机械专业综合课程设计说明书-产品码垛作业工业机器人离线编程与虚拟仿真

机械专业综合课程设计说明书

产品码垛作业工业机器人离线编程与

虚拟仿真

学院（系）：机电信息工程学院

专业：___________机械___________

1拆垛机器人工作站构成

自动化物流系统中，与码垛应用相对应的为拆跺应用，即把成垛

的产品依次搬运至流水线上，例如烟草物流系统中出人智能仓库时的码

垛拆垛、袋装原材料拆垛并开袋、汽车零部件的拆垛上料等应用。

本工作站为箱类产品拆垛应用，成垛的原料摆放在枝板上，随枝板

流动至枝板输送链拆垛工位处，利用ABB公司的IRB6700机器人将

产品从枝板上搬运至产品输送链上，以便流至下工位进行处理，如图

6—I所示。

I）枝板输送链载有产品的枝板经由左侧的进料输送链流转至末

端拆垛工位，并且对末端设有至lj位检测传感器，当机器人完成该校

板的拆垛任务后，空枝板经由右侧输出线传至下一士位，便于空枝板的

回收，之后进料输送链传送下一个载有产品的枝板，依次循环

2）吸盘工具机器人末端法兰盘装有吸盘工具（图6-3）,利用

真空发生器产生真空，对产品进行拾取处理，机器人利用输出信号控制

真空的产生与关闭，从而实现产品盒的拾取与释放，该工具采用16个

吸盘，气路分为4蹈，利用机器人4路数字输出端口分别进行控制，

3）产品输送链I机器人将拆垛产品按照指定的方式放置在产品输

送链前端，经由该输送链传送至下工位；在该输送链前端设有传感器,

用于枪测当前位置是否有物料，当没有物料时才允许机器人执行下一个

物料的放置，如图6-5所示。

2、信号组的设置与用法

在使用多个数字输出端口进行传输附，使用信号组的形式会让信号的处理变得艮

单，例如图6-6中需要处建3个数字箱出端口，假设命名为dol、do2、do3,地址夕

为I、2、3,则在系统中需要依次定义3个数字输出信号，并且在程序中每次控制主

个信号，均需要使用3条指令进行话何，如果将该3个输出端口并为一组，统一设后

个信号组改1,地址为1~3,则在程序中只需要按照二进制的排列规则对gol进行胃

即可，大大简化输出控制。如:

SetGogol.7.等同于Scidol；Setdo2；Setdo3；

SetGogol.5.当可干SetdolResetdo2,Setdo3e

3、数组的应用

在定义程序数据时，可以将同种类型、同种用途的数值存放在同

一个数据中，当调用该数据时需要写明索引号来指定我们调用的是该

数据中的哪个数值，这就是所谓的数

组。在RAPID申可以定义维数组、二维数组以及三维数组。

1.一维数组

VARnumregl{3|:=[5.7.MJ；!定义一维致SBregI

reg2:»regl(2);被赋值为7

2.二维数组

VARnumregl(3,4}:="1.2.3.4].[5.6,7,8].[9.10."J2)b!定义二维数组regl

reg2:=regl{3.2}；!reg2-赋值为10

3.三维数组

VARnumreglI.2]43,4)M(5,6]J7,8]]1；!定义三维孩组regl

reg2:=regl{2.1.2).!reg2被赋值为6

在程序嫔写过程中，当需要调用大量的同种类型、同种用处的数据时，在创建数据

时可以利用数组来存放这些数据，这样便于在编程过程中对其进行灵活调用。

其至在大尾I/O信号调用过程中.也可以先将I/O进行别名的操作.格I/O信号与信

号数据关联起来，之后将这些信号数据定义为数组类型，在程序编写中便于对同类型、

同用处的信号进行调用

4、写屏指令的运用

在编写例行程序时，将该程序中的某些数据设置为参数，这样在

调用该程序时输入不同的参数数据，贝lj可对应执行在当前数据值情况

下机器人对应执行的任务。

例如，在切割应用中，频繁使用切割正方形的程序，切割正方

形的指令及算法是一致的，只是正方形的顶点位置、边长不一致，这

样可以将这两个变量设为参数。

PROCrSquare(robtargetpBase,numnSideSize)

Move

LpBase,vI000,fine,toolI\WObj:=wobjO;

MoveOffs(pBase,nSideSize,0,0),vI000,fine,toolI\

LWObj:=wobjO;

MoveOffs(pBase,nSideSize,nSideSize,的，v1000,fine,

LtoolI\WObj:=wobjO;

MoveOffs(pBase,0,nSideSi罚，0),vI000,fine,toolI\

LWObj:=wobjO;

Move

LpBase,vI000,fine,toolI\WObj:=wobjO;

ENDPRO

C

PROCMAIN()

rSqu

arepI,I00;

rSqu

arep2,200;

