工业机器人操作与编程项目四搬运机器人.pptx

010102020303了解多功能实训台的输送带模块的了解多功能实训台的输送带模块的基本组成基本组成了解多功能实训台组成。了解多功能实训台组成。了解了解ABB IRB120型机器人和三菱型机器人和三菱FX3U-48MR型型PLC的基本参数和结构。的基本参数和结构。任务目标任务目标任务多功能机器人实训台认识1【背景知识背景知识】多功能机器人实训台，包括多功能机器人实训台，包括ABB IRB120型机器人，型机器人，三菱三菱FX3U-48MR型型PLC，模式选择控制面板模块，送料模，模式选择控制面板模块，送料模块，模拟压铸模块，输送带模块，物料检测模块，搬运、块，模拟压铸模块，输送带模块，物料检测模块，搬运、码垛模块和几何轨迹模块等。在本项目中主要介绍实训码垛模块和几何轨迹模块等。在本项目中主要介绍实训台的输送带模块以及机器人的搬运应用。台的输送带模块以及机器人的搬运应用。任务1多功能机器人实训台认识【任务实施任务实施】一一、认识、认识ABB IRB120型型机器人机器人1ABB IRB120型机器人基本组成型机器人基本组成2机器人电气接口机器人电气接口部分部分3机器人控制柜机器人控制柜I/O接口接口二、三菱二、三菱PLC三、输送线三、输送线1输送线输送线简介简介2实训台输送带模块实训台输送带模块组成组成3位置传感器位置传感器4单相调速电机单相调速电机任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识【任务实施任务实施】一一、认识、认识ABB IRB120型型机器人机器人1ABB IRB120型机器人基本组成型机器人基本组成任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识ABB IRB120型机器人本体型机器人本体【任务实施任务实施】一一、认识、认识ABB IRB120型型机器人机器人1ABB IRB120型机器人基本组成型机器人基本组成任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识1急停按钮急停按钮Emergency stop 2电机上电开关电机上电开关Motor on 3模式选择开关模式选择开关Mode switch 4制动闸释放按钮制动闸释放按钮Brake release 5电源开关电源开关Power switch控制柜开关和按钮控制柜开关和按钮【任务实施任务实施】一一、认识、认识ABB IRB120型型机器人机器人2机器人机器人电气接口电气接口部分部分任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识如图所示为机器人本体基座如图所示为机器人本体基座后方，后方，R1.MP电机动力连接电机动力连接电缆；电缆；R1.SMB机器人转速机器人转速计数器信号电缆；计数器信号电缆；R1.CP机机器人器人10路集成电路电缆接路集成电路电缆接口；口；A1、A2、A3、A4 机机器人器人4路集成电气接口。路集成电气接口。【任务实施任务实施】一一、认识、认识ABB IRB120型型机器人机器人3机器人控制柜机器人控制柜I/O接口接口任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识 机器人控制柜上机器人控制柜上XS10端为机器人端为机器人I/O板电源选择端，其中板电源选择端，其中选择选择2、3、4号端。并号端。并2、4号端输入号端输入0V，3号端输入号端输入24V为选为选择机器人外部供电模式，且机器人输入择机器人外部供电模式，且机器人输入DI低电平有效，输出高低电平有效，输出高电平有效。其中电平有效。其中XP9端为机器人安全信号输入端端为机器人安全信号输入端 其中其中7、8为为ES1-A、ES2-B，15、16为为ES2-A、ES2-B机器人外部急停信机器人外部急停信号。号。