工业机器人包装应用课件-PPT.ppt

工业机器人工业机器人:产品包装典型应用精析产品包装典型应用精析XXXXXX等著等著机械工业出版社CHINAMACHINEPRESS第第一一章章 工业机器人概述工业机器人概述工业机器人工业机器人:产品包装典型应用精析产品包装典型应用精析1.1 1.1 工业机器人工业机器人定义定义工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。1.2 1.2 工业机器人工业机器人发展发展1959年Unimation公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了工业机器人发展的新纪元1.2 1.2 工业机器人工业机器人发展发展1974年，瑞典通用电机公司（ASEA，ABB公司的前身）开发出世界上第一台全电力驱动、由微处理器控制的工业机器人IRB6。1.2 1.2 工业机器人工业机器人发展发展1987年，国际机器人联合会（InternationalFederationofRobotics，IFR）成立。在1987年举办的第17届国际工业机器人研讨会上，来自15个国家的机器人组织成立了国际机器人联合会（IFR）1.3 1.3 工业机器人的分类工业机器人的分类 工业机器人种类繁多，分类方法也不统一，可按照运动形态、运动轨迹、驱动方式、坐标形式来区分，其中按照坐标形式分为以下几类：（坐标形式是指操作机的手臂在运动时所取的参考坐标系的形式。）1.3 1.3 工业机器人的分类工业机器人的分类直角坐标型工业机器人：运动部分由三个相互垂直的直线移动（即PPP）组成，其工作空间图形为长方形,如图1-3所示。它在各个轴向的移动距离，可在各个坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，控制无耦合，结构简单，但机体所占空间体积大，动作范围小，灵活性差，难与其他工业机器人协调工作1.3 1.3 工业机器人的分类工业机器人的分类圆柱坐标型工业机器人：运动形式是通过一个转动和两个移动组成的运动系统来实现的，其工作空间图形为圆柱，与直角坐标型工业机器人相比，在相同的工作空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大，其位置精度仅次于直角坐标型机器人，难与其他工业机器人协调工作1.3 1.3 工业机器人的分类工业机器人的分类球坐标型工业机器人：球坐标型工业机器人又称极坐标型工业机器人，其手臂的运动由两个转动和一个直线移动（即RRP，一个回转，一个俯仰和一个伸缩运动）所组成，其工作空间为一球体，它可以做上下俯仰动作并能抓取地面上或较低位置的协调工件，其位置精度高，位置误差与臂长成正比1.3 1.3 工业机器人的分类工业机器人的分类多关节型工业机器人：又称回转坐标型工业机器人，这种工业机器人的手臂与人一体上肢类似，其前三个关节是回转副（即RRR），该工业机器人一般由立柱和大小臂组成，立柱与大臂间形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，可使大臂做回转运动和俯仰摆动，小臂做仰俯摆动。其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，能与其他工业机器人协调工作，但位置精度较低，有平衡问题，控制耦合，这种工业机器人应用越来越广泛1.3 1.3 工业机器人的分类工业机器人的分类平面关节型工业机器人：它采用一个移动关节和两个回转关节（即PRR），移动关节实现上下运动，而两个回转关节则控制前后、左右运动。这种形式的工业机器人又称SCARA机器人。在水平方向则具有柔顺性，而在垂直方向则有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业的插接、装配中应用广泛1.4 1.4 工业机器人在包装行业的应用工业机器人在包装行业的应用工业机器人在包装工程领域中，应用已有很长的历史。包装应用机器人作业的有很多方面，其中最为成熟的是搬运、分拣、装箱、码垛、拆垛应用。主要用于体积大而笨重物件的搬运，人体不能接触的洁净产品的包装，如食品、药品；对人体有害的化工原料的包装等。