《机器人技术应用项目教程》（第二版）课件 4-8强化训练二 产品盖板装配与出入库

第四篇

展翅

主

编：蒋正炎副主编：张

俊、嵇朋朋、舒晓春2024年9月项目七异形芯片分拣与安装项目八PCB产品安装与入库项目九PCB产品生产效率与优化项目十工业机器人安全与维护第四篇

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思政小故事——航天航空类

寓教于乐航天科普

——“天宫课堂”第二课2022年3月23日，“天宫课堂”第二课开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站再次为广大青少年带来一堂精彩的太空科普课。在约45分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员相互配合，生动演示微重力环境下太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验，讲解实验现象背后的科学原理，展示部分空间科学设施，介绍在空间站的工作生活情况。项目八PCB产品安装与入库【项目描述】根据3C行业对电子产品的制作要求，一般在完成PCB上芯片的安装后，需要安装盖板并在PCB四角安装锁紧螺钉，然后根据产品的检测结果（成品或废品）将PCB产品放入正确的区域，即入库。本项目主要介绍PCB产品盖板安装、螺钉安装以及产品入库功能，以及通过触摸屏和PLC编程实现定制PCB产品安装与入库功能。【训练要求】在竞赛平台上，对工位上所有产品进行盖板安装锁螺丝及入库任务，对工业机器人操作编程实现以下动作流程：初始要求：将A03产品放置到一号工位（无盖板），将A04产品放置到二号工位（无盖板），将A05产品放置到三号工位（无盖板），将A06产品放置到四号工位（无盖板）;

