基于robotstudio 6.08的搭建搬運碼垛工作站

畢業(yè)設計說明書(論文)設計(論文)題目:_基于RobotStudio6.08的搭建搬運碼垛工作站___________________專業(yè):___________班級:_____________學號:___________姓名:_________指導教師:___________________年月日目錄第1章緒論11.1設計背景11.2國內(nèi)外機器人現(xiàn)狀11.3發(fā)展趨勢41.4主要內(nèi)容5第2章碼垛工作站搭建62.1碼垛工作站的組成62.2零部件的選型設計72.2.1碼垛機器人夾具82.2.2碼垛機器人夾具設計82.2.3碼垛機器人夾具的安裝及坐標建立92.3本章小結(jié)9第3章仿真系統(tǒng)設計103.1仿真和離線編程流程103.2動態(tài)組件的設計113.2.1夾具組態(tài)設計113.2.2傳送帶組態(tài)設計123.3關聯(lián)I/O信號123.3.1夾具信號123.3.2傳送帶信號153.4本章小結(jié)17第4章系統(tǒng)編程與仿真184.1整體I/O信號創(chuàng)建184.2工作站邏輯184.3創(chuàng)建目標點204.4程序編制214.41Rapid程序組成214.42程序內(nèi)容224.5本章小結(jié)28結(jié)論29致謝30參考文獻31摘要工業(yè)機器人技術在國內(nèi)應用越來越廣泛，而單一的工業(yè)機器人本體不能充分發(fā)揮其協(xié)同作業(yè)的功能，為了解決這一問題，將ABB工業(yè)機器人本體與搬運單元、碼垛單元、以及安全單元等外圍設備進行集成，實現(xiàn)了工業(yè)機器人與周圍環(huán)境的信息交互。本文以機器人碼垛工作站為研究對象，進行機器人碼垛工作站的設計與仿真。本次設計選用ABB公司研發(fā)的Robotstudio軟件，利用其進行機器人碼垛工作站的工作過程仿真，對碼垛工作站的組成、組件設計、程序編程等進行研究。利用Robotstudio的Solidworks模型導入、路程規(guī)劃、程序編輯器、工具輔助等功能來提供機器人碼垛工作站工作流程方案，為機器人碼垛過程提供實驗平臺和理論依據(jù)。本次設計將分為三個部分:碼垛機器人工作站的構(gòu)筑;為工作站添加動態(tài)效果;仿真路線并依此編寫程序。第一部分主要由Robotstudio自身附帶的組件和Solidworks建模來進行，第二部分需靈活運用Smart組件，使機器人的夾具和傳送鏈有動態(tài)效果。第三部分需要將工作站的工作方式、系統(tǒng)信號組成與Smart組件關聯(lián)起來，再編寫程序從而實現(xiàn)機器人的仿真運行。關鍵字：機器人碼垛工作站；虛擬仿真；編程應用第頁第一章緒論1.1設計背景隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化的推進和發(fā)展，機器人在各種工業(yè)環(huán)境的綜合應用也愈加深入。碼垛機器人被廣泛應用于各種物料運輸行業(yè)，能夠替代大量的人力，在降低成本的同時也大大提高了生產(chǎn)率。所謂碼垛就是將物料按照一定的模式堆碼成垛，以便使單元化的物垛實現(xiàn)物料的搬運、裝卸、運輸、存儲、等物流活動。在單元化物體的運輸和卸載過程中除了散裝的物體和液體外，一般的物體都是以碼垛的形式進行存儲或組裝，這樣即可使工作站承載更多的單位物體，又為物品的放置節(jié)省空間。對于工作站整體來說，僅僅改良機器人的性能是顧此失彼的，本次設計還需要注意到工作站工作的安全性與合理性，這就需要精細化的各方面分析與設計。對于碼垛機器人模擬仿真是基于RobotStudio的。RobotStudio是用于工業(yè)機器人仿真的軟件，這款軟件制作精良、功能強大,它包含了幾乎所有ABB機器人的模型,能夠進行復雜幾何體模型的導入、路徑規(guī)劃、碰撞檢測、虛擬仿真、離線編程、在線作業(yè)等,涵蓋了碼垛機器人操作的整個周期。利用其Smart組件，可以實現(xiàn)各型號ABB公司工業(yè)機器人的碼垛。1.2國內(nèi)外機器人現(xiàn)狀歐美在碼垛機器人的研究上經(jīng)過幾十年已經(jīng)不止于機器人本身的性能，而是更簡潔、高效的系統(tǒng)設計與新型結(jié)構(gòu)的研發(fā)。