随着机器人技术的成熟和产业化的实现，使得包装工程领域中工业机器人的应用范围越来越广1.4 1.4 工业机器人在包装行业的应用工业机器人在包装行业的应用搬运1.4 1.4 工业机器人在包装行业的应用工业机器人在包装行业的应用分拣1.4 1.4 工业机器人在包装行业的应用工业机器人在包装行业的应用装箱1.4 1.4 工业机器人在包装行业的应用工业机器人在包装行业的应用码垛1.4 1.4 工业机器人在包装行业的应用工业机器人在包装行业的应用拆垛1.5 ABB1.5 ABB机器人在中国的现状机器人在中国的现状ABB机器人业务于1994年来到中国，并早在2005年就在中国建立了研发中心和生产基地，2006年更是将全球业务总部搬迁至上海，为中国制造业的迅猛发展提供更强有力的支持，截至目前，ABB机器人位于上海康桥的生产基地已累计生产机器人超过四万台，ABB也是截至目前唯一一家在中国打造工业机器人从研发、生产、销售、工程、系统集成到客户服务全价值链业务的跨国企业1.5 ABB1.5 ABB机器人在中国的现状机器人在中国的现状在保持国内领先地位的同时，ABB机器人仍在继续开疆拓土，在山东青岛成立了应用中心，并在广东珠海成立了ABB机器人（珠海）分公司，其他区域的应用中心也在加紧筹备中1.5 ABB1.5 ABB机器人在中国的现状机器人在中国的现状ABB机器人校企合作计划于2010年开始展开，现已经与国内近百所院校合作建立了工业机器人实训室，并提供了全方位的技术支持，极大促进了机器人技术在国内的推广与应用第第二二章章 产品搬运产品搬运工业机器人工业机器人:产品包装典型应用精析产品包装典型应用精析1、搬运工作站构成2、机器人IO通讯设置3、搬运类工具坐标系、有效载荷设置4、常用运动指令使用5、常用信号设置指令运用6、偏移函数Offs运用7、搬运程序编写技巧2.1 2.1 学习目标学习目标2.2 2.2 任务描述任务描述工业机器人在搬运领域中有着广泛的应用，可以代替人力完成大量重复性工作，小到电子零部件，大到汽车车身，均可使用机器人进行搬运处理，降低劳动强度，特别适合一些物料数量多或重量大或者体积大的搬运场合；本工作站以玻璃搬运为例，利用ABB公司的IRB6700机器人将玻璃从生产线上搬运至立式清洗机上，以便完成后续的玻璃清洗的处理；2.3 2.3 知识储备知识储备标准标准I/O I/O 板卡板卡ABB标准IO板卡下挂在DeviceNet总线上面，常用型号有DSQC651（8个数字输入，8个数字输出，2个模拟输出），DSQC652（16个数字输入，16个数字输出）IOIO板卡地址板卡地址IO板卡总线地址设置：ABB提供的标准IO通讯板卡通过总线接口X5与DeviceNet总线进行通讯，地址由总线接头上的地址针脚编码生成，如下图所示，当前DSQC651板卡上的DeviceNet总线接头中，剪断了8号、10号地址针脚，则其对应的总线地址为2+8=102.3 2.3 知识储备知识储备2.3 2.3 知识储备知识储备数字输出信号设置数字输出信号设置数字输出信号接线示例如下：利用输出端口1控制指示灯发光：2.3 2.3 知识储备知识储备数字输入信号设置数字输入信号设置数字输入信号接线示例如下：利用输入端口1接受按钮状态：常用运动指令常用运动指令1 1）MoveLMoveL：线性运动指令：线性运动指令MoveL p20,v1000,z10,tool1 WObj:=wobj1;作用：将机器人的作用：将机器人的TCP TCP 沿直线运动至给定目标点沿直线运动至给定目标点2.3 2.3 知识储备知识储备2 2）MoveJMoveJ：关节运动指令：关节运动指令MoveJ p20,v1000,z10,tool1 WObj:=wobj1;作用：将机器人作用：将机器人TCP TCP 快速移动至给定目标点快速移动至给定目标点2.3 2.3 知识储备知识储备3 3）MoveCMoveC：圆弧运动指令：圆弧运动指令MoveL p10,v1000,z10,tool1 WObj:=wobj1;MoveC p20,p30,v1000,z10,tool1 WObj:=wobj1;作用：将机器人作用：将机器人TCP TCP 沿圆弧运动至给定目标点沿圆弧运动至给定目标点2.3 2.3 知识储备知识储备4 4）MoveAbsjMoveAbsj：绝对运动指令：绝对运动指令作用：将机器人各关节轴运动至给定位置作用：将机器人各关节轴运动至给定位置PERS jointarget jpos10:=0,0,0,0,0,0,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09;MoveAbsj jpos10,v1000,z50,tool1 WObj:=wobj1;关节目标点数据中各关节轴为0，则机器人运行至各关节轴0 位置上述指令的动作结果是：上述指令的动作结果是：2.3 2.3 知识储备知识储备（4 4）常用常用I/O I/O 控制指令控制指令1 1）SetSet指令作用：指令作用：将数字输出信号置为1应用举例：应用举例：Set Do1;执行结果：执行结果：将数字输出信号Do1 置为12 