（1）工业机器人动作起始点为Home点。（2）工业机器人拾取吸盘工具。（3）工业机器人回到Home点。（4）触摸屏设定清洗/涂胶产品(如图4-65所示)，先使用吸盘工具对清洗产品的螺丝孔进行吹气要求：小吸盘位于螺丝孔正上方3mm-5mm的位置，每个螺丝孔吹气时间为3s）。（5）使用涂胶工具对涂胶产品的上表轮廓进行涂胶（要求：涂胶工具姿态合理，涂胶时涂胶工具TCP偏离产品上表面3mm-5mm，涂胶工具TCP速度为50mm/s）。强化训练二：产品盖板装配与出入库【训练要求】（6）工业机器人回到Home点。（7）工业机器人放回涂胶工具。（8）工业机器人回到Home点。（9）工业机器人拾取吸盘工具。（10）工业机器人回到Home点。（11）工业机器人依次对所有产品安装盖板。（12）工业机器人放回吸盘工具。（13）工业机器人回到Home点。（14）工业机器人拾取螺丝枪。强化训练二：产品盖板装配与出入库（15）触摸屏设定所有产品螺丝颗数，工业机器人按照设定对所有产品锁螺丝。（16）工业机器人放回螺丝枪。（17）工业机器人拾取吸盘工具。（18）触摸屏设定所有产品的成废品情况，按照触摸屏设定工业机器人对所有产品进行入库。（19）工业机器人回到Home点。（20）工业机器人放回吸盘工具。（21）工业机器人动作结束点为Home点。【解题思路】1.模块化思路：分别创建并编写工具拾取/卸载、清洗螺丝孔、产品上表轮廓涂胶、取放盖板、自动锁螺钉、产品入库（包括成品、半成品和废品的入库）、以太网通信接收数据等功能的子程序（每个子程序内部根据需求还可以增加必要的子程序），分别用于实现任务中的不同功能要求。2.根据要求编写main程序，按以下顺序调用子程序：（1）工具拾取/卸载（设置参数为拾取吸盘工具功能）；（2）以太网通信接收数据（接收触摸屏设置产品清洗或涂胶功能信息）；（3）清洗螺丝孔（设置循环4次，并判断每个产品触摸屏设置参数是否为“清洗”，是则完成该产品螺丝孔清洗，如果“清洗”产品数为4，则完成第3步后直接跳转至第9步）；（4）工具拾取/卸载（设置参数为卸载吸盘工具功能）；（5）工具拾取/卸载（设置参数为拾取涂胶工具功能）；强化训练二：产品盖板装配与出入库【解题思路】（6）产品上表轮廓涂胶（设置循环4次，并判断每个产品触摸屏设置参数是否为“涂胶”，是则完成该产品上表轮廓涂胶）；（7）工具拾取/卸载（设置参数为卸载涂胶工具功能）；（8）工具拾取/卸载（设置参数为拾取吸盘工具功能）；（9）取放盖板（设置循环4次实现安装4块盖板到4个PCB产品上）；（10）工具拾取/卸载（设置参数为卸载吸盘工具功能）；（11）工具拾取/卸载（设置参数为拾取螺丝枪工具功能）；（12）以太网通信接收数据（接收触摸屏设置产品螺丝颗数信息）；（13）自动锁螺钉（设置2层循环，外循环为4个工位，内循环为每个PCB产品设定的螺丝颗数）；（14）工具拾取/卸载（设置参数为卸载螺丝枪工具功能）；（15）工具拾取/卸载（设置参数为拾取吸盘工具功能）；（16）以太网通信接收数据（接收触摸屏设置产品合格性信息）；（17）产品入库（设置循环4次，判断每个产品触摸屏设置的合格性参数，如果是成品则将产品放入成品区，如果是废品则将产品放入废品区，如果是半成品则将产品根据题目要求放到指定区域）；（18）工具拾取/卸载（设置参数为卸载吸盘工具功能）；3.编写PLC以太网通信程序及根据图完成人机界面组态设计；强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】具体训练的编程和调试过程；1.工业机器人示教根据任务要求，创建以下robtarget型数据，并手动操纵工业机器人完成所有点位的示教，确认位置正确后单击示教器“修改位置”按钮保存点位数据。（1）吸盘工具位置xipan；（2）涂胶工具位置tujiao;（3）螺丝枪工具位置gun；（4）4个PCB产品共16个螺丝孔清洗位置（每个产品4个螺丝孔，如图4-72所示，使用吸盘工具进行示教）clean{4,4}，其中clean{1,1}为一号工位产品A03的第1个螺丝孔清洗位置，clean{4,4}为四号工位产品A06的第4个螺丝孔清洗位置；强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】（5）4个PCB产品共16个上表轮廓涂胶位置（即PCB四个边缘角的位置）tj{4,4}，其中tj{1,1}为一号工位产品A03的第1个边缘角位置，tj{4,4}为四号工位产品A06的第4个边缘角位置；（6）盖板原料区存放4块盖板的位置数组gaiban{4}，具体每个组件的定义同“强化训练一”；（7）一号-四号工位安装4块盖板的位置数组fgb{4}，具体每个组件的定义同“强化训练一”；（8）螺钉送料单元吸螺钉位置xld；（9）锁螺钉流程安全位置safe；（10）4个PCB产品共16个锁螺钉位置数组sld{4,4}，其中sld{1,1}为一号工位产品第1个锁螺钉位置，sld{4,4}为四号工位产品第4个锁螺钉位置；（11）成品区最多放置4个成品位置数组cp_ok{4}，具体每个组件的定义同“强化训练一”；（12）废品区最多放置4个废品位置数组cp_ng{4}，具体每个组件的定义同“强化训练一”强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】2.工业机器人编程（1）工具拾取/卸载程序同“强化训练一”中的例行程序“tool_get_put(robtargeta,numb)”，具体程序略。（2）以太网通信接收数据程序通过应用套接字创建和连接指令实现将工业机器人与PLC通过以太网进行通信，程序中的ip地址为PLC设备ip地址（以实际设备地址为准，该地址仅供参考），应用套接字接收指令实现工业机器人从触摸屏（其元件地址连接到PLC对应地址）接收所设置的数据信息，应用套接字关闭指令实现接收数据结束后关闭以太网通信，编写程序如下（程序中创建了套接字socketdev型变量u用连接PLC设备的ip地址和设备号；创建了byte型一维数组receive，数组大小自定义，能满足存储触摸屏上所有设置数据即可，该数组用于接收数组传送的数据）。