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第6章 工業(yè)機(jī)器人典型工作站應(yīng)用,主要內(nèi)容,,,,,弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,,,,,搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,1,2,3,4,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 知識(shí)目標(biāo) 了解幾種工業(yè)機(jī)器人工作站的基本組成。 掌握工業(yè)機(jī)器人工作站的建立與配置方法。 掌握工業(yè)機(jī)器人目標(biāo)點(diǎn)示教的方法與技巧。 掌握工業(yè)機(jī)器人的程序指令應(yīng)用。 掌握機(jī)器人工作站的基本調(diào)試方法。 2. 技能目標(biāo) 能夠進(jìn)行工作站需求I/O配置。 能夠進(jìn)行程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建。 能夠進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)示教。 能夠進(jìn)行工作站程序編寫(xiě)與調(diào)試 3. 情感目標(biāo) 認(rèn)真細(xì)心，規(guī)范操作。 勤懇學(xué)習(xí)，合作互助。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【任務(wù)描述】 采用機(jī)器人搬運(yùn)可大幅提高生產(chǎn)效率，節(jié)省勞動(dòng)力成本，提高定位精度并降低搬運(yùn)過(guò)程中的產(chǎn)品損壞率。搬運(yùn)機(jī)器人具有通用性強(qiáng)、工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，且操作簡(jiǎn)便、功能豐富，同時(shí)逐漸向第三代智能機(jī)器人發(fā)展，其主要優(yōu)點(diǎn)有： ①動(dòng)作穩(wěn)定和提高搬運(yùn)準(zhǔn)確性； ②改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境； ③柔性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多形狀、不規(guī)則物料搬運(yùn)； ④定位準(zhǔn)確，保證批量一致性。 ABB搬運(yùn)機(jī)器人有許多成熟的解決方案，在諸多領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，涉及物流輸送、周轉(zhuǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)等。ABB推出的一款迄今為止最小的多用途工業(yè)機(jī)器人——緊湊、敏捷、輕量的六軸IRB120，僅重25kg，荷重3kg（垂直腕為4kg），工作范圍達(dá)580mm。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、機(jī)器人通信I/O板設(shè)置 ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板掛在DeviceNet總線上，常用型號(hào)有DSQC651和DSQC652。DSQC651板主要提供8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)、8個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)和2個(gè)模擬輸出信號(hào)的處理；DSQC652板主要提供16個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)和16個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)的處理。在系統(tǒng)中配置標(biāo)準(zhǔn)I/O板卡，至少需要設(shè)置以下參數(shù)，詳見(jiàn)下表6-1所示。,表6-1 配置通信板DSQC651,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 二、搬運(yùn)機(jī)器人數(shù)字I/O設(shè)置 在I/O單元上創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字I/O信號(hào)，至少需要設(shè)置I/O信號(hào)的名稱及類型、I/O信號(hào)所在的I/O模板單元以及I/O信號(hào)所占用的單元地址。例如可以將數(shù)字輸入信號(hào)di1設(shè)置為如下表6-2所示,表6-2 di1數(shù)字輸入信號(hào)設(shè)置,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、機(jī)器人控制系統(tǒng)I/O信號(hào)功能設(shè)定 系統(tǒng)輸入：將數(shù)字輸入信號(hào)與搬運(yùn)工作站機(jī)器人系統(tǒng)的控制信號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)，即可以通過(guò)輸入信號(hào)的變化對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，例如，軸伺服電機(jī)上電、程序的啟動(dòng)等。 系統(tǒng)輸出：機(jī)器人系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)也可以與數(shù)字輸出信號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)，將系統(tǒng)的狀態(tài)變化傳遞給外圍設(shè)備以用作控制信號(hào)。例如，系統(tǒng)運(yùn)行模式、程序執(zhí)行錯(cuò)誤等。,表6-4 系統(tǒng)I/O信號(hào)功能設(shè)定,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 四、檢測(cè)HOME點(diǎn)模板 在實(shí)訓(xùn)任務(wù)中，每個(gè)程序都有檢測(cè)Home點(diǎn)的例行程序rCheckHomePos，以及比較機(jī)器人當(dāng)前位置和給定位置是否相同的功能程序CurrentPos，其程序內(nèi)容如下，在后續(xù)的代碼中不再重復(fù)。 程序：rCheckHomePos、CurrentPos 程序功能：檢查原點(diǎn)程序，如機(jī)器人不在原點(diǎn)位置則返回原點(diǎn) PROC rCheckHomePos( ) !檢測(cè)是否在Home點(diǎn)程序 VAR robtarget pActualPos; !定義一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)pActualPos IF NOT CurrentPos (pHome, tGripper) THEN,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 四、檢測(cè)HOME點(diǎn)模板 在實(shí)訓(xùn)任務(wù)中，每個(gè)程序都有檢測(cè)Home點(diǎn)的例行程序rCheckHomePos，以及比較機(jī)器人當(dāng)前位置和給定位置是否相同的功能程序CurrentPos，其程序內(nèi)容如下，在后續(xù)的代碼中不再重復(fù)。 程序：rCheckHomePos、CurrentPos 程序功能：檢查原點(diǎn)程序，如機(jī)器人不在原點(diǎn)位置則返回原點(diǎn) PROC rCheckHomePos( ) !