2）ResetReset指令作用：指令作用：将数字输出信号置为0应用举例：应用举例：Reset Do1；执行结果：执行结果：将数字输出信号Do1 置为03 3）WaitDIWaitDI指令作用：指令作用：等待一个输入信号状态为设定值应用举例：应用举例：WaitDI Di1,1;执行结果：执行结果：等待数字输入信号Di1 为1，之后才执行下面的指令2.3 2.3 知识储备知识储备（5 5）常用逻辑控制指令常用逻辑控制指令1 1）IFIF：指令作用：指令作用：满足不同条件，执行对应程序应用举例：应用举例：IF reg1 5 THEN Set do1;ENDIF执行结果：执行结果：如果reg15条件满足，则执行Set Do1指令 将数字输出信号置为12 2）FORFOR：指令作用：指令作用：根据指定的次数，重复执行对应程序应用举例：应用举例：FOR i FROM 1 TO 10 DO routine1;ENDFOR执行结果：执行结果：重复执行10次routine1里的程序2.3 2.3 知识储备知识储备3 3）WHILEWHILE指令作用：指令作用：如果条件满足，重复执行对应程序应用举例：应用举例：WHILE reg1 reg2 DO reg1:=reg1+1;ENDWHILE执行结果：执行结果：如果变量reg1reg2 条件一直成立，则重复 执行reg1 加1，直至reg1reg2 条件不成立 为止2.3 2.3 知识储备知识储备4 4）TESTTEST指令作用：指令作用：根据指定变量的判断结果，执行对应程序应用举例：应用举例：TEST reg1 CASE 1:routine1;CASE 2:routine2;DEFAULT:Stop;ENDTEST执行结果：执行结果：判断reg1数值，若为1则执行routine1，若为2则执 行routine2，否则执行Stop2.3 2.3 知识储备知识储备（6 6）Offs Offs 偏移功能偏移功能指令作用：指令作用：以选定的目标点为基准，沿着选定工件坐标系 的X、Y、Z 轴方向偏移一定的距离。应用举例：应用举例：MoveL Offs(p10,0,0,10),v1000,z50,tool0 WObj:=wobj1;执行结果：执行结果：将机器人TCP 移动至以p10 为基准点、沿着 wobj1 的Z 轴正方向偏移10mm 的位置2.3 2.3 知识储备知识储备2.4 2.4 任务实施任务实施-解压解压解压解压工作工作站压缩包站压缩包2.4 2.4 任务实施任务实施-仿真运行仿真运行之后可点击仿真菜单中的播放，即可查看该机器人工作站运行情况:2.4 2.4 任务实施任务实施-IO-IO板卡设置板卡设置工作站IO设置说明：在此工作站中我们配置1个DSQC652通讯板卡（数字量16进16出），总线地址为10；在示教器中点击菜单-控制面板-配置-DeviceNet Device中可查看该IO板块的设置-Board10：2.4 2.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置在此工作站中共设置了4个数字输入输出信号，在示教器中点击菜单-控制面板-配置-Signal中可查看这些IO信号的设置：doGrip:数字输出信号，用于控制吸盘工具系统真空开启与关闭；2.4 2.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置doplaceDone:机器人输出信号传送至清洗机，玻璃放置完成确认信号。2.4 2.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置diGlassInPos:玻璃输送链末端检测玻璃到位信号，玻璃到达输送链末端之后才允许机器人来拾取玻璃。2.4 2.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置diGlassInMachine：立式清洗机上料侧检测玻璃信号，需保证上料侧无玻璃的情况下才允许机器人放置下一块玻璃；2.4 2.4 任务实施任务实施-工具坐标系工具坐标系工具坐标系tVacuum:沿着默认工具坐标系tool0的Z轴正方向偏移300mm；工具本身负载29kg，重心沿着tool0的Z轴正方向偏移200mm，在真实应用中，工具本身负载可通过机器人系统中的自动测算载荷的系统例行程序LoadIdentify。2.4 2.4 任务实施任务实施-有效载有效载荷数据荷数据有效载荷数据LoadFull：可在手动操作画面中的有效载荷中查看到，机器人所拾取的玻璃的负载信息，当前玻璃本身重量为25kg，重心相对于tVacuum来说沿着其Z轴正方向偏移了10mm；真实应用过程中有效载荷也可通过LoadIdentify进行测算2.4 2.