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】PROCcom()socketcreateu;WaitTime1;socketconnectu,"192.168.2.1",2001;WaitTime1;socketreceiveu\data:=receive;socketcloseu;ENDPROC（3）清洗螺丝孔与产品上表轮廓涂胶程序①应用FOR指令编写单个PCB产品清洗4个螺丝孔的程序如下，程序参数a为需要清洗的产品对应的工位号（1代表一号工位，以此类推）。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】PROCqxlsk(numa) FORiFROM1TO4DO MoveLOffs(clean{a,i},0,0,70),v1000,z50,tool0; MoveLclean{a,i},v20,fine,tool0; WaitTime0.5; SetBVAC_1; WaitTime3; ResetBVAC_1; WaitTime0.5; MoveLOffs(clean{a,i},0,0,70),v200,z50,tool0; ENDFOR ENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】②应用FOR指令编写单个PCB产品上表轮廓涂胶的程序如下，程序参数a为需要涂胶的产品对应的工位号（1代表一号工位，以此类推），涂胶顺序为：tj{a,1}-tj{a,2}-tj{a,3}-tj{a,4}-tj{a,1}。PROCpcb_tj(numa) MoveLOffs(tj{a,1},0,0,70),v1000,z50,tool0; FORiFROM1TO4DO MoveLtj{a,i},v50,fine,tool0; ENDFOR MoveLtj{a,1},v50,fine,tool0; MoveLOffs(tj{a,1},0,0,70),v200,z50,tool0; ENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】③根据任务要求，编写清洗/涂胶整体流程程序。应用FOR指令和IF指令查询4个产品触摸屏地址VB205-VB208所设置的数据为“清洗（对应数据1）”还是“涂胶（对应数据2）”，如果是“清洗”则执行单个产品的清洗程序，创建变量qx_num用于对完成清洗的产品计数，如果清洗产品数量达到4则说明没有需要涂胶的产品，应用GOTO指令跳转到整体程序结束；如果清洗产品数量小于4，等清洗任务结束后，卸载吸盘工具并拾取涂胶工具，继续通过FOR循环查询触摸屏数据是否为“涂胶”，如果是则执行PCB上表轮廓涂胶程序，完成涂胶任务后卸载涂胶工具并拾取吸盘工具。编写程序如下。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】PROCqx_tj() com; FORiFROM1TO4DO IFreceive{4+i}=1THEN qxlski; qx_num:=qx_num+1; IFqx_num=4THEN GOTObbb; ENDIF ENDIF ENDFORtool_get_putxipan,2;tool_get_puttujiao,1; com;强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】FORiFROM1TO4DO IFreceive{4+i}=2THEN pcb_tji; ENDIF ENDFORtool_get_puttujiao,2;tool_get_putxipan,1; bbb: ENDPROC（4）取放盖板程序同“强化训练一”中的例行程序“Get_Put_Gaiban()”，具体程序略。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】（5）自动锁螺钉程序程序结构基本同“强化训练一”中的例行程序“Screw”，创建num型数组ls_num{4}用于通过接收触摸屏地址VB201-VB204所设置的螺丝颗数数据（1-4）保存相应工位产品的螺丝颗数，修改内循环的次数为触摸屏设置的螺丝颗数，编写程序如下。PROCScrew()VARnumj;com;FORaFROM1TO4DO ls_num{a}:=receive{a};强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】ENDFORFORaFROM1TO4DO FORiFROM1TOls_num{a}DO GET_Ld; MoveLOffs(sld{a,i},0,0,70),v200,fine,tool0; ResetScrew_BVac; ResetScrew_Hit; WaitTime0.5; SetScrew_BVac; WaitTime0.5; SetScrew_Hit; WaitTime0.3;强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】aaa: MoveLOffs(sld{a,i},0,0,-j),v10,fine,tool0; IFtorque=0THEN j:=j+1; GOTOaaa; ENDIF ResetScrew_Hit; ResetScrew_BVac; MoveLOffs(sld{a,i},0,0,70),v100,z50,tool0; MoveLsafe,v500,fine,tool0; ENDFORENDFORENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】（6）产品入库程序①产品入库流程程序通过FOR指令和IF指令查询4个产品触摸屏地址VB209-VB212设置参数为“成品”、“半成品”还是“废品”，如果为“成品”执行单个成品入库程序（带一个参数为成品所在工位），如果为“半成品”执行单个半成品入库程序（带一个参数为半成品所在工位），如果为“废品”执行单个废品入库程序（带一个参数为废品所在工位）。编写程序如下。