澳大利亞中央昆士蘭大學的AbdulMdMazid和PavelDzitac進行了高速碼垛機器人的高效控制配置研發(fā)，通過在運行在人機界面觸摸屏上的圖形應用程序、plc程序和執(zhí)行碼垛機重構(gòu)創(chuàng)造使高速機器人堆垛成為可能的伺服系統(tǒng)。碼垛機的伺服系統(tǒng)允許plc根據(jù)配置數(shù)據(jù)自動重新配置堆垛機，并控制對貨物進給執(zhí)行碼垛功能的機器人。這使得機器人可以同時處理多個盒子，從而實現(xiàn)高速碼垛。德國杜伊斯堡-埃森大學的BashirSalah、OmarJaneh、BerndNoche、TobiasBruckmann、SaberDarmoul進行了新型繩牽引機器人堆垛機控制體系的仿真設計,介紹了基于創(chuàng)新的線驅(qū)動SRM的堆垛起重機的基于設計和仿真的評估，描述了基本組件，并對系統(tǒng)的機械設計進行了概述。設計了允許處理小負載操作的高級控制體系結(jié)構(gòu).開發(fā)方程式，以確定在隨機和基于類的存儲策略的情況下，線驅(qū)動SRM的單命令周期和雙基于Robotstudio的機器人碼垛工作站虛擬仿真設計研究。在仿真軟件方面，國外仿真軟件仍占據(jù)主流。日本FANUC公司的Roboguide，達索DELMIA界面，ROBCAD界面，這些軟件都有較好的普遍應用性，界面簡單明了，友好的人機交互等優(yōu)點，為工業(yè)自動化領域機器人虛擬仿真設計提供了優(yōu)良的方案。我國碼垛機器人相關技術研發(fā)起步較晚在安全性、可靠性、承載能力方面與發(fā)達國家仍有一段差距。隨著我國在相關方向上的投入不斷加大，在碼垛機器人技術上的研發(fā)也正逐漸被各個研究所、企業(yè)所重視。昆明船舶設計研究院與哈爾濱工業(yè)大學合作進行的基于DSP運動控制器的拆垛、碼垛SCARA機器人研制項目中，李濤、張勇、蔡磊運用水平關節(jié)的機械結(jié)構(gòu)形式，以基于PC的開放式DSP多軸運動控制器作為控制系統(tǒng)的核心，采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)模式,自主開發(fā)了機器人控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，如圖1.1所示。圖1.1碼垛SCARA機器人珠海格力電器股份有限公司的朱元豐開發(fā)了一種基于機器視覺的表針自動碼垛系統(tǒng)。為了有效識別表針的位置信息和正反面信息，設計了一種新穎的照明方案。利用送料轉(zhuǎn)盤的半透明特性，在表針待吸取區(qū)域的上方和下方分別安裝一個組合條光源和一個背光源，通過送料轉(zhuǎn)盤上方組合條光源采集的圖像，可以提取表針的幾何輪廓特征，結(jié)合正反面特征圖像和幾何輪廓特征圖像，可以確定送料轉(zhuǎn)盤上待吸取區(qū)域內(nèi)每一根表針的位置和正反面信息，然后控制平面關節(jié)型機器人自動吸取表針。在機器人虛擬仿真開發(fā)上，清華大學的崔培蓮和孫增圻過去曾開發(fā)了仿真系統(tǒng)PCROBSM。是一個適用于ＩＢＭ－ＰＣ及其兼容機的機器人仿真系統(tǒng)，它的主要特色在于具有豐富的機器人控制算法和軌跡規(guī)劃算法。系統(tǒng)具有良好的用戶界面，為用戶設計、驗證自己的軌跡規(guī)劃和控制算法提供了方便的環(huán)境，如系統(tǒng)提供了機器人語言SVAL、三維示教和三維圖顯功能．同時為了更接近實用，系統(tǒng)還考慮了許多實際因素．系統(tǒng)采用Ｃ語言和FORTRAN語言編程，具有模塊化結(jié)構(gòu)，可擴充，易移植，如圖1-2所示。圖1-2PCROBSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖山東理工大學的王功亮、王好臣、李振雨、李家鵬于2017年進行了基于ＲobotStudio的碼垛機器人智能工作站仿真研究，利用Solid-Works/Pro-E等三維建模軟件對機器人末端吸盤進行了三維實體建模，并導入到RobotStudio，添加了輸送鏈、機器人控制柜等部件，從而完成了整個生產(chǎn)線的空間布局;進行了機器人和輸送鏈之間的工作站邏輯關系連接與設定，建立了兩者之間的通訊與連接，完成了碼垛機器人工作站的仿真，如圖1-3所示。