工業(yè)機器人集成應用教程 課件 4.3 工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程

項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用

【任務描述】交錯式碼垛是項目要求的第二種物料碼垛方式。要完成交錯式碼垛應用編程任務，您需要認識WHILE、TEST指令以及RelTool工具偏移函數(shù)，掌握在示教器中添加指令的方法，通過任務的實施學會使用RelTool位置偏移功能計算物料位置、會設計WHILE+TEST組合的循環(huán)-判斷程序等技能點，培養(yǎng)觸類旁通的學習探究能力和執(zhí)著專注的工匠精神。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程

【任務目標】知識目標1.描述WHILE、TEST指令以及RelTool工具偏移函數(shù)的功能和基本結構；2.掌握在示教器中添加WHILE、TEST指令以及RelTool工具偏移函數(shù)的方法；3.理解交錯式碼垛物料擺放位置的計算方法。技能目標1.能夠根據(jù)任務規(guī)劃設計程序結構；2.會使用RelTool工具偏移函數(shù)計算物料位置；3.會使用WHILE、TEST指令編寫交錯式碼垛程序；4.能完成工業(yè)機器人交錯式碼垛程序的調(diào)試，達到控制要求。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程

【任務目標】素養(yǎng)目標1.通過采用不同的指令編寫循環(huán)程序，養(yǎng)成執(zhí)著專注的工匠精神；2.通過從重疊式碼垛遷移到交錯碼垛的學習，養(yǎng)成觸類旁通的學習探究能力。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】一、交錯式碼垛任務控制要求交錯式碼垛任務的具體要求為：工作站啟動后，工業(yè)機器人持平口夾具將物料從出料平臺搬運至中間的加工平臺，并將物料按照縱橫交錯的方式碼放成兩層，其中行間距為5mm，豎間距為4mm。每個物料的尺寸為：長80mm、寬40mm、高12mm。碼垛后的效果如圖4-3-1所示。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用圖4-3-1碼垛后物料擺放效果示意圖（a）俯視圖（b）左邊視角任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】二、WHILE指令用法1.WHILE指令功能只要WHILE指令后面的條件為真時，便重復執(zhí)行程序。條件的表示有兩種方式，一是條件表達式；二可直接為TRUE值。提示：如果能確定重復的次數(shù)，則一般使用FOR指令。2.WHIL指令語法結構例1項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程說明：只要reg1<reg2，則重復WHILE塊中的指令。01

【任務準備】執(zhí)行過程是：首先評估WHILE后面的條件表達式，如果表達式評估為TRUE值，則執(zhí)行WHILE塊中的指令；隨后，再次評估條件表達式，且如果該評估結果為TRUE，則再次執(zhí)行WHILE塊中的指令。一直重復執(zhí)行，直至表達式評估結果成為FALSE，則跳出WHILE指令。例2項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程指令功能說明：當WHILE指令后面為TRUE時，表示進入死循環(huán)狀態(tài)（即無限循環(huán)）。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用3.WHILE語句添加步驟操作步驟示意圖步驟1：添加While指令任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟2：點擊<EXP>添加條件任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟3：更改數(shù)據(jù)類型點擊“更改數(shù)據(jù)類型”選項按鈕，將數(shù)據(jù)類型更改為num數(shù)據(jù)后點擊確定。任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟4：添加條件表達式點右側(cè)欄的“+”添加條件任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟5：選擇變量reg1任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟6：將“+”改成“<”，成功建立條件reg1<reg2任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟7：若要建立條件reg<6，則在上一步的基礎上，選擇<EXP>，編輯，僅限選定內(nèi)容，輸入數(shù)字6，確定即可任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】01

【任務準備】三、TEST指令用法1.TEST指令對一個變量的值進行判斷，根據(jù)變量值的不同而執(zhí)行不同的程序。TEST數(shù)據(jù)可以是數(shù)值，也可以是表達式，根據(jù)該數(shù)值執(zhí)行相應的CASE。TEST指令用于在選擇分支較多時使用，如果選擇分支不多，則可以使用IF...ELSE指令代替，從而使程序流程簡單易懂。2.TEST語法結構項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程<Expression>：需要計算的變量<TestValue>：計算后對應值<SMT>：語句體01

