第3篇 助跑 項(xiàng)目七 取放蓋板與自動(dòng)鎖螺絲講解

職業(yè)教育“工程實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目”應(yīng)用課程系列教材“全國(guó)職業(yè)院校技能大賽”教學(xué)資源轉(zhuǎn)化成果機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目教程第3篇——助跑項(xiàng)目七

取放蓋板與自動(dòng)鎖螺絲目錄CONTENTS任務(wù)一、取蓋板任務(wù)二、放蓋板任務(wù)三、自動(dòng)鎖螺絲任務(wù)一取蓋板目錄CONTENTS（1）熟悉RAPID程序運(yùn)動(dòng)指令例如：MoveAbsJ、MoveJ、MoveL等，這些指令都是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的基本指令，在本項(xiàng)目中也需要會(huì)熟練應(yīng)用。（2）雙吸盤工具的認(rèn)識(shí)與安裝機(jī)器人取蓋板之前首先需要安裝吸盤工具。在項(xiàng)目六中，我們使用的是單吸盤工具，而在本項(xiàng)目中，由于蓋板相比異形芯片面積更大，因此我們采用的是雙吸盤工具?！救蝿?wù)準(zhǔn)備】1.知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備

1.熟悉雙吸盤工具的使用。2.能利用示教編程實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)取蓋板?！救蝿?wù)目標(biāo)】安裝吸盤工具的RAPID程序如下：2.技能點(diǎn)準(zhǔn)備（1）熟悉使用大吸盤并預(yù)設(shè)安全點(diǎn)。3.設(shè)備準(zhǔn)備

（1）PCB產(chǎn)品已安裝完畢。（2）在CHL-DS-01-A工作站蓋板原料區(qū)準(zhǔn)備好蓋板。1.機(jī)器人定點(diǎn)，確定機(jī)器人取蓋板位置點(diǎn)首先在程序數(shù)據(jù)中新建點(diǎn)數(shù)據(jù)“gaiban”（數(shù)據(jù)類型選擇robtarget），操控示教器進(jìn)入手動(dòng)操縱模式，控制機(jī)器人完成取蓋板位置點(diǎn)的定點(diǎn)，定點(diǎn)完成點(diǎn)擊“修改位置”并存入點(diǎn)數(shù)據(jù)“gaiban”?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)描述：機(jī)器人首先安裝吸盤工具，然后運(yùn)行到蓋板原料區(qū)蓋板所在位置，使用雙吸盤工具吸取蓋板，完成后機(jī)器人回到原點(diǎn)。一、取蓋板機(jī)器人吸取蓋板的動(dòng)作與吸取異形芯片類似，具體步驟如下：（1）機(jī)器人運(yùn)行至吸取蓋板過(guò)渡點(diǎn)位置；（2）機(jī)器人運(yùn)行至吸取蓋板接近點(diǎn)位置，即進(jìn)一步接近蓋板的位置；（3）機(jī)器人運(yùn)行至吸取蓋板點(diǎn)位置；（4）控制雙吸盤吸真空信號(hào)打開(kāi)；（5）機(jī)器人運(yùn)行至吸取蓋板逃逸點(diǎn)位置；（6）機(jī)器人運(yùn)行至吸取蓋板過(guò)渡點(diǎn)位置；（7）機(jī)器人回原點(diǎn)。2.編寫(xiě)RAPID程序根據(jù)以上步驟，請(qǐng)同學(xué)們利用已學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)指令，完成取蓋板RAPID程序的編寫(xiě)，并實(shí)現(xiàn)機(jī)器人吸取一塊蓋板后回到原點(diǎn)。3.練一練參考程序如下：（1）機(jī)器人DO（輸出）信號(hào)Vacunm_1是雙吸盤工具的吸真空信號(hào)，指令SetVacunm_1用于將該信號(hào)置位，實(shí)現(xiàn)吸真空，完成吸取蓋板。