XP7端子则是机器人端子则是机器人I/O信号端信号端【任务实施任务实施】一一、认识、认识ABB IRB120型型机器人机器人3机器人控制柜机器人控制柜I/O接口接口任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识【任务实施任务实施】二二、三菱、三菱PLC任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识 多功能机器人实训台的整体控制是由多功能机器人实训台的整体控制是由PLC完成的，作为设备的总完成的，作为设备的总逻辑控制器，选用三菱逻辑控制器，选用三菱FX3U系列系列FX3U-48MR的的PLC，如图所示。，如图所示。FX3U系列是三菱电机公司推出的系列是三菱电机公司推出的FX系列中系列中CPU性能最高，使用网络控性能最高，使用网络控制的小型制的小型PLC，主要规格参数如表，主要规格参数如表4-3所示。所示。PLC采用外部供电模式由采用外部供电模式由开关电源向开关电源向PLC以及外围的传感器、执行机构及气缸等进行供电。以及外围的传感器、执行机构及气缸等进行供电。【任务实施任务实施】三三、输送线、输送线1输送线输送线简介简介任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识 输送线，主要进行物料的输送，与机器人相配合，可以非常方便地输送线，主要进行物料的输送，与机器人相配合，可以非常方便地组成各种自动化生产线。输送线系统广泛应用于各种手工装配流水线、组成各种自动化生产线。输送线系统广泛应用于各种手工装配流水线、自动化生产线中等。自动化生产线中等。输送线主要分为以几种：皮带输送线、倍速链输送线、滚筒输送线、输送线主要分为以几种：皮带输送线、倍速链输送线、滚筒输送线、链板线输送线。链板线输送线。输送线系统主要有输送装置、驱动装置、传动装置、张紧装置、检输送线系统主要有输送装置、驱动装置、传动装置、张紧装置、检测装置等组成。测装置等组成。【任务实施任务实施】三三、输送线、输送线2实训台输送带模块实训台输送带模块组成组成任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识 多功能机器人实训操作台的输送带模块如图多功能机器人实训操作台的输送带模块如图4-13所示，包括位所示，包括位置传感器和单相调速电机等。置传感器和单相调速电机等。【任务实施任务实施】三三、输送线、输送线3位置传感器位置传感器任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识 位置传感器，能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。位置传感器，能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。电磁式接近开关电磁式接近开关 光电式接近开关光电式接近开关多功能机器人实训操作台输送带模块末端安装的欧姆龙光电式接多功能机器人实训操作台输送带模块末端安装的欧姆龙光电式接近开关近开关E3Z-D61（如图（如图4-18所示），用来检测工件是否传送到位。所示），用来检测工件是否传送到位。欧姆龙欧姆龙E3X-NA光纤传感器（如图光纤传感器（如图4-19所示），用来检测工件推送所示），用来检测工件推送位置。位置。【任务实施任务实施】三三、输送线、输送线3位置传感器位置传感器任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识 多功能机器人实训操作台输送带模块末端安装的欧姆龙光电式接近多功能机器人实训操作台输送带模块末端安装的欧姆龙光电式接近开关开关E3Z-D61，用来检测工件是否传送到位。欧姆龙，用来检测工件是否传送到位。欧姆龙E3X-NA光纤传感光纤传感器用来检测工件推送位置。器用来检测工件推送位置。欧姆龙光电式接近开关欧姆龙光电式接近开关E3Z-D61 欧姆龙光纤传感器欧姆龙光纤传感器E3X-NA【任务实施任务实施】三三、输送线、输送线4单相调速电机单相调速电机任务1多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识多功能机器人实训台认识 通过单相调速电机和调速器调节输送带的运行速度，实训台选用的是台通过单相调速电机和调速器调节输送带的运行速度，实训台选用的是台湾湾OPG公司的公司的 31K15RGN-C单相调速电机，使用的调速器如图所示单相调速电机，使用的调速器如图所示。