reset doGrip2; Reset doGrip3;! Reset doGrip4;1注釋行， 不被執(zhí)行WaitTime 0.3;l等待0.3s， 保證產(chǎn)品被完全釋放GripLoad LoadEmpty;l力口載空載荷數(shù)據(jù)MoveL Ofs(pPlaceType3, 310,0, I 00),M inSpeed,z20,tVacuum WObj :=wobjO,1移動(dòng)至當(dāng)前放置位置上方lOOmm處MoveL Offs(pPlaceType3,-3 I 0,0,600),M idSpeed,z I 00,tYacuum WObj :=wobjO;1移動(dòng)至當(dāng)前放置位置上方600mm處nCounter:=nCounter+ I;l計(jì)數(shù)器累計(jì)加lENDPROCPROC rMo