檢測(cè)是否在Home點(diǎn)程序 VAR robtarget pActualPos; !定義一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)pActualPos IF NOT CurrentPos (pHome, tGripper) THEN,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【拓展與提高】 一、搬運(yùn)機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運(yùn)機(jī)器人可分為龍門(mén)式搬運(yùn)機(jī)器人、懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人、側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人、擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人和關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人，如圖6-2所示。 ① 龍門(mén)式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。 ② 懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由X軸、Y軸和Z軸組成。 ③ 側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由X軸、Y 軸和Z軸組成。 ④ 擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由X 軸、Y軸和Z軸組成。 ⑤ 關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)業(yè)中常見(jiàn)的機(jī)型之一，其擁有5~6個(gè)軸，行為動(dòng)作類似于人的手臂，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、相對(duì)工作空間大、自由度高等特點(diǎn)，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。圖6–3所示是ABB IRB460機(jī)器人從物流傳輸線中搬運(yùn)整體物料帶。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【拓展與提高】 二、關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人工作站組成 以關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人為例，其工作站主要有機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、搬運(yùn)系統(tǒng)（氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置和手爪等）和安全保護(hù)裝置組成，如圖6-4所示。 【實(shí)踐操作】 一、解包工作站 找到工作站打包文件SituationalTeaching_Carry.rspag，如圖6-5所示，按照以下步驟進(jìn)行解壓的操作。 二、配置I/O單元 在示教器中，選中控制面板→配置系統(tǒng)參數(shù)→Unit →新建I/O通信板board10，并根據(jù)要求配置I/O單元的參數(shù)，配置好的頁(yè)面如圖6-8所示。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、配置I/O信號(hào) 在機(jī)器人示教器中，根據(jù)工作站要求的參數(shù)逐一新建I/O信號(hào)，并加以配置。 四、配置系統(tǒng)輸入/輸出 在示教器中，根據(jù)以下工作站要求的參數(shù)配置系統(tǒng)輸入/輸出信號(hào)，以di07_MotorOn為例，點(diǎn)擊控制面板→配置系統(tǒng)參數(shù)→Signal Input→添加信號(hào)di07_MotorOn設(shè)置Action為Motor On，如圖6-10所示，這樣當(dāng)di07_MotorOn信號(hào)置1時(shí)，機(jī)器人電機(jī)開(kāi)啟。其余系統(tǒng)輸入輸出參數(shù)設(shè)置在此不再一一演示。 五、創(chuàng)建并設(shè)置工具數(shù)據(jù) 在示教器中設(shè)定工具數(shù)據(jù)，采用6點(diǎn)法對(duì)工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，產(chǎn)生的工具數(shù)據(jù)tGripper的詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)下表。在示教器中，程序數(shù)據(jù)界面，新建工具坐標(biāo)系，按照表6-5所示的要求設(shè)置工具參數(shù)，如圖6-11所示。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 六、創(chuàng)建工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù) 本工作站中，設(shè)置兩種工件坐標(biāo)系WobjCNV和WobjBuffer，工件坐標(biāo)系均采用用戶三點(diǎn)法標(biāo)定。在示教器中，根據(jù)圖所示位置設(shè)定工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)。示意圖如圖6-13所示。建立過(guò)程為程序數(shù)據(jù)→Wobjdata→新建工件坐標(biāo)系，并設(shè)置參數(shù)。 七、創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù) 在虛擬示教器中，根據(jù)工作站的要求以下的參數(shù)設(shè)定載荷數(shù)據(jù)LoadFull參數(shù)。 八、示教目標(biāo)點(diǎn) 采用在線示教方式為機(jī)器人輸入搬運(yùn)作業(yè)程序。在本工作站中，需要示教太陽(yáng)能薄板拾取點(diǎn)pPick，示教操作方法見(jiàn)前面項(xiàng)目介紹；示教太陽(yáng)能薄板放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase；示教工業(yè)機(jī)器人工作程序起始點(diǎn)pHome點(diǎn)也即工作原點(diǎn)。拾取點(diǎn)位置如圖6-15所示，太陽(yáng)能薄板放置基準(zhǔn)點(diǎn)位置如圖6-16所示，機(jī)器人工作原點(diǎn)如圖6-17所示。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 九、程序設(shè)計(jì) 在本工作站中，導(dǎo)入程序模板，在程序中修改相應(yīng)的位置點(diǎn)數(shù)據(jù)，編程實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)動(dòng)作。要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作為工業(yè)機(jī)器人在流水線上拾取太陽(yáng)能薄板工件，將其搬運(yùn)至存儲(chǔ)盒中，以便周轉(zhuǎn)至下一工位進(jìn)行等待處理。在熟悉了此RAPID程序后，可以根據(jù)實(shí)際的需要在此程序的基礎(chǔ)上做適用性的修改，以滿足實(shí)際邏輯與動(dòng)作的控制。 1. 