【任務準備】3.TEST程序執(zhí)行過程（1）將測試數(shù)據(jù)與第一個CASE條件中的測試值進行比較。如果對比真實，則執(zhí)行相關指令。此后，通過ENDTEST后的指令，繼續(xù)程序執(zhí)行。（2）如果未滿足第一個CASE條件，則對其他CASE條件進行測試等。如果未滿足任何條件，則執(zhí)行與DEFAULT相關的指令（如果存在）。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程圖4-3-2TEST程序執(zhí)行過程01

【任務準備】4.TEST示例說明如圖4-3-3所示的TEST指令應用示例，程序功能為：根據(jù)reg1的值執(zhí)行不同的指令。如果該值為1、2或3時，則執(zhí)行Routine1；如果該值為4，則執(zhí)行Routine2；如果該值為5，則執(zhí)行Routine3；否則，停止執(zhí)行。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程圖4-3-3TEST指令示例01

【任務準備】注意：（1）TEST指令可以添加多個“CASE”，但只能添加一個“DEFAULT”（2）TEST可以判斷所有數(shù)據(jù)類型，但是要判斷的數(shù)據(jù)必須具有值（3）如果并沒有太多的替代選擇，則亦可使用IF判斷指令（4）如果不同的值對應同一程序，則可以使用“casex，y，……”簡化程序（5）以下兩個程序功能一致。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用5.TEST添加步驟操作步驟示意圖步驟1：添加TEST指令在“Prog.Flow”指令菜單中選擇“TEST”指令。任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟2：添加變量任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟3：在數(shù)據(jù)類型為num的情況下新建變量i任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟4：將變量命名為i任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟5：確定任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟6：點擊Test指令結構，添加CASE結構任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟7：添加CASE結構，如需要，添加DEFAULT結構任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟8：點中<EXP>添加CASE的判斷值步驟9：點中<SMT>添加要執(zhí)行的程序任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】01

【任務準備】四、RelTool工具位置及姿態(tài)偏移函數(shù)的用法1.Offs與RelTool偏移功能的區(qū)別ABB機器人在坐標系中偏移用到的指令有：Offs和RelTool。RelTool（RelativeTool）用于將通過有效工具坐標系表達的位移和/或旋轉(zhuǎn)增加至機械臂位置。Offs用在工件坐標系中偏移，而RelTool是在工具坐標系中偏移。例1：MoveLRelTool(p1,0,0,100),v100,fine,tool1;沿工具的z方向，將機械臂移動至距p1達100mm的一處位置。例2：MoveLRelTool(p1,0,0,0\Rz:=25),v100,fine,tool1;將工具圍繞其z軸旋轉(zhuǎn)25°。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程2.如果同時指定兩個或三個旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)將以如下順序執(zhí)行：RelTool(PointDxDyDz[\Rx][\Ry][\Rz])其中，Rx：圍繞x軸旋轉(zhuǎn)；Ry：圍繞y軸旋轉(zhuǎn)；Rz：圍繞z軸旋轉(zhuǎn)項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用3.RelTool偏移功能添加旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)角度的方法操作步驟示意圖步驟1：選擇RelTool功能任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟2：添加偏移點，x、y、z方向偏移量步驟3：編輯，選擇OptionalArguments添加旋轉(zhuǎn)軸任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟4：點擊要使用的旋轉(zhuǎn)軸，使用，關閉任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟5：選擇<EXP>，編輯，僅限選定內(nèi)容，輸入需要旋轉(zhuǎn)的角度任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用操作步驟示意圖步驟6：確定任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程01