圖1-3碼垛工作站仿真從目前來看，我國在機器人虛擬仿真開發(fā)上仍落后于一些工業(yè)發(fā)達國家，還需設計自己的工業(yè)仿真軟件。但隨著工業(yè)自動化的推進、工業(yè)市場對智能仿真的迫切需求，在未來工業(yè)機器人設計制造的應用中，終有一天能夠站在同樣的高度。1.3發(fā)展趨勢隨著工業(yè)機器人自動化的市場競爭日趨激烈，對于各方面的需求也在不斷提高。無論是時間還是金錢成本都是需要盡可能的減少。停止機器進行調(diào)試意味著要在停止設備生產(chǎn)的情況下進行修改或編程，會大大提高成本。目前常規(guī)做法是在設計階段就對新部件的可實用性和可制造性進行檢查。在生產(chǎn)制造的同時進行編程。RobotStudio通過離線編程，可以更合理的安排布局，從而提高精度和安全性。這樣就可以讓工程師更關注于碼垛機器人的性能與人機交互友好度上，制造出更加有競爭力的貨物。近幾年來，為增加市場需求，國內(nèi)技術取得了長足的進步，一大批高校及企業(yè)紛紛積極研究開發(fā)相關技術，但在國內(nèi)市場中國機器人占比僅有百分之三十左右，這說明本次設計在性價比、技術含量上仍有不小的差距，本次設計應該在多個方面同時發(fā)展，未來的新型技術一定是復合的、多元的，不止在性能上，在示教器系統(tǒng)設計、智能感應等方面都會體現(xiàn)一個機器人是否足夠先進。目前仍有一些小中型企業(yè)仍按照比較原始的人工流水線方式進行作業(yè)，這就造成了效率低下且人工成本高昂的缺點，影響了企業(yè)發(fā)展。碼碼垛機器人不僅操作簡單，效率高，而且可以降低成本，大大提高了企業(yè)的競爭力。進行智能化改革，采用更加少人多智能的生產(chǎn)模式，將會成為機械生產(chǎn)企業(yè)的主流。1.4主要內(nèi)容本文以對機器人碼垛工作站進行仿真碼垛為內(nèi)容，模擬仿真碼垛機器人工作站的工作流程并編程，以此通過Robotstudio軟件對機器人碼垛工作站的各個組件機制和相關的設計有更深入的了解。運用Smart組件的設計，為機器人工作站各個相關聯(lián)的地方創(chuàng)建模塊，并對工作方式和路線進行離線編程，實現(xiàn)機器人碼垛工作站的虛擬仿真。第一章，主要介紹了機器人虛擬仿真設計的主要背景、應用的方向和國內(nèi)外機器人研究成果以及發(fā)展趨勢。第二章，主要講述了機器人碼垛工作站的組成部分，選用了IRB460機器人，進行了機器人夾具設計及安裝。第三章，主要介紹了碼垛工作站的工作流程，并依據(jù)總流程分別對夾具、傳送裝置進行了Smart組件的創(chuàng)建，對Smart組件各部分的含義內(nèi)容進行了概述。第四章，主要介紹了最后編程過程，首先將部件信號與要編程的信號串聯(lián)，為了編寫程序確定關鍵目標點，介紹Rapid的組成，進行仿真后依照邏輯編寫出Rapid程序，并詳細介紹程序。第2章碼垛工作站搭建2.1碼垛工作站組成圖2-1碼垛工作站碼垛機器人工作站如圖2-1所示由機器人、機器人底座、托盤、控制器、傳送帶、叉車等組成。其中機器人作為核心可以安裝各種工具，用以實現(xiàn)各種功能；托盤用來放置貨物；傳送帶起輸送貨物的作用，也可以作為信號的發(fā)起點；叉車可以將裝滿了的托盤運走，然后運過來一個新的托盤；機器人底座可以平衡機器人受力點，防止機器人傾斜；機器人控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機器人完成一定的動作或作業(yè)任務的裝置；示教器是一種手持式操作裝置，用于執(zhí)行與操作機器人系統(tǒng)有關的許多任務：比如運行程序、操縱機器的微小運動、修改機器人系統(tǒng)程序等。本次設計中的貨物為長方體，尺寸為600mmx400mmx250mm，如圖2-2所示根據(jù)貨物的各項數(shù)值進行下面的選型。圖2-2貨物2.2零部件的選型設計IRB460是ABBRobotics的最新一代4軸裝盤機器人，其設計特點為：高產(chǎn)能、在高有效載荷下具備短周期時間、大工作范圍以及ABB機器人的重要特征–超長的正常運行時間。