项目三 仿真动力设备的构建与使用

项目三仿真动力设备的构建与使用

项目目标：

(1)、掌握软件中仿真动力驱动的属性参数及设备使用方法;

(2)、掌握使用这些动力设备搭建机器人工作站的方法；

(3)、掌握与动力设备相关设备的使用方法；

(4)、熟悉组(G，oup)的使用方法。

知识技能点：

(1)、会软件环境中Machine、Link等的使用技术;

(2)、会电机附加轴的添加与使用操作：

(3)、会变位机的添加与使用；

(4)、会组(Group)的创建与使用技术。

工作任务：

(1)、子项目一：使用Machine、Link和Part,创建模拟物品在传输带上传

送工作流程的案例；

(2)^子项目二：使用Robot、Machine^Link和Part,创建物料运输与机器

人抓取放置的案例；

(3)、子项目三：使用附加轴，创建一个模以滑块在导轨上左右往复运动的

仿真案例；

(4)、子项目四：使用Robot,附加轴等，创建一个带有导轨的机器人搬运

工作站案例；

(5)、子项目五：创建一个包含变位机的机器人焊接案例。

3.1任务实施

3.1.1子项目一的实施

任务描述：创建模拟物品在传输带上传送工作流程，使黄色的物料盘（Link）

载着绿色的物品（Part）沿着传输带（Machine）向前运行500mm后,再折返到

原处。

一、添加Machine

Machine与Link相结合，就能够构造出一些动力设备。二者之间的关系是：

如果Machine是机器，那么其中的动力就可以用Link来设置,故Link是机器与驱

动器（如电机设备）之间的关联（或者连接）部分，Link也可以具有自身的外现

实体，如传输带上的料框等。

创建一个仿真环境如图3.1所示：

；HandlingPRO-Evaluation-(78daysleft)-HandlingPRO9

ViewCellRobotTeachTest-RunProjectToolsWindow

0方GcIfe'

并二CellBrowser-HandlingPROd

8sCSmiPRCMaterialHandUngWorkcell

:一至fFutures

由Parts

由密RobotCoctrolers

Obstacles

Profiles

Dmensions

Targets

TargetGroups

Mtchinesi

EyiemaiDevices

图3.1机器人仿真编缉环境

Machine的添加步骤如下:

（1）、在图3.1所示的树形窗口中，选中Machines。然后点击鼠标右键，在

弹出的菜单中选择:AddMachine-*CADFile,添加一个Machine,操作过程如图

3.2所示：

CellBrowser-HarxilingPRO9

Fodurei

Parts

Ro8tControlers

Profie*

图3.2:添加Machine

（2）、完成上述操作之后，就弹出了如图3.3所示的Machine选择窗口:

图33:添加Machine实体图形选择窗

本例中选择图库Fixtures\conveyer中的Conveyer_1500.CSB,点击“打开”按

钮，弹出图3.4所示的Machine属性设置窗口，可以输入参数。在该图所示的

General标签下，窗「I中主要有Name（名称）、CADFile（选择的文件路径名）、Color

（颜色）、Location（坐标值设置）、Scale（缩放比例）等参数的设置。

；HandEngPRO-MIuHoo■(78daytleft)•HardlingPROG

HieEditView3Robo<Te«chTett-ftunProjectTool*WndowHelp

DKBsc在i?发哈壁/8&i?*w0ags•►n・合国」：落

J?：CellBrewer-HandJ；ng^RO9

S«*ROMatenaiHaMfriQWodicel

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Targe

TargetGroups

u«ct*e,

0M»chn«1

fxlernal

图3.4:Machine属性设置窗口

这里改变Color为深青色，调整其位置，其它设置为默认值，点击OK按钮,

就完成了Machine的添加，默认名为Machinelo

二、添加Link

添加Link的步骤如下：

(1)、如图3.5所示，在树形窗口中选中Machinel,然后点击鼠标右键，从

弹出的菜单中选择：AddLink-Box

ft：CelBrowser-H^ndlingPRO)

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图3.5:添加Lirk

操作完毕之后，就弹出图3.6所示的Link属性窗口，默认名称为Linkl。

HandlingPRO••(78days•附•HandlingPRO^

AleEditViewCellRobot"eachTest-RunProjectTodsV6ndowHelp

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图3.6:Link及其属性设置窗口

(2)、在属性窗的LinkCAD标签中,改变Linkl的大小及坐标如图3.7所示:

■Unkl.MacKnel.Mdchinel

IOK|:C*ne«]

图3.7:Machinel中Linkl的设置与效果图3.8:Part属性设置窗口

(3)、在该环境中添加一个Part,选用Box,其属性设置窗口如图3.8；

(4)、然后双击LinkM在环境中双击图形或者双击树形窗口中的Linkl菜单),

弹出图3.9所示的Linkl属性设置窗口；

(5)、在图3.9所示的窗口中,在EditAxiasOrigin前的复选框中打J,开始

编辑Linkl的位置坐标，拖动电机沿X、Y、Z移动，改变其位置坐标，使其移动

到合适位置;然后,去掉CoupleLinkCAD选项(即：把对应复选框中的J去掉),

去除Linkl与Machinel的耦联关系；再改变P的坐标值为90(即：沿着Y轴旋转

90度)，把Linkl所关联的电机运动轴Z轴方向与Machinel的放置走向一致(即：

与传输运动方向一致)，其设置后的参数如图3.10所示：

.Linkl.Machinel.Machinel

5kCADPartsSmlMon

GeneralMotccCak)rroa

AXBhfbonaton

AJi^ntheor^mofthe3D

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theaxisR>cetheZ.

