工业机器人系统离线编程与仿真 课件 项目3 码垛工作站离线编程与仿真

项目3码垛工作站离线编程与仿真Project3OfflineProgrammingandSimulationofRobotStackingWorkstation项目引入码垛是按照集成单元化的思想，将物料按照一定模式堆码成垛，以便于实现单元化物料的存储、搬运、装卸、运输等物流活动。作为工业机器人的典型应用，码垛机器人技术已经有了长足的发展，机器人码垛有工作能力强、运行速度快、体积小、抓取种类多、等优点，能够大大解放人力，提高生产效率。本项是以ABBIRB120工业机器人码垛工作站为项目对象，配合吸盘、输送模块、棋盘格模块等进行减速机的码垛。学习的内容主要包括码垛工作站的搭建和机器人系统的创建；学习使用smar组件设计吸盘工具和输送模块工具，工作站的配置、码垛程序的编制，最终实现1行3列2层的减速机工件模型的堆垛仿真。知识目标1.了解工业机器人码垛的概念和基本工作过程。2.掌握吸盘工具smart组件的参数设定和创建方法。3.掌握物料输送单元smart组件的参数设定和创建方法。4.掌握工作站与smart组件的通信配置方法。5.掌握FOR循环、SET指令、WaitDI指令的使用方法。6.掌握OFFS偏移表达式的使用方法。能力目标1.能根据工作任务设计码垛流程轨迹。2.能根据码垛工艺要求配置模型、轨迹参数。3.能够熟练使用RAPID语言进行程序的开发和调试。4.能熟练掌握使用smart组件进行仿真时开发流程和工作站的配置方法。一、模型导入与机器人系统创建1机器人模型导入3平台导入与机器人安装2工具模型导入与安装4棋盘格导入与安装5皮带运输模型导入7机器人系统创建6减速机模型导入与放置二、Smart组件的创建1动态吸盘工具的创建2吸盘工具功能测试二、Smart组件的创建3动态输送链组件的创建4动态输送链组件功能的验证设计需求：1.输入di，激活面传感器2.输入di，复制一个减速器，并线性运动3.到达感应面，输出do，并停止线性运动三、码垛轨迹离线编程与调试1设计工作站逻辑三、码垛轨迹离线编程与调试2码垛路径规划1.pHome点2.pPick点3.pPut点三、码垛轨迹离线编程与调试PROCmain()MoveAbsJpHome,v1000,z100,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;//home点resetDoStart;ResetDoxipan;WaitTime1;FORiFROM0TO5DO//6个工件SetDoStart;MoveJOffs(pPick,0,0,100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;//抓取点上方等待WaitDIDiArrive,1;ResetDoStart;MoveLpPick,v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;//抓取工件SetDoxipan;WaitDIDiInplace,1;MoveJOffs(pPick,0,0,100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;//先去抓取点上方MoveJOffs(pPut,0,-(iMOD3)*50,(iDIV3)*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;//去放置点上方MoveJOffs(pPut,0,-(iMOD3)*50,(iDIV3)*8),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;//去放置点ResetDoxipan;WaitDIDiInplace,0;MoveJOffs(pPut,0,-(iMOD3)*50,(iDIV3)*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;//去放置点上方ENDFORMoveAbsJphome,v1000,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;ENDPROC项目3码垛工作站离线编程与仿真Project5OfflineProgrammingandSimulationofRobotStackingWorkstation项目引入码垛是按照集成单元化的思想，将物料按照一定模式堆码成垛，以便于实现单元化物料的存储、搬运、装卸、运输等物流活动。