工业机器人操作与编程-项目四-工业机器人搬运操作与编程

Industrialrobotoperationandprogramming工业机器人操作与编程任务一工业机器人搬运任务分析任务二工业机器人搬运路径规划任务三工业机器人搬运编程调试任务四工业机器人搬运系统维护项目四工业机器人搬运操作与编程02项目四项目导入

传统的仓库和工厂中货物的搬运总是耗费大量人力、效率低下，频繁出错；而搬运机器人它采用了先进的科学技术，高质量的工作效率，保证了货物的搬运高效、准确的运行，作业过程中大大地降低了人工成本，减少了企业的损失。项目四项目导入

通过工业机器人多功能工作站中的工业机器人、快换装置、搬运模块，在关节坐标系下工业机器人工作原点位置为[0°，-30°，30°，0°，90°，0°]，真空吸盘工具来完成斜面三角块的搬运作业。搬运模块包含三角形工件、斜面板组成。现通过真空吸盘工具，手动操控工业机器人，完成搬运模块的编程调试，具体要求为：1．手动安装真空吸盘工具；2．手动操控机器人完成点位示教；3．工业机器人从工作原点出发，结束后返回工作原点；4．编写相应的搬运程序；5．调试并运行搬运程序。【学习目标】Knowledgeobjectives知识目标了解程序数据类型及定义方法；01Capabilityobjectives能力目标掌握逻辑判断指令（IF指令）的添加方法及使用场合；02掌握循环FOR指令和偏移Offs指令的添加方法及使用场合；

03掌握机器人转数计数器的更新方法。04能够正确使用赋值指令；01能够正确使用逻辑判断指令IF指令；

02能够正确使用循环FOR指令和偏移判断Offs指令；03能够独立完成机器人转数计数器的更新。04项目四学习目标素质目标1.具备积极主动，以勤为先的学习态度；2．具有良好的沟通和协作能力，小组能够配合分工完成任务；

3．具备科学思维能力，培养创新意识；

4．具有严谨认真的职业素养，夯实职业能力。项目四项目四任务分解1+X工业机器人应用编程职业技能等级标准中，本项目对接的职业技能要求为：学习指导根据1+X工业机器人应用编程职业技能等级证书的技能要求，分解工作任务为：项目四项目四基于“任务分析→路径规划→编程调试→系统维护”工作过程进行学习学习指导学习路径：学习方法（1）观看课程网站教学视频；（3）小组讨论完成课程设置的任务；（2）查看教学案例、PPT等辅导材料；1．知识点：2．技能点：（4）完成练习、作业和测验等。（1）观看课程网站实操视频；（3）小组讨论完成课程设置的任务；（2）查看操作指南、PPT、交互式动画等辅导材料；（4）完成练习、作业和测验等。项目四任务描述项目四

工业发展已经进入到了4.0的阶段，人工智能在智能制造领域的应用越来越广泛。人们从繁重的体力工作中解放出来，可以有更多的精力投入到技术改造和效率提升中来。操作人员在进行机器人操作时，应保证操作人员安全、设备安全以及产品质量。本任务要求熟悉机器人搬运单元的组成，掌握机器人搬运过程的点位示教步骤和方法，以及应用指令进行搬运程序的编写和调试运行的基本方法。子任务一工业机器人搬运认知1.搬运单元的组成

搬运模块放置在多功能工作台上，主要由9个三角形图块组成，通过编程让机器人实现将三角形工件从左侧位置搬运至右侧指定位置的基本操作。

工业机器人搬运单元由工业机器人模块、搬运模块、真空吸盘工具等组成。任务一子任务一工业机器人搬运认知

搬运单元的工作流程如图所示，首先工业机器人从快换装置处抓取真空吸盘工具，然后进行搬运模块上三角块的搬运，最后将真空吸盘工具放回快换装置。2.搬运单元的工作流程任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的存储类型

