工业机器人系统离线编程与仿真 课件 项目4 分拣工作站离线编程与仿真

项目4分拣工作站离线编程与仿真Project4OfflineProgrammingandSimulationofSortingWorkstation项目引入本项目是以ABBIRB120工业机器人分拣工作站为项目对象，配合吸盘、输送模块、棋盘格模块等进行不同颜色工件分拣。学习的内容主要包括分拣工作站的搭建和机器人系统的创建；学习使用smart组件设计吸盘工具、输送模块工具、工件随机生成，工作站的配置、分拣程序的编制，最终实现不同颜色工件分拣仿真。知识目标1、了解工业机器人分拣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、掌握不同颜色工件随机生成方法。5、掌握分拣工作站与smart组件的通信配置方法。。能力目标1、能根据工作任务设计分拣流程。2、能根据分拣工艺要求配置模型、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组件进行分拣动画开发。CATALOGUE目录总体章节ONTENTSC4.1分拣工作站认知与布局4.2分拣动画组件创建4.3分拣工作站离线编程与调试一、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，通过随机数，产生并复制一个减速器，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6.3.3分拣程序的编写PROCmain()MoveAbsJpHome,v1000,z100,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;resetDoStart;ResetDoxipan;WaitTime1;

FORiFROM0TO15DOSetDoStart;MoveJoffs(pPick,0,0,100),v1000,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;WaitDIDiArrive,1;ResetDoStart;MoveLpPick,v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;SetDoxipan;WaitDIDiInplace,1;MoveJOffs(pPick,0,0,100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;

IFAiColor=0THENMoveJOffs(pPut,0,0,j*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;MoveJOffs(pPut,0,0,j*8),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;ResetDoxipan;WaitDIDiInplace,0;MoveJOffs(pPut,0,0,j*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;j:=j+1;

ELSEIFAiColor=1THENMoveJOffs(pPut,0,-70,k*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;MoveJOffs(pPut,0,-70,k*8),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;ResetDoxipan;WaitDIDiInplace,0;MoveJOffs(pPut,0,-70,k*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;k:=k+1;

ELSEIFAiColor=2THENMoveJOffs(pPut,0,-140,l*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;MoveJOffs(pPut,0,-140,l*8),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;ResetDoxipan;WaitDIDiInplace,0;MoveJOffs(pPut,0,-140,l*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;l:=l+1;

ENDIF

ENDFORMoveAbsJpHome,v1000,z100,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;

ENDPROC三、码垛轨迹离线编程与调试项目4分拣工作站离线编程与仿真Project4OfflineProgrammingandSimulationofSortingWorkstation项目引入本项目是以ABBIRB120工业机器人分拣工作站为项目对象，配合吸盘、输送模块、棋盘格模块等进行不同颜色工件分拣。学习的内容主要包括分拣工作站的搭建和机器人系统的创建；学习使用smart组件设计吸盘工具、输送模块工具、工件随机生成，工作站的配置、分拣程序的编制，最终实现不同颜色工件分拣仿真。知识目标1、了解工业机器人分拣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、掌握不同颜色工件随机生成方法。5、掌握分拣工作站与smart组件的通信配置方法。。能力目标1、能根据工作任务设计分拣流程。2、能根据分拣工艺要求配置模型、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组件进行分拣动画开发。CATALOGUE目录总体章节ONTENTSC4.1分拣工作站认知与布局4.2分拣动画组件创建4.3分拣工作站离线编程与调试4.1分拣工作站认知与布局4.1CognitionandLayoutofSortingWorkstationCATALOGUE4.1.1机器人模型导入4.1.3平台导入与机器人安装4.1.2工具模型导入与安装132目录4.1.4棋盘格导入与安装4目录ONTENTSCCATALOGUE4.1.5皮带运输模型导入4.1.7机器人系统创建4.1.6减速机模型导入与放置576目录目录ONTENTSC4.1.1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。4.1.2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4.1.3

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4.1.3平台导入与机器人安装机器人已放置到工作台上。4.1.4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。4.1.4

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。4.1.4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4.1.4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。4.1.5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4.1.6减速机模型导入与放置在基本选项卡中，选择导入几何体——浏览几何体，然后在弹出的对话框中，选择模型存放的位置，选择“减速器_红色.stp”，单击“确定”，导入工件。4.1.6减速机模型导入与放置重复操作步骤1，导入黄色和绿色工件。工件位置默认在世界坐标系的原点，暂时不需要更改工件位置。工件导入后如图所示，由于三个工件位置相同，只显示了一个导入工件的颜色。4.1.7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。4.2分拣动画组件创建4.2TheCreationofSortingAnimationComponentsCATALOGUE4.2.1动态吸盘工具的创建4.2.2动态输送链组件的创建12目录目录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”4.2.1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。4.2.1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。4.2.1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”。4.2.1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。4.2.1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“Operntor”栏设置为not。4.2.1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。4.2.1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。4.2.1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。4.2.1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。4.2.1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。4.2.1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。4.2.2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。4.2.2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4.2.2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4.2.2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4.2.3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4.2.3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"Soure"；在“本体"选项中添加"LinearMover"；在“信号和属性”选项中添加“LogicGate”；在“其他”选项中添加“Queue”、“SimulationEvents"、“Random”和“DataTable”。3.设置Random组件的属性4.2.3动态输送链组件的创建切换至“Random”属性界面，设置随机数最小值“Min”为“-0.5”；设置随机数最大值“Max”为“2.5”；4.设置DataTable组件的属性4.2.3动态输送链组件的创建切换至“DataTable”属性界面，单击“DataType”下拉箭头，选择“object”；单击“Numitems”箭头，设置为“3”；单击“item0”下拉箭头，选择“减速器_红色”；单击“item1”下拉箭头，选择“减速器_黄色”；单击“item2”下拉箭头，选择“减速器_绿色”；单击单击“应用”按钮。5.设置“PlaneSensor”组件的属性4.2.3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。5.设置“PlaneSensor”组件的属性4.2.3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。5.设置“PlaneSensor”组件的属性4.2.3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4.2.3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”。5.设置“PlaneSensor”组件的属性4.2.3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。6.设置LinearMover组件的属性4.2.3动态输送链组件的创建切换至“LinearMover”属性界面，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4.2.3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。6.添加数字信号4.2.3动态输送链组件的创建单击“添加I/O