作为工业机器人的典型应用，码垛机器人技术已经有了长足的发展，机器人码垛有工作能力强、运行速度快、体积小、抓取种类多、等优点，能够大大解放人力，提高生产效率。本项是以ABBIRB120工业机器人码垛工作站为项目对象，配合吸盘、输送模块、棋盘格模块等进行减速机的码垛。学习的内容主要包括码垛工作站的搭建和机器人系统的创建；学习使用smar组件设计吸盘工具和输送模块工具，工作站的配置、码垛程序的编制，最终实现1行3列2层的减速机工件模型的堆垛仿真。知识目标1.了解工业机器人码垛的概念和基本工作过程。2.掌握吸盘工具smart组件的参数设定和创建方法。3.掌握物料输送单元smart组件的参数设定和创建方法。4.掌握工作站与smart组件的通信配置方法。5.掌握FOR循环、SET指令、WaitDI指令的使用方法。6.掌握OFFS偏移表达式的使用方法。能力目标1.能根据工作任务设计码垛流程轨迹。2.能根据码垛工艺要求配置模型、轨迹参数。3.能够熟练使用RAPID语言进行程序的开发和调试。4.能熟练掌握使用smart组件进行仿真时开发流程和工作站的配置方法。3.1码垛工作站认知与布局5.1CognitionandlayoutofstackingworkstationCATALOGUE3.1.1机器人模型导入3.1.3平台导入与机器人安装3.1.2工具模型导入与安装132目录3.1.4棋盘格导入与安装4目录ONTENTSCCATALOGUE3.1.5皮带运输模型导入3.1.7机器人系统创建3.1.6减速机模型导入与放置576目录目录ONTENTSC1.机器人模型导入进入robotstudio软件，点击左侧“新建”→“空工作站”。进入基本视图后，导入IRB120机器人模型。步骤同前面章节。导入后的模型如右图所示。2.工具模型导入与安装在基本选型卡中，选择“导入模型库”→“浏览库文件”，分别选择“主盘工具.rslib”和“吸盘工具.rslib”并导入。分别拖动主盘工具和吸盘工具到机器人IRB120_3_58_01上。提示更新工具的位置，选择“是”。安装好工具后的机器人如右图所示3.平台导入与机器人安装在基本选型卡中，选择“导入几何体”→“浏览几何体”，导入“实训平台.stp”。在布局栏中，在IRB120_3_58_01右键→“位置”→“设定位置”，将机器人z轴位置设置为945，选择“应用”并关闭3.平台导入与机器人安装机器人已放置到工作台上。4.棋盘格导入与安装在基本选型卡中，选择“导入几何体”→“浏览几何体”，导入“棋盘格模块.stp”。在布局选型卡中，右键“机器人工作桌台”，取消“可见”，隐藏机器人工作桌台。4.棋盘格导入与安装在布局选型卡中，选中“棋盘格模块”，然后再基本选项卡中，选择“移动”工具，将棋盘格模块移动至机器人附近。调整“机器人工作桌台”至可见状态，选择两点法放置棋盘格模块至工作台。4.棋盘格导入与安装调整“机器人工作桌台”至可见状态，选择两点法放置棋盘格模块至工作台。选择方式设置为“选择表面”，捕捉方式设置为“捕捉中心”，分别选择棋盘格下方两点，如右图所示4.棋盘格导入与安装选择工作台上的两点，如图所示，位置选择好后，点击“应用”。棋盘格模块放好至工作台上了。5.安装皮带运输模块在基本选型卡中，选择“导入几何体”→“浏览几何体”，导入“皮带运输模块.stp”。位置不需要调整6.减速机模型导入与放置使用一点法或两点法将减速器放置在皮带运输模块的起始位置。7.机器人系统创建在基本选项卡中选择“从布局”创建机器人系统，选择示教器语言为中文，点击“下一步”→“完成”，等待右下角控制器状态为绿色，即完成机器人系统的创建。5.2码垛动画组件创建5.2ThecreationofstackinganimationcomponentCATALOGUE5.2.1动态吸盘工具的创建5.2.3动态输送链组件的创建5.2.2吸盘工具功能测试132目录5.2.4动态输送链组件功能的验证4目录ONTENTSC1.创建吸盘工具smart组件单击“建模”→“smart组件”命令。在布局选项卡中多出了“SmartComponent_1”，右键重命名该组件名称为“SC_吸盘”5.2.1动态吸盘工具的创建2.添加需要使用的组件