机器人除了能操作执行简单的运动轨迹之外，还可借助程序数据实现复杂的逻辑判断和流程设计来进行程序的编写。RAPID语言有百种程序数据类型，并且可支持用户自定义数据类型。数据中存放的是编程需要用到的各种类型的常量和变量。下面我们将介绍一些常用的数据类型和定义方法。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的存储类型程序数据的存储类型分为三种：变量VAR、可变量PERS和常量CONTS。它们具有以下特点：010203变量VAR：在执行或停止时，会保留当前的值，当程序指针被移到主程序后，数值会丢失。定义变量时可以赋初始值，也可以不赋予初始值。但程序复位后，会变为初始值。可变量PERS：不管程序的指针如何，都会永久保持最后一次赋值结果。在定义时，所有可变量必须被赋予一个相应的初始值。常量CONTS：在定义时就被赋予了特定的数值，并不能在程序中进行改动，只能手动进行修改。在定义时，所有常量必须被赋予一个相应的初始值，作为固定值存储。 任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的存储类型在新建程序数据时，可在其声明界面对程序数据类型的名称、范围、存储类型、任务、模块、例行程序和维数进行设定，如图所示。数据参数说明如表所示。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的分类及定义1．程序数据类型分类

ABB机器人的程序数据共有100个左右，并且可以根据实际情况进行程序数据的创建，为ABB机器人的程序设计带来了无限的可能。在示教器中的“程序数据”窗口，你就可查看和创建你所需要的程序数据，如图所示。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的分类及定义2．程序数据类型的定义

根据不同的数据用途，定义了不同的程序数据。ABB机器人系统常用的程序数据类型有：num（数字型数据）、robtarget（机器人目标点数据）、speeddata（速度数据）、zonedata（转弯半径数据）、tooldata（工具坐标系数据）、wobjdata（工件坐标系数据）、Loaddata（有效载荷数据）等。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的分类及定义2．程序数据类型的定义

（1）num：用于存储数值数据；例如，计数器。num数据类型的值可以为整数、小数、也可以指数的形式写入，例如，2E3（＝2*103＝2000），2.6E-2（2.6*10-2＝0.026）。整数数值，始终将-8388607与+8388608之间的整数作为准确的整数储存。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的分类及定义（2）robtarget：用于存储机器人和附加轴的位置数据。位置数据的内容是在运动指令中机器人和外轴将要移动到的位置。robtarget由4个部分组成，如表所示。例如：CONSTrobtargetp16：=[[600，600，226.3]，[1，0，0，0]，[1，1，0，0]，[11，12.3，9E9，9E9，9E9，9E9]]；位置p16定义为机器人在工件坐标系中的位置：x=600、y=600、z=226.3mm；工具的姿态与工件坐标系的方向一致；机器人的轴配置：轴1和轴4位于90-180°，轴6位于0-90°；附加逻辑轴a和b的位置以度或毫米表示（根据轴的类型），未定义轴c到轴f。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数程序数据的分类及定义

（3）loaddata：用于设置机器人轴6上安装法兰的负载载荷数据。载荷数据常常定义机器人的有效负载或抓取物的负载（通过指令GripLoad或MechUnitLoad来设置），即机器人夹具所夹持的负载。同时将loaddata作为tooldata的组成部分，以描述工具负载。loaddata由6个部分组成，如表所示。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数赋值指令与赋值方法

1．程序赋值指令

在程序中，对变量的操作时通过运算指令实现的。最基本的是赋值指令“：=”，对系统内所有变量或可变量数据进行赋值，在数据赋值时，可以进行相应计算。程序通过赋值指令可以自动改变数据值，从而控制程序运行逻辑。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数赋值指令与赋值方法2．赋值方法（1）直接赋值：Data：=Value；其中Data为被赋值的数据，Value为数据被赋予的值。如图所示。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数赋值指令与赋值方法2．赋值方法（2）表达式赋值：reg2：=reg1+4。我们可以运用表达式的方法实现数学计算中像加减乘除这样的基础运算。选择“：=”后，如图所示界面中，点击“+”便可进行加减乘除表达式的编辑。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数赋值指令与赋值方法任务一子任务二