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固MotorWslWe

□CoupHUnkCAO

'LockAxisLocatwn

IOK][C—<][2州:[]IOK]|Cenex]|A(X»||HI,]

图3.9:Linkl的属性设置窗口图3.10:Linkl的General属性设置窗口

(6)、诜择该窗口上的General标签，按照图3.11所示设置该窗口属性，这

样，Parti就出现在Linkl上了，其设置效果参看图3.11的Part(绿色立方，本)，

最后点击OK,就完成了Link的添加操作。

图3.11:Linkl的Parts属性设置窗口

三、添加I/O运动控制信号

本例所选的的运动控制信号是控制Link运动的I/O端口信号，即：通过设置

端口的高(ON)、低(OFF)电平，来控制Link沿着电机Z轴方向的前后运动。

设置步骤如下：

(1)、双击Link(通过双击图3.11中的Link黄色部位或者树窗口中的Linkl),

打开Linkl的属性窗口，选择该窗口中的Motion标签如图3.12所示，在该窗口下

进行运动I/O控制端口的设置;

图3.12:Linkl的Motion属性设置窗口

图3.12中，运动控制类型（即:MotionControlType）,选用设备的10端口

控制（即：DeviceI/OControlled）；轴类型（即:AxisType）选择直线（即：Linear）,

速度（即：Speed）填入200nlm/sec；机器人控制器的10分配及其控制如下：

①、D0[l]为0N时，驱动电机正传，开始带动Linkl向500mm处运动；

②、D0⑴为OFF时,驱动电机反传,开始带动Linkl向0mm处运动;

以上两步设置完毕之后，点击Apply按钮，然后再点击Test按钮，可以查看

Linkl与Parti的运行状态；

③、DI[1]为0N时,说明Linkl已经运动到500mm处;

④、DI[2]为0N时,说明Linkl已经运动到0mm处;

上述操作之后，就完成了10信号的输出控制与输入反馈设置。

（2）、利用上述信号，编写机器人程序，就可以控制Linkl的正反运行了。

这里介绍另外一种创建程序的方法，如图3.13所示：点击主菜单Teach-Add

SimulationProgram。然后弹出图3.14所示的窗口，输入文件名Test2,点击0K,

就进入到图3.15所示的程序编辑窗口。

输入图3.15所示的程序，其具体含义为：

DO[1]=ON;开始驱动Linkl向500mm处移动，速度是200mm/sec；

WAITDI[1]=ON；等待Linkl到达500mm处；

DO[1]=OFF;开始驱动Linkl向0mm处移动，速度是200mm/sec；

WAITDI[2]=ON；等待Linkl到达500mm处。

ysleft)-HandlingPRO9

TeachTest-RunProjectTools

AddSimulationProgram

AddTPProgram

LoadProgram

■

SaveAllTPPrograms,

DrawPartFeatures

FindandReplace

TeachProgram'Prog2,

Program,Prog2-Properties

图3.13:创建仿真程序图3.14:输入程序名

(3)、上述程序输入之后，点击运行按钮，就可以看到黄色的Linkl绿色载

着绿色的Parti沿着传输带向前运行500mm后，再折返到原处。

3.1.2子项目二的实施

任务描述：物料盘加载物料通过传输带从0mm位置转运到500mm位置，然

后等待机器人抓取，机器人抓取之后，物料盘返回0mm处加载另一个物料，同

时机器人把抓取的物料放置到一个物料筐内。编制程序，使该动作循环执行。

具体步骤如下：

(1)、Workcell设置按照默认值，创建一个机器人工作站；

(2)^参照第3.1.1节，添加一个Part(物料)、一个Machine(传输带)、一

个Link(物料盘),并参照图3.12设置Link的10的输出参数D0[l]>DO⑵和输入

信号Dl[2],完成相应设备的参数设置；

(3)、添加一个Fixture(物料筐),其选型与参数设置分别如图3.16、图3.17

所示:

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B»x^«U«02CSS

图3.16:物料筐的选择图3.17:物料筐Part设置

(4)、添加一个机器人抓手，其选型如图3.18所示:

图3.18:机器人抓手选型

分别对抓手属性中的General、UTOOL、Parts进行设置。其中，在General+，

抓手沿着X轴旋转180度，即：W为-180,并调整Z方向的坐标值，设置之后如

图3.19(a)所示；在UTOOL中，调整Z的数值如图3.19(b)；在Parts中的设置

如图3.19(c)所示;

*UT:1(Eoatl),GP:1-R-2000iB/165F.