數(shù)據(jù)定義程序 以下程序的作用為數(shù)據(jù)定義，既包括需要示教的目標(biāo)點(diǎn)的位置信息，也包括運(yùn)動(dòng)速度數(shù)據(jù)信息、工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)信息以及工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息。 2. 機(jī)器人搬運(yùn)工作主程序 PROC Main() !主程序 rInitialize; !調(diào)用初始化程序,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 九、程序設(shè)計(jì) WHILE TRUE DO !利用WHILE循環(huán)將初始化程序隔開(kāi) rPickPanel;!調(diào)用拾取程序 rPlaceInBuffer;!調(diào)用放置程序 Waittime 0.3; !循環(huán)等待時(shí)間，防止不滿足機(jī)器人動(dòng)作情況下程序掃描過(guò)快，造成CPU過(guò)負(fù)荷 END WHILE ENDPROC,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 九、程序設(shè)計(jì) 3. 初始化程序 主要使工業(yè)機(jī)器人回到工作前初始位置，將計(jì)數(shù)器恢復(fù)。 4. 拾取程序 完成從流水線上拾取薄板操作。 5. 放置物體程序 6. 計(jì)算位置信息程序 主要功能是根據(jù)已擺放的信息按照一定規(guī)則順序擺放太陽(yáng)能薄板，共四種情況選擇。 7. 初始位置示教程序 8. 歸零程序 輔助程序?qū)C(jī)器人各周?chē)鷼w零。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【任務(wù)描述】 碼垛指將形狀基本一致的產(chǎn)品按一定的要求堆疊起來(lái)。碼垛機(jī)器人的功能是把料袋或者料箱一層一層碼到托盤(pán)上。本設(shè)備用于化工、飲料、食品、啤酒、塑料等自動(dòng)生產(chǎn)企業(yè)，對(duì)紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱等各種形狀的包裝都適應(yīng)。ABB公司推出全球最快碼垛機(jī)器人IRB-460，操作節(jié)拍可到達(dá)每小時(shí)2190次，運(yùn)行速度比常規(guī)機(jī)器人提升15%，作業(yè)覆蓋范圍達(dá)到2.4米，占地面積比一般碼垛機(jī)器人節(jié)省20%。本次工作任務(wù)選擇IRB460工業(yè)機(jī)器人對(duì)通過(guò)傳輸線輸送來(lái)的紙箱進(jìn)行左右兩個(gè)輸出工位碼垛操作，如圖6–18所示。紙箱長(zhǎng)600mm，寬250mm，高400mm。碼垛機(jī)器人除了完成搬運(yùn)任務(wù)外，還要將工件有規(guī)律地?cái)[放在托盤(pán)上。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、碼垛機(jī)器人末端工具 常見(jiàn)碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器有 吸附式、夾板式、抓取式、組合式。其結(jié)構(gòu)如圖6-20所示。 ① 吸附式：在碼垛中吸附式末端執(zhí)行器主要為 氣吸附 。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、煙酒等行業(yè)。 ② 夾板式：夾板式手爪是碼垛過(guò)程中最常用的一類手爪，常見(jiàn)的有 單板式 和 雙板式 ，主要用于整箱或規(guī)則盒碼垛，夾板式手爪加持力度較吸附式手爪大，并且兩側(cè)板光滑不會(huì)損傷碼垛產(chǎn)品外觀質(zhì)量，單板式與雙板式的側(cè)板一般都會(huì)有可旋轉(zhuǎn)爪鉤。 ③ 抓取式：抓取式手爪是一種可靈活適應(yīng)不同形狀和內(nèi)含物的包裝袋。 ④ 組合式：組合式是通過(guò)組合獲得各單組手爪優(yōu)勢(shì)的一種手爪，靈活性較大，各單組手爪之間既可單獨(dú)使用又可配合使用，可同時(shí)滿足多個(gè)工位的碼垛。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 二、碼垛位置的算法 在本次任務(wù)中以第一層碼垛為例，IRB460機(jī)器人首先將工件從輸送線位置搬運(yùn)至位置1,需要對(duì)抓取點(diǎn)和位置1這兩個(gè)位置點(diǎn)進(jìn)行示教。1層5個(gè)工件擺放位置如圖6-21-a）圖所示，第一層即需要示教5個(gè)點(diǎn)，如果碼垛10層那么就需要示教50個(gè)點(diǎn)。那么，是否可以找出其中規(guī)律以減少目標(biāo)位置示教點(diǎn)呢？經(jīng)過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，位置2是在位置1的基礎(chǔ)上，在X正方向偏移了1個(gè)紙箱的寬度，也就是250mm；位置點(diǎn)3同樣偏移了250mm。因此，有了位置1，位置2和位置3的位置信息數(shù)據(jù)就能通過(guò)運(yùn)算得到。同樣，對(duì)位置點(diǎn)4進(jìn)行示教后，位置5也能得到，位置5是在位置4的基礎(chǔ)在X正方向偏移紙箱的長(zhǎng)度，即600mm，如圖6–21-a所示。第二層碼垛只需對(duì)位置6和位置9進(jìn)行示教。其余位置點(diǎn)通過(guò)運(yùn)算也可以得到，如圖6–21-b圖所示。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 二、碼垛位置的算法,,,a）第一層擺放位置,b）第二層擺放位置,圖6-21 擺放示意圖,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、數(shù)組的應(yīng)用 對(duì)于一些常見(jiàn)的碼垛垛型,可以利用數(shù)組來(lái)存放各個(gè)擺放位置數(shù)據(jù)，在放置程序中直接調(diào)用該數(shù)據(jù)即可。 什么是數(shù)組？在定義程序數(shù)據(jù)時(shí)，可以將同種類型、同種用途的數(shù)值存放在同一個(gè)數(shù)據(jù)中。當(dāng)調(diào)用該數(shù)據(jù)時(shí)需要寫(xiě)明索引號(hào)來(lái)制訂調(diào)用的是該數(shù)據(jù)中的哪個(gè)數(shù)值，這就是數(shù)組。在RAPID程序中，可以定義一維數(shù)組、二維數(shù)組和三維數(shù)組。 四、動(dòng)作觸發(fā)指令 TriggL：在線性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在指定位置準(zhǔn)確的觸發(fā)事件，如置位輸出信號(hào)、激活中斷等?？梢远x多種類型的觸發(fā)事件，如TriggI/O（觸發(fā)信號(hào)）、TriggEquip（觸發(fā)裝置動(dòng)作）、TriggInt（觸發(fā)中斷）等。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 五、中斷程序 在程序執(zhí)行過(guò)程中，如果發(fā)生需要緊急處理的情況，這是就要中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行，馬上跳轉(zhuǎn)到專門(mén)的程序中對(duì)緊急情況進(jìn)行相應(yīng)處理，處理結(jié)束后返回中斷的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。專門(mén)用來(lái)處理緊急情況的程序稱作中斷程序（TRAP）。 六、復(fù)雜程序數(shù)據(jù)賦值 多數(shù)類型的程序數(shù)據(jù)均是組合型數(shù)據(jù)，即里面包含了多項(xiàng)數(shù)值或字符串?？