IRB460只有一個版本，其處理能力可達110kg，工作范圍2.4米。從機器人底座到機器人工具法蘭處的連接，機器人中集成了各種用戶連接（如電源、信號、總線信號和一個氣源），如圖2-3所示。IRB460是高速運作的四軸多功能工業(yè)機器人，能縮短各項作業(yè)的節(jié)拍時間，提升生產(chǎn)效率。這款緊湊型的4軸機器人到達距離為2.4m，有效荷重110kg；荷重60kg條件下的操作節(jié)拍高可達2190次循環(huán)/小時（400mm×2000mm×400mm），比類似條件下的競爭貨物快約15%。圖2-3IRB4602.2.1碼垛機器人夾具碼垛機器人上的夾具分為三種:夾爪式、夾板式和真空吸盤式，夾爪式主要用于速度要求較高的工作，夾板式多用于在重量小、精度要求比較高的作業(yè)，真空吸盤式夾具主要針對難以夾起的貨物，比如薄壁曲面的物件。本次設計的貨物結(jié)構(gòu)較為簡單且重量小，所以選用夾板式夾具。2.2.2碼垛機器人夾具設計因貨物尺寸為600mmx400mmx250mm,依據(jù)此尺寸可以將夾具兩邊夾板長度定義為180mm,兩夾板間距為401mm。為了和法蘭盤相匹配，在頂端設置一個直徑200mm，高度70mm的圓盤，以此固定后面的內(nèi)容。為了造出更加合理的夾具模型，應該使用Soildworks進行建模。打開Solidworks，選擇一個基準面繪制夾板型的草圖，可以依據(jù)上述的簡略尺寸進行拉伸增料或除模。完成夾板設計后保存并再打開新的零件繪制界面，將夾具的后端利用逐層的拉伸進行建模，最后利用solidworks的組裝功能進行組裝，如圖2-4所示。圖2-4夾具2.2.3碼垛機器人夾具的安裝及坐標建立工業(yè)機器人的一端法蘭盤可以安裝各種工具，你可以安裝一個自定義的工具模型。但如果不進行特殊處理就直接安裝，可能會使外部導入的工具無法達到需要的朝向，也不會在自定義的工具模型末端生成工具坐標系，會造成仿真的誤差從而影響結(jié)果。在導入夾具后隱藏機械臂，選擇“捕捉中點”并將視角調(diào)整到合適的角度，如圖2-5所示，選中夾具底部中心，進入該夾具的“修改”界面進行設置本地原點，參考坐標為大地坐標。最后在布局界面將其標簽拖動在機器人標簽上即可。圖2-5拾取原點2.3本章小結(jié)本章將機器人碼垛工作站中的各個組件導入，組建了整個工作站。本次設計所建構(gòu)的工作站屬于較為簡單的類型，在生產(chǎn)過程中應實現(xiàn)多臺機器人同時運作，這就需要更加精細的布局。對于本次設計，將工作站搭建完畢只是作為后續(xù)內(nèi)容的鋪墊，此時的工作站各部件只能手動操控甚至無法實現(xiàn)控制夾具改變姿態(tài)的功能。想要工作站實現(xiàn)動態(tài)，就需要后續(xù)Smart組件的設計。第3章仿真系統(tǒng)設計3.1仿真和離線編程流程循環(huán)開始復制貨物貨物抵達傳送帶貨物抵達抓取點傳感器發(fā)出信號，貨物已抵達抓取點貨物被運到放置點傳感器發(fā)出信號，夾具上無貨物檢測托盤未滿托盤放滿結(jié)束循環(huán)圖3-1工作流程圖3-1為碼垛工作站系統(tǒng)的工作流程。打開“信號管理器”，將復制貨物信號置為“1”，此時進貨口收到信號，開始循環(huán)，貨物落到傳送帶上，傳送帶將貨物送到抓取點后傳感器傳出信號，機器人收到信號將貨物送到放置點，放置點放置后夾具上的傳感器傳遞信號，夾具上無貨物，機器人回到抓取點上方，判斷托盤是否放滿，否則繼續(xù)循環(huán)。機器人碼垛工作站按照上述進行。由此可知需要兩個傳感器；在傳送帶與夾具上。要定位五個目標點：抓取點正上方高處和將貨物放抓取時的位置、放置點正上方高處和將貨物放置時的位置、原點。3.2動態(tài)組件的設計3.2.1夾具組態(tài)設計點擊“建?！?“Smart組件”創(chuàng)建一個名為smartComponent_1的smart組件，如圖3-2所示，并改名為SC_Gripper,它將包涵接下來的各種功能：添加一個線傳感器（LineSensor）組件，在夾具上確定一點，使其能在夾具夾起貨物時有所反饋（與之關聯(lián)信號從0變?yōu)?）