设置搬运任务相关参数逻辑判断指令（IF指令）逻辑判断指令用于对条件进行判断后，执行满足其对应条件的相应的操作。IF指令是常用的条件分支选择语句，通过条件判断进入不同的程序分支。常用的IF指令有CompactIF，IF。（1）CompactIF此条件判断指令，用于IF语句对条件进行一次判定，若判定为真，则执行一句指令。例如：IFreg1=0

reg1：=reg1+1即，如果reg1=0，将reg+1赋值给reg1。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数逻辑判断指令（IF指令）（2）IF此条件判断指令，用于IF语句对条件进行一次判定，若判定为真，则执行后面的程序，否则跳过程序。例如：IFreg1>5THEN

Setdo1；

Setdo2；

ENDIF即，仅当reg1大于5时，设置信号do1和do2。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数逻辑判断指令（IF指令）任务要求:利用IF指令和数据变量实现搬运三角块1-3和三角块4-6的选择。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数逻辑判断指令（IF指令）

循环判断指令（FOR指令）是编程语言中常用的循环语句，是有限次数的循环，在ABB机器人系统中，FOR指令具有4个参数。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数逻辑循环指令（For指令）

第1个，FOR后面的ID是计数变量，是系统自动生成的临时变量，只要输入名称（常用“i”）。它可以被其它运算指令调用，但只能读不能写，也就是不能出现在赋值指令左侧。

第2个，FROM后面的EXP是循环开始变量，可以直接输入数值，也可以使用已定义的数值变量。

第3个，TO后面的EXP是循环结束变量，EXP是步进值，可以直接输入数值，也可以使用已定义的数值变量；

如果不使用step则根据循环开始变量和结束变量间的大小关系为默认的1或‐1。

第4个，SMT部分为循环结构体，也就是需要循环的程序内容。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数FOR指令的建立任务一子任务二

设置搬运任务相关参数偏移函数（Offs函数）1．RAPID语言中的函数

RAPID语言为了方便用户编程，封装了一些可直接调用的指令和函数。RAPID语言的指令和函数可以实现运动控制、逻辑运算、输入输出等不同的功能。比如，运动指令MoveAbsJ、MoveJ、MoveL和MoveC等一些常用的运动指令，可以控制机器人的运动。逻辑判断指令FOR、IF和While指令，可以对条件分支进行判断，实现机器人行为的多样化。常用功能函数如图所示。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数偏移函数（Offs函数）2．偏移函数（Offs函数）

在工业机器人搬运、码垛、焊接等应用中，经常用到位置的偏移，在编程时，使用Offs函数，可以实现以目标点为参考点的其他位置点的偏移运算，减少运行目标点的示教，提高编程效率。

Offs功能是运动指令的附属功能，是对目标位置在X轴、Y轴、Z轴平移的功能。使用位置平移功能可以直接在目标位置进行平移动作，减少示教点，提高编程效率。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数偏移函数（Offs函数）2．偏移函数（Offs函数）添加位置指令时选中目标点参数设置，点击功能，在功能菜单中选择“OFFS”。任务一子任务一工业机器人搬运认知偏移函数（Offs函数）

