NACHI工業(yè)機器人編程與操作 課件 項目四 NACHI工業(yè)機器人打磨編程與操作

《NACHI工業(yè)機器人打磨編程與操作》NACHI工業(yè)機器人編程與操作項目四:NACHI工業(yè)機器人打磨編程與操作一、學習目標二、工作任務三、知識儲備四、實踐操作五、問題探究六、知識拓展七、評價反饋八、練習題一、學習目標了解工業(yè)機器人打磨基本知識。理解NACHI工業(yè)機器人I/O信號。掌握應用命令（FN525）。能使用示教器進行工業(yè)機器人基本操作和編程。能安全啟動工業(yè)機器人，并遵守安全操作規(guī)程進行機器人操作。能夠進行姿勢文件修改和姿勢變量添加。能根據(jù)打磨任務進行工業(yè)機器人運動規(guī)劃、工具坐標系測定、打磨作業(yè)示教編程以及打磨程序調(diào)試、自動運行和外部啟動運行。二、工作任務（一）任務描述本項目利用NACHI工業(yè)機器人進行打磨作業(yè)，待打磨工件1放置于原料臺上，NACHI工業(yè)機器人利用氣爪抓取工件1至打磨工具上進行打磨，打磨完成后將工件2放回原處。。（二）技術要求示教模式下機器人速度倍率通常不超過3擋，自動模式下機器人速度倍率通常選用較低的速度，超越速度不超過10%。機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。.氣體壓強在0.5MPa左右。（三）所需設備NACHI工業(yè)機器人工作站二、工作任務三、知識儲備（一）

