基于RobotStudio的智能玻璃清洗系统图形化界面设计.pdf

基于RobotStudio的智能玻璃清洗系统图形化界面设计房华，赵鹏，王超（安图实验仪器（郑州）有限公司，河南郑州摘要：设计一种利用RobotStudio构建的智能玻璃清洗系统虚拟仿真工作站和利用RobotStudio二次开发功能ScreenMaker创建用户自定义界面的监控系统图形化界面。利用示教器控制界面在自动运行下实时监控工作站的玻璃清洗、周边设备的工作情况，反映该系统在运行过程中各部分信息的变化。仿真结果表明，该工作站系统界面能够实现设计功能，满足使用要求。关键词：智能玻璃清洗；虚拟仿真；图形化界面中图分类号：TP242;TH132文献标识码：B0引言目前在机器人生产线的前期设计、规划实施方案工作中往往借助于机器人仿真软件对生产线上各设备进行仿真模拟，评价工作站的可行性及潜在问题。ABB的RobotStudio工具，使用自定义的操作员界面能在工厂实地简化机器人系统操作。设计合理的操作员界面能在正确的时间以正确的格式将正确的信息显示给用户。GUI(Graphical User Interface，图形用户界面）通过机器人系统内在工作转化为图形化的前端界面2，从而简化工业机器人的操作。对减少用户的误操作，增加可读性具有十分良好的效果。在项目中，为了简化智能玻璃清洗工作站工业机器人的操作和监控系统中设备的运行情况，将常用的工业机器人控制操作和显示进行图形化。1图形化界面的制作1.1准备工作图形化界面需要与机器人的RAPID程序程序数据以及IO信号进行关联。为了调试方便，一般是在虚拟仿真软件中创建一个与真实项目一样的工作站，在调试完成后，再输送到真实的机器人控制器中去。RobotStudio工具在制作图形化界面前，需要安装与软件相对应版本示教器二次开发SDK包-FlexPendantSDK。在软件中创建机器人虚拟仿真系统，机器人系统选项配置一定要包含6 16-1PCInterface与6 17-1FlexPendant Interface,以实现与ABB机器人控制器、示教器的远程通信与相关功能的二次开发。1.2I/0信号配置根据智能玻璃清洗工作站的界面显示和操作功能要求，创建一组3个数字型输出信号，分别测试安全路径、拾取路径和放置路径；3个数字型输人信号，分别用于安全路径测试运行、拾取路径测试运行和放置路径测试运行指示灯4个数字量信号分别控制机器人位置、设备清洗次数、单块清洗时间、设备运行总时间。工作站具体名称、I/0信号及逻辑值见表1。1.3创建新ScreenMaker项目软件控制器菜单栏的控制器工具命令组中，点击“示教器”命令按钮后的小三角，激活功能。在ScreenMaker菜单栏下点击“新建”命令按钮，选择模板，设置项目名称、文件保存目录。弹18设备管理与维修2 0 2 3No10（上）450047)DOl:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.10.08表1工作站的1/O信号名称及用途名称信号类型逻辑值SPTDigital OutputKPTDigital OutputPPTDigital Outputled1Digital Input.Led2Digital InputLed3Digital InputNRobotPosnumCleaning timesnumOne timenumALLtimenum出机器人示教器开发的主画面MainScreen,在右侧的Properties对话框中可以修改画面的名称、背景色等相关属性。点击“属性 命令按钮，弹出Project Properties对话框。1.4示教器画面设计在右侧ToolBox框中，展开“Controller Controls”,首先拖拽1个TabControl控件，将其调整到合适的位置和大小，左侧展示工作站信息，右侧设置成调试界面。信息界面中使用ScreenMaker设置机器人当前位置文字提示。为了使用ScreenMaker设置机器人当前位置文字提示过程，双击“TpsLabel,调整控件的位置选中后连接。单击“AllowMul-tipleStates”，勾选text。在SelectedStatelndex中选择“绑定至控制器对象”,将机器人的动作说明与程序数据nRobotPos关联起来，在text中输人“机器人在“HOME点”，单击“ADD再添加2 个条目，分别是机器人在拾取点和机器人在放置点；使用ScreenMaker设置机器人当前位置图形提示，双击“PictureBox适当布置Pic-tureBox控件的大小与位置，单击AllowMultipleStates”,勾选Image 选项，选择 SizeMode 为 Stretchlmage。在 SelectedStatelndex中选择“绑定至控制器对象”,选择“Rapid数据，选择 nRobot-Pos”,将机器人的动作图片与程序数据nRobotPos关联起来，打开States选项对话框，在Image选项中添加机器人在HOME点对应的图片，再添加两个器人在拾取点和机器人在放置点的图片；使用途0安全路径测试0拾取路径测试0放置路径测试0安全路径测试运行指示灯0拾取路径测试运行指示灯0放置路径测试运行指示灯0机器人位置0清洗次数0单块清洗时间0设备工作时间设计研究用ScreenMaker设置机器人清洗单块时间和共需时间，需清洗、已清洗和待清洗件数。