工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用（ABB） 課件 項(xiàng)目4工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站虛擬仿真

工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站虛擬仿真任務(wù)1創(chuàng)建夾爪工具1.創(chuàng)建機(jī)械裝置2.創(chuàng)建鏈接3.創(chuàng)建接點(diǎn)4.創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)5.添加姿態(tài)任務(wù)分析任務(wù)實(shí)施RobotStudio軟件提供了不同的創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人工具方法，可以使用導(dǎo)入幾何模型創(chuàng)建工具，也可以通過創(chuàng)建機(jī)械裝置的方式創(chuàng)建工具，還可以使用虛擬示教器創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)，每種方法都各具特點(diǎn)，本任務(wù)采用創(chuàng)建機(jī)械裝置的方式創(chuàng)建工具。1.創(chuàng)建機(jī)械裝置（1）創(chuàng)建一個(gè)空工作站，導(dǎo)入夾爪工具的組成部分1.創(chuàng)建機(jī)械裝置（2）在“建?！敝校瑒?chuàng)建機(jī)械裝置并設(shè)置名稱和類型2.創(chuàng)建鏈接（1）雙擊“鏈接”，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，創(chuàng)建工具鏈接2.創(chuàng)建鏈接（2）創(chuàng)建鏈接“L2”“L3”3.創(chuàng)建接點(diǎn)雙擊“接點(diǎn)”，設(shè)計(jì)2個(gè)接點(diǎn)，即氣缸與夾爪1的關(guān)節(jié)“J1”、氣缸與夾爪2的關(guān)節(jié)“J2”4.創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)雙擊“工具數(shù)據(jù)”，設(shè)置參數(shù)，生成工具數(shù)據(jù)“Gripper”5.添加姿態(tài)（1）添加姿態(tài)單擊“創(chuàng)建機(jī)械裝置”窗口下方的“添加”按鈕，彈出“創(chuàng)建姿態(tài)”窗口，設(shè)置關(guān)節(jié)“閉合”“張開”參數(shù)5.添加姿態(tài)（2）設(shè)置轉(zhuǎn)換時(shí)間工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站虛擬仿真任務(wù)2創(chuàng)建動(dòng)態(tài)夾爪工具系統(tǒng)1.創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站2.夾爪工具自動(dòng)張合3.創(chuàng)建虛擬工具系統(tǒng)4.添加傳感器5.夾爪工具自動(dòng)取放工件任務(wù)分析任務(wù)實(shí)施RobotStudio軟件提供了Smart組件，能夠以逼真的動(dòng)畫效果將加工生產(chǎn)過程展示出來，便于在現(xiàn)場實(shí)施之前，了解工作站的流程和運(yùn)行情況。Smart組件本身也包含許多功能性子組件，能夠?qū)崿F(xiàn)各式各樣的功能，如移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、安裝、拆卸等。本任務(wù)使用Smart組件，實(shí)現(xiàn)夾爪工具的動(dòng)態(tài)抓放、張合和檢測功能。1.創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站（1）導(dǎo)入搬運(yùn)工作站模塊并完成布局模塊坐標(biāo)位置實(shí)訓(xùn)平臺(tái)[0，0，0，0，0，0]ABBIRB120工業(yè)機(jī)器人[-729，777，972，0，0，0]機(jī)器人底座[-729，777，960，90，0，90]變位機(jī)[-553，70，137，0，0，180]倉庫[-968.5，282，587，0，0，0]裝配零件1[-916，287，1408，180，0，0]裝配零件2[-1029，287，1399，180，0，0]裝配零件3[-1142，287，1408，180，0，0]從文件夾中導(dǎo)入搬運(yùn)工作站的各個(gè)模塊，從“ABB模型庫”導(dǎo)入IRB120機(jī)器人。