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点点击示教器菜单-程序编辑器-例行程序，在rModify中可找到在此工作站中需要示教的3个基准:pHome，pPick，pPlace；2.4 2.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点pHome：机器人工作等待位置，示教时使用工具坐标系tVacuum，工件坐标系Wobj0;；2.4 2.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点pPick:拾取玻璃目标位置；位于玻璃输送链末端处，示教时使用工具坐标系tVacuum，工件坐标系Wobj0；2.4 2.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点pPlace:放置玻璃目标位置，位于立式清洗机上料侧；示教时使用工具坐标系tVacuum，工件坐标系Wobj0；2.5 2.5 课课后练习后练习 该机器人工作站工作流程较为简单，主要涉及IO通讯的基本设置、搬运工具坐标系的设置、有效载荷数据的设置、目标点的示教等内容，在编程方面，主要运用了常规的运动指令、信号置位指令等，在了解完整个工作站后，大家可重点练习下机器人运动过程中MoveL和MoveJ指令的使用区别，可尝试修改当前程序中默认使用的运动类型，观察机器人运动效果在修改前后有和差异，并在此页空白处总结两者的相同点和不同点，以及各自所适用的场合。第第三三章章 输送链跟踪输送链跟踪工业机器人工业机器人:产品包装典型应用精析产品包装典型应用精析1、输送链跟踪工作站构成2、输送链跟踪原理及组成部分3、编码器选型说明4、输送链跟踪板卡DSQC377介绍及接线说明5、编码器正方向校准6、CountsPerMeter校准7、输送链跟踪参数设置8、输送链基座标校准9、输送链跟踪信号说明10、输送链跟踪相关指令11、输送链跟踪程序编写技巧3 3.1.1 学习目标学习目标3 3.2.2 任务描述任务描述在小物料、大批量的生产场合，分拣物料的工作量十分巨大，占用大量的劳动力，采用DELTA机器人并配合输送链跟踪技术，可实现物料分拣的自动化运行，在食品、药品、日化用品、电子行业等领域有着非常广泛的应用；本工作站采用输送链跟踪技术实施糕点的分拣，并按照指定的规则摆放至产品盒中，之后产品盒流转至下一工位完成封装以及装箱的工序，该工作站利用ABB公司的IRB360机器人实施输送链跟踪分拣糕点；糕点输入线为跟踪线，实时运行，机器人动态拾取糕点；产品盒为定点位置，每当产品盒输送链接收一次有效触发信号便移动一个工位间隔，将产品盒移动至固定的装盒位置处3 3.3.3 知识储备知识储备输送链跟踪原理及组成部分输送链跟踪原理及组成部分编码器选型编码器选型所选编码器必须为PNP类型，即高电位有效类型，并且需有相位相差90度的A相、B相，此外，还对编码器脉冲频率有以下要求，不管采用何种方式安装，只需保证当输送链每运行1米时，编码器输出的脉冲数在1250-2500之间。假设，编码器通过联轴器直接与输送链的主动轮进行连接，主动轮每旋转1圈，则输送链表面运行0.5m，则若输送链表面运行1m，对应主动轮需要旋转2圈，对应编码器也需旋转2圈，则需要编码器输出的脉冲数在1250-2500之间，则通过运算，可以选取脉冲频率为1000脉冲/圈的PNP类型编码器；这样，当输送链表面运行1m则对应脉冲数为2000个，符合跟踪要求；此外编码器的电流范围为50-100mA，电压范围为10-30V3 3.3.3 知识储备知识储备输送链跟踪板卡同时采集编码器A相、B相上升沿和下降沿个数，一个周期内则相应采集4个有效计数信号，即当输送链每运行1米时，控制器软件采集到的计数信号个数在5000-10000之间，少于5000即会影响到机器人跟踪精度，多于10000不会提升机器人跟踪精度。输送链跟踪板卡输送链跟踪板卡3 3.3.3 知识储备知识储备ABB机器人输送链跟踪板卡对应型号好DAQC377，PNP类型，上文中提到的编码器及同步传感器均要连接至跟踪板卡；一个输送链跟踪板卡只能对应一条需要跟踪的输送链，若需要同时跟踪多条输送链，则需要配置对应数量的跟踪板卡，ABB机器人最多可以同时跟踪6条输送链3 3.3.3 知识储备知识储备X20端子：输送链跟踪接口，连接24V电源，编码器和同步传感器3 3.3.3 