梢詫?duì)其中的任何一項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行賦值。 七、軸配置監(jiān)控指令 ConfL:指定機(jī)器人在線性運(yùn)動(dòng)及圓弧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否嚴(yán)格遵循程序中已設(shè)定的軸配置參數(shù)。在默認(rèn)情況下，軸配置監(jiān)控是打開(kāi)的，當(dāng)關(guān)閉軸配置監(jiān)控后，機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采取最接近當(dāng)前軸配置數(shù)據(jù)的配置到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 八、碼垛節(jié)拍優(yōu)化技巧 在碼垛過(guò)程中，最為關(guān)注的是每一個(gè)運(yùn)行周期節(jié)拍。在碼垛程序中，通?？梢栽谝韵?個(gè)方面進(jìn)行節(jié)拍的優(yōu)化。 ① 在機(jī)器人運(yùn)行軌跡中，經(jīng)常會(huì)有一些中間過(guò)渡點(diǎn)，即在該位置機(jī)器人不會(huì)具體觸發(fā)事件，如拾取正上方位置點(diǎn)、放置正上方位置點(diǎn)、為繞開(kāi)障礙物而設(shè)置的一些位置點(diǎn)。 ② 善于運(yùn)用Trigg觸發(fā)指令，即要求機(jī)器人在準(zhǔn)確的位置觸發(fā)事件。 ③ 程序中盡量少使用Waittime固定等待時(shí)間指令，可在夾具上面添設(shè)反饋信號(hào)，利用WaitDI指令，當(dāng)?shù)却綏l件滿足則立即執(zhí)行。 ④ 在某些運(yùn)行軌跡中，若機(jī)器人的運(yùn)行速度設(shè)置過(guò)大，則容易觸發(fā)過(guò)載報(bào)警。在整體滿足機(jī)器人載荷能力要求的前提下，此種情況多是由于未正確設(shè)置夾具重量和重心偏移以及產(chǎn)品重量和重心偏移所致。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 八、碼垛節(jié)拍優(yōu)化技巧 ⑤ 在運(yùn)行軌跡中，通常會(huì)添加一些中間過(guò)渡點(diǎn)以保證機(jī)器人能夠繞開(kāi)障礙物。 ⑥ 整個(gè)機(jī)器人碼垛系統(tǒng)要合理布局，使取件點(diǎn)與放件點(diǎn)盡可能靠近。 【拓展與提高】 碼垛機(jī)器人具有作業(yè)高效、碼垛穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，解放工人繁重體力勞動(dòng)，已在各個(gè)行業(yè)的包裝物流線中發(fā)揮強(qiáng)大作用。其主要優(yōu)點(diǎn)有： ① 占地面積少，動(dòng)作范圍大，減少?gòu)S源浪費(fèi)。 ② 能耗低，降低運(yùn)行成本。 ③ 提高生產(chǎn)效率，解放繁重體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人”或“少人”碼垛。 ④ 改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境。 ⑤ 柔性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同物料碼垛。 ⑥ 定位準(zhǔn)確，穩(wěn)定性高。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 一、解包工作站 找到工作站打包文件PalletizeStn.rspag，如圖6-27所示，按照以下步驟進(jìn)行解壓的操作。 二、IO 板配置和信號(hào)創(chuàng)建 在本工作站中，需要用到的數(shù)字輸入信號(hào)有傳送帶工件到位信號(hào)、真空反饋信號(hào)等。此外，還需要設(shè)置系統(tǒng)輸入、輸出，如“啟動(dòng)”、“停止”、“急停復(fù)位”、“打開(kāi)真空”等。在虛擬示教器中，要根據(jù)所需信號(hào)選配IO通信方式。由于信號(hào)數(shù)量較少，因此可以通過(guò)ABB標(biāo)準(zhǔn)IO板來(lái)進(jìn)行通信，可以選取DSQC652。數(shù)字信號(hào)16進(jìn)16出，沒(méi)有模擬輸出。ABB 標(biāo)準(zhǔn)IO板是下掛在DeviceNet總線上面的，配置比較簡(jiǎn)單。單元信號(hào)配置見(jiàn)表6–7和表6–8所示。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 1．工具數(shù)據(jù)的創(chuàng)建 在示教器中，建立工具坐標(biāo)系tGrip，參數(shù)設(shè)置如下圖6-33所示。對(duì)碼垛機(jī)器人而言，以末端執(zhí)行器不同而設(shè)置在不同位置，就吸附式而言其TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與吸盤(pán)所在平面交點(diǎn)的連線上并延伸一段距離，距離的長(zhǎng)短依據(jù)吸附物料高度確定；夾板式和抓取式的 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與手爪前端面交點(diǎn)處；而組合式 TCP 設(shè)定點(diǎn)需依據(jù)起主要作用的單組手爪確定。工作站工具吸盤(pán)如圖6-34所示。 2. 工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)的設(shè)定 本應(yīng)用中，工件坐標(biāo)系均采用用戶三點(diǎn)法創(chuàng)建。在虛擬示教器中，根據(jù)圖6–35所示的位置設(shè)定工件坐標(biāo)系。如果要完成左右兩個(gè)托盤(pán)的碼垛，就要對(duì)左右托盤(pán)的碼垛建立兩個(gè)工件坐標(biāo)系。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 3. 創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù) 在虛擬示教器中，根據(jù)以下參數(shù)設(shè)定載荷數(shù)據(jù)LoadFull：載荷高度250mm、長(zhǎng)度600mm、寬度400mm。設(shè)置方法參考任務(wù)一搬運(yùn)應(yīng)用。有效的負(fù)載數(shù)據(jù)需根據(jù)實(shí)際的重量以及抓件的重心進(jìn)行設(shè)定，這樣能讓機(jī)器人運(yùn)行起來(lái)更加平穩(wěn)。IRB460碼垛機(jī)器人沒(méi)有重心檢測(cè)功能，參數(shù)數(shù)值見(jiàn)表6-9所示，示教器設(shè)置界面如圖6-36所示。 4.創(chuàng)建示教目標(biāo)點(diǎn) 在本任務(wù)工作站中,單側(cè)擺放即需要示教原點(diǎn)pHome、抓取點(diǎn)pPick1、右側(cè)旋轉(zhuǎn)90點(diǎn) pBase1_90和右側(cè)不旋轉(zhuǎn)點(diǎn)pBase1_0等4個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，分別如圖6–37、圖6–38、圖6–39和圖6–40所示。左側(cè)擺放示教過(guò)程同右側(cè)，示教示意圖不再列出。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (1)機(jī)器人程序框架搭建 下面以一層的碼垛為例說(shuō)明碼垛的過(guò)程，程序流程圖如圖6–41所示。在執(zhí)行初始化程序后，檢測(cè)托盤(pán)是否放滿。若托盤(pán)不滿，則繼續(xù)抓取工件。