（2）為了簡(jiǎn)化程序，我們是否可以考慮定義一個(gè)變量，每次機(jī)器人需要運(yùn)動(dòng)到某個(gè)點(diǎn)時(shí)，只需要給這個(gè)變量賦予新的點(diǎn)數(shù)據(jù)，RAPID程序提供賦值指令“:=”，可實(shí)現(xiàn)將該指令右側(cè)的值賦給左側(cè)的變量。4.新知識(shí)點(diǎn)例如：我們先定義一個(gè)變量VARrobtargetdian（變量數(shù)據(jù)類型是robtarget，變量名稱是dian），然后將機(jī)器人需要運(yùn)動(dòng)的位置用賦值指令賦給這個(gè)變量就行了。則吸取蓋板時(shí)的賦值指令如下：dian:=gaiban;練一練：編寫(xiě)一個(gè)子程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到任何點(diǎn)位置。然后通過(guò)調(diào)用該子程序，重新編寫(xiě)機(jī)器人吸取蓋板的程序。（3）通過(guò)調(diào)用子程序Yundong（），編寫(xiě)吸取蓋板程序。

注意：調(diào)用子程序時(shí)，需使用調(diào)用例行程序指令ProcCall，并選擇需要調(diào)用的子程序?？梢园l(fā)現(xiàn)，在調(diào)用子程序Yundong（）之前，首先需要給變量dian賦值，這一點(diǎn)非常重要，請(qǐng)務(wù)必注意。1.用子程序來(lái)解決機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到任意點(diǎn)的動(dòng)作。2.編寫(xiě)運(yùn)動(dòng)子程序的方法完成將蓋板原料區(qū)所有的蓋板吸取?！舅伎寂c練習(xí)】任務(wù)二放蓋板目錄CONTENTS1.知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）熟悉RAPID程序運(yùn)動(dòng)指令及子程序的編寫(xiě)本任務(wù)是取蓋板任務(wù)的延續(xù)，需要通過(guò)示教編程將吸取的蓋板放置到PCB板上，因此還需熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)指令。2.技能點(diǎn)準(zhǔn)備（1）熟悉使用大吸盤并預(yù)設(shè)安全點(diǎn)。（2）能夠完成蓋板的拾取。3.設(shè)備準(zhǔn)備（1）將任務(wù)一的動(dòng)作先完成，機(jī)器人將蓋板吸取完成并回到原點(diǎn)?！救蝿?wù)準(zhǔn)備】1.熟悉子程序的調(diào)用。2.能利用示教編程實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)完成將蓋板放置到指定的PCB板上。【任務(wù)目標(biāo)】任務(wù)簡(jiǎn)介：機(jī)器人首先運(yùn)行到需要放置蓋板的PCB板上，然后將蓋板從吸盤工具上分離并放置到PCB板上，再將吸盤工具放回工具架，完成后機(jī)器人回到原點(diǎn)。取蓋板與放蓋板實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)的任務(wù)，為了簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)過(guò)程，我們分了兩個(gè)任務(wù)來(lái)講解，簡(jiǎn)要流程為取蓋板、放蓋板和放置吸盤工具?！救蝿?wù)實(shí)施】（1）機(jī)器人定點(diǎn)，確定機(jī)器人放蓋板位置點(diǎn)首先在程序數(shù)據(jù)中新建點(diǎn)數(shù)據(jù)“fgb”（數(shù)據(jù)類型選擇robtarget），在機(jī)器人已到達(dá)圖所示位置的前提下操控示教器進(jìn)入手動(dòng)操縱模式，控制機(jī)器人完成放蓋板位置點(diǎn)的定點(diǎn)。PCB板可放置在工作站1-4號(hào)工位中任一工位上，定點(diǎn)時(shí)合理使用線性模式或單軸模式，定點(diǎn)完成點(diǎn)擊“修改位置”并存入點(diǎn)數(shù)據(jù)“fgb”。