1.創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站（2）安裝夾爪工具導(dǎo)入項(xiàng)目“任務(wù)一”創(chuàng)建的“夾爪工具”并安裝到機(jī)器人。2.夾爪工具自動(dòng)張合（1）創(chuàng)建Smart組件2.夾爪工具自動(dòng)張合（2）添加關(guān)節(jié)姿態(tài)組件單擊“組成”選項(xiàng)卡下的“添加組件”，在彈出窗口中依次選擇“本體”“PoseMover”。2.夾爪工具自動(dòng)張合（2）添加關(guān)節(jié)姿態(tài)組件在“屬性”中，將Mechanism設(shè)為“夾爪工具”，Pose設(shè)為“閉合”，Duration設(shè)為“2秒”。2.夾爪工具自動(dòng)張合（2）添加關(guān)節(jié)姿態(tài)組件重復(fù)以上步驟，創(chuàng)建第2個(gè)PoseMover子組件，Pose（姿態(tài)）設(shè)為“張開”。屬性說明Mechanism（機(jī)械裝置）設(shè)定要進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置Pose（姿態(tài)）設(shè)定要移動(dòng)到的姿態(tài)Duration（持續(xù)時(shí)間）機(jī)械裝置移動(dòng)至指定姿態(tài)所需的時(shí)間信號說明Execute（執(zhí)行）將該信號設(shè)為High(1)時(shí)，開始執(zhí)行動(dòng)作；設(shè)為Low(0)時(shí)，停止動(dòng)作Pause（暫停）將該信號設(shè)為High時(shí)，暫停動(dòng)作Cancel（取消）將該信號設(shè)為High時(shí)，取消動(dòng)作Executed（已執(zhí)行）到達(dá)設(shè)定姿態(tài)時(shí)，此信號為脈沖HighExecuting（執(zhí)行中）在動(dòng)作執(zhí)行過程中時(shí)，此信號為HighPaused（已暫停）動(dòng)作暫停時(shí)，此信號為High2.夾爪工具自動(dòng)張合（3）添加路基運(yùn)算組件單擊“添加組件”，選擇“信號和屬性”“LogicGate”。2.夾爪工具自動(dòng)張合（3）添加路基運(yùn)算組件將“Operator（運(yùn)算符）”設(shè)置為“Not（非）”，其它參數(shù)保持默認(rèn)。屬性說明Operator（運(yùn)算符）可用來進(jìn)行邏輯運(yùn)算的運(yùn)算符：AND、OR、XOR、NOT、NOPDelay（延遲時(shí)間）輸出信號延遲的時(shí)間信號說明InputA第1個(gè)輸入信號InputB第2個(gè)輸入信號Output邏輯運(yùn)算的結(jié)果2.夾爪工具自動(dòng)張合（4）添加信號2.夾爪工具自動(dòng)張合（5）設(shè)計(jì)屬性和信號連接2.夾爪工具自動(dòng)張合（6）效果驗(yàn)證3.創(chuàng)建虛擬工具系統(tǒng)（1）創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，并將系統(tǒng)名稱改為“Tool1”。（2）拆除夾爪工具，不要恢復(fù)夾爪工具的位置。（3）創(chuàng)建虛擬工具系統(tǒng)1）在“布局”中，按住“夾爪工具”拖至“SC_ToolSys”組件，3.創(chuàng)建虛擬工具系統(tǒng)（3）創(chuàng)建虛擬工具系統(tǒng)2）在Smart組件中將夾爪工具“設(shè)定為Role”。3.創(chuàng)建虛擬工具系統(tǒng)（4）安裝工具1）在“布局”中，將“SC_ToolSys”拖至機(jī)器人上。3.創(chuàng)建虛擬工具系統(tǒng)（4）安裝工具2）在彈出的“更新位置”對話框中，單擊“否”。在彈出的“Tooldata已存在”對話框中，單擊“是”。