根據(jù)碼垛要求放置的位置放置工件。碼垛計(jì)數(shù)不滿的繼續(xù)延時(shí)循環(huán)運(yùn)行，計(jì)數(shù)滿后就程序結(jié)束。 (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) ① 手動(dòng)示教目標(biāo)點(diǎn)程序 在程序中新建一個(gè) rModify 的子程序用于手動(dòng)示教目標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)前面分析，需要示教的目標(biāo)點(diǎn)主要有四個(gè)，即：初始點(diǎn)，抓取點(diǎn)，右側(cè)放置點(diǎn)pPlaceBase0，放置旋轉(zhuǎn)點(diǎn)pPlaceBase90。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) ② 主程序設(shè)計(jì) 首選執(zhí)行初始化程序，等待物塊到位信號(hào)和傳送帶完畢信號(hào)后，執(zhí)行目標(biāo)物體抓取程序目標(biāo)物體放置程序。 ③ 初始化子程序設(shè)計(jì) 首先復(fù)位真空信號(hào)，讀取當(dāng)前機(jī)器人目標(biāo)點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，指定工具坐標(biāo)為tGrip，工具終端移動(dòng)至初始原點(diǎn)即pHome點(diǎn)，初始化計(jì)數(shù)值和碼垛滿載布爾量，中斷初始化，連接中斷符與中斷程序tPallet1。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) ④ 抓取子程序設(shè)計(jì) 在傳送帶工件坐標(biāo)系中建立抓取子程序 rpick1 ，子程序功能為機(jī)器人手爪移動(dòng)至抓取點(diǎn)上方400mm 處。等待工件到位,然后移動(dòng)至抓取點(diǎn)。打開(kāi)真空，待接收到滿載信號(hào)后,移動(dòng)至抓取點(diǎn)上方 300mm 處。 ⑤ 放置子程序 調(diào)用子程序rPosition1計(jì)算放置位置點(diǎn)，移動(dòng)至放置位置點(diǎn)上方400mm后低速移動(dòng)至放置位置點(diǎn)。關(guān)閉真空，放置工件后延時(shí)0.3s，回到位置點(diǎn)上方400mm處，將當(dāng)前碼垛工件數(shù)加1，如達(dá)到最大碼垛數(shù)則完成碼垛。,,,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) ⑥ 計(jì)算放置點(diǎn)程序設(shè)計(jì) rPosition 計(jì)算放置的位置點(diǎn)。 ⑦ 中斷程序 設(shè)置計(jì)數(shù)值，失效中斷數(shù)據(jù)，執(zhí)行寫(xiě)屏指令。 ⑧ 位置點(diǎn)示教程序設(shè)計(jì) rModify 用于位置點(diǎn)示教。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【任務(wù)描述】 使用機(jī)器人完成一項(xiàng)焊接任務(wù)只需要操作者對(duì)它進(jìn)行一次示教，隨后機(jī)器人即可精確地再現(xiàn)示教的每一步操作。如讓機(jī)器人去做另一項(xiàng)工作，無(wú)須改變?nèi)魏斡布灰獙?duì)它再做一次示教即可。其主要優(yōu)點(diǎn)有： ① 穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均勻性； ② 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，一天可24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)； ③ 改善工人勞動(dòng)條件，可在有害環(huán)境下工作； ④ 降低對(duì)工人操作技術(shù)的要求； ⑤ 縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資； ⑥ 可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化； ⑦ 能在空間站建設(shè)、核電站維修、深水焊接等極限條件下完成人工難以進(jìn)行的焊接作業(yè)； ⑧ 為焊接柔性生產(chǎn)線提供技術(shù)基礎(chǔ)。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、常用弧焊數(shù)據(jù) 在弧焊的連續(xù)工藝過(guò)程中，需要根據(jù)材質(zhì)或焊縫的特性來(lái)調(diào)整焊接電壓或電流的大小，或焊槍是否需要擺動(dòng)、擺動(dòng)的形式和幅度大小等參數(shù)。需要設(shè)定的參數(shù)如下： 1. 焊接參數(shù)WeldData 焊接參數(shù)（WeldData）是用來(lái)控制在焊接過(guò)程中機(jī)器人的焊接速度，以及焊機(jī)輸出的電壓和電流的大小。需要設(shè)定的參數(shù)見(jiàn)表6-10所示。 2. SeamData:起弧收弧參數(shù) 起弧收弧參數(shù)（SeamData）用來(lái)控制焊接開(kāi)始前和結(jié)束后的吹保護(hù)氣的時(shí)間長(zhǎng)度，以保證焊接時(shí)的穩(wěn)定性和焊縫的完整性。需要設(shè)定的參數(shù)見(jiàn)表6-11所示。 3. WeaveData：擺弧參數(shù) 擺弧參數(shù)（WeaveData）用來(lái)控制機(jī)器人焊接過(guò)程中焊槍的擺動(dòng)。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 二、常用弧焊指令 任何焊接程序都必須以ArcLStart或者ArcCStart開(kāi)始，通常運(yùn)用ArcLStart作為起始語(yǔ)句；任何焊接過(guò)程都必須以ArcLEnd或者ArcCEnd結(jié)束；焊接中間點(diǎn)用ArcL/ArcC語(yǔ)句；焊接過(guò)程中，不同的語(yǔ)句可以使用不同的焊接參數(shù)（SeamData和WeldData）。 1. 線性焊接開(kāi)始指令“ArcLStart” ArcLStart指令作用為：用于直線焊縫的焊接開(kāi)始，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過(guò)程通過(guò)參數(shù)監(jiān)控和控制。 2. 線性焊接指令“ArcL” ArcL指令用于直線焊縫的焊接，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置，焊接過(guò)程通過(guò)參數(shù)控制。機(jī)器人線性焊接的部分應(yīng)使用ArcL指令。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 3. 線性焊接結(jié)束指令“ArcLEnd” ArcLEnd用于直線焊縫的焊接結(jié)束，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過(guò)程通過(guò)參數(shù)監(jiān)控和控制。 4. 圓弧焊接開(kāi)始指令“ArcCStart” ArcCStart用于圓弧焊縫的焊接開(kāi)始，工具中心點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過(guò)程通過(guò)參數(shù)監(jiān)控和控制。 5. ArcCEnd :圓弧焊接結(jié)束指令 ArcCEnd用于圓弧焊縫的焊接結(jié)束，工具中心點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過(guò)程通過(guò)參數(shù)監(jiān)測(cè)和控制 6. 