工業(yè)機器人應用技術(shù)（第三版）課件 5.1 工業(yè)機器人搬運

第五篇應用篇——工業(yè)機器人技術(shù)應用

任務一工業(yè)機器人搬運第五篇應用篇——工業(yè)機器人世界漫游

1.了解工業(yè)機器人搬運工作站建立、配置；2.掌握搬運任務IO信號配置設置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建；3掌握帶參例行程序應用；4.會搬運任務程序編程與調(diào)試。5.1工業(yè)機器人搬運

任務描述

5.1工業(yè)機器人搬運

工業(yè)機器人在搬運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、太陽能等領域均有廣泛的應用，涉及物流輸送、周轉(zhuǎn)、倉儲等。采用機器人搬運可大幅度提高生產(chǎn)效率、節(jié)省勞動力成本、提高定位精度并降低搬運過程中的產(chǎn)品損壞率。圖5-1所示是搬運分揀鋰電池，圖5-2所示是搬運太陽能電池片。圖5-1搬運分揀鋰電池圖5-2搬運太陽能電池片5.1工業(yè)機器人搬運

任務功能簡介：在搬運工作站中完成一套8個工件的搬運擺放（左右平臺各放4個）。兩個傳輸帶輸送物件，當工件到傳輸帶頂端后圖5-3（a），工業(yè)機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)機器人搬運

然后搬運擺放到左側(cè)平臺位置圖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)機器人搬運

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

一、帶參數(shù)例行程序概念如果一個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)的每一條程序中進行調(diào)用。知識儲備

5.1工業(yè)機器人搬運

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)機器人搬運

新建例行程序時選擇參數(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)機器人搬運

INPUT（輸入）：通常例行程序參數(shù)被設為該模式并作為例行程序數(shù)據(jù)來處理。在例行程序內(nèi)改變該變量對相應自變量沒有影響，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)被設為該模式，則相應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)被設為該模式，則相應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)被設為該模式，則相應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)機器人搬運

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)機器人搬運

1.如果不使用帶參例行程序，取6個物料就需要6段取物料程序。取物料1的程序：取物料2的程序：其中P1點是取物料1的位置點。其中P2點是取物料1的位置點。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)機器人搬運

2.如果是建立一個目標點數(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)機器人搬運

取物料1的程序（當n等于1時）：取物料2的程序（當n等于2時）：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)機器人搬運

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信號配置

我們要用到的數(shù)字輸入信號有兩個傳送帶工件到位信號，數(shù)字輸出信號有置位真空夾具信號等，如“啟動”、“停止”、“急停復位”等。根據(jù)上述所需信號我們選配IO通訊方式，由于信號數(shù)量較少，可以通過ABB標準IO板來進行通訊，可以選取DSQC651，8進8出以及2個模擬輸出。ABB標準IO板是下掛在DeviceNet總線上面的，配置比較簡單，單元信號配置如表5-1和表5-2所示。NameTypeofUnitConnectedtoBusDeviceNetAddressBoard10D651DeviceNet110NameTypeofSignalAssignedtoDeviceDevicemapping信號注釋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”急停復位doGripDigitaloutputBoard1032夾爪夾緊信號5.1.1IO信號配置

先進行IO板配置（參考第三篇），進入“ABB”主菜單界面，在進入控制面板→配置→DeviceNetDevice后，選擇“添加”設置，“使用來自模板的值”選擇DSQC651，參考表5-1參數(shù)，設置Name、Address兩個參數(shù)，如圖5-6所示圖5-6IO單元配置5.1.1IO信號配置

再在IO板上添加IO信號（參考第三篇），有diPalletInPos1、diPalletInPos2、di_start、di_stop、di_estopreset、doGrip五個數(shù)量輸入信號和一個數(shù)字輸出信號，下面以輸入信號diPalletInPos1和輸出信號doGrip為例說明創(chuàng)建IO信號的過程。進入“ABB”主菜單界面，在進入控制面板→配置→Signal后，選擇“添加”，設置Name、TypeofSignal、AssignedtoDevice、Devicemapping四個參數(shù)，如圖5-7所示。圖5-7IO信號配置5.1.1IO信號配置

再對系統(tǒng)輸入輸出信號進行配置，有di_start、di_stop、di_estopreset三個信號的設置，下面以di_start為例說明創(chuàng)建系統(tǒng)輸入/輸出設置過程。進入“ABB”主菜單界面，在進入控制面板→配置→I/Osystem后，選擇“SystemInput”進行設置（圖5-8）；圖5-8進入SystemInput設置5.1.1IO信號配置

點擊“添加”，對參數(shù)進行修改，寫入“SignalName”，選擇“di_start”（圖5-9）；圖5-9Signal設置5.1.1IO信號配置

修改“Action”當前值為“Start”（圖5-10）；圖5-10Action屬性5.1.1IO信號配置

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

1、TCP的設定工具數(shù)據(jù)tooldata用于描述安裝在機器人第六軸上的TCP、質(zhì)量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。默認工具（tool0）的工具中心點位于機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，可以通過直接指定數(shù)值的方式創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)。夾爪的TCP點位置相對于tool0在Z方向偏移了135mm。圖5-12工具數(shù)據(jù)tooldata5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