31K15RGN-C单相调速电机单相调速电机 调速器调速器010102020303掌握数字信号置位和复位等指令。掌握数字信号置位和复位等指令。掌握搬运机器人夹具抓放动作控制。掌握搬运机器人夹具抓放动作控制。掌握掌握ABB机器人示教器可编程键的使机器人示教器可编程键的使用。用。任务目标任务目标任务工件抓放2【背景知识背景知识】一、抓放工具一、抓放工具 搬运机器人的末端执行器也叫工具，它是装在机器人手腕上用搬运机器人的末端执行器也叫工具，它是装在机器人手腕上用于于 抓取和握紧工件或执行作业的专用工具。抓取和握紧工件或执行作业的专用工具。按夹持原理分为机械类、磁力类和真空类三种。机械类工具包按夹持原理分为机械类、磁力类和真空类三种。机械类工具包括依靠摩擦力和吊钩承重两种。产生夹紧力的驱动源可分为气动式、括依靠摩擦力和吊钩承重两种。产生夹紧力的驱动源可分为气动式、液动式、电动式和电磁式四种；磁力类工具主要有电磁吸盘和永磁液动式、电动式和电磁式四种；磁力类工具主要有电磁吸盘和永磁吸盘两种；真空类主要包括真式空吸盘。实训台采用的是机器人专吸盘两种；真空类主要包括真式空吸盘。实训台采用的是机器人专用双功能气动夹具，如图所示。用双功能气动夹具，如图所示。任务2工件抓放【背景知识背景知识】任务2工件抓放二、抓放动作控制二、抓放动作控制 气动夹具又叫气动夹爪，是利用压缩空气作为动力，能实现各气动夹具又叫气动夹爪，是利用压缩空气作为动力，能实现各种抓取功能，用来抓取物体，气动夹具常用在搬运机器人的抓取、种抓取功能，用来抓取物体，气动夹具常用在搬运机器人的抓取、拾放物体。搬运机器人抓取工件前，利用压缩空气作为动力，打开拾放物体。搬运机器人抓取工件前，利用压缩空气作为动力，打开夹具，夹具到达工件所在位置，闭合夹具，开始抓取工件。夹具，夹具到达工件所在位置，闭合夹具，开始抓取工件。实训台选用电磁阀和静音无油空压机配合机器人抓取工件实训台选用电磁阀和静音无油空压机配合机器人抓取工件。【背景知识背景知识】任务2工件抓放三、相关指令三、相关指令1Set数字信号置位指令数字信号置位指令Set，将数字输出信号设置为，将数字输出信号设置为1。2Reset数字信号复位指令数字信号复位指令Reset，将数字输出信号设置为，将数字输出信号设置为0。3WaitDI数字输入信号判断指令数字输入信号判断指令WaitDI，等待一个输入信号状态为设置值。，等待一个输入信号状态为设置值。4WaitDO数字输出信号判断指令数字输出信号判断指令WaitDO，等待一个输出信号状态为设置值。，等待一个输出信号状态为设置值。5WaitTime等待指令等待指令WaitTime，让机器人程序运行停顿相应时间，单位是，让机器人程序运行停顿相应时间，单位是s。【任务实施任务实施】一、一、I/O设置设置1与与PLC的通信的通信2配置配置I/O板板DSCQC652的总线连接的总线连接3配置配置I/O板板DSCQC652数字输入信号数字输入信号4配置配置I/O板板DSCQC652的数字输出信号的数字输出信号5配置配置I/O板板DSCQC652的系统输入和输出信号的系统输入和输出信号二、仿真调试二、仿真调试任务2工件抓放工件抓放工件抓放【任务实施任务实施】一、一、I/O设置设置在虚拟示教器中，配置系统的输入信号、输出信号、在虚拟示教器中，配置系统的输入信号、输出信号、I/O单元、单元、I/O信号。信号。1与与PLC的通信的通信 DeviceNet现场总线是现场总线是ABB机器人常用的总线协议，采用机器人常用的总线协议，采用DeviceNet现场现场总线与总线与PLC进行通信。进行通信。ABB标准标准I/O板板DCSQC651、DCSQC652、DCSQC653等也是通过等也是通过DeviceNet现场总线连接的。现场总线连接的。任务2工件抓放工件抓放工件抓放【任务实施任务实施】一、一、I/O设置设置1与与PLC的通信的通信 DCSQC651包括包括8个数字输入、个数字输入、8个数字输出、个数字输出、2个模拟输出；个模拟输出；DCSQC652包括包括16个数字输入、个数字输入、16个数字输出；个数字输出；DCSQC653包括包括8个数字输入、个数字输入、8个数字继电器输出。个数字继电器输出。