圓弧焊接指令“ArcC” ArcC用于圓弧焊縫的焊接，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、弧焊I/O配置及參數(shù)設(shè)置 機(jī)器人需要與焊接設(shè)備進(jìn)行通信，需要定義信號(hào)名稱與信號(hào)地址，常用信號(hào)見(jiàn)表6-13所示。在實(shí)際應(yīng)用中，把定義好的I/O信號(hào)與ABB弧焊軟件的相關(guān)端口進(jìn)行關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)后弧焊系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地處理并聯(lián)信號(hào)。在進(jìn)行弧焊程序編寫(xiě)與調(diào)試時(shí)，可以通過(guò)弧焊專用的RAPID指令簡(jiǎn)單高效地對(duì)機(jī)器人進(jìn)行弧焊連接工藝的控制，表6–14所示是關(guān)聯(lián)的信號(hào)。 四、清槍裝置 在焊接過(guò)程中，利用噴霧裝置清理焊渣，使用剪絲裝置去掉焊絲的球頭，以保證焊接過(guò)程順利進(jìn)行，減少人為的干預(yù)，讓整個(gè)自動(dòng)化焊接工站流暢運(yùn)轉(zhuǎn)。清槍機(jī)構(gòu)如圖6-47所示。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 一、焊接機(jī)器人分類及特點(diǎn) 世界各國(guó)生產(chǎn)的焊接用機(jī)器人基本上都屬關(guān)節(jié)型機(jī)器人，絕大部分有6個(gè)軸，目前焊接機(jī)器人應(yīng)用中比較普遍的主要有3種：點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人和激光焊接機(jī)器人。 點(diǎn)焊機(jī)器人是用于點(diǎn)焊自動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，其末端持握的作業(yè)工具是焊鉗。 弧焊機(jī)器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護(hù)焊和非熔化極氣體保護(hù)焊）自動(dòng)作業(yè)工業(yè)機(jī)器人，其末端持握的工具是焊槍。 為適應(yīng)弧焊作業(yè)，對(duì)弧焊機(jī)器人的性能有著特殊的要求。除在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要指標(biāo)。其他性能如下： ① 能夠通過(guò)示教器設(shè)定焊接條件（電流、電壓、速度等）； ② 擺動(dòng)功能； ③ 坡口填充功能；,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 一、焊接機(jī)器人分類及特點(diǎn) ④ 焊接異常功能檢測(cè)； ⑤ 焊接傳感器（焊接起始點(diǎn)檢測(cè)、焊縫跟蹤）的接口功能。 激光焊接機(jī)器人是用于激光焊自動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，通過(guò)高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)，其末端持握的工具是激光加工頭。 與機(jī)器人電弧焊相比，機(jī)器人激光焊的焊縫跟蹤精度要求更高?；拘阅芤笕缦拢?① 高精度軌跡（≤ 0.1 mm ）； ② 持重大（30~50kg），以便攜帶激光加工頭； ③ 可與激光器進(jìn)行高速通信； ④ 機(jī)械臂剛性好，工作范圍大； ⑤ 具備良好的振動(dòng)抑制和控制修正功能。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成 弧焊機(jī)器人控制系統(tǒng)在控制原理、功能及組成上和通用工業(yè)機(jī)器人基本相同。目前最流行的是采用分級(jí)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一般分為兩級(jí)：上級(jí)具有存儲(chǔ)單元，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)編程、存儲(chǔ)多種操作程序，負(fù)責(zé)管理、坐標(biāo)變換、軌跡生成等；下級(jí)由若干處理器組成，每一處理器負(fù)責(zé)一個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)作控制及狀態(tài)檢測(cè)，具有實(shí)時(shí)性好，易于實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制。 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的組成與點(diǎn)焊機(jī)器人基本相同，主要由是由操作機(jī)、控制系統(tǒng)、弧焊系統(tǒng)和安全設(shè)備等組成。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成,,,1 — 氣瓶 2 — 焊絲桶 3 — 送絲機(jī) 4 — 機(jī)器人本體 5 — 焊槍 6 —機(jī)器人控制柜 7 — 供電及控制電纜 8 — 弧焊電源 9 — 示教器 10 — 機(jī)器人控工作臺(tái)； 圖6-49 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 一、解包工作站 雙擊打包文件進(jìn)行解壓，在彈出解包界面選擇“下一步”，選擇解壓到某一文件夾內(nèi)，可預(yù)先建好也可臨時(shí)創(chuàng)建新文件夾，選擇相應(yīng)的RobotWare版本號(hào)，此工作站為5.61版本創(chuàng)建，可選擇原始版本進(jìn)行恢復(fù)。點(diǎn)擊下一步，彈出解包完成對(duì)話框，單機(jī)完成，即開(kāi)始打開(kāi)原工作站文件。 二、I/O配置 在控制器菜單中打開(kāi)虛擬示教器，對(duì)I/O信號(hào)進(jìn)行配置。此工作站配置了1個(gè)DSQC651通信板，包含數(shù)字量8入8出，2路模擬量輸出，則需要在Unit中設(shè)置此I/O單元的相關(guān)參數(shù)，建立的系統(tǒng)I/O信號(hào)如圖6-53所示。詳細(xì)建立過(guò)程可參考前面項(xiàng)目五I/O配置任務(wù)。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、坐標(biāo)系標(biāo)定 在軌跡類應(yīng)用過(guò)程中，機(jī)器人所使用的工具大多為不規(guī)則形狀，這樣的工具很難用測(cè)量方法計(jì)算出工具尖點(diǎn)相對(duì)于初始工具坐標(biāo)系tool0的偏移，所以通常采用特殊的標(biāo)定方式來(lái)定義新建的工具坐標(biāo)系。定義工具坐標(biāo)系如圖6-56所示。 四、示教目標(biāo)點(diǎn) 需要示教的目標(biāo)點(diǎn)包括焊接過(guò)程位置點(diǎn)以及清槍過(guò)程位置點(diǎn)。焊接過(guò)程位置點(diǎn)可在程序下編輯器中找到目標(biāo)變量，需要示教的的焊接位置點(diǎn)依次為“pAW_1，pAW_2…pAW_11”。pAW_10位置示意圖如圖6-57所示。pAW_110位置示意圖如圖6-58所示。在手動(dòng)操縱模式下依次對(duì)程序中上述位置點(diǎn)進(jìn)行示教，更改位置信息，注意在手動(dòng)操縱時(shí)應(yīng)正確選擇工具坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 1. 