WAITI命令介紹WAITI命令即等待任意一個通用輸入信號，F(xiàn)N碼為32。使用此應用命令的話，在所指定的一個通用輸入信號輸入前，能使機器人為待機狀態(tài)。無法等待狀態(tài)信號（如焊接結束信號以及啟動信號等事先已分配用途的信號），狀態(tài)信號是否已分配，可由監(jiān)視器的畫面上識別。由于呈斜體粗字的信號號碼為狀態(tài)信號，所以除此以外的信號是可以等待的。（二）輸入/輸出信號分類三、知識儲備分類輸入/輸出信號說明方向用途輸入信號為自外界輸入到控制器的信號，也稱為I信號輸出信號為控制器輸出到外界的信號，也稱為O信號邏輯信號它是能夠從軟件側(cè)訪問的信號總稱不使用軟件PLC時，邏輯信號就照樣直接連接物理信號。所以，這種情況下可以忽視此分類物理信號它是連接于DC24V現(xiàn)場總線等外部信源的輸入輸出信號總稱狀態(tài)信號如起動機器人的[起動命令]輸入信號，或開啟機器人再生運轉(zhuǎn)中的[起動中]輸出信號，預先決定意義的信號稱為狀態(tài)信號。雖依照應用而準備著各種信號，在此不依存應用，而其中將標準地被使用的信號稱為基本輸入輸出信號。通信號指在作業(yè)程序中，自由地寫上ON/OFF命令而預備好的信號，用途可依照外部順序的組合方法自由地選定。三、知識儲備（三）基本輸入信號外部啟動【U1~U9】外部全部停止外部運轉(zhuǎn)準備打開外部運轉(zhuǎn)準備斷開程序選擇位1~16【U1~U9】外部復位【U1~U9】三、知識儲備（四）基本輸出信號緊急停止中再生模式啟動中【U1~U9】運轉(zhuǎn)準備ON作業(yè)原位置1~32【U1~U9】異常三、知識儲備（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與物理介質(zhì)的分配對應，能將其自由更換的功能。若使用此功能，則可設置無軟件PLC介入的直接I/O。I/O基板的信號為8點單位，現(xiàn)場總線的信號為512點單位，可更換映射。三、知識儲備（六）軟PLC程序編輯NACHI工業(yè)機器人內(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，實現(xiàn)機器人狀態(tài)和外部信號的輸入輸出，如：在機器人輸入信號分配時0161為外部運轉(zhuǎn)準備投入，即伺服上電，在中繼板上I1輸入信號與外部上電按鈕連接，當I1存在輸入信號通過通過軟PLC讀入內(nèi)部寄存器，由X1000輸出給軟繼電器0161，從而使機器人伺服上電。四、實踐操作（一）打磨軌跡規(guī)劃1.運動規(guī)劃和程序流程圖制定要完成打磨程序的示教編程，首先要進行運動規(guī)劃，即要進行任務規(guī)劃、動作規(guī)劃和路徑規(guī)劃。任務規(guī)劃要完成的任務是將工件1非夾持邊沿進行打磨，打磨后工件1放回原處，因此機器人運動動作可分解為“取工件”、“打磨工件”和“放回工件”三個任務。動作規(guī)劃每一個任務分解為機器人的一系列動作，“抓取工件”可以進一步分解為“回原點”、“移到工件1上方、“移動到工件1抓取點”、“抓取工件1”，“打磨工件”可以進一步分解為“退到工件1上方安全點”、“移動到安全點”、“打磨工件點”，“放回工件”可以進一步分解為“退回至打磨工具側(cè)安全點”、“退回至工件1上方安回至工件1抓取點”、“釋放工件1”，自行進行運動規(guī)劃圖的繪制。路徑規(guī)劃將每一個動作分解為機器人TCP運動軌跡，考慮到機器人姿態(tài)以及機器人與周圍設備的干涉，每一個動作需要對應有一個或多個點來形成運動軌跡，如“回原點”對應HOME點（P1），“移到工件1上方安全點”對應移動經(jīng)參考點P2（中間點）至P3點，“打磨工件點”對應工件待打磨邊沿的許多點以及工件換邊時的中間點。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、實踐操作（一）打磨軌跡規(guī)劃2.程序流程四、實踐操作（二）示教前準備參數(shù)設置（包含坐標模式、運動模式、速度）項目一描述了NACHI工業(yè)機器人三種坐標模式：軸坐標、機器人坐標和工具坐標，選定軸坐標模式，可以手動控制機器人各軸單獨運動；選定機器人坐標和工具坐標模式，可以手動控制機器人在相應坐標系下運動。項目一指出了手動操作時手動速度/檢查速度設定，為安全起見，通常選用較低檔速度。在示教過程中，需要在一定的坐標模式和操作速度下手動控制機器人達到一定的位置，因此在示教運動指令前，必須選定好坐標模式和速度。工具坐標系測量工具為氣爪，參照項目一筆尖TCP測試，完成氣爪TCP測試。四、實踐操作（二）示教前準備3.I/O配置使用氣爪來抓取和放回工件，氣爪打開和關閉需要通過I/O接口信號控制，NACHI工業(yè)機器人控制系統(tǒng)提供了I/O通信接口，采用編號為7的I/O通信接口。氣爪打開和關閉的狀態(tài)由氣缸上磁性傳感器感應，由上位機控制，機器人通過編號為8和9的I/O通信接口采集。打磨電機的啟動由上位機控制，機器人通過編號為174的I/O通信接口進行啟動。機器人外部啟動所需設置的輸入信號I/O通信接口為：外部啟動、外部全部停止、外部運轉(zhuǎn)準備投入、外部復位的I/O通信接口為163、164、161、165，運轉(zhuǎn)準備ON、啟動中、緊急停止中、異常、再生模式O通信接口為161、162、163、164、165。四、實踐操作（二）示教前準備4.姿勢變量定義為減少點的示教作業(yè)，抓取點設置姿勢變量，在項目三姿勢文件中添加第三個姿勢變量。四、實踐操作（三）打磨示教編程1.在示教模式下，點擊[動作可]鍵和[程序]鍵或者點擊觸摸屏<程序>，在調(diào)用程序欄輸入個新程序號，按[Enter]鍵新建一個空程序。點擊[R]鍵，輸入“314”，按[Enter]鍵，輸

“12345”，按[Enter]鍵，進入專家模式。2.手動操作機器人回“原點”，即P1點，點擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令，按[編輯]鍵對指令參數(shù)進行修改，點擊<寫入>，完成機器人回“原點”示教。四、實踐操作（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.手動操作機器人到中間點（P2點），點擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令完成P2點示教?；蛘?，復制原點（P1點）指令，將第六軸關節(jié)角度改為90°。四、實踐操作（三）打磨示教編程5.按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標系選擇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，點擊<寫入>，完成P3點指令添加，此處指令需要在機器人語言中作進一步修改。6.按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標系選擇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，點擊<寫入>，完成P4點指令添加，此處指令需要在機器人語言中作進一步修改。四、實踐操作（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。四、實踐操作（三）打磨示教編程8.按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標系選擇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，點擊<寫入>，完成P3點指令添加，使工件被抓取后的機器人