知识储备知识储备编码器正方向校准编码器正方向校准当编码器已经安装到位后，编码器和同步传感器与输送链跟踪板卡之间的连线也完成之后，需要首先验证一下编码器AB两项接线是否正确，需要保证当输送链运行的过程中，机器人系统中识别到的位置数值应该是正向增大的，如实负向减小的则需要调换AB两项接线的顺序；操作方法如下：首先在示教器中打开手动操纵画面，点击“机械单元”，选择需要验证的输送链装置，例如CNV1，之后启动输送链，遮挡一下同步传感器或者放一个物料在输送链前端，使其通过同步传感器时触发一次同步信号，这样示教器手动操作画面右上角的位置框中会实时显示当前物料的位置数值：观察数值的变化，如果该数值是正向增大的则表示当前AB两项的接线位置是正确的，则可进行下一步的工作，如果发现该数值是负向减小的，则表示当前AB两项接线位置需要调换一下，完成调换之后再次按照上述的步骤操作一遍，保证数值是正向增大的即可3 3.3.3 知识储备知识储备跟踪参数CountsPerMeter表示的是当输送链表面运行1米，则跟踪板卡实际采集到的计数信号个数，此参数需要通过校准来获得当前值；操作方法如下：启动输送链，最好降低输送链运行速度，便于启停控制，并且查看示教器手动操纵画面中当前CNV1的位置数值，当数值在0左右不停跳变之后，放置一个产品在输送链前端，使其随之着输送链运行经过同步传感器，通过之后即可停止输送链运行，并且观察当前CNV1的位置数值，并记录下来，同时在物料所在输送链的位置做好标记，以方便后续的测量：当前CNV1的数值显示为150mm。校准跟踪参数校准跟踪参数CountsPerMeter3 3.3.3 知识储备知识储备物料停在如下图所示的位置，则可在物料对应的输送链边框边缘用记号笔标记好其当前所在位置校准跟踪参数校准跟踪参数CountsPerMeter3 3.3.3 知识储备知识储备完成上述步骤后，则再次启动输送链，让输送链相对当前位置再向前运动超过1米的距离，之后再次停止输送链运行，观察示教中CNV1数值：例如，当前示教器中显示的CNV1位置数值为800mm。校准跟踪参数校准跟踪参数CountsPerMeter3 3.3.3 知识储备知识储备物料停止在如下图所示位置，则可在物料对应的输送链边框边缘用记号笔标记好第二个位置，并用卷尺测量一下两个标记之间的实际距离值，假设为1550mm校准跟踪参数校准跟踪参数CountsPerMeter3 3.3.3 知识储备知识储备运用公式进行计算：CountsPerMeter=（第2次读取位置数值第1次读取位置数值）*当前系统中CountsPerMeters数值/两标记之间实际测量值注：在RobotWare6.0系统中CountsPerMeter默认初始值为20000，在RobotWare5.xx系统中CountsPerMeter默认初始值为10000，计算时请先查看下当前系统中CountsPerMeter的默认值，防止计算出错；CountsPerMeter=（800-150）*20000/1550=8387.09四舍五入，近似值为8387，建议反复测量几次，最后取平均值即可校准跟踪参数校准跟踪参数CountsPerMeter3 3.3.3 知识储备知识储备校准完此数值之后，则可将该数值输入到示教器中，操作方法如下：示教器菜单-控制面板-配置，双击DeviceNetCommand，然后双击ConutsPetMeter1进行编辑，将其中的Value更改为8387即可。校准跟踪参数校准跟踪参数CountsPerMeter3 3.3.3 知识储备知识储备输输送链跟踪参数设置送链跟踪参数设置3 3.3.3 知识储备知识储备输输送链跟踪参数设置送链跟踪参数设置参数名称参数名称说明说明QueueTrckDist单位：单位：m跟踪队列长度，其表示的是同步传感器与输送链坐标系原点0.0位置之间的距离，当同步传感器距离机器人工作范围起始边界较远时，可以通过设置此参数大小，从而使得0.0里机器人较近一些，系统默认值为0，即0.0与同步传感器位置重合，位于该区域内的工件已进入被跟踪状态；StartWinWidth单位：单位：m启动窗口长度，划定机器人可启动工艺处理的区域，位于该区域内的工件可被机器人连接并进行工艺处理Maximum distance单位：单位：mm最大距离，输送链运行方向，机器人可执行跟踪处理的最远距离，合理设置此值，可避免机器人在跟踪输送链运动过程中超过极限位置Maximum distance单位：单位：mm最小距离，输送链运行反方向，机器人可执行跟踪距离的最小距离，主要用于当输送链反向运行时，机器人可跟踪的距离限值SyncSeparation单位：单位：m同步间隔距离，连续的两个物料之间的最小间隔，间隔若小于此值，则只处理前一个物料，后一个物料不被处理，即只有效触发了一次同步信号Adjustment Speed单位：单位：mm/s调节速度，其指得是机器人跟踪输送时所适用的速度大小，其值应设置为输送链运行速度值的1至1.3倍之间；3 