选择5个TpsLabel,适当调整好位置后，将Text设定为“机器人清洗单块时间和共需时间，需清洗、已清洗和待清洗件数”,布置调整TpsLabel控件的位置后，在右上角方块选择“BindText to ControllerObject,选择Rapid数据中的Cleaning times、O n e t i me、A L L t i me 等数据；使用ScreenMaker设置机器人当前手动/自动状态提示，在ScreenMaker中，已预设了与机器人系统事件关联的控件，设置调整ControllerModeStatus控件的位置和大小，设置调整RapidExecutionStatus控件的位置和大小，通过切换机器人手动/自动状态、程序启动/停止，可以观察机器人状态的变化。信息界面如图1所示。乡FXe机器人状态图1信息界面图形化设置调试界面中使用ScreenMaker设置机器人回安全点路径、拾取路径和放置路径测试的功能。通过ScreenMaker设置一个按钮来调用一个例行程序。这样就可以简化例行程序的调用步骤，降低误操作的可能。设置runRoutineButtonl并调整大小和位置,text设置为“安全路径测试”“拾取路径测试”“放置路径测试”,在Properties标签中单击“RoutineToCall打开对话框，选择相应的调试程序；在ToolBox标签中双击Led”,设置并调整ledl、l e d 2、l e d 3的大小和位置，在Properties中单击“Value”选择“绑定至控制器对象”，指示灯显示当前路径的运行情况。调试界面图形如图2 所示。=V信息安全路径测试oledl拾取路径测试oled2放置路径测试oled3图2 调试界面图形化设置2运行测试2.1项目编译部署点击“构建”命令按钮，对编写的示教器画面程序进行编译，软件下方的输出窗口中会显示编译信息提示。编译成功后，点击“部署”命令按钮，将项目下载到机器人控制器，下载完成后输出设计研究窗口中会显示下载成功的信息提示。2.2运行测试示教器生产窗口、机器人硬件连接以及程序上载成功后，它们之间进行内部交互，首先进行调试界面的测试，调试界面是对程序的检验，当点击安全路径测试时,ledl的灯就会由红变黄，且机器人会回到安全点（HOME点），当点击拾取与放置路径测试时,led2、le d 3的灯同上变化且机器人会按照拾取与放置程序进行运动。信息界面上边两个标志是手动与自动转换的指示，当进行手动测试时，手动标志会变为绿色，此时可得知机器人在进行单步操作；当进行自动操作时，自动标志会变为绿色，此时可以在需清洗后设置清洗数量。界面中已清洗数量会随着清洗个数的增加而增加，如此反复，直至该界面上需清洗数量与已清洗数量相等，此时机器人停止运动，该订单完成。在该界面上还有单块玻璃清洗所用时间与共需时间。该系统界面还可以智能8 的输人想要清洗的玻璃数量，机器人通过数据传输按照给定的数信息调试单块时间共需时间需清洗0已清洗待清洗调试量进行清洗，达到数量并会自动停止，等待下一次指令。3结束语通过RobotStudio二次开发功能ScreenMaker创建用户自定义界面的监控系统图形化界面。调试界面的功能，一方面可以在进行大批订单工作之前对程序运行进行测试，以免出现错误而延误时间，另一方面减少了维修步骤，节约时间。信息界面有单块玻璃清洗所用时间与共需时间，可以更加清晰地反映智能加工的状态，只需给定一个所需清洗的数量，机器人就会开始运动，并启动计时与计数功能，当清洗数量与给定数量相同时，机器人自动停止。该设计以工业机器人为基础，实现各种玻璃的自动清洗，降低人力和时间成本，并减少误操作的风险。1叶晖.工业机器人工程应用虚拟仿真教程 M.北京：机械工业出版社,2 0 14.2陆叶.基于RobotStudio的机器人柔性制造生产线的仿真设计 J.组合机床与自动化加工技术，2 0 16（6)：157-16 0.3叶晖，管小清.工业机器人实操与应用技巧 M.北京：机械工业出版社,2 0 10.4张杰峰,刘传胜.离线编程示教的工业机器人教学研究 J.装备制造技术,2 0 14(10):2 2 2-2 2 4.5陆佳琪，张康瑞，高兴宇，等.基于RobotStudio的机器人夹取装配区生产单元虚拟仿真 J.现代制造技术与装备，2 0 2 0（6)：59-6 1,6 4.O6刘朝岸.基于工业机器人的纸卷自动包装系统设计与仿真 D.长沙：长沙理工大学，2 0 2 0.7 王汝.工业机器人离线编程磨抛路径优化及仿真应用 D.福州：福州大学，2 0 18.8李琳杰，赵伟博，齐错亮.基于RobotStudio的自动生产线工作站设计与仿真 J.工业仪表与自动化装置，2 0 2 1(6)：157-16 0.请关注更加新颖的公众号设备管理与维修2 0 2 3No10（上）参考文献【编辑毕来金】19