圖5-12工具數(shù)據(jù)tooldata下面對工件數(shù)據(jù)tooldata進行設定，進入“ABB”主菜單界面，點擊進入“手動操縱”，點擊修改工具坐標“tool0”（圖5-13）；圖5-13修改工具坐標5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

新建工具坐標Grip，編輯Grip數(shù)據(jù)類型，點擊“初始值”進入，對工具數(shù)據(jù)進行設置，X、Y、Z坐標設定，吸盤夾具重量mass設定（圖5-14），設定完成后點擊確定，完成工具坐標Grip設定。圖5-14工具數(shù)據(jù)初始值5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

2、工件坐標的設定工件坐標對應工件，它定義工件相對于大地坐標的位置。機器人可以擁有若干個工件坐標系，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。對機器人進行編程時就是在工件坐標中創(chuàng)建目標和路徑。這有很多優(yōu)點：①重新定位工作站中的工件時，只需更改工件坐標的位置，所有路徑將即刻隨之更新。②允許操作以外軸或傳送導軌移動的工件，因為整個工件可連同其路徑一起移動。5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

建立工件坐標的原理，只需要定義3個點，就可以建立一個工件坐標（圖5-15）。其中，X1點確定工件坐標原點，X2確定工件坐標X正方向，Y1確定工件坐標Y正方向。圖5-15工件坐標5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

下面開始設定工件坐標數(shù)據(jù)，進入“ABB”主菜單界面，點擊進入“手動操縱”，點擊修改工具坐標“wobj0”；點擊進入工件坐標設置界面，新建一個工件坐標數(shù)據(jù)名稱wobjcnv（圖5-16）；圖5-16新建任務工件坐標5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

點擊“修改位置”，通過手動操縱的方式，逐一來確定用戶點X1、X2、Y1（圖5-17）。圖5-17定義工件坐標5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

3、目標點的設定在本任務工作站中，需要示教6個目標點，包括初始點：pHome（圖5-3a）、抓取點1：pPallet_Pick1（圖5-3b）、抓取點2：pPallet_Pick2（圖5-3d）、擺放點1：pPallet_Place1（圖5-3c）、擺放點2：pPallet_Place2（圖5-3e）、過渡點：pPallet_Flyby（圖5-18a），其中每個搬運過程的兩個抓取點不變，在擺放不同位置時可以通過兩個擺放點偏移得到。通過單軸運動和線性運動對機器人6個點進行示教，建立的目標點數(shù)據(jù)如圖5-18b所示。圖5-18創(chuàng)建目標點（a）（b）5.1.2搬運程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建

4、其他程序數(shù)據(jù)設定根據(jù)搬運任務要求，還需要建立一些其他程序數(shù)據(jù)，bPallet表示整個搬運任務是否完成；Pallet_Count1和Pallet_Count2用來對兩側(cè)搬運平臺工件計數(shù)；Pallet_Full1和Pallet_Full2表示兩個平臺是否完成搬運；PalletPos用于計算各放置點的偏移，兩個物塊之間的偏移為80mm。5.1.2搬運程序數(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

以搬運的個數(shù)為參數(shù)n，建立兩個取放工件帶參子程序：rPickPlace11和rPickPlace22，完成抓取和放置工件動作（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)平臺取放工件子程序為例，講解程序指令。當傳送帶工件到位時，機器人快速運行至抓取位置上方100mm處，打開夾爪，慢速移動至抓取點，抓取工件，待夾爪夾緊抓取到工件延時1秒后，移動到抓取點位置上方100mm處。機器人抓取工件后快速移動至放置位置點上方100mm后低速移動至放置位置點，打開夾爪，放置工件后延時1秒后回到位置點上方100mm處，將工件放置在工作臺上。由參數(shù)n決定偏移距離從而確定放置點的位置。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搬運程序編寫1、機器人程序框架搭建在對機器人位置動作進行初始化，檢測傳輸帶是否有工件，沒有工件機械手繼續(xù)等待，如果有工件則檢測工作臺是否有工件；工作臺沒有工件就機械手把現(xiàn)工件搬運到工作臺返回，如果工作臺有工件等待取走后再搬運，主程序框架如圖5-20所示。圖5-20搬運程序框架5.1.4搬運程序編寫

2、機器人程序設計（1）主程序設計PROCMain()rInitAll;WHILEbPalletDOIFPallet_Count1<=4orPallet_Count2<=4THENIFdiPalletInPos1=1ANDPallet_Full1=FALSErPickPlace11Pallet_Count1;IFdiPalletInPos2=1ANDPallet_Full2=FALSErPickPlace22Pallet_Count2;ENDI