Signals"添加I/O信号。创建一个模拟信号输出“AoColor”，用于输出当前减速机工件的类型。7.属性和联接设计4.2.3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4.2.3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4.2.4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4.2.4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4.2.4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。4.3分拣轨迹离线编程与调试4.3OfflineProgrammingandDebuggingofSortingCATALOGUE4.3.1工作站逻辑4.3.3分拣程序的编写4.3.2路径规划132目录目录ONTENTSC4.3.3分拣程序的仿真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”。4.3.1工作站逻辑2.新建信号在Signal行点击右键，点击“新建Signal”。4.3.1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”。4.3.1工作站逻辑2.新建信号类似的分别创建名称为“DiInplace”，“DiArrive”的信号，TypeofSignal栏选择“DigitalInput”。创建名称为“DoStart”的信号，TypeofSignal栏选择“DigitalOutput”。创建名称为“AiColor”的信号，TypeofSignal栏选择“AnalogInput”。创建好的变量如右图所示。4.3.1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。4.3.1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”右边的下拉菜单中选择刚才创建的输入输出信号，分别为“DiArrive”，“DiInplace”，“Doxipan”和“DoStart”和“AiColor”。4.3.1工作站逻辑4.设计工作站逻辑创建完毕后，如右图所示。按照右图连接各输入输出变量，完成工作站逻辑的设计。其IO连接表如右图所示。。4.3.1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。4.3.1工作站逻辑4.设计工作站逻辑其IO连接表如下图所示。4.3.1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”。4.3.2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。4.3.2路径规划1.设置phome点在路径和目标点页面，选择该点，右键，选择“跳转到关节目标”。机器人姿态即回到初始位置。4.3.2路径规划2.设置pick点右下角将捕捉模式设置为“捕捉中心”和“选择表面”。操作机器人手动线性运行，将吸盘工具tcp点调整至捕捉到减速器工件表面圆心。4.3.2路径规划2.设置pick点点击示教目标点，并将目标点名称改为pPick。4.3.2路径规划3.设置put点右下角将捕捉模式设置为“捕捉中心”和“选择表面”。先隐藏输送带模块，使用1点法放置减速器模块。从减速器下方找到减速器模块底面圆心。放置点选择在棋盘格一点上，如上图所示。点击“应用”，减速机模块便安装在该位置了。4.3.2路径规划3.设置put点手动线性模式操作机器人吸盘工具tcp点至刚放置好的减速机模块上表面的中心处。4.3.2路径规划3.设置put点示教该目标点，并将该点名称改为pPut。4.3.2路径规划4.同步路径点在路径与步骤中，删除之前创建的waittime程序。4.3.2路径规划4.同步路径点分别将phome点、pPick点和pPut点添加到路径。4.3.2路径规划4.同步路径点这里先全部选择了MoveJ指令，后面我们在Rapid程序中再做修改。在基本选项卡中，点击同步到Rapid。4.3.2路径规划4.同步路径点选中全部，然后点击“确定”。4.3.2路径规划1.打开编辑界面在Rapid选项卡中，找到Module1模块的main函数，并打开，在如图界面中编辑程序。4.3.3分拣程序的编写1.打开编辑界面首先在模块变量声明区域声明三个num型变量，后面用于分拣工件时偏移量的计算。4.3.3分拣程序的编写2.修改和完善程序修改和输入程序代码，包括调整指令、速度等参数。4.3.3分拣程序的编写2.修改和完善程序4.3.3分拣程序的编写PROCmain()MoveAbsJpHome,v1000,z100,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;resetDoStart;ResetDoxipan;WaitTime1;

FORiFROM0TO15DOSetDoStart;MoveJoffs(pPick,0,0,100),v1000,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;WaitDIDiArrive,1;ResetDoStart;MoveLpPick,v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;SetDoxipan;WaitDIDiInplace,1;MoveJOffs(pPick,0,0,100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;

IFAiColor=0THENMoveJOffs(pPut,0,0,j*8+100),v200,fine,XiPan_Tool\WObj:=wobj0;MoveJOff