返回第3點，此處指令需要在機器人語言中作進一步修改。按[FN]鍵輸入58、按[Enter]鍵，坐標系選擇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、實踐操作（三）打磨示教編程9.手動操作機器人至P5點，即打磨工具側(cè)安全點，調(diào)整機器人姿態(tài)，點擊[覆蓋/記錄]鍵，添加JOINT指令，按[編輯]鍵對指令參數(shù)進行修改，點擊<寫入>，完成P5點示教，做好工件打磨準備。四、實踐操作（三）打磨示教編程10.按[FN]鍵輸入32，輸入數(shù)字174，由上位機開啟打磨電機。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點進行打磨示教，添加LIN和CIR指令，另

外在進入打磨之前添加偏移指令。四、實踐操作（三）打磨示教編程11.在P12至P6點示教完成之后，進行工件換邊，P13和P14點為中間點，P13點為一邊打磨之后的退出，P14點為打磨換邊，同時為工件另一邊至打磨工具側(cè)安全點，調(diào)整機器人姿態(tài)。四、實踐操作（三）打磨示教編程12.參照P12點至P6點示教，對P21點至P15點進行示教。13.P22點為打磨退出點，或者放回工件的中間點，經(jīng)P3至P4點放回工件。四、實踐操作（三）打磨示教編程14.打磨工件1結束，機器人經(jīng)P3、P2、P1返回原點。15.點擊觸摸屏左下角<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”，在下方程序號碼指示框中會顯示“51”，點擊左下角<執(zhí)行>，在彈出<正常結束>對話框中直接[Enter]，將程序“51”轉(zhuǎn)化為機器人語言。四、實踐操作（三）打磨示教編程16.點擊觸摸屏左下角<維修>、<ASCII文件編輯>，找到機器人語言程序<MZ04-01-A.51>，點擊觸摸屏右下角<執(zhí)行>，可以對該語言程序進行編輯。將P3、P4點指令中關節(jié)參數(shù)用P3代替，此P3即為姿勢文件“50”中第3個姿勢變量。點擊觸摸屏右下角<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、實踐操作（三）打磨示教編程17.進行手動運行程序，觀察機器人的運行軌跡，注意運行速度以及機器人與平臺的干涉，并進一步優(yōu)化機器人姿態(tài)。進行自動運行程序，機器人自行完成打磨任務。點擊示教界面右上角<示教、再生條件>，在界面中將光標移至啟動選擇欄，按[動作可]和[向右方向鍵]選擇“外部”，點擊<寫入>，可以實現(xiàn)機器人外部啟動。將機器人控制柜和示器上[示教/再生]轉(zhuǎn)至再生，按工作臺上[上電]、[啟動]按鈕，實現(xiàn)外部啟動完成工件1打任務。五、問題探究（一）軟件PLC概要PLC是指載入輸入信號，根據(jù)預先編制的程序使輸入回路的接點ON/OFF，以控制各種設備的裝置。軟件PLC將PLC所具備的功能融入機器人控制裝置的軟件中，其編程可以通過懸式示教作業(yè)操縱按鈕臺加以實施。這樣，無需在外部設置PLC，可以降低設備成本。軟件PLC存在于機器人控制裝置的內(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，通過PLC程序連接到邏輯信號。（二）軟件PLC指令概要軟件PLC可以使用基本命令和應用命令，基本命令包括A接點、B接點、上升沿接點等。以“B”接點為例如圖所示，表示接點的右側(cè)連接線的狀態(tài)是接點左側(cè)的連接線和分配給接點的變數(shù)的反轉(zhuǎn)值之間的邏輯積。軟件PLC中把比較命令或定時器命令等標準配備的應用命令稱之為“LD塊”，通過編號或名稱進行輸入。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BOOL變數(shù)的值代入以OUTB為前頭的32個BOOL變數(shù)。五、問題探究六、知識拓展——工業(yè)機器人在打磨作業(yè)中的應用手動打磨對工人技術要求高、效率低、人工勞動強度大、環(huán)境惡劣、打磨產(chǎn)品質(zhì)量不均勻，甚至容易造成廢品，并且社會勞動力成本也越來越高。自動打磨效率高、產(chǎn)品打磨外觀均勻、降低工人勞動強度、避免人為因素造成廢品等缺陷，是現(xiàn)在市場的主流趨勢。打磨拋光機器人用于替代傳統(tǒng)人工進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，可應用于