多功能实训台的机器人选用的是多功能实训台的机器人选用的是ABB标准标准I/O板板DSCQC652，提供提供16个数字输入信号接口和个数字输入信号接口和16个数字输出信号接口。个数字输出信号接口。任务2工件抓放工件抓放工件抓放【任务实施任务实施】一、一、I/O设置设置2配置配置I/O板板DSCQC652的总线连接的总线连接任务2工件抓放工件抓放工件抓放【任务实施任务实施】一、一、I/O设置设置3配置配置I/O板板DSCQC652数字输入信号数字输入信号任务2工件抓放工件抓放工件抓放【任务实施任务实施】一、一、I/O设置设置4配置配置I/O板板DSCQC652的数字输出信号的数字输出信号任务2工件抓放工件抓放工件抓放【任务实施任务实施】一、一、I/O设置设置5配置配置I/O板板DSCQC652的系统输入和输出信号的系统输入和输出信号 通过系统输入信号与机器人系统的控制信号相关联，通过系统输入信号与机器人系统的控制信号相关联，控制系统。通过系统输出信号与机器人系统的状态信号相控制系统。通过系统输出信号与机器人系统的状态信号相关联，将系统的状态输出给外围设备。关联，将系统的状态输出给外围设备。任务2工件抓放工件抓放工件抓放【任务实施任务实施】二、仿真调试二、仿真调试任务2工件抓放工件抓放工件抓放 搬运机器人的第六轴末端添加一个气动夹具，利用压缩空气作为动搬运机器人的第六轴末端添加一个气动夹具，利用压缩空气作为动力，实现各种抓取功能。力，实现各种抓取功能。当机器人运行到传送带末端需要抓取工件时，采用气动控制使气动当机器人运行到传送带末端需要抓取工件时，采用气动控制使气动夹具闭合；当机器人运行到工作台位置需要松开工件时，则把气动夹具打夹具闭合；当机器人运行到工作台位置需要松开工件时，则把气动夹具打开。开。在系统中采用机器人在系统中采用机器人I/O板板DSQC652的数字输出量的数字输出量DO10_3控制真空控制真空信号，常用信号，常用Reset和和Set两个指令将两个指令将DO10_3复位为复位为1或置位为或置位为0，指令如，指令如下：下：Set DO10_3；将真空信号置为；将真空信号置为1，打开真空设备，控制夹具闭合，打开真空设备，控制夹具闭合，抓取工件。抓取工件。Reset DO10_3；复位真空信号，关闭真空设备，控制夹具打开，；复位真空信号，关闭真空设备，控制夹具打开，放下工件。放下工件。010102020303学会编写搬运机器人程序学会编写搬运机器人程序学会使用机器人基本运动指令编写程学会使用机器人基本运动指令编写程序序掌握搬运机器人的工作流程掌握搬运机器人的工作流程任务目标任务目标任务搬运轨迹设计3【背景知识背景知识】一、基本运动指令一、基本运动指令 基本运动指令有：直线运动基本运动指令有：直线运动MoveL、关节轴运动、关节轴运动MoveJ、圆周运动圆周运动MoveC和绝对位置运动指令和绝对位置运动指令MoveAbsJ。基本运动指令格式：基本运动指令格式：运动方式运动方式 目标位置，运行速度，转弯半径，工具中心点；目标位置，运行速度，转弯半径，工具中心点；任务3搬运轨迹设计【背景知识背景知识】一、基本运动指令一、基本运动指令基本运动指令格式：基本运动指令格式：运动方式运动方式 目标位置，运行速度，转弯半径，工具中心点；目标位置，运行速度，转弯半径，工具中心点；任务3搬运轨迹设计例句例句运动方式运动方式 目标位置目标位置运行速度运行速度mm/s转弯半径转弯半径mm工具中工具中心点心点MoveL p10,v50,z50,tool1;MoveLp105050tool1MoveJ p30,v200，fine,tool1;MoveJP30200finetool1MoveC p40,p60,v200,fine,tool1;MoveCP40,p60200finetool1MoveAbsJ jpos1,v100,z10,too1;MoveJjpos110010too1【背景知识背景知识】二、新建程序与编写基本指令二、新建程序与编写基本指令1ABB机器人程序存储器机器人程序存储器ABB机器人存储器包括应用程序（机器人存储器包括应用程序（Program）和系统模块）和系统模块（System modules）两部分。）两部分。应用程序包括主模块（应用程序包括主模块（Main modules）和程序模块）和程序模块（Program modules）。）