3.3.3 知识储备知识储备输输送链跟踪参数设置送链跟踪参数设置上图中，位于各个窗口的工件当前的状态如下表所示：工件名称工件名称跟踪状态说明跟踪状态说明1已被连接，机器人正对其进行工艺处理2当前工件1正在被处理，处理完成之后，机器人连接下一个位于启动窗口中的工件，所以当前工件2不会被连接和处理，因为在未被连接之前其已经通过了启动窗口3、4正位于启动窗口中，当工件1被处理完成后，机器人连接下一个位于启动窗口中的工件，若连接时工件3仍在启动窗口中，则工件3被立即连接和处理，5、6正位于跟踪队列窗口中，已通过同步传感器，已进入到跟踪队列，尚未进入到启动窗口中，虽然被跟踪但暂时不会被连接和处理7尚未通过同步传感器，还未被跟踪3 3.3.3 知识储备知识储备输输送链跟踪参数设置送链跟踪参数设置示教器菜单-控制面板-配置-DeviceNetCommand中可设置QueueTrckDist、StartWinWidth、SyncSeparation；例如，此工作站中同步传感器安装位置距离机器人运动范围较近，所以QueueTrckDist值仍然使用默认值0；产品直径尺寸为60mm，则可以将SyncSeparation设置为0.07m（建议大于产品尺寸），根据当前IRB360的工作范围，将StartWinWidth设为800mm（注：RobotWare5.xx系统中该参数的单位为m，RobotWare6.xx系统中单位为mm）3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链基座标基座标系校准系校准输送链基座标校准采用4点校准法，在校准之前，需要使得一个产品通过同步传感器并且被连接上，然后手动移动机器人至产品所在位置，需要重复执行4次，根据获得的4个基准点，从而计算出当前输送链的基座标方向，输送链前进方向即为X轴正方向；在校准之前需要先创建一个工件坐标系，并且能够随输送链运动而运动，之后机器人需要运行一段代码，使得产品通过传感器时能够被连接上；例如创建一个工件坐标系Wobj_cnv1，各项属性值如下图所示，其他数值均默认为初始值：3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链基座标基座标系校准系校准之后，在示教器创建一段代码，例如：3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链基座标基座标系校准系校准手动单步运行该代码段，内容依次为：激活输送链CNV1；清空跟踪队列中所有对象；断开与CNV1的连接；等待0.3秒；等待与CNV1建立连接；当执行最后一句指令后，机器人程序一直处于执行状态，一直等到连接上CNV1的物料为止；之后，在输送链前端放置一个产品，使得产品通过同步传感器，并且进入到启动窗口中，此时，机器人程序会停止，即已经连接上了该物料，然后停止输送链运行，使产品停留在机器人可达范围之内；3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链基座标基座标系校准系校准之后，在示教器中依次点击菜单-校准-CNV1-基座-4点，进入到CNV1校准界面；3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链基座标基座标系校准系校准之后移动机器人至物料停止位置，点击修改位置，记录为标记点1；3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链基座标基座标系校准系校准依次类推，完成标记点3、点4的记录，在移动输送链时，速度尽量慢一些，尤其是启停时的加减速，4个标记点之间尽量均匀分配一下位置，并且充分运用机器人的工作范围，但又要保证4点机器人全部能够到达，在实际应用过程中，为提高精度，可先将带有尖端的专门用于校准用的工具安装到机器人上进行校准，校准完成后在更换回实际工具；在修改位置时，必须保证手动操纵画面激活的TCP对应的就是当前所使用的工具；3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链基座标基座标系校准系校准完成所有的标记点后，点击确定，并且重启系统，使其生效；3 3.3.3 