Offs功能有4个参数需要设置，第1个是目标位置也就是偏移基准位置，另外3个按顺序依次是X、Y、Z方向的偏移量。任务一子任务二

设置搬运任务相关参数Offs指令的建立任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用直接赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用任务一直接赋值任务实施——常用编程指令的添加与使用任务一直接赋值任务实施——常用编程指令的添加与使用表达式赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用表达式赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用表达式赋值任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用偏移函数︵Offs函数︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用偏移函数︵Offs函数︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用偏移函数︵Offs函数︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用偏移函数︵Offs函数︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用偏移函数︵Offs函数︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用逻辑判断指令︵IF指令︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用逻辑判断指令︵IF指令︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用逻辑判断指令︵IF指令︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用逻辑判断指令︵IF指令︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用逻辑判断指令︵IF指令︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用循环判断指令︵For指令︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用循环判断指令︵For指令︶任务一任务实施——常用编程指令的添加与使用循环判断指令︵For指令︶任务一工业机器人搬运任务分析任务一学习小结1.程序数据类型及定义方法；2.常用函数的使用与添加。工业机器人搬运动作路径规划任务描述

本工作任务是通过工业机器人抓取吸盘工具，完成搬运单元中各工件的搬运操作与编程。本次任务要规划的路径包括机器人拾取吸盘工具的路径规划、搬运单元工件的搬运路径等点位的选取和规划。任务二子任务一选取搬运示教点位搬运示教点选取

搬运程序的主要功能就是将斜面三角形工件从左侧对应搬运到右侧位置，或者从左侧搬运到右侧指定位置的搬运模块。首先需要判断左侧三角块的位置，然后利用工业机器人将三角块吸取搬运到右侧位置，依次完成摆放。任务二子任务一选取搬运示教点位搬运示教点选取工业机器人搬运示教点的位置说明如表所示。任务二子任务一选取搬运示教点位搬运示教点选取2.输入输出信号

在机器人搬运程序编写过程中，需要用到控制吸盘工具吸气、放气状态输出信号，具体信号功能说明如表所示。任务二子任务一选取搬运示教点位对准目标点功能

ABB工业机器人系统的对准功能用于将已定义的工具对准已定义的坐标系。如目标坐标系为工件坐标系，则应设定需对准的工件坐标系。坐标系类型有三种：大地坐标系、基坐标系和工件坐标系。其中大地坐标系与基坐标系通常是重合的，对准效果一致。任务二子任务一选取搬运示教点位对准目标点功能

如果选择工件坐标系，则对准“手动操纵”界面下设定的工件坐标系。“手动操纵”界面，单击“对准”按钮进入“对准”界面，如图所示。注意：工业机器人运动过程中如果松开“开始对准”按键，则工业机器人停止。如果工业机器人因运动学奇异点等问题无法到达目标姿态也会停止，同时报警。任务二子任务一选取搬运示教点位搬运路径规划

在搬运模块中工业机器人所做工作任务为抓取吸盘工具，运用吸盘工具完成搬运工件的抓取和放置位置的示教，最后将吸盘工具放回工具架。1.抓取吸盘工具的轨迹路径规划为：首先从初始位置运行到吸盘工具上方（过渡点），然后运行到抓取吸盘工具的位置，最后回到吸盘工具上方（过渡点），工具拾取完毕；2.放回吸盘工具的轨迹路径规划为：首先从搬运完成工作位置运行到吸盘工具上方（过渡点），然后运行到放置吸盘工具的位置，最后回到吸盘工具上方（过渡点），工具放回完毕；任务二子任务一工业机器人搬运认知搬运路径规划3.抓取搬运工件和放置搬运工件的轨迹路径规划为：首先从吸盘工具上方（过渡点）运行到搬运工件正上方（过渡点），接下来运行到搬运工件的抓取位置，最后回到搬运工件正上方（过渡点），然后运行到搬运工件放置点正上方（过渡点），再运行到搬运工件放置点位置，最后回到搬运工件放置点正上方（过渡点）。任务二工业机器人搬运动作路径规划任务二学习小结熟悉选取搬运示教点位的方法；3.掌握规划搬运路径的方法。2.了解应用对准目标点功能；工业机器人搬运编程调试任务三【任务描述】