4.添加傳感器（1）設(shè)置機(jī)器人姿態(tài)4.添加傳感器（2）右擊“夾爪工具”，取消勾選“可由傳感器檢測”，使傳感器檢測不到夾爪工具。（3）添加平面?zhèn)鞲衅?）添加平面?zhèn)鞲衅鹘M件4.添加傳感器（3）添加平面?zhèn)鞲衅?）設(shè)置參數(shù)4.添加傳感器（3）添加平面?zhèn)鞲衅?）在“布局”中，將“PlaneSensor”“安裝到”“L2”。4.添加傳感器（4）夾爪工具自動(dòng)開合1）進(jìn)入“SC_ToolSys”組件窗口的“設(shè)計(jì)”界面2）設(shè)置屬性和信號的連接5.夾爪工具自動(dòng)取放工件（1）添加“Attacher”組件1）在“SC_ToolSys”組件中添加“Attacher”組件并設(shè)置屬性。5.夾爪工具自動(dòng)取放工件（1）添加“Attacher”組件1）在“SC_ToolSys”組件中添加“Attacher”組件并設(shè)置屬性。5.夾爪工具自動(dòng)取放工件（2）添加“Detacher”組件，屬性采用默認(rèn)值（3）設(shè)計(jì)自動(dòng)取放功能在設(shè)計(jì)中設(shè)置屬性和信號的連接工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站虛擬仿真任務(wù)4創(chuàng)建搬運(yùn)路徑1.搬運(yùn)路徑分析2.設(shè)置初始參數(shù)3.工件抓取手動(dòng)示教4.仿真驗(yàn)證5.工件放置手動(dòng)示教6.優(yōu)化路徑和仿真運(yùn)行任務(wù)分析任務(wù)實(shí)施本任務(wù)是創(chuàng)建搬運(yùn)路徑，將一個(gè)工件從倉庫搬運(yùn)至變位機(jī)夾具臺(tái)。1.搬運(yùn)路徑分析機(jī)器人工具運(yùn)行至抓取點(diǎn)上方（1，MoveJ）→直線運(yùn)行至抓取點(diǎn)（2，MoveL）→直線運(yùn)行抓取點(diǎn)上方（3，MoveL）→運(yùn)行至放置點(diǎn)上方（4，MoveJ）→直線運(yùn)行至放置點(diǎn)（5，MoveL）→直線運(yùn)行至放置點(diǎn)上方（6，MoveL），為提高編程效率，只需示教4個(gè)點(diǎn)位。2.設(shè)置初始參數(shù)3.工件抓取手動(dòng)示教（1）創(chuàng)建“空路徑”，單擊“示教指令”，示教第1條運(yùn)動(dòng)指令3.工件抓取手動(dòng)示教（2）示教過渡點(diǎn)：使用“機(jī)械手動(dòng)關(guān)節(jié)”，為搬運(yùn)路徑設(shè)置過渡點(diǎn)3.工件抓取手動(dòng)示教（3）示教抓取點(diǎn)：通過“手動(dòng)線性”功能示教工件抓取點(diǎn)3.工件抓取手動(dòng)示教（4）示教抓取上方點(diǎn)：沿Z軸向上拖動(dòng)坐標(biāo)箭頭，將夾爪工具拖動(dòng)至抓取位置的正上方，單擊“示教指令”，生成第4條運(yùn)動(dòng)指令3.工件抓取手動(dòng)示教（5）調(diào)整運(yùn)動(dòng)指令順序：在“Path_10”中，選中第4條運(yùn)動(dòng)指令并按住不放，將其拖至第2條運(yùn)動(dòng)指令之后3.工件抓取手動(dòng)示教（6）插入邏輯指令在“Path_10”中，右擊抓取點(diǎn)運(yùn)動(dòng)指令“MoveLTarget_30”，選擇“插入邏輯指令”，設(shè)置“Set”“WaitTime”參數(shù)3.工件抓取手動(dòng)示教（7）將指令“MoveLTarget_30”復(fù)制到指令“WaitTime2”之后，工具返回抓取點(diǎn)上方。4.仿真驗(yàn)證（1）同時(shí)選中“Path_10”前3條運(yùn)動(dòng)指令右擊，選擇“編輯指令”4.仿真驗(yàn)證（2）在彈出的“編輯指令”窗口中，“動(dòng)作類型”選擇“Joint”（3）仿真運(yùn)行，觀察運(yùn)行效果5.工件放置手動(dòng)示教（1）同工件抓取點(diǎn)的示教方法，依次示教工件放置點(diǎn)、工件放置位置上方點(diǎn)、調(diào)整運(yùn)動(dòng)指令的位置、插入邏輯指令（2）將回到機(jī)械原點(diǎn)指令“MoveLTarget_10”復(fù)制到最后一條指令“MoveLTarget_60”之后，形成一條完整的路徑。