；添加類型為“動作”的Attacher組件并設置使夾具能夾起貨物；添加類型為“動作”的Detacher組件并設置使夾具能放置貨物；添加類型為“信號與屬性”的LogicGate組件并設置為非門能與動作相關聯(lián)，即觸發(fā)該組件定義為非；添加LogicSLatch組件，它能與其他信號關聯(lián)使一定條件下運行復位或置位操作，最終效果如圖3-3所示。圖3-2Smart組件界面圖3-3最終效果3.2.2傳送帶組態(tài)設計創(chuàng)建名為smartComponent_2的組件并改名為SC_InFeeder，以此基礎上進行拓展實現(xiàn)功能：添加一個PlaneSensor（面?zhèn)鞲衅鳎┙M件，實現(xiàn)貨物運動全程的感應（與之后的Queue組件息息相關）；添加類型為“動作”的Sourse組件實現(xiàn)對貨物及其位置的記錄；添加一個類型為“本體”的LineMover組件對應一個方向的運動；添加LogicGate組件并設置成非門；添加一個類型為“其他”的Queue組件，能夠?qū)崿F(xiàn)各組件任務的隊列效果，用于機械命令有序進行，最終效果如圖3-4所示。圖3-4傳送帶smart組件3.3關聯(lián)I/O信號在仿真過程中，可以將smart組件當做可編程操控器，只要將smart組件的I/O信號與機器人的I/O信號串聯(lián)起來，，模擬可編程操控器與ABB機器人或傳送裝置之間的數(shù)據(jù)通信，本次設計只要在總控制器中進行信號的改變即可實現(xiàn)各個裝置姿態(tài)的改變。3.3.1夾具信號點到屬性與通信界面添加連結(jié)，如圖3-5所示。圖3-5添加連結(jié)界面單擊“添加連結(jié)”,分別添加源對象為LineSensor的源屬性Sensedpart。目標對象Attacher的目標屬性或信號Child，如表3-1所示。表3-1夾具屬性連結(jié)源對象源屬性目標對象目標屬性或信號LineSensorSensedpartAttacherChildAttacherChildDetacherChild最終效果如圖3-6圖3-6屬性連結(jié)切換到信號與連接選項卡，如圖3-7所示。圖3-7添加信號界面單擊“添加I/OSignals”,分別添加信號類型為DigitalInput信號名稱為diGripper的信號和信號類型為DigitalOnput信號名稱為doVacuumOK的信號，如表3-2所示。表3-2夾具I/O信號信號類型信號名稱信號值DigitalInputdiGripper0DigitalOnputdoVacuumOK0點擊“添加I/OConnection”添加如下表的連接，如表3-3所示。表3-3夾具I/O連接源對象源屬性目標對象目標屬性或信號含義SC_GripperdiGripperLineSensorActivediGripper置為1時，線傳感器開始檢測LineSensorSensedpartAttacherExecute傳感器檢測到物體時，Attacher組件開始工作AttacherExecuteLogicSRLatchSetAttacher完成安裝操作后進行置位操作SC_GripperdiGripperLogicGate(not)InputAdiGripper當前狀態(tài)發(fā)送至邏輯非門進行運算LogicGate(not)OutPutDetacherExecute邏輯非門與Detacher拆除動作相關聯(lián)DetacherExecuteLogicSRLatchReSetDetacher完成拆除工作進行復位LogicSRLatchOutPutSC_GripperdoVacuumOK兩者互相關聯(lián)最終效果如圖3-8所示圖3-8I/O連接3.3.2傳送帶信號單擊“添加連結(jié)”,分別添加源對象為Source的源屬性Copy。目標對象Queue的目標屬性或信號Back，如圖3-9所示。圖3-9屬性連結(jié)切換到信號與連接選項卡，單擊“添加I/OSignals”,分別添加信號類型為DigitalInput信號名稱為diStart的信號和信號類型為DigitalOnput信號名稱為doBoxInPos的信號，如表3-4所示。表3-4傳送帶I/O信號信號類型信號名稱信號值DigitalInputdiStart0DigitalOnputdoBoxInPos0點擊“添加I/OConnection”添加如下表的連接，如表3-5所示。