在组件编辑页中，点击添加组件。

从“信号和属性”中，添加“LogicGate”和"LogicSR

Latch"组件;

从“传感器”中,添加"LineSensor"组件;

从“动作”中，添加“Attacher”和"Detacher"组件。5.2.1动态吸盘工具的创建3.添加吸盘工具到smart组件在吸盘工具上单击右键→点击“拆除”。拆除后会弹出一个是否希望恢复“吸盘工具”位置的对话框，单击“否”按钮。5.2.1动态吸盘工具的创建3.添加吸盘工具到smart组件a.拖动xipan工具到“SC_吸盘”组件里，如右图所示b.在smart组件编辑窗口的“组成”选项卡中，单击，勾选“设定为role”。5.2.1动态吸盘工具的创建3.添加吸盘工具到smart组件

在“布局”选项卡中用限标左键点住“SC_吸盘",将共拖放到"IRB120_3_58__01”工业机器人上再松开，重新安装smart工具到机器人末端;

在弹出的“是否希望更新“SC_吸盘”

的位置对话框中，单击“否”按钮;在弹出的“已经存在名为“XiPan

_Tool”的工具数据,是否希望将其替换?”对话框中，单击“是”按钮。5.2.1动态吸盘工具的创建4.设置组件属性1.设置LogicGate组件属性:在“SC_吸盘"界面中，右击"LogicGate[AND]",在弹出的菜单中选择“属性”，将“Operator”栏设置为not。5.2.1动态吸盘工具的创建4.设置组件属性设置Linesensor组件属性:在“Linesensor”属性界面中，在start行中输入感应界面的初始点的坐标，在end行输入结束点的坐标。点击start行的输入框。将右下角捕捉模式设置为“捕捉中心”

和“选择目标点/框架”。设置第一个点为框架的原点，如右图小白点所在位置。点击后坐标自动填入start行。5.2.1动态吸盘工具的创建4.设置组件属性设定捕捉中心，end行仍然选择该点，然后将其z轴值减10mm。将"Radius(mm)"栏设置传感器的感应半径，将数值改为“3.00”，然后按下“应用”按钮。可以看到图中的黄色圆柱体即为Linesensor的感应区域。5.2.1动态吸盘工具的创建5.添加数字信号在“SC_吸盘"编辑界面中选择“信号和连接”选项卡,单击“添加I/O

Signals"添加I/O信号。创建一个数字输入信号“DiXiPan”,用于控制吸盘吸、放动作，置1为吸盘拾取,置0吸盘释放。创建一个数字输出信号“DolnPlace

”用于反馈信号,置1表示吸盘已吸附对象，置0表示吸盘未吸附到对象。5.2.1动态吸盘工具的创建5.信号和属性联接在“SC_吸盘"编辑界面中选择“设计”选项卡，按照下图进行信号联接。5.2.1动态吸盘工具的创建5.信号和属性联接连接完成后，IO连接信息和属性连接信息自动生成，如右图所示。5.2.1动态吸盘工具的创建1.减速器放置右击“减速器工件”，在弹出的菜单中选择“位置”→“放置”→“一个点”，使用捕捉中心的方法选择第一个点。5.2.2吸盘工具功能测试1.减速器放置最终减速机放置到如图所示位置。5.2.2吸盘工具功能测试选择吸盘中心为第二个点。然后应用。2.吸盘功能测试5.2.2吸盘工具功能测试在“布局”选项卡中右键“SC_吸盘”，选择“属性”对话框，将“DiXipan”置为1。当检测到信号时，此时DoInplace信号输出为1，否则为0。2.吸盘功能测试5.2.2吸盘工具功能测试选择手动线性功能，操作机器人沿任意方向移动，可见减速机工件跟随机器人末端吸盘工具运动。当将“DiXipan”信号置为0，减速机工件不再跟随机器人末端吸盘工具运动。1.创建吸盘工具smart组件5.2.3动态输送链组件的创建单击“建模”→“smart组件”命令。在布局选项卡中多出了“SmartComponent_1”，右键重命名该组件名称为“SC_输送”2.添加需要使用的组件5.2.3动态输送链组件的创建在组件编辑页中，点击添加组件。在“传感器”选项中添加“PlaneSensor”；在“动作”选项中添加"Source"；在“本体"选项中添加"LinearMover"；在“其他”选项中添加“Queue”和“SimulationEvents"。3.设置“PlaneSensor”组件的属性5.2.3动态输送链组件的创建