知识储备知识储备输输送送链链跟跟踪信号介绍踪信号介绍输送链跟踪系统中默认有许多跟踪信号，无需用户自行创建，用户只需创建实际使用的工艺相关信号即可；每个输送链跟踪板卡对应一组跟踪信号，信号名称前两个字符标明所属输送链系统，例如”c1”表示CNV1系统中的相关信号，”c2”即表示CNV2系统中的相关信号，常用跟踪信号如下表所示：工件名称工件名称跟踪状态说明跟踪状态说明c1Connected数字输入信号，表示当前已建立连接c1DropWObj数字输出信号，断开当前连接，等同于指令DropWobjWbojCnv1；c1ObjectsInQ信号组输入，表示的当前队列中工件的个数，这些工件已通过同步传感器但未运动出启动窗口；c1Rem1PObj数字输出信号，每触发一次则剔除当前队列中排在首位置的工件c1RemAllPObj数字输出信号，触发一次则剔除当前队列中所有的工件c1PassedStWin数字输入信号，工件未被连接时已运动出启动窗口，则该信号被触发一次，表示该工件已丢失；c1Position模式输入，当前被连接工件在输送链上面的位置信息c1Speed模拟输入，当前输送链运行速度3 3.4.4 任务实施任务实施-解压解压解压解压工作工作站压缩包站压缩包3 3.4.4 任务实施任务实施-仿真运行仿真运行之后可点击仿真菜单中的播放，即可查看该机器人工作站运行情况:3.4 3.4 任务实施任务实施-IO-IO板卡设置板卡设置在此工作站中系统默认配置了一个DSQC377板卡以及相关跟踪信号，此外我们需要配置1个DSQC652通讯板卡，总线地址为11；在示教器中点击菜单-控制面板-配置-DeviceNetDevice中可查看该IO板块的设置-Board10：3 3.4.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置在此工作站中自行设置了3个输入输出信号，在示教器中点击菜单-控制面板-配置-Signal中可查看这些IO信号的设置，其中以c1开头的信号均指的是CNV1输送链跟踪信号，是系统自动创建的，无需自行设置doVacuum:数字输出信号，对应吸盘工具真空气路的控制，通过对此输出信号的控制从而真空拾取放置对应的物料3 3.4.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置diBoxInPos:数字输入信号，产品盒输送链装盒工位处的检测到位信号，到位信号为1方可允许机器人装盒任务3 3.4.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置doMoveBox:数字输出信号，当装盒工位处的产品盒被装满之后，机器人通过端口发出脉冲信号给产品盒输送链，则输送链移动一个工位间隔，将下一个空盒移动至装盒工位；3 3.4.4 任务实施任务实施-IO-IO设置设置diGlassInMachine：立式清洗机上料侧检测玻璃信号，需保证上料侧无玻璃的情况下才允许机器人放置下一块玻璃；3 3.4.4 任务实施任务实施-工具坐标系工具坐标系工具坐标系tVacuum:沿着默认工具坐标系tool0的Z轴正方向偏移100mm；工具本身负载0.2kg，重心沿着tool0的Z轴正方向偏移60mm；3 3.4.4 任务实施任务实施-工件工件坐标系坐标系装盒工位处的工件坐标系WobjBox；在装盒工位处放置了一个用于示教位置的“产品盒_示教”，默认为隐藏，将其设为可见，在下图所示的位置标定工件坐标系WobjBox；3 3.4.4 任务实施任务实施-有效载荷数据有效载荷数据机器人拾取物料时对应的有效载荷数据LoadFull，产品重量为0.17kg，重心相对于tVacuum来说沿着其Z轴正方向偏移了10mm，此外，还设置了LoadEmpty，作为空负载数据使用3 3.4.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点点击示教器菜单-程序编辑器-例行程序，在rCalib中可找到在此工作站中需要示教的3个基准目标点:pPick，pPlaceBase，pHome；3 3.4.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点 pPick：示教拾取点时，由于使用的是工件坐标系Wobj_cnv1，所以必须让机器人系统连接1个工件，才可执行示教，操作方法类似于之前校准输送链基座标系时的方法，首先需要单步运行一段代码，如上图rCalib程序中的94-98行，当单步运行至WaitWobj指令时，此时机器人程序处于执行状态，启动输送链，并在前端放置1个产品，当产品经过同步传感器，进入到启动窗口后，则机器人程序也停止运行，此时该工件已被连接，也可通过查看当前c1Connected信号状态来确认，若为1则表示已连接上，若为0则表示未连接；仿真模拟时，可点击仿真菜单中的播放键，当生成的产品流动至启动窗口后，停止仿真，则可针对这个产品执行示教任务3 3.4.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点点击菜单-输入输出-视图，选择“数字输入”类型，查看c1Connected当前状态3 3.4.