一、放置蓋板動(dòng)作實(shí)現(xiàn)1.放置蓋板（2）編寫(xiě)RAPID程序放置蓋板的程序步驟如下：1）機(jī)器人運(yùn)行至放置蓋板過(guò)渡點(diǎn)位置；2）機(jī)器人運(yùn)行至放置蓋板接近點(diǎn)位置；3）機(jī)器人運(yùn)行至放置蓋板點(diǎn)位置；4）控制雙吸盤吸真空信號(hào)關(guān)閉，以使蓋板從雙吸盤工具脫離并放置到PCB板上；5）機(jī)器人運(yùn)行至放置蓋板逃逸點(diǎn)位置；6）機(jī)器人回原點(diǎn)。（3）練一練按照上述步驟，請(qǐng)同學(xué)們自行編寫(xiě)程序并在手動(dòng)模式下進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人放置一塊蓋板到1號(hào)工位PCB板上并回到原點(diǎn)的任務(wù)。提示：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到放置蓋板位置我們可以直接調(diào)用任務(wù)一中定義的子程序Yundong（）。參考程序如下：（4）新知識(shí)點(diǎn)指令ResetVacunm_1用于將雙吸盤吸真空信號(hào)Vacunm_1復(fù)位，從而將蓋板與雙吸盤工具分離并放置到PCB板上。

蓋板放置完畢后，根據(jù)PCB板制作工序，下一步應(yīng)進(jìn)行PCB板的鎖螺絲，因此需要更換機(jī)器人快換工具為鎖螺絲工具，從而首先需要將吸盤工具放回到工具架。由于放置吸盤的位置和吸取吸盤的位置是同一個(gè)（均為“xipan”），所以無(wú)需重復(fù)進(jìn)行機(jī)器人定點(diǎn)，可直接編寫(xiě)RAPID程序?qū)崿F(xiàn)將吸盤工具放回。二、放置吸盤工具放置吸盤工具的程序步驟如下：（1）機(jī)器人運(yùn)行至放置吸盤工具過(guò)渡點(diǎn)位置；（2）機(jī)器人運(yùn)行至放置吸盤工具接近點(diǎn)位置；（3）機(jī)器人運(yùn)行至放置吸盤工具位置；（4）控制快換工具信號(hào)置位，實(shí)現(xiàn)吸盤工具與機(jī)器人法蘭端分離；（5）機(jī)器人運(yùn)行至放置吸盤工具逃逸點(diǎn)位置；（6）機(jī)器人回原點(diǎn)。1.編寫(xiě)RAPID程序按照上述步驟，請(qǐng)同學(xué)們自行編寫(xiě)程序并在手動(dòng)模式下進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人將吸盤工具放回的任務(wù)。顯然，我們可以繼續(xù)調(diào)用子程序Yundong（）。2.練一練參考程序如下：1.完成了任務(wù)一和任務(wù)二的學(xué)習(xí)后，可以嘗試將兩個(gè)任務(wù)連起來(lái)運(yùn)行。2.通過(guò)調(diào)用例行程序Yundong（）、GET_Gaiban（）、PUT_Gaiban（）和PUT_Xipan（），編寫(xiě)RAPID程序并調(diào)試程序，實(shí)現(xiàn)將蓋板區(qū)的蓋板吸取并放到工位上的PCB板上。3.將A03和A06兩塊PCB板分別安裝在1號(hào)工位和3號(hào)工位上，編寫(xiě)RAPID程序控制機(jī)器人從蓋板原料區(qū)吸取兩塊蓋板，分別安裝到A03和A06兩塊PCB板上，安裝完畢后將吸盤工具放回工具架，機(jī)器人回原點(diǎn)。【思考與練習(xí)】任務(wù)三自動(dòng)鎖螺絲目錄CONTENTS（1）熟悉鎖螺絲機(jī)CHL-DS-01-A工作站配備的鎖螺絲機(jī)由螺絲送料單元和帶扭矩的電動(dòng)起子組成?！救蝿?wù)準(zhǔn)備】1.知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備