。主模块由主程序（主模块由主程序（Main routine）、程序数据（）、程序数据（Program data）和例行程序（）和例行程序（Routine）三部分组成。）三部分组成。程序模块由程序数据（程序模块由程序数据（Program data）和例行程序）和例行程序（Routine）两部分组成。）两部分组成。任务3搬运轨迹设计【背景知识背景知识】二、新建程序与编写基本指令二、新建程序与编写基本指令1ABB机器人程序存储器机器人程序存储器系统模块包括系统数据（系统模块包括系统数据（System data）和例行程序）和例行程序（Routine）。）。ABB机器人自带机器人自带USER和和BASE两个系统模块，使用时不能修改两个系统模块，使用时不能修改这两个模块。这两个模块。任务3搬运轨迹设计【背景知识背景知识】2新建程序、加载程序和编写基本指令新建程序、加载程序和编写基本指令 以编写直线运动指令以编写直线运动指令MoveL为例为例任务3搬运轨迹设计【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计一、搬运机器人系统一、搬运机器人系统PLC的输入和输出分配的输入和输出分配二、搬运机器人程序设计二、搬运机器人程序设计1搬运机器人控制要求搬运机器人控制要求2搬运机器人工作流程搬运机器人工作流程3搬运机器人程序及注释搬运机器人程序及注释三三、仿真调试、仿真调试1程序编写程序编写2程序调试程序调试3仿真运行仿真运行四四、实际运行、实际运行【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计一、搬运机器人系统一、搬运机器人系统PLC的输入和输出分配的输入和输出分配输入输入输出输出输入点输入点功能输出点功能X0启动Y0机器人接线端子X1停止Y1X2复位Y2X3急停Y3X5三模式选择Y12输送带A启动X6Y13输送带B启动X14输送带A光电开关Y14模式指示01X15输送带B光电开关Y15模式指示02X16输送带A光纤传感器Y16运行指示灯X17输送带A光纤传感器Y17送料气缸1X22机器人返回01Y20送料气缸2X23机器人返回02【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计二、搬运机器人程序设计二、搬运机器人程序设计1搬运机器人控制要求搬运机器人控制要求 抓取工件过程，机器人启动，机器人检测工作原点位置，以抓取工件过程，机器人启动，机器人检测工作原点位置，以500mm/s的速度运动到传送带末端工件所在位置的速度运动到传送带末端工件所在位置p90的正上方的正上方50mm处，打开夹具（处，打开夹具（DO10_3=0），等待工件到达（），等待工件到达（DI10_1=1），减速为），减速为50mm/s，运动到工件所在位置，运动到工件所在位置p90点，抓取工件（点，抓取工件（DO10_3=1）。）。放下工件过程，以放下工件过程，以50mm/s的速度机器人运动到的速度机器人运动到p90正上方正上方100mm处，增速为处，增速为300mm/s机器人运动到机器人运动到p100正上方正上方100mm处，减处，减速为速为50mm/s，运动到工作台上的，运动到工作台上的p100位置，打开夹具，放下工件，位置，打开夹具，放下工件，返回到返回到p100正上方正上方100mm处，最后返回至工作原点处，最后返回至工作原点【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计二、搬运机器人程序设计二、搬运机器人程序设计2搬运机器人工作流程搬运机器人工作流程【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计3搬运机器人程序及注释搬运机器人程序及注释MODULE MainModuleCONST robtarget p90:=71.94,-501.49,292.27,0.00195519,-0.704798,-0.709404,-0.00155926,-1,0,0,0,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09;CONST robtarget p100:=211.66,-372.81,304.94,0.00195502,-0.704802,-0.7094,-0.00156055,-1,0,0,0,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09;PROC main()MoveAbsJ 0,0,0,0,90,0,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09NoEOffs,v500,z50,tool0;Reset DO10_3;！