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点若已连接，则移动机器人至产品拾取位置，并对pPick执行位置示教，示教时需确保当前手动操纵画面中激活的工具坐标系为tVacuum，工件坐标系为WobjBox；3 3.4.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点pPlaceBase：在主视图中直接右键点击这个产品，将其安装到吸盘上，不更新其位置，弹出框中点NO，然后将机器人移动至产品盒中，相关位置可参考下图所示，示教时采用工具坐标系tVacuum，工件坐标系WobjBox；3 3.4.4 任务实施任务实施-示示教目标点教目标点pHome：HOME点设置如下图所示即可，示教时使用工具坐标系tVacuum，工件坐标系Wobj0；3 3.5.5 课课后练习后练习 在此工作站中主要是让大家对机器人输送链跟踪系统的运行原理有一个整体的认识，了解工作站布局以及各设备之间的通讯设置，重点是如何配置输送链跟踪系统，包括编码器的选项、跟踪板卡的设置及接线、编码器的正方向校准、各种跟踪参数的设置、输送链基座标系的校准以及各跟踪信号的作用；大家在完成章节中的学习内容后，可尝试做出以下练习：在调试输送链跟踪系统的机器人工作站中，各项跟踪参数经常需要根据现场实际情况作出调整，大家可尝试更改输送链的运行速度，从而根据当前的速度情况，调整各项跟踪参数如启动窗口大小、输送链0.0的位置、WaitWobj中RelDist参数的大小、机器人的运行速度、最大距离等参数；3 3.5.5 课课后练习后练习 在布局窗口中，右击输送链，选择速度，可更改输送链运行速度，当前值为160mm/s，更改后，观察工作站运行情况，尝试做出修改；第四章第四章 产品产品装箱装箱工业机器人工业机器人:产品包装典型应用精析产品包装典型应用精析1、装箱工作站构成2、复杂程序数据赋值操作3、转弯半径的选取4、速度数据及相关指令5、CRobT读取当前位置6、数值除法运算函数7、装箱程序编写技巧4 4.1.1 学习目标学习目标4 4.2.2 任务描述任务描述为了便于仓储与物流，小件产品通常需要装入定制的包装箱中，并且按照一定的规则进行摆放，工业机器人凭借精准的位置精度、高效的产能、稳定的运行系统等优势在装箱应用领域有着非常广泛的应用，尤其是在电子、食品、药品等行业；本工作站承接第三章工作站内容，产品经过之前的IRB360分拣系统装入产品盒，再经过封装后，通过流水线进入到装箱系统，利用ABB公司的IRB260机器人将封装后的产品盒装入指定的纸箱中，以便流向下一道包装工序；4 4.3.3 知识储备知识储备复复杂程序数据赋杂程序数据赋值值多数类型的程序数据均是组合型数据，即里面包含了多项数值或字符串。我们可以对其中的任何一项参数进行赋值。例如我们常见的目标点数据：PERSrobtargetp10:=0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;PERSrobtargetp20:=100,0,0,0,0,1,0,1,0,1,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;目标点数据里面包含了四组数据，依次为TCP位置数据trans：0,0,0、TCP姿态数据rot：1,0,0,0、轴配置数据robconf：1,0,1,0、外部轴数据extax：9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9；我们可以分别对该数据的各项数值或者数值组进行操作，如：p10.trans.x:=p20.trans.x+50;p10.trans.y:=p20.trans.y-50;p10.trans.z:=p20.trans.z+100;p10.rot:=p20.rot;p10.robconf:=p20.robconf;赋值后则p10为：PERSrobtargetp10:=150,-50,100,0,0,1,0,1,0,1,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;4 4.3.3 知识储备知识储备转弯半径的选取转弯半径的选取在机器人运行轨迹过程中，经常会有一些中间过渡点，即在该位置机器人不会具体触发事件，例如拾取正上方位置点、放置正上方位置点、绕开障碍物而设置的一些位置点，在运动至这些位置点时应将转弯半径设置得相应大一些，这样可以减少机器人在转角时的速度衰减，可使机器人运行轨