1.熟悉鎖螺絲機(jī)的工作原理和使用方法。2.能利用示教編程實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人給PCB板自動(dòng)鎖螺絲。3.掌握一維數(shù)組的應(yīng)用，掌握FOR循環(huán)指令的應(yīng)用。【任務(wù)目標(biāo)】（2）鎖螺絲機(jī)信號(hào)及扭力控制機(jī)器人連接上鎖螺絲機(jī)快換工具后，當(dāng)進(jìn)入鎖螺絲狀態(tài)時(shí)，機(jī)器人會(huì)分配輸出信號(hào)啟動(dòng)電動(dòng)起子開(kāi)始工作，當(dāng)電動(dòng)起子達(dá)到設(shè)置的扭矩后，電動(dòng)起子停止工作，同時(shí)輸出結(jié)束的信號(hào)反饋給機(jī)器人進(jìn)行處理。機(jī)器人收到電動(dòng)起子的結(jié)束信號(hào)且軌跡下降到預(yù)設(shè)位置后，機(jī)器人連同電動(dòng)起子抬起，鎖螺絲流程完成。（3）鎖螺絲工序涉及的機(jī)器人IO信號(hào)鎖螺絲過(guò)程中涉及到的機(jī)器人IO信號(hào)如下表：

信號(hào)類型信號(hào)名稱功能描述DIScrew_Arrive螺絲到位DItorque扭矩檢知DOScrew_BVac吹螺絲DOScrew_Hit打螺絲2.技能點(diǎn)準(zhǔn)備（1）能夠手動(dòng)發(fā)送信號(hào)吐螺絲并讓螺絲機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。（2）能夠準(zhǔn)確預(yù)設(shè)打螺絲點(diǎn)。3．設(shè)備準(zhǔn)備（1）PCB產(chǎn)品及蓋板已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。（2）鎖螺絲機(jī)、電動(dòng)起子正確放置在對(duì)應(yīng)的工具架上，準(zhǔn)備就緒。任務(wù)描述：機(jī)器人首先自動(dòng)安裝鎖螺絲工具，然后運(yùn)行至需要鎖螺絲的PCB板上進(jìn)行自動(dòng)鎖螺絲，完成后機(jī)器人將鎖螺絲工具放回工具架?！救蝿?wù)實(shí)施】一、安裝鎖螺絲工具1.機(jī)器人定點(diǎn)，確定鎖螺絲工具位置點(diǎn)。在程序數(shù)據(jù)中新建點(diǎn)數(shù)據(jù)“gun”，操控示教器進(jìn)入手動(dòng)操縱模式，控制機(jī)器人完成鎖螺絲工具位置的定點(diǎn)，定點(diǎn)完成點(diǎn)擊“修改位置”并存入點(diǎn)數(shù)據(jù)“gun”，我們可以在“程序數(shù)據(jù)”中單擊“robtarget”，找到剛剛新建的點(diǎn)“gun”。安裝鎖螺絲工具的程序流程與安裝吸盤工具的類似，程序流程圖如圖所示，具體程序可根據(jù)流程圖并參考安裝吸盤工具程序編寫(xiě)。2.編寫(xiě)RAPID程序其中部分流程如圖所示。3.練一練按照上述步驟，請(qǐng)同學(xué)們自行編寫(xiě)程序并在手動(dòng)模式下進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人將安裝鎖螺絲工具的任務(wù)。參考程序如下：機(jī)器人安裝鎖螺絲工具后即可開(kāi)始對(duì)PCB板進(jìn)行鎖螺絲工序，CHL-DS-01-A工作站共有4個(gè)PCB板安裝工位，即最多可以對(duì)4塊PCB板進(jìn)行鎖螺絲，每塊PCB板有4個(gè)螺絲，故最多需要安裝16個(gè)螺絲。下面我們以安裝一塊PCB板為例，介紹如何編寫(xiě)程序完成自動(dòng)鎖螺絲。二、機(jī)器人自動(dòng)鎖螺絲1.數(shù)組數(shù)組是RAPID程序中一種特殊的數(shù)據(jù)類型，與C語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言中的數(shù)組類似，RAPID程序中的數(shù)組也是相同數(shù)據(jù)類型的多個(gè)數(shù)據(jù)按一定順序排列的組合，類似于數(shù)學(xué)中的集合。