ENDPRO

C

在调用该切割正方形的程序时，再指定当前正方形的顶点以及边

长即可在对应位置切割对应边长大小的正方形。上述程序中，机器人

先后切割了2个正方形，以pl为顶点、100为边长的正方形，以p2

为顶点、200为边长的正方形。

在机器人应用过程中，节拍经常是我们关注的一个焦点，在RAPID

中有专门用于计时的时钟数据以及一系列的计时指令和函数。

5、记时指令的应用

在机器人应用过程中，节拍经常是我们关注的一个焦点，在RAPID卬自专门用于计

时的时钟数据以及一系列的诘时指令和函数。

时钟数据：Clock,必须定义为变单类型，最小计时单位为0.001s。

计时指令和函数：

ClkStart

.开始计时，

ClkStop

,停止计时，

ClkRes

et.时钟复位，

ClkRead.读取时钟数

值。

案例:

VARclockclockI;

PERSnumCycleTIme;

PROCrMove()

MoveLpl,vlOO,fi时，tooJO,

ClkResetclockI;

ClkStartclockI,

MoveLp2,vI00,fine,toolO;

ClkStopclockI吨

CycleTime'=ClkRead(clockI),

ENDPROC

上述案例中，机器人到达pl点后开始计时，至lj达p2点后停止计

时，之后利用CkReadi卖取当前时钟数值，并将其赋值给数值型变

量CycleTime,贝!J当前CycleTime的值即为机器人从pl点至ljp2

点的运动时间。

6、拆垛程序编写

MODULEMainMoudlePERStooldata

tVacuum:=[TRUE,[[0,0,200],[1,0,0,0)],[30,[0,0,

130],[1,0,0,0],0,0,0));I定义工具坐标系数据

tVacuum

PERSrobtarget

pPickBase:=[[1520.639271586,310.000414148,-49.999926686),[-0_

000000328,0,1,-0.000000068],[0,-1,0,0),(9E9,9E9,

9E9,9E9,9E9,9E9]]；

I定义拆垛工位拾取基准点，以6.4.4节中所描述的第2种拾取情况♦

为准

PERSrobtarget

pP!aceType1:=[[353.779984371,1371.090215836,498_624386673),

[0_707I06815,0_000000588,0.707106747,0.000000435),[1,-1,

1,0),[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9)),

I定义在产品结上放置产品的位置，第I种情况

00543,0.00000072,1,-0.000000I

27),(0,050,0),(9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9));

I定义在产品线上放置产品的位置，第2种情况

PERSrobtarget

pPlaceType3:=((654.92,1393.57,999.29),(3.86561

E-07,0.706048,-0.708164,-3.24774E-07),[0,0,-I,0),[9E+O

9,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09));

1定义在产品线上放置产品的位置，第3种情况

PERSrobtarget

pHo

me:=((96l.98463257,0,1800],[-0.000000365,0,1,0],[0,0,0,0],[9E9,9E

9,9E9,9E9,9E9,9E9]];

I定义机器人工作原点

PERSrobtarget

pPick:=((l515.64,310,950),(-3.28i07,0,1,-6.8巳

08],[0,-I,0,0),[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09)

I定义机器人拾取位置，此位置以pPickBase为基准计算得出

PERSrobtarget

pPickAfter:=[[1015.64,810,I600],[-3.28E-07,0,1,-6.8巳

08),(0,-I,0,0],(9E+09,9EH-09,9E+09,9E+09,9E+09,9

E+09));

I定义机器人拾取产品后的抬高位置

PERSspeeddataMinSpeed:=[500,I00,5000,I000);

PERSspeeddataMidSpeed:=[1500,200,5000,I000);

PERSspeeddataMaxSpeed:=(3000,300,5000,1000);

!定义不同的速度数捱，用于不同的运动过程

PERSloaddataLoadEmpty:=(O.O1,(0,0,1],[1,0,0,0],0儿。]；

1定义机器人空负载时的有效载荷数据，重量设为O.OIkg,可

将其视为空载荷

PERSloaddata

LoadSingle:=[20,[0,0,150]5[1505

0,0],0,0,0];I定义机器人拾取I

个产品时的负载数据

PERSloaddata

LoadDouble:=[40,(0,0,500),(1,0,

0,0)夕，0,0);1定义机器人拾取

2个产品时的负载数据

PERSnumnCounter:=1;

I定义拆垛计数器

PERSnum

nCycleTime:=6.84

8,I定义数值型数

据，用于表示节拍

时间

VARclock

Timer;1定义

时钟数据，用

于计算节拍

PERSnumnPos{10,4}：=[[310,0,1300,I),(310,-610,1300,

I],[-5,0,1000,3),(-5,-620,1000,3),(605,0,1000,2),(605,-610,10

00,2),[0,0,0,2),(0,-610,0,2),[615,0,0,3),(615,-620,0,3));

1定义位置数组，第一维为10，依次对应产品垛中的I0个拾

取位置I第二维为4,分别对应单个

拾取位置中的四项属性值，依次为X偏移值、丫偏移值、Z偏移值、

拾取情况种类，拾取位置以示教的第2种情况中的拾取位置为基准，

结合该数组申的位置偏移量，最终计算出每次拾取产品时的具体位

置，从而依次完成各产品的拾取1最上面一层的两个拾取位置I、2,

如图6-34所示

中间层的4个拾取位置3'4、56,如图6・35所示最下面一层

的4个拾取位置7、8、9、10,如图636所示，其中7是

拾取基准点，其他位置均

PROCMain()