數(shù)據(jù)定義程序 2. 運(yùn)行主程序 首先調(diào)用初始程序，使各種信號(hào)復(fù)位、機(jī)器人位置復(fù)位、數(shù)據(jù)復(fù)位；利用WHILE TRUE DO循環(huán)將機(jī)器人實(shí)際任務(wù)程序與初始化程序隔離開(kāi)，當(dāng)工作站準(zhǔn)備就緒時(shí)，則執(zhí)行焊接任務(wù)，調(diào)用焊接程序rArcWeld；使CleanNum數(shù)值加1，完成10個(gè)焊接工件后調(diào)用清槍程序，則執(zhí)行一次清槍任務(wù)。 3. 初始化執(zhí)行程序 在程序中設(shè)置機(jī)器人基本速度信息，復(fù)位基本I/O信號(hào)，設(shè)置中斷。設(shè)置機(jī)器人加速度，70%最大加速度值，70%坡度值，設(shè)置機(jī)器人速度限制，100%，最大限速2000mm/s；連接中斷，當(dāng)信號(hào)di01_start上升沿時(shí)觸發(fā)中斷，執(zhí)行中斷程序iStart；,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 復(fù)位送氣信號(hào)、點(diǎn)動(dòng)絲信號(hào)、剪絲信號(hào)、噴霧信號(hào)后將機(jī)器人位置移動(dòng)至工作原位pHome，此后執(zhí)行清槍程序。 4. 焊接程序 首先清屏并顯示“當(dāng)前機(jī)器人處于焊接任務(wù)中”，機(jī)器人移至焊接起始點(diǎn)正上方100mm處開(kāi)始啟動(dòng)焊接過(guò)程，逐次移動(dòng)至下一目標(biāo)點(diǎn)；到達(dá)焊接段最后位置后，停止焊接，將機(jī)器人移動(dòng)至焊接點(diǎn)正上方100mm處，復(fù)位準(zhǔn)備就緒標(biāo)識(shí)位置為FALSE，將移動(dòng)至工作原位pHome，最后再執(zhí)行一次清屏指令。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 5. 清槍程序 執(zhí)行清槍程序增加開(kāi)關(guān)量lnitial，如果完成焊接10次后執(zhí)行一次清槍任務(wù)；清屏顯示“當(dāng)前機(jī)器人處于清槍任務(wù)中”；此后機(jī)器人位置復(fù)位，以最大速度移動(dòng)至工作原位pHome，然后移至噴霧位置正上方100mm處，接著移至噴霧位置正上方50mm處，最后移至噴霧位置點(diǎn)，等待完全停穩(wěn)后置位噴霧信號(hào)，執(zhí)行噴霧動(dòng)作，噴霧完成后，復(fù)位噴霧信號(hào)。應(yīng)用偏移指令將機(jī)器人移至噴霧位置正上方50mm處，移至噴霧位置正上方100mm處，再將機(jī)器人移至剪絲位置正上方100mm處，下移至正上方50mm處，最后將機(jī)器人移至剪絲位置，置位送絲信號(hào)，開(kāi)始送絲，待送絲完成后復(fù)位送絲信號(hào)，再置位剪絲信號(hào)執(zhí)行剪絲。剪絲完畢后將機(jī)器人移至剪絲位置正上方100mm處，接著將機(jī)器人移至工作原位pHome！焊接次數(shù)復(fù)位，清屏。,,,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 6. 中斷程序如下： 就緒標(biāo)志位置為T(mén)RUE后開(kāi)始清屏并顯示“當(dāng)前工作站已準(zhǔn)備就緒”,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【任務(wù)描述】 并聯(lián)機(jī)器人作為一種新型的機(jī)器人形式得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)則不會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)。并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力大、微動(dòng)精度高、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷小的優(yōu)點(diǎn)，其正解困難反解卻非常容易，與串聯(lián)機(jī)器人形成了良好的互補(bǔ)關(guān)系。并聯(lián)機(jī)器人可用于六自由度數(shù)控加工中心、航天器對(duì)接機(jī)構(gòu)、汽車(chē)裝配線、運(yùn)動(dòng)模擬器、巖土挖掘、光學(xué)調(diào)整、醫(yī)療機(jī)械等領(lǐng)域，目前已經(jīng)工業(yè)化的并聯(lián)機(jī)器人以快速抓取作為主要的應(yīng)用形式。在本任務(wù)中將對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)、主要類型、工程應(yīng)用等方面進(jìn)行介紹，以使大家對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)有個(gè)大致了解和掌握。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 并聯(lián)機(jī)構(gòu)是一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)，其動(dòng)平臺(tái)或末端執(zhí)行器通過(guò)至少2個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈與機(jī)架相聯(lián)接，必備的要素如下： ① 末端執(zhí)行器必須具有運(yùn)動(dòng)自由度； ② 這種末端執(zhí)行器通過(guò)幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)鏈或分支與機(jī)架相聯(lián)； ③ 每個(gè)分支運(yùn)動(dòng)鏈由惟一的移動(dòng)副或轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)。 除了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中更是有串聯(lián)機(jī)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢(shì)： ① 剛度質(zhì)量比大。并聯(lián)閉環(huán)桿系理論上只承受拉、壓載荷，是典型的二力桿。多桿受力使得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有很高的承載強(qiáng)度。 ② 動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越。運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量輕、速度快、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，可有效改善伺服控制器動(dòng)態(tài)性能，使動(dòng)平臺(tái)獲得很高的進(jìn)給速度與加速度，適于高速數(shù)控作業(yè)。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 除了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中更是有串聯(lián)機(jī)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢(shì)： ③ 運(yùn)動(dòng)精度高。傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)的加工誤差是各個(gè)關(guān)節(jié)的誤差積累，而并聯(lián)機(jī)構(gòu)各個(gè)關(guān)節(jié)的誤差可以相互抵消、相互彌補(bǔ)，因此，并聯(lián)機(jī)構(gòu)是未來(lái)機(jī)床的發(fā)展方向。 ④ 多功能靈活性強(qiáng)?？蓸?gòu)成形式多樣的布局和自由度組合，在動(dòng)平臺(tái)上安裝刀具進(jìn)行多坐標(biāo)銑、磨、鉆、特種曲面加工等，也可安裝夾具進(jìn)行復(fù)雜的空間裝配，是柔性化的理想機(jī)構(gòu)。 ⑤ 使用壽命長(zhǎng)。受力結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)動(dòng)部件磨損小，不存在鐵屑或冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌內(nèi)部而導(dǎo)致其劃傷、磨損或銹蝕現(xiàn)象。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 二、并聯(lián)機(jī)器人 在并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)體系中，有著多種機(jī)構(gòu)種類劃分方法。按照自由度可劃分為2個(gè)自由度、3個(gè)自由度、4個(gè)自由度、5個(gè)自由度、6個(gè)自由度的并聯(lián)機(jī)器人。并聯(lián)機(jī)器人使用受限的原因很多，比如工作空間較小、負(fù)載能力有限等，目前開(kāi)發(fā)出的被充分研究并被廣泛應(yīng)用的并聯(lián)機(jī)構(gòu)數(shù)量有限，只有Stewart、delta等少數(shù)幾類。 三、并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用 并聯(lián)機(jī)器人由于其本身特點(diǎn)，一般多用在高剛度、高精度和高速度而無(wú)需很大空間的場(chǎng)合。主要有以下幾個(gè)方面： ① 模擬運(yùn)動(dòng)：飛行員三維空間訓(xùn)練模擬器，駕駛模擬器，檢測(cè)產(chǎn)品在模擬的反復(fù)沖擊振動(dòng)下的運(yùn)行可靠性，娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)等。 ② 對(duì)接運(yùn)動(dòng)：宇宙飛船的空間對(duì)接，汽車(chē)裝配線上的車(chē)輪安裝，醫(yī)院中的假肢接骨等。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用 主要有以下幾個(gè)方面： ③ 承載運(yùn)動(dòng)：大扭矩螺栓緊固，短距離重物搬運(yùn)等。 ④ 金屬切削加工：應(yīng)用于各類銑床、磨床、鉆床或點(diǎn)焊機(jī)、切割機(jī)等。 ⑤ 測(cè)量機(jī)：用來(lái)作為其它機(jī)構(gòu)的誤差補(bǔ)償器。 ⑥ 微動(dòng)機(jī)構(gòu)或微型機(jī)構(gòu)。 ⑦ 其他領(lǐng)域：機(jī)器人的關(guān)節(jié)，爬行機(jī)構(gòu)，食品、醫(yī)藥包裝和移載機(jī)械手等。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 在本次任務(wù)中簡(jiǎn)要說(shuō)明IRB360并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人的安裝步驟及過(guò)程。 ① 使用M12螺絲將機(jī)器人固定至支架，螺絲長(zhǎng)度取決于支架上固定耳的厚度，如圖6-65所示。 ② 安裝中間伸縮桿，并用內(nèi)六角螺絲固定伸縮桿于4軸上。 ③ 安裝4軸連接法蘭，同樣需要擰入內(nèi)六角螺絲，同樣需要之前涂抹螺紋膠。 ④ 拆卸蓋板替換為電源和編碼器的蓋板，并且上緊螺絲。 ⑤ 打開(kāi)上部蓋板，需要接線的為兩個(gè)黑色航空插頭、SMB線串口接頭和兩個(gè)接地線。 ⑥ 安裝碳素桿，將兩根彈簧的一端套入連接鉤小孔中，另一端鏈接碳素桿。預(yù)放于法蘭旁邊，拉開(kāi)后放置于法蘭圓球上。如圖6-67所示。 ⑦ 調(diào)整碳素桿位置。每?jī)蓚€(gè)碳素桿有四個(gè)彈簧，機(jī)器人手臂和4軸法蘭位置可以通過(guò)調(diào)整到位。安裝完成后如圖6-68所示，氣管可固定于其中一根碳素桿上。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 Delta機(jī)器人屬于高速、輕載的并聯(lián)機(jī)器人，具有占地面積小、重復(fù)定位精度高等特點(diǎn)。它由三個(gè)并聯(lián)的伺服軸確定抓具中心位置，廣泛應(yīng)用于電子和汽車(chē)零部件組裝、食品加工、分揀包裝等行業(yè)。一般通過(guò)示教編程或視覺(jué)系統(tǒng)捕捉目標(biāo)物體，確定產(chǎn)品位置高速拾取，并通過(guò)氣動(dòng)吸盤(pán)控制物體的抓放。Delta機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)主要包括機(jī)器人、安裝框架、輸送線、視覺(jué)系統(tǒng)、力矩傳感器等幾大部分。 1．機(jī)器人 ABB公司推出的IRB340 FlexPicker機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和電子行業(yè)。Fanuc公司在2009在Delta結(jié)構(gòu)機(jī)器人的基礎(chǔ)上研制了M-LiA、M-3iA機(jī)器人；川崎公司也推出了delta工業(yè)機(jī)器人。Delta機(jī)器人在三維空間優(yōu)越的特性使其在物流行業(yè)大顯身手。 2. 安裝框架 機(jī)器人安裝框架是用來(lái)固定機(jī)器人的機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行定制。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 3．輸送線 機(jī)器人配套輸送線采用電機(jī)輸送帶方式，通過(guò)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)定位與輸送線編碼器反饋位置的方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)目標(biāo)工件的位置、姿態(tài)識(shí)別和準(zhǔn)確抓取。根據(jù)節(jié)拍和現(xiàn)場(chǎng)需要，可并行多條輸送線同時(shí)工作。 4. 視覺(jué)系統(tǒng) 視覺(jué)系統(tǒng)是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算抽取目標(biāo)特征，進(jìn)而根據(jù)判別結(jié)果控制機(jī)器人動(dòng)作。在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)環(huán)境或人工視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué)；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)中，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。,,,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 5. 力矩傳感器 力矩傳感器相當(dāng)于讓機(jī)器人有了觸覺(jué)感受，是偵測(cè)X、Y、Z三個(gè)方向的力和扭矩的傳感器。一般用于檢測(cè)某一軸的參數(shù)，根據(jù)軸的形狀添加輔助連接件，進(jìn)行螺栓擰裝。在高精度裝配、精定位等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。,,,Thank You!,