由于每塊PCB板有四個(gè)鎖螺絲的點(diǎn)位置需要確定，4塊PCB板則共有16個(gè)點(diǎn)位置，如果在程序中定義16個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用數(shù)組來(lái)進(jìn)行多個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的定義，定義過(guò)程如下：（1）首先在示教器中打開(kāi)“程序數(shù)據(jù)”，選擇“robtarget”；（2）點(diǎn)擊“顯示數(shù)據(jù)”，會(huì)看到當(dāng)前已定義的所有“robtarget”類型數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“新建”，進(jìn)入新建數(shù)據(jù)界面，名稱定義為“slswz”，存儲(chǔ)類型為“變量”，維數(shù)選擇“1”（即建立一維數(shù)組）；最后單擊{1}右側(cè)的…按鈕，進(jìn)入定義數(shù)組大小界面，點(diǎn)擊數(shù)字“1”將其改成“4”。單擊“確定”，回到定義數(shù)組界面，再單擊“確定”，可看到剛剛定義的一維數(shù)組“slswz”已經(jīng)建立完成，如圖所示。（3）單擊新建的數(shù)組，可看到該數(shù)組有四個(gè)組件{1}、{2}、{3}、{4}，默認(rèn)的值都是一樣的。操控示教器進(jìn)入手動(dòng)操縱模式，控制機(jī)器人完成一塊PCB板上四個(gè)鎖螺絲位置的定點(diǎn)。2.機(jī)器人定點(diǎn)，確定PCB板上四個(gè)鎖螺絲的位置點(diǎn)FOR重復(fù)執(zhí)行判斷指令是RAPID程序中用于一個(gè)或多個(gè)指令需要重復(fù)執(zhí)行數(shù)次的一條循環(huán)指令“DO”后面是需要重復(fù)執(zhí)行的指令，圖中是調(diào)用了例行程序Routine2。3.FOR重復(fù)執(zhí)行判斷指令機(jī)器人安裝螺絲過(guò)渡點(diǎn)位置機(jī)器人安裝螺絲位置應(yīng)用以上介紹的循環(huán)指令和數(shù)組，一塊PCB板自動(dòng)鎖螺絲的程序流程圖如圖，具體程序可根據(jù)流程圖自行編寫(xiě)。4.編寫(xiě)RAPID程序按照上述步驟，請(qǐng)同學(xué)們自行編寫(xiě)程序并在手動(dòng)模式下進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)一塊PCB板自動(dòng)鎖螺絲的任務(wù)。5.練一練參考程序如下：指令“WaitDItorque,1”用于等待螺絲機(jī)扭矩檢知信號(hào)變?yōu)?，此時(shí)打螺絲流程可以通過(guò)復(fù)位打螺絲信號(hào)來(lái)結(jié)束。6．新知識(shí)點(diǎn)自動(dòng)鎖螺絲完成后，機(jī)器人即可將鎖螺絲工具放回工具架，從而完成全部任務(wù)。由于放置工具與安裝工具是同一個(gè)位置（均為“gun”），所以無(wú)需重復(fù)進(jìn)行機(jī)器人定點(diǎn)，可直接編寫(xiě)RAPID程序?qū)崿F(xiàn)將鎖螺絲工具放回，放回時(shí)同樣需注意應(yīng)使機(jī)器人運(yùn)行至安全位置“safe”，以防止機(jī)器人與安裝工位發(fā)生碰撞。三、放置鎖螺絲工具放置鎖螺絲工具流程與放置吸盤工具流程類似，具體步驟如下。（1）機(jī)器人運(yùn)行至安全位置；（2）機(jī)器人運(yùn)行至放置鎖螺絲工具過(guò)渡點(diǎn)位置；（3）機(jī)器人運(yùn)行至放置鎖螺絲工具接近點(diǎn)位置；（4）機(jī)器人運(yùn)行至放置鎖螺絲工具位置；（5）控制快換工具信號(hào)置位，實(shí)現(xiàn)鎖螺絲工具與機(jī)器人法蘭端分離；（6）機(jī)器人運(yùn)行至放置鎖螺絲工具逃逸點(diǎn)位置；（7）機(jī)器人運(yùn)行至安全位置；（8）機(jī)器人回原點(diǎn)。1.編寫(xiě)RAPID程序按照上述步驟，請(qǐng)同學(xué)們自行編