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】PROCcp_rk() com; FORiFROM1TO4DO IFreceive{8+i}=1THEN Put_OKi; ELSEIFreceive{8+i}=2THEN Put_SMi; ELSEIFreceive{8+i}=3THEN Put_NGi; ENDIF ENDFOR ENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】②单个成品入库、单个半成品入库、单个废品入库程序分别创建3个num型变量ok_num、sm_num、ng_num用于对成品、半成品和废品个数进行计数，以便确定产品入库的精确位置；假设半成品需要放置到盖板原料区，则其入库的位置可使用盖板原料区取盖板位置数组gaiban{4}（第一个半成品需放置在gaiban{4}，以此类推，第四个半成品需放置在gaiban{1}）。分别编写3个子程序如下。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】单个成品入库程序：PROCPut_OK(numa)dian:=fgb{a};x_f50,1,1;ok_num:=ok_num+1;MoveJOffs(cp_ok{ok_num},-50,-50,200),v1000,z50,tool0;dian:=cp_ok{ok_num};x_f100,2,1;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;ENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】单个半成品入库程序：PROCPut_SM(numa)dian:=fgb{a};x_f50,1,1;sm_num:=sm_num+1;MoveJOffs(gaiban{5-sm_num},-50,-50,200),v1000,z50,tool0;dian:=gaiban{5-sm_num};x_f100,2,1;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;ENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】单个废品入库程序：PROCPut_NG(numa)dian:=fgb{a};x_f50,1,1;ng_num:=ng_num+1;MoveJOffs(cp_ng{ng_num},-50,-50,200),v1000,z50,tool0;dian:=cp_ng{ng_num};x_f100,2,1;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;ENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】（7）main程序根据要求先后调用相应的子程序，编写main程序如下。PROCmain()MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;tool_get_putxipan,1;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;qx_tj;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;Get_Put_Gaiban;tool_get_putxipan,2;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】GET_Gun;Screw;PUT_Gun;tool_get_putxipan,1;cp_rk;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;tool_get_putxipan,2;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;ENDPROC强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】3.PLC编程通过TCP_CONNECT和TCP_SEND指令编写PLC与工业机器人通过以太网通信的程序，其中PLC（触摸屏）端发送数据（机器人端接收数据）的地址从VB201开始，共分配了50个连续的地址，PLC程序如下。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】4.人机界面组态设计根据图4-71要求，合理使用EasyBuilderPro软件的不同元件，完成触摸屏画面设计。（1）螺丝颗数设置使用“数值”元件，地址为VB201-VB204，设备上下限可设定为0-4，其余元件设计步骤相同（仅需修改地址）。（2）清洗/涂胶设置使用“项目选单”元件，地址为VB205-VB208，其余元件设计步骤相同（仅需修改地址）。（3）成品/半成品/废品设置使用“项目选单”元件，地址为VB209-VB212，设计步骤同第2步（源数据的项目数改为4，地址和状态设置相应修改即可）。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】（4）二号工位定制芯片类型设置使用“项目选单”元件，地址为VB213-VB216（分别对应CPU、集成电路、电容、三极管），设计步骤同第2步（源数据的项目数设为3，地址和状态设置相应修改即可）。（5）四号工位定制芯片类型设置使用“项目选单”元件，地址为VB217-VB220，设计步骤同第2步（源数据的项目数设为3，地址和状态设置相应修改即可）。（6）一号-四号工位检测结果设置使用“滑动开关”元件，地址为VB221-VB224，下限和上限建议设为1和3，其余元件设计步骤相同（仅需修改地址）。强化训练二：产品盖板装配与出入库【实战训练】（7）信息显示区设置执行“资料/历史”菜单中的“事件显示”功能，根据题意可设置若干需要显示的事件（例如：显示事件“第一次检测结束”），合理调整信息显示区的大小，完成设置。（8）运行按钮设置使用“位状态设置”元件，地址为Q8.0，开关类型选择“复归型”，添加文字标签“运行”。（9）手动控制按钮和返回按钮设置手动控制按钮用于跳转到“手动控制画面”，返回按钮用于跳转到“主画面”。使用“功能键”元件，窗口编号分别选择“手动控制画面”和“主画面”的编号，手动控制按钮需更改默认的图片样式和颜色，添加文字标签“手动控制”和“返回”，以手动控制按钮为例。强化训练二：产品盖板装配与