利用多功能实训平台中的搬运模块，工业机器人抓取吸盘工具，去吸取搬运编码模块上的物料，实现异形件的倾斜式装配与编码配对组装。操作人员在进行机器人操作时，应时刻遵循正确的操作规程及注意事项，从而保证操作人员安全、设备安全以及产品质量。熟悉机器人搬运单元的组成，掌握机器人搬运过程的点位示教步骤和方法，以及应用指令进行搬运程序的编写和调试运行的基本方法。子任务一分析搬运算法搬运算法分析12312330mm30mm106mmXY取工件示意图下面以搬运1、2、3号三角形工件为例，进行搬运时取工件和放工件的算法分析，工件坐标系方向及搬运前后示意图如图所示。任务三子任务一选取搬运示教点位搬运示教点选取搬运时取放工件算法：放工件算法取工件算法任务三子任务二

编写并调试工业机器人搬运程序搬运程序的编写1.搬运主程序（main）设计根据工作任务的要求和程序流程图，搬运单元的程序由一个主程序（main）和若干子程序组成，程序及程序说明如表所示。任务三子任务二

编写并调试工业机器人搬运程序搬运程序的编写2.搬运子程序设计（1）拾取吸盘工具子程序设计：拾取吸盘工具子程序及程序说明如表所示。任务三子任务二

编写并调试工业机器人搬运程序搬运程序的编写2.搬运子程序设计（2）搬运子程序设计：斜面三角块的搬运程序及说明如表所示。任务三子任务二

编写并调试工业机器人搬运程序搬运程序的编写2.搬运子程序设计（3）放置吸盘工具子程序设计：放置吸盘工具子程序及程序说明如表所示。任务三任务实施——工业机器人搬运程序的编写与调试搬运程序的编写与调试任务三任务实施——工业机器人搬运程序的编写与调试搬运程序的编写与调试任务三任务实施——工业机器人搬运程序的编写与调试搬运程序的编写与调试任务三任务实施——工业机器人搬运程序的编写与调试搬运程序的编写与调试任务三任务实施——工业机器人搬运程序的编写与调试搬运程序的编写与调试任务三任务实施——工业机器人搬运程序的编写与调试搬运程序的编写与调试任务三工业机器人搬运编程调试学习小结1.能够运用常用函数指令进行搬运程序2.能够运用常用函数指令进行搬运程序的编写和调试。任务三工业机器人搬运系统维护【任务描述】

工业机器人在制造业的使用范围不断增加，主要使用在较为恶劣条件下，或工作强度和持续性要求较高的场合，品牌机器人的故障率较低，得到较为广泛的认可。即使工业机器人设计较规范和完善，故障率较低，也仍须定期进行常规检查和预防性维护。任务四子任务一更新工业机器人转数计数器工业机器人转数计数器的更新1.转数计数器更新的目的

工业机器人在出厂时，进行设定了各关节轴的机械零点。它们对应着机器人本体上的六个关节轴同步标记，该零点作为各关节轴运动的基准。机器人的零点信息是指机器人各轴处于机械零点时各轴电机编码器对应的读数（包括转数数据和单圈转角数据）。零点信息数据存储在本体串行测量板上，数据需供电才能保持保存，掉电后数据会丢失。任务四子任务一更新工业机器人转数计数器工业机器人转数计数器的更新1.转数计数器更新的目的

机器人出厂时的机械零点与零点信息的对应关系是准确的，但由于误删零点信息、转数计数器掉电、拆机维修或断电情况下机器人关节轴被撞击移位，可能会造成零点信息的丢失和错误，进而导致零点失败，丢失运动基准。任务四子任务一更新工业机器人转数计数器工业机器人转数计数器的更新2.转数计数器更新的条件

将机器人关节轴运动至机械零点（把各关节轴上的同步标记对齐），然后再进行转数数据校准更新的操作即为转数计数器的更新。在出现机器人零点丢失情况后，进行更新转数计数器时将零点丢失的关节轴位置对准，这样可以完成机器人的零点粗略的校准。任务四