1声明主程序

rlnitAII-

I程序起始位置调用初始化程序，用于复位机器人位置、信号、

数据等

WHILETRUEDO

1采用WHILETRUEDO无限循环结构，将机器人需要重复运行

的动作与初始化程序隔离开

rPick;

I调用拾取产品的程序

rPlace;

I调用放置产品的程序

ENDWHILE

ENDPROC

PR

OC

rlnit

AH()

1声

明初

始化

程序

rMoveHome,,

I调用回工作原点HOME的程序

SetGOgoGrip,O;

1复位所有吸盘真空

1前面加上英文字符感叹号“！”贝IJ表示当前行为注释行，此处是

用于比较单端口的数字输出信号与信号组在使用上面的差别，此处使

用信号组较为方便

nCounter:=I'

I复位计数器

ENDPROC

PROCrPick()

I声明拾取产品程序

ClkResetTimer;

I复位计时器

ClkStartTimer;

I开始计时

WaitDIdiPalletlnPosI

1拆垛工位处的到位检测信号，等待产品垛到位，否则一直等待

pPick:=Offs(pPickBase,nPos{nCounter,I},nPos

{nCounter,2},nPos{nCounter,3});

I利用Offs函数以及位置数据计算当前计

数器值下的拾取位置pPickA仇

er.trans.x:=pPick.trans.x-500;

mmpPickA仇er.trans.y:=pPick.trans,y+500,

6度爷盟嗝"襄既般停置，其?值相对于PPick料兑沿着工件坐

pPickA仇er.trans.z:=1600;1计算

拾取后的中间过渡位置，其Z值为

固定值1600mm

MoveJOffs(pPick,0,0,500),MaxSpeed,z50,tVacuum\

WObj:=wobjO;

!利用MoveJ移动至当前拾取位置正上方500mm处

MoveLpPick,MinSpeed,tine,tVacuum\WObj:=wobjO;

I利用MoveL直线移动至当前拾取位置

SetGOgoGrip,15;

I置位吸盘动作，所有吸盘全部建立真空

I注释，不被执行

WaitTime0.3:

1等待0.3s,保证产品已被拾取

IFnPos{nCounter,4}=1THEN

I判断当前拾取类型，若为情况I贝lj

GripLoadLoadSingle:

I加载单个产品的负载数据

ELSE

GripLoadLoadDouble;I其他情

，况即情况2、3,贝lj加载两个

产品的负载数据

ENDIF

MOVELOffs(pPick,0,0,200),MinSpeed,z50,tVacuum\

WObj:=wobjO;

I利用MoveL直线移动至拾取位置上方200mm处

MoveLpPickAfter,MidSpeed,zI00,tVacuum\WObj:=wobjO,

1利用MoveL移动至拾取后中间过渡点

IFnCounter>=l0PulseDOdoPalletOut-

I判断当前计数是否大于等于10,即是否全部完成了当前枝板的

拆垛任务，若满足条件则发出移除当前枝板信号，将空枝板移走，并移

入下一个载有产品的校板，此处为简化版的旧用法，该指令只适用

于判断一种条件，条件满足时只执行一旬指令的特殊情况

ENDPROC

PROCrPlace()

I声明放置程序

TESTnPos{nCounter,4}

I判断当前是哪种情况

CASEI:

rPlaceTypeI;

1若是情况I,贝lj调用放置程序I

CASE3:

rPlaceTy

pe3;

I若是情况3,贝lj调用放置程序3

DEFAULT:

TPErase;

TPWrite飞hevalueoftypeiseqor,pleasecheckit!”，

Stop;

!若不为上述三种情况，贝lj清屏并写屏显示相关错误信号，并停止程

序运行

ENOTEST

IFnCounter>IOTHEN

I判断当前计数是否大于10,每个钱板上共拾取放置10次

MoveJpHome,MidSpeed,

fine,tVacuum\WObj:=wobjO;I若满足条

件则移动至HOME位置

nCounter:

=l；!计数

器复位

IF

END

;

imer

opT

ClkSt

计时

I停止

er);

d(Tim

lkRea

e:=C

leTim

nCyc

给

赋值

将其

，并

的数值

时器中

当前计

I读取

e

leTim

nCyc

ase,

TPEr

人

”\

is：

time

cycle

st

riteTa

TPW

画

tme;

ycleT

:=nC

Num

析

置的

取放

次拾

上一

显示

并写屏

屏，

I清

机

少

是多

节拍

精

C

PRO

用END

业

()

ype1

laceT

CrP

工PRO

程序I

放置

应I声明

,0;

nPos

lteml

DIdi

型Wait

中产

过程

放置

止在

品，防

没有产

置处己

放置位

线前端

产品

典!等待

撞

生碰

间发

槌品之

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idSp

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000)

I

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