表3-5傳送帶I/O連接源對象源屬性目標對象目標屬性或信號含義SC_InFeederdiStartSourceExecutediStart置為1時觸Source復制動作SourceExecuteQueueExecute完成復制后，復制品加QueuePlaneSensorSensorOutQueueDequeue面?zhèn)鞲衅鳈z測到物體，觸發(fā)并退出QueuePlaneSensorSensorOutLogicGate(not)InputAPlaneSensor_檢測到物體，輸出一個信號到LogicGateLogicGate(not)OutputSourceExecute將兩組件相關聯(lián)PlaneSensorSensorOutSC_InFeederdoBoxInPos將兩信號相關聯(lián)最終效果如圖3-10所示圖3-10傳送帶I/O連接3.4本章小結(jié)本章主要進行Smart組件的創(chuàng)建，在Robotstudio軟件中，僅僅手動調(diào)整機械姿態(tài)并不足夠，還需要運用Smart組件將各個組件相互關聯(lián)，能夠協(xié)同運作。在本次設計中，夾具能夠在感應到夾起貨物并傳遞信號，傳送裝置能夠在感應到貨物進入并將其送至抓取點完成了動態(tài)效果。四、系統(tǒng)編程與仿真4.1整體I/O信號創(chuàng)建上一章將傳送裝置與夾具分別實現(xiàn)了動態(tài)仿真，但仍無法使機器人進行整個碼垛過程，這是因為需要額外添加I/O信號將smart組件信號與機器人相關聯(lián)，此時的I/O信號就相當于模擬PLC,再將程序輸入，即可實現(xiàn)整體仿真。仿真應用中，標準I/O板提供常用信號有：數(shù)字輸入DI、數(shù)字輸出DO、模擬輸入AI、模擬輸出AO和輸送鏈跟蹤。本次設計采用DSQC652板，設置地址為10，連接總線為DeviceNet。以下為所設置信號，如表4-1所示。表4-1I/O信號序號信號名稱類型地址1di_1BOxinpos_R輸入02dijiazhua輸入13do00_ClampAct輸出04dostart輸出44.2工作站邏輯工作站邏輯將Smart組件的輸入/輸出信號與機器人端的輸入/輸出信號作信號關聯(lián)。，實現(xiàn)在虛擬示教器中配置信號運行時機器人進行相應動作。在仿真頁面點擊工作站邏輯，在點擊信號和連接，如圖4-1所示。圖4-1工作站邏輯的信號和連接頁面點擊“添加I/OConnection”添加如下表的連接，如表4-2所示。表4-2工作站邏輯I/O連接源對象源屬性目標對象目標屬性或信號含義SC_InFeederdoBoxInposSystem24di_1BOxinpos_R兩信號相關聯(lián)System24do00_ClampActSC_GripperdiGripper兩信號相關聯(lián)SC_GripperdoVacuumOKSystem24dijiazhua兩信號相關聯(lián)System24dostartSC_InFeederdistart兩信號相關聯(lián)最終效果如圖4-2所示圖4-2工作站邏輯I/O連接4.3創(chuàng)建目標點MoveJ指令是在精度不高的情況下從一個點到另一個點，路徑可以為弧線。MoveL是運動過程中始終為一條直線，MoveC為圓弧運動指令，一般定義三個內(nèi)容：圓弧的起點終點和弧度，碼垛過程中不需要此類型運動。所以從初始點到抓取點上方為MoveJ指令，向下移動到抓取點為MoveL指令，MoveL抬起，MoveJ移動到放置點上方，MoveL放下并松開夾具，MoveL抬起為一次循環(huán)。設置一個合適的初始狀態(tài)，在虛擬示教器中的程序數(shù)據(jù)中點robtarget，在robtarget中創(chuàng)建pHome,將機器人移動到準備開始循環(huán)的點,在虛擬示教器里選中pHome點擊編輯里的修改位置，如圖4-3所示，以pHome為機器人原點。圖4-3修改pHome點在虛擬示教器的robtarget里創(chuàng)建pPick設為抓取點，選擇“手動線性”，如圖4-4所示，移動機器人，將機器人移動到剛好能夾起貨物，虛擬示教器里選中pPick點擊編輯里的修改位置。