5.工件放置手動(dòng)示教（3）將“SC_ToolSys”系統(tǒng)的信號和屬性恢復(fù)初始狀態(tài)5.工件放置手動(dòng)示教（4）將“裝配零件1”按照坐標(biāo)[-916，287，1408，180，0，0]設(shè)置回初始位置，機(jī)器人返回機(jī)械原點(diǎn)。6.優(yōu)化路徑和仿真運(yùn)行（1）將“Path_10”中“MoveLTarget_60”指令的“動(dòng)作類型”設(shè)置為關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)“Joint”。（1）設(shè)置“Path_10”運(yùn)動(dòng)指令的參數(shù)。工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站虛擬仿真任務(wù)5工件裝配1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)2.設(shè)定工作站邏輯3.設(shè)置虛擬示教器4.創(chuàng)建裝配程序5.裝配路徑示教仿真運(yùn)行6.仿真運(yùn)行任務(wù)分析任務(wù)實(shí)施本任務(wù)裝配3個(gè)工件：將第1個(gè)工件“裝配零件1”從倉庫放置到變位機(jī)夾具臺(tái)上；將第2個(gè)工件“裝配零件2”從倉庫放置到工件1中；將第3個(gè)工件“裝配零件3”從倉庫取出，倒扣在前兩個(gè)工件上；最后，將裝配好的3個(gè)工件放回倉庫中“裝配零件1”的初始位置。1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)（1）添加“Attacher”組件添加Smart組件，命名為“SC_Assembly”；再添加子組件“Attacher”“Attacher_2”。1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)（1）添加“Attacher”組件添加Smart組件，命名為“SC_Assembly”；添加子組件“Attacher”。1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)（1）添加“Attacher”組件再添加子組件“Attacher2”。1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)（2）添加“Detacher”組件添加“Detacher”“Detacher_2”子組件。1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)（3）添加LogicGate組件和數(shù)字輸入信號1）單擊“添加組件”，依次選擇“信號和屬性”“LogicGate”。1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)（3）添加LogicGate組件和數(shù)字輸入信號2）在“信號和連接”選項(xiàng)卡下，單擊“添加I/OSignals”。1.創(chuàng)建虛擬裝配系統(tǒng)（4）連接屬性和信號2.設(shè)定工作站邏輯（1）創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人信號創(chuàng)建數(shù)字輸出信號“DO10_6”。然后重啟控制器。2.設(shè)定工作站邏輯（2）工作站邏輯設(shè)定在“仿真”選項(xiàng)卡下，單擊“工作站邏輯”，單擊“設(shè)計(jì)”，“Tool1”的輸出信號“DO10_6”與“SC_Assembly”的輸入信號“diAssembly”連接。3.設(shè)置虛擬示教器（1）在“控制器”功能選項(xiàng)卡下單擊“示教器”，啟動(dòng)虛擬示教器3.設(shè)置虛擬示教器（2）單擊搖桿左側(cè)的白色按鈕，選擇“手動(dòng)”模式3.設(shè)置虛擬示教器（3）示教目標(biāo)點(diǎn)1）調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)，到達(dá)目標(biāo)位置2）在程序界面，選中要修改的示教目標(biāo)點(diǎn)或程序語句，點(diǎn)擊“修改位置”，修改示教點(diǎn)位置3.