切换至“PlaneSensor”属性界面，其中Origin选取感应面的起始点位置。Axis1和Axis2是目标平面分别沿xyz方向延申的距离。延申出的距离组成的平面即为最终的感应平面。Sensedpart是感应到的对象。3.设置“PlaneSensor”组件的属性5.2.3动态输送链组件的创建在工作站末端位置选择感应平面的第一个点，右图中小球的位置。3.设置“PlaneSensor”组件的属性5.2.3动态输送链组件的创建使用点到点测量工具，测量出目标平面的x距离为110mm。因此，Axis1填入（110，0，0）。3.设置“PlaneSensor”组件的属性5.2.3动态输送链组件的创建再次使用点到点测量工具，测量目标平面的高度为5，因此，Axis2填入（0，0，-5）。点击“应用”。3.设置“PlaneSensor”组件的属性5.2.3动态输送链组件的创建形成的黄色区域即为最终的感应平面。4.设置source组件的属性5.2.3动态输送链组件的创建切换至“source”属性界面，单击source下拉箭头，选择“减速器”，单击“应用”按钮。5.设置LinearMover组件的属性5.2.3动态输送链组件的创建切换至“LinearMover”属性界面，单击“Object"下拉箭头,在下拉列表中选择“Queue(SC_输送)";在"Direction(mm)"栏的第2个输入框输入“1.00”,方向为Y轴正方向;在“Speed(mm/s)"栏输入“200.00”;信号“Excute"置为1;单击“应用”按钮。。6.添加数字信号5.2.3动态输送链组件的创建在“SC_输送”编辑界面中选择“信号和连接”选项卡,单击“添加I/O

Signals”添加I/O信号。创建一个数字输入信号“DiStart”,用于控制输送链动作。置为1启动，置为0停止。单击“添加I/O

Signals"添加I/O信号。创建一个数字输出信号“DoArrive”,用于输出到位信号，置1为到位，置为0是不到位。7.属性和联接设计5.2.3动态输送链组件的创建在“SC_输送”编辑界面中选择“设计”选项卡，按照右图进行信号联接。7.属性和联接设计5.2.3动态输送链组件的创建激活DiStrat信号→复制1个减速器工件→复制的工件进入队列

→激活面传感器→检测到工件→输出DoArrive信号、当前工件从队列中移除

→逻辑非门→未检测到工件时传送带移动→工件移走产生上跳沿复制1个新的工件7.属性和联接设计5.2.3动态输送链组件的创建连接完成后，IO连接信息和属性连接信息自动生成，如右图所示。1.创建循环函数用于仿真5.2.4动态输送链组件功能的验证在RAPID选项卡中，展开Rapid→Module→main，双击打开main函数，输入如下代码：WHILETRUEDOWaitTime1;ENDWHILE1.创建循环函数用于仿真5.2.4动态输送链组件功能的验证在RAPID页面下，点击“同步到工作站”。2.仿真验证5.2.4动态输送链组件功能的验证在仿真页面下点击播放按钮。在布局选项卡中，右键单击“SC_输送”组件，选择属性，将Distart按钮置1。观察输送链上的减速器是否正常运动。当减速器到达输送带末端后，自动停止，DoArrive信号置1。当手动移开末端的减速机后，新的减速机自动创建，并向右移动，到达输送带末端后，自动停止，如此循环往复。5.3码垛轨迹离线编程与调试5.3OfflineProgrammingandDebuggingofStackingCATALOGUE5.3.1工作站逻辑5.3.3码垛程序的编写5.3.2码垛路径规划132目录目录ONTENTSC5.3.3码垛程序的仿真41.打开IO系统配置在“控制器”选项卡中点击“配置”，在菜单中选择“I/Osystem”。5.3.1工作站逻辑2.新建信号在Signal行点击右键，点击“新建Signal”。5.3.1工作站逻辑2.新建信号在在弹出的实例编辑器中分别输入名称和类型，Name栏输入“Doxipan”，TypeofSignal栏选择“DigitalOutput”。5.3.1工作站逻辑2.新建信号类似的分别创建“DiInplace”，“DiArrive”，TypeofSignal栏选择“DigitalInput”。创建“DoStart”TypeofSignal栏选择“DigitalOutput”。创建好的变量如右图所示。5.3.1工作站逻辑3.重启控制器单击“控制器”选项卡中“重启”→“重启动”命令。重启后上面新建的变量才会生效。在弹出的对话框选择确定，控制器开始重启。5.3.1工作站逻辑4.设计工作站逻辑在“仿真”选项卡下，点击“工作站逻辑”命令，进入编辑窗口。选择“设计”子页面。在System23的IO信号右边下拉菜单中选择刚才创建的四个输入输出信号，分别为“DiArrive”，“DiInplace”，“Doxipan”和“DoStart”，即可添加。5.3.1工作站逻辑4.设计工作站逻辑按照右图连接各输入输出变量，完成工作站逻辑的设计。5.3.1工作站逻辑1.设置phome点在基本选项卡中点击“目标点”→“创建Jointtarget”。5.3.2码垛路径规划1.设置phome点在对话框中，名称栏输入“phome”，轴数值栏选择机器人轴，点开输入关节数值（0，-20，20，0，90，0），如右图所示