【任務準備】一、檢查硬件設施，分析工作流程檢查硬件設施：需要保證工作站的各項硬件設施已經(jīng)調(diào)試準備好。分析工作流程：碼放的垛型為交錯式，接收到啟動信號后，機器人先初始化，然后去取工具，回到原點等待物料推出到位信號，接著進行兩層交錯式碼垛，最后放回工具。二、規(guī)劃與設計交錯式碼垛程序本任務中，完成工業(yè)機器人交錯式碼垛軌跡編程前需要先進行程序結構的設計，其中包括：設計工業(yè)機器人碼垛流程、計算物料的位置數(shù)據(jù)、編寫碼垛程序。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】1.設計WHILE+TEST循環(huán)-判斷程序流程由任務可知，工業(yè)機器人需要碼放兩層方形物料，物料數(shù)量一共是6塊，每一層是3塊物料，按照交錯式擺放?？刹捎肳HILE指令循環(huán)碼垛，以碼放工件的數(shù)量作為循環(huán)次數(shù)，同時嵌入TEST指令以實現(xiàn)工業(yè)機器人準確到達每一個工件的放置點，最終實現(xiàn)兩層物料的堆垛，碼垛任務流程設計如圖4-3-3所示。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】圖4-3-3WHILE+TEST循環(huán)--判斷程序流程圖2.使用RelTool位置偏移功能計算物料位置任務要求工業(yè)機器人持夾爪工具，將出料口的方形物料搬運至工作站中心的加工平臺進行交錯式兩層碼放，兩層的碼放效果如圖4-3-4所示，其中坐標系為默認的工具坐標系。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】圖4-3-4交錯式兩層碼放物料效果圖（b）第二層物料碼放效果圖（a）第一層物料碼放效果在計算碼垛平臺所有物料的位置之前，需要先操作工業(yè)機器人示教放置物料的1號位置，并保存在位置數(shù)據(jù)“F20”中。已知物料的長、寬、高分別為80mm、40mm和12mm，行間距為5mm，豎間距為4mm，以位置數(shù)據(jù)“F20”（即物料1的位置）為參照。通過分析可知，物料2的中心點與物料1的中心點的偏移距離為：Dx：1號物料寬的1/2+行間距+2號物料長的1/2，即40/2+5+80/2=65mm，且為往默認工具坐標系的x軸負方向偏移；Dy：豎間距1/2+2號物料寬的1/2，即4/2+40/2=22mm，且為往默認工具坐標系的y軸負方向偏移；Dz：第一層物料基于1號物料在z方向均不偏移，即默認工具坐標系的z軸方向偏移量均為0；旋轉(zhuǎn)角度：物料2可由物料1以中心點為基準，繞z周旋轉(zhuǎn)90°獲得，故Rx=0，Ry=0，Rz=90°。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】因此，通過計算得到物料2的位置數(shù)據(jù)為RelTool(F20,-65,-22,0\Rz:=90)，設4個變量x、y、z、xz，其中變量x為目標點位在put點位基礎上的X軸方向偏移量；變量y為目標點位在put點位基礎上的y軸方向偏移量；變量z為目標點位在F20點位基礎上的z軸方向偏移量；變量xz為目標點位在F20點位基礎上圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)角度（以中心點為基準旋轉(zhuǎn)）。為避免因誤差可能引起的碰撞，可以將z方向的高度增加2mm，故第二層物料基于1號物料在z方向均偏移-14。因此，可得到加工平臺碼放的共6個物料的位置數(shù)據(jù)，見表4-3-1。項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】第一層物料位置數(shù)據(jù)第二層物料位置數(shù)據(jù)1號物料RelTool(F20,0,0,0\Rz:=0)4號物料RelTool(F20,-85,-2,-14\Rz:=0)2號物料RelTool(F20,-65,-22,0\Rz:=90)5號物料RelTool(F20,-20,-22,-14\Rz:=90)3號物料RelTool(F20,-65,22,0\Rz:=90)6號物料RelTool(F20,-20,22,-14\Rz:=90)表4-3-1物料位置計算數(shù)據(jù)項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用三、編制二層交錯式碼垛程序二層交錯式碼垛程序如表4-3-2所示。任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】表4-3-2交錯式碼垛程序項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程02

【任務實施】03

【任務工單】任務名稱任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程班級姓名學號小組名稱組長姓名指導教師項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用一、如右圖程序執(zhí)行完畢后，a的值為：

。二、請你參照教材案例，結合你目前實際工作站，進行交錯式碼垛任務，分析并繪制工業(yè)機器人任務控制流程。任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程03

【任務工單】

三、規(guī)劃與設計交錯式碼垛程序架構。1.繪制WHILE程序流程圖2.使用RelTool位置偏移函數(shù)計算物料位置項目四工業(yè)機器人物料碼垛集成工作站應用3.分析碼放物料的工作過程任務三工業(yè)機器人交錯式碼垛應用編程03

【任務工單】