(_OK]]CaneaJ[Appl/:[Help：

(b)

图3.19：机器人抓手设置

上述设置完毕之后，最终的场景布置如图3.20所示:

Handlin9^O•(valuation•(78dayt#ft)•KindlingPRO9

FileEditViewCellRobotTeachTest-RunProjectTookWindowHelp

图3.20：项目的场景布置

（5）、仿真设置

对Linkl和Fixturel属性中的Simulation进行设置，分别为图3.21和图3.22。

其中,Linkl设置为：Allowparttobepicked,创建延时CreateDelay设置为

2秒;Fixturel设置为:Allowparttobeplaced,销毁延时DestroyDelay设置为5

秒。

图3.21：Link1的Simulation设置图3.22：Fixturel的Simulation设置

（6）、小教编程

通过示教TP,共使用5个示教点：初始点P⑴，抓取准备点P⑵与P[4]（两

点坐标值相同）、抓取点P[3]、放置准备点P⑸和P[7]（两点坐标值相同）、和放

置点P[6],在环境空间中的位置如图3.23所示：

图3.23：TP示教设置

编制程序如图3.24所小:

KSimulatiorProgramEditor-RobotController!-Progl

L.,1<1(3日n.冠

RecordroucbupMoveToForward"ckwardInstX)=OF

••,►x国❷

R]1：LBU1)

屈2：JP(1]100%FINE

回3:0O[1J-ON

国4：JP(2]100%FINE

R5：WAITD4(1)-ON

冈6:LP(3]2000mm»ecFINE

氐7：Pickup(P«rtr)From(Mtchinel:Lmicr)WlthfGP:1-UT:1(EoadB

国8：LP(4J2000mm«*ecFINE

因史JP(5]100%FIHE

国10：OOpJ-OFF

肉":IH6]2000mm.MCFINE

回12：Orop(Partr)From(GP:1-UT:1(EoatinOnCFoturer)

氐13：IP(7)2000mm.MCFINE

园14：WAIT6(2)5

要15:JMPLBL

图3.24：程序清单及示教点位置.

程序的解释如下:

LBL[1]

JP[1]100%FINE；机器人回到初始位

DO[1]=ON;DO⑴得电，传输带上的物料开始以200mm/sec

;的速度沿传输带移动到500mm处

JP[2]100%FINE;同时，让机器人抓手移到抓取准备位置

WAITDI[1]=ON;等待物料到达500mm出

LP[3]2000MM/SECFINE;到达后，移动机器人抓手到达抓取位

Pickup(/Partl,)From(/Machinel:Linkl,)With(/GP:l-UT:l(Eoatl),)

;机器人抓取传输带上的物料

LP[4]2000mm/secFINE;直线运行到其上方的抓取准备位

JP[5]100%FINE;机器人抓手移动到放置准备位

DO[1]=OFF;D0[l]失电，传输带上的物料开始以200mm/sec

;的速度沿传输带移动到0mm处

LP[6]2000mm/secFINE;机器人抓手移动到放置位

Drop(zPartr)From(zGP:l-UT:l(Eoatl)z)ON(TixtureV)；把物料放置在料框内

LP[7]2000mm/secFINE;回到放置准备位

JMPLBL[1];循环执行

(7)、点击运行即可。

3.1.3子项目三的实施

任务描述：使用附加轴，创建一个模拟滑块在导轨上左右运动的项目，并编

制程序，使该动作循环执行。

实施步骤如下：

一、添加附加轴

附加轴是指除了机器人本体之外，附加的其它动力轴。它可以单独存在，作

为Machine的动力，也可以是一个机器人的行走轴等。这里，以一个单一的滑动

轴为例，介绍附加轴的添加方法。

(1)、创建一个工程，在采用默认的设置走到图3.25所示的第6步，选择

H895IndependentAxes,然后点击Next,直到Finish；

置"WorkcellCreationWizard

Step6・Group1RobotModel

WizardNavigatorSelectthepnmaryrobotmodelforthiscontroller

1ProcessSelection3Showtherobotmode<variationnames

HandingPRO

2:WcxkcettNameTypeOrderHumDescnptcn

^R

H^xiingPRO13

*UoboxtH845ARCMate12«iC/10L

3RobotCreationMethod

H896BasicPositioner

CreatefromscratchrR

H820C-ftex

U篝

4:RobotSoftwareVersion#

RH873DualDnveAxss

V7.7Or­

RH837

5RobotApplicalk)n/ToolrrF-IOOtA

U

HandingTool(H552)H829F-2006(R-3CA)

^R

6:Group1RobotModdH874GeneralPositoner

^-

7:AddrtionaiMotionGroupsotxjtH628HighSpeedPaltetizngRobot

一

8RobotOptionsIndependentAxes

r

9SummaryR

H809LRMate200»C

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H802LRMate200Q5F

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H838LRMate200C/5H

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H801LRMate200sHs

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