信号初始化，复位真空信号，关闭真空；WaitDI DI10_1,1;！等待工件到位信号DI10_1变为1，即工件已到位。【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计3搬运机器人程序及注释搬运机器人程序及注释MoveL p90,v50,fine,tool0;！利用直线运动指令MoveL将机器人移至抓取工件位置p90处，并减速为50mm/sWaitTime 1;！等待1sSet DO10_3;！将真空信号置为1，打开真空，控制夹具开启，抓取工件WaitTime 1;！等待1sMoveL Offs(p90,0,0,100),v50,fine,tool0;！利用直线运动指令MoveL将机器人移至抓取工件位置p90正上方100mm处，运行速度不变。MoveJ Offs(p100,0,0,100),v300,fine,tool0;！利用关节运动指令MoveJ移至放置工件位置p100正上方100mm处，并增速为300mm/s【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计3搬运机器人程序及注释搬运机器人程序及注释MoveL p100,v50,fine,tool0;！利用直线运动指令MoveL搬运工件到达位置p100处WaitTime 1;！等待1sReset DO10_3;！复位真空信号，关闭真空，控制夹具打开，放下工件。WaitTime 1;!等待1sMoveL Offs(p100,0,0,100),v50,fine,tool0;！利用直线运动指令MoveL移至放置工件位置p100正上方100mm处ENDPROCENDMODULE【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计三三、仿真调试、仿真调试1程序编写程序编写 打开前述任务建立的模型，在示教器中调试编写好的程序，将机器人打开前述任务建立的模型，在示教器中调试编写好的程序，将机器人切换至切换至“手动手动”模式，单击模式，单击 进入主界面，单击进入主界面，单击“程序编辑器程序编辑器”，进入程序，进入程序编辑界面，编写程序。编辑界面，编写程序。2程序调试程序调试 在程序编辑器界面，单击在程序编辑器界面，单击“调试调试”按钮，单击按钮，单击“检查程序检查程序”判断程序判断程序是否有错误，未出现任何错误，单击是否有错误，未出现任何错误，单击“确定确定”按钮按钮3仿真运行仿真运行 按下使能键按下使能键“Enable”，电机开启，单击，电机开启，单击“PP移至移至Main”指针移至指针移至Main程序，调试程序，按下步进运行按键程序，调试程序，按下步进运行按键，即单步运行程序；也可按下启，即单步运行程序；也可按下启动按键动按键，运行整个程序，运行整个程序【任务实施任务实施】任务3搬运轨迹设计搬运轨迹设计四四、实际运行、实际运行 打开综合实训台电源，按下机器人启动按钮，打开综合实训台电源，按下机器人启动按钮，切换至切换至“手动手动”模式，打开气泵，调试程序，手动模式，打开气泵，调试程序，手动运行程序，如符合搬运机器人的控制要求，即可切运行程序，如符合搬运机器人的控制要求，即可切换至换至“自动自动”运行模式。运行模式。【拓展提高拓展提高】编写双线传送搬运机器人程序编写双线传送搬运机器人程序 在机器人多功能实训台上，配置搬运机器人系统参在机器人多功能实训台上，配置搬运机器人系统参数和编程，实现搬运机器人交替搬运两条输送带的工件，数和编程，实现搬运机器人交替搬运两条输送带的工件，分别放置到对应的工作台上。分别放置到对应的工作台上。