圖4-4手動線性圖標在robtarget里創(chuàng)建pPlaceBase設為放置點,選擇“手動線性”移動機器人，將機器人移動到剛好能放置的位置,虛擬示教器里選中pPick點擊編輯里的修改位置。剩余放置點通過偏移計算進行定位。4.4程序編制4.41Rapid程序組成Rapid程序由程序模塊和系統(tǒng)模塊組成，如圖4-5所示，編程模塊由各種數(shù)據(jù)和程序組成，每個模塊或整個程序都可以復制到磁盤和內(nèi)存盤等設備中，反過來亦可。其中，包含在入口和整體處理的模塊被稱為主處理執(zhí)行程序?qū)嶋H執(zhí)行主過程。系統(tǒng)模塊不會隨程序一同保存，也就是說對系統(tǒng)模塊的任何更新都會影響程序內(nèi)存中所有的隨后被載入的程序。本次設計只利用程序模塊構(gòu)建機器人的程序。圖4-5模塊頁面4.42程序內(nèi)容本次設計可將程序內(nèi)容分為6個例行程序，分別有各自的作用。第一個程序為主程序，可調(diào)用例行程序?qū)崿F(xiàn)碼垛功能。PROCMain()rInitAll;運行rInitAll例行程序setdostart;置位dostartWHILETRUEDOIFbPalletFull=FALSETHEN判斷bPalletFull是否為假這個條件是否滿足，若滿足條件則執(zhí)行下面程序，不滿足條件就跳過rPick;運行rPick例行程序rPlace;運行rPlace例行程序ELSEWaitTime0.3;等待0.3秒Stop;停止ENDIFENDWHILEENDPROC第二個程序為初始化程序，讓機器人回到原點。PROCrInitAll()pActualPos:=CRobT(\tool:=tGripper);讀取當前機器人位置數(shù)據(jù)賦值給pActualPospActualPos.trans.z:=pHome.trans.z;將pHome的z軸坐標賦值給pActualPosMoveLpActualPos,v500,fine,tGripper\WObj:=wobj0;移動到pActualPos點MoveJpHome,v500,fine,tGripper\WObj:=wobj0;移動到pHome點bPalletFull:=FALSE;將bPalletFull賦值為假nCount:=1;將賦值為1Resetdo00_ClampAct;復位doGripperResetdostart;復位dostartENDPROC第3個程序是從傳輸鏈上抓取貨物PROCrPick()MoveJOffs(pPick,0,0,300),v2000,z50,tGripper\WObj:=wobj0;移動到pPick點正上方Z軸的正方向300mm處WaitDIdi01_Boxinpos_R,1;當貨物到拾取點MoveLpPick,v500,fine,tGripper\WObj:=wobj0;移動到拾取點Setdo00_ClampAct;置位抓取信號MoveLOffs(pPick,0,0,300),v500,z50,tGripper\WObj:=wobj0;移動到拾取點正上方z軸300mm處ENDPROC第4個程序是在托盤上放置貨物PROCrPlace()rPosition;放置點的例行程序MoveJOffs(pPlace,0,0,300),v2000,z50,tGripper\WObj:=wobj0;移動到放置點正上方z軸的正方向300mm處MoveLpPlace,v500,fine,tGripper\WObj:=wobj0;移動到放置點WaitTime0.5;等待0.5秒Resetdo00_ClampAct;復位抓取信號，放下貨物WaitDIdijiazhua,0;當夾具上沒有貨物時，執(zhí)行下一條程序MoveLOffs(pPlace,0,0,300),v500,z50,tGripper\WObj:=wobj0;移動到拾取點正上方z軸的正方向300mm處rPlaceRD;運行rPlaceRD例行程序ENDPROC第5個程序是計算放在托盤上貨物的數(shù)量PROCrPlaceRD()IncrnCount;將nCount的值加1IFnCount>15THEN判斷nCount是否大于或等于15這個條件是否滿足，若滿足條件則執(zhí)行下面程序，不滿足條件就跳過nCount:=1;將nCount賦值為1bPalletFull:=TRUE;將