設(shè)置虛擬示教器（4）設(shè)置快捷鍵在“配置可編程按鍵”中設(shè)置“按鍵1”。4.創(chuàng)建裝配程序（1）新建例行程序“Banyun1”4.創(chuàng)建裝配程序（2）創(chuàng)建第1條搬運(yùn)路徑5句程序功能依次為：到達(dá)抓取點(diǎn)上方→抓取點(diǎn)→觸發(fā)信號“DO10_2”→等待2秒→回到抓取點(diǎn)上方；1）第一個(gè)工件的抓取程序4.創(chuàng)建裝配程序（2）創(chuàng)建第1條搬運(yùn)路徑第1個(gè)工件的抓取程序與放置程序除1句邏輯指令外，其余語句完全相同（語句表達(dá)形式相同，僅目標(biāo)點(diǎn)不同），可以整塊復(fù)制，更改邏輯指令“set”為“reset”2）第一個(gè)工件的搬運(yùn)程序4.創(chuàng)建裝配程序（3）復(fù)制例行程序可通過“文件”→“復(fù)制例行程序...”將程序“Banyun1”復(fù)制3次4.創(chuàng)建裝配程序（4）調(diào)整例行程序打開例行程序“Banyun4”，添加邏輯指令“SetDO10_6”和“ResetDO10_6”，如圖4-100所示，因?yàn)?個(gè)工件放置好后，還需要使3個(gè)工件安裝在一起和拆除，以便于整體搬運(yùn)和后續(xù)復(fù)位。4.創(chuàng)建裝配程序（5）調(diào)用子函數(shù)1）開例行程序“main”，添加兩條“MoveAbsJ”指令，分別對應(yīng)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械原點(diǎn)“pHome”和裝配路徑過渡點(diǎn)“pTrans”。4.創(chuàng)建裝配程序（5）調(diào)用子函數(shù)2）依次單擊“調(diào)試”→“查看值”，設(shè)置“pHome”和“pTrans”六個(gè)關(guān)節(jié)軸的角度，“pHome”角度值為[0，0，0，0，30，0]，“pTrans”角度值為[-90，0，20，0，-20，0]。4.創(chuàng)建裝配程序（5）調(diào)用子函數(shù)3）依次單擊“添加指令”→“Procall(調(diào)用函數(shù))”，逐次調(diào)用4個(gè)搬運(yùn)子函數(shù)。4.創(chuàng)建裝配程序（5）調(diào)用子函數(shù)4）將前兩句指令反序復(fù)制到程序最下方，使機(jī)器人裝配完成后返回機(jī)械原點(diǎn)。5.裝配路徑示教（1）每條搬運(yùn)路徑需要4個(gè)示教點(diǎn)，4條搬運(yùn)路徑共需要16個(gè)示教點(diǎn)；第4條搬運(yùn)路徑實(shí)際是第1條搬運(yùn)路徑的逆過程，所以只需要示教12個(gè)點(diǎn)。5.裝配路徑示教（2）示教第1條和第4條搬運(yùn)路徑1）在“路徑和目標(biāo)點(diǎn)”瀏覽器下，依次點(diǎn)開“工件坐標(biāo)&目標(biāo)點(diǎn)”→“wobj0”→“wobj0_of”，然后右擊第1個(gè)工件抓取位置的上方點(diǎn)“Target_40”，并選擇“跳轉(zhuǎn)到目標(biāo)點(diǎn)”，機(jī)器人會(huì)移動(dòng)到指定目標(biāo)點(diǎn)。5.裝配路徑示教（2）示教第1條和第4條搬運(yùn)路徑2）打開虛擬示教器，確認(rèn)將機(jī)器人狀態(tài)鑰匙轉(zhuǎn)至中間“手動(dòng)”狀態(tài)，然后進(jìn)入“程序編輯器”，分別對第1個(gè)工件抓取位置的上方點(diǎn)和3個(gè)工件裝配體放置位置的上方點(diǎn)進(jìn)行示教，兩者為同一目標(biāo)點(diǎn)。5.裝配路徑示教（2）示教第1條和第4條搬運(yùn)路徑3）可反復(fù)利用上述步驟1）和2），示教第1條和第4條搬運(yùn)路徑的其它目標(biāo)點(diǎn)。4）在“仿真”功能選項(xiàng)卡下單擊“播放”按鈕，運(yùn)行“Path_10”；機(jī)器人搬運(yùn)路徑完成后，單擊“停止”按鈕，但不要單擊“重置”，將第1個(gè)工件保留在變位機(jī)夾具臺(tái)上。5.裝配路徑示教（3）示教第2條搬運(yùn)路徑1）在“基本”功能選項(xiàng)卡下，從Freehand工具欄中選中“手動(dòng)線性”，然后手動(dòng)移動(dòng)夾爪工具進(jìn)行示教；2