bPalletFull賦值為真MoveJpHome,v1000,fine,tGripper\WObj:=wobj0;回到pHome點ENDIFENDPROC第6個程序是計算放置貨物的位置PROCrPosition()TESTnCount根據(jù)nCount的數(shù)值，計算放置位置數(shù)據(jù)CASE1:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,100,-500,0\Rz:=90);第1個放置位置CASE2:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-300,-500,0\Rz:=90);第2個放置位置CASE3:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-700,-500,0\Rz:=90);第3個放置位置CASE4:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,0,0,0\Rz:=0);第4個放置位置CASE5:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-600,0,0\Rz:=0);第5個放置位置CASE6:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,0,0,-250\Rz:=0);第6個放置位置CASE7:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-600,0,-250\Rz:=0);第7個放置位置CASE8:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,100,-500,-250\Rz:=90);第8個放置位置CASE9:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-300,-500,0-250\Rz:=90);第9個放置位置CASE10:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-700,-500,-250\Rz:=90);第10個放置位置CASE11:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,100,-500,-500\Rz:=90);第11個放置位置CASE12:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-300,-500,-500\Rz:=90);第12個放置位置CASE13:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-700,-500,-500\Rz:=90);第13個放置位置CASE14:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,0,0,-500\Rz:=0);第14個放置位置CASE15:pPlace:=RelTool(pPlaceBase,-600,0,-500\Rz:=0);第15個放置位置ENDTESTENDPROCENDMODULE4.5本章小結(jié)本章探討了點位的創(chuàng)建和程序的編寫。在編寫程序之前，需要將整個要用的點位進行進行定位，還要通過軟件的仿真系統(tǒng)進行包括機械運動的模式、速度、姿態(tài)等觀察可行型，最后依此編寫的程序才能順利運行。機器人碼垛的運動并不復雜，但對于對于精度、效率的要求使其需要進行嚴格的過程監(jiān)控。在Robotstudio軟件中調(diào)節(jié)各個組件之間的協(xié)調(diào)關聯(lián)運作的同時，還需要調(diào)節(jié)運動時機械臂姿態(tài)和保持各個部件的安全距離。Rapid語言與c語言G代碼等機械語言類似，都是建立在一定語言邏輯之上的，對于編程者只需要將運動的過程與需要觸發(fā)的信號融入，再利用示教器編寫程序，即可完成仿真碼垛。結(jié)論本次設計是以ABB公司研發(fā)的Robotstudio軟件為基礎，進