工业机器人系统离线编程与仿真 课件 (丁健) 项目1-3 工业机器人离线编程与仿真基础- 码垛工作站离线编程与仿真

项目1工业机器人离线编程与仿真基础Project1FundamentalsofOfflineProgrammingandSimulationforIndustrialRobots项目引入本项目将学习工业机器人仿真的基础知识和简单操作技能，以理论学习为主，操作为辅，内容包括工业机器人仿真技术，RobotStudio仿真软件，Robotstudio创建简单仿真工作站，Robotstudio建模功能和Smart组件仿真功能。知识目标熟悉工业机器人虚拟仿真技术和主流仿真软件；熟悉RobotStudio仿真软件的功能和特点；掌握RobotStudio建模原理；掌握Smart组件的概念和类别；能力目标能够正确安装RobotStudio仿真软件；能够使用RobotStudio仿真软件创建工业机器人简单仿真工作站；能够使用RobotStudio仿真软件建立简单模型、机械装置和机器人工具；1.1工业机器人虚拟仿真技术1.1VirtualSimulationTechnologyforIndustrialRobotsCATALOGUE工业机器人虚拟仿真技术工业机器人主流仿真软件12目录目录ONTENTSCCATALOGUE工业机器人虚拟仿真技术1工业机器人虚拟仿真技术是指通过计算机对实际的工业机器人系统进行模拟的技术。工业机器人虚拟仿真技术可以通过计算机图形技术和机器人学原理，建立工业机器人及其工作环境的模型，再利用工业机器人编程语言及相关算法，生成可视化的解决方案。工业机器人虚拟仿真系统可通过单台或多台虚拟工业机器人组成仿真工作站或生产线，在产品制造之前对工业机器人系统进行离线编程，避免不必要的返工。离线编程就是在实际安装机器人前，通过可视化及可确定的解决方案和布局来减低风险，并通过创建更加精确的路径来获得更高的效率。图1-1为工业机器人机床上下料仿真工作站。CATALOGUE工业机器人主流仿真软件2工业机器人主流仿真软件主要包括RobotMaster、PQArt、DELMIA、RobotStudio、RobotWorks和Robomove六种。1、RobotMasterRobotMaster是一款来自加拿大的工业机器人仿真软件，几乎支持市场上绝大多数机器人品牌，该软件还无缝集成了机器人编程、仿真和代码生成功能，能极大提高机器人编程速度。2、PQArtPQArt是目前国内机器人仿真软件中的主流产品之一，该软件能根据几何数模的拓扑信息生成机器人运动轨迹，之后进行轨迹仿真、路径优化以及后置代码，同时集碰撞检测、场景渲染、动画输出于一体，可快速生成效果逼真的模拟动画，被广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加工等领域。PQArt教育版针对教学实际情况，增加了虚拟示教器与自由装配等功能，帮助初学者在虚拟环境中快速认识机器人，快速学会机器人示教器基本操作，大大缩短了学习周期，降低了学习成本。3、DELMIADELMIA是一款法国达索公司旗下的CAM软件，被专门用于汽车制造行业。DELMIA有六大模块，其中Robotics解决方案涵盖汽车制造领域的发动机、总装和白车身，航空工业领域的机身装配、维修维护，以及一般制造业的制造工艺设计。Robotics能快速进行机器人工作单元建立、仿真与验证，可形成一个完整、可伸缩、柔性的解决方案。CATALOGUE工业机器人主流仿真软件24、RobotStudioRobotStudio是一款瑞士ABB公司配套本体机器人出品的仿真软件。RobotStudio支持机器人的整个产品生命周期，使用图形化方式编辑和调试机器人系统来创建和仿真机器人的运行，并能模拟优化现有的机器人程序。5、RobotWorksRobotWorks是一款来自以色列的机器人离线编程仿真软件，它的使用与前面所提到的RobotMaster软件类似，但它要基于Solidworks软件二次开发才能使用，因此使用该软件需要先购买Solidworks。6、RobomoveRobomove是一款来自意大利的工业机器人仿真软件，它同样支持市面上大多数品牌的机器人，机器人加工轨迹由外部CAM导入。软件操作自由且功能完善，可同时支持多台机器人仿真。Robomove与其他仿真软件不同的是侧重于定制路线，可根据实际项目进行定制。1.2喷涂动画组件创建与设计1.2Robotstudio仿真软件CATALOGUERobotStudio软件功能介绍RobotStudio软件功能选项卡12目录目录ONTENTSCRobotStudio软件功能介绍1RobotStudio仿真软件可以实现包括编程、CAD导入、自动生成路径、自动分析伸展、碰撞检测、在线作业、二次开发在内的七项主要功能。编程功能RobotStudio软件既是仿真软件又是编程软件，可利用它将编好的程序直接下载到真实的机器人控制器中。CAD导入在构建仿真工作站时，RobotStudio软件支持CAD软件模型导入（包括IGES、STEP、VRML、CATIA、VDAFS和ACIS等格式），通过使用各种精确的3D模型数据，可以生成更为精确的机器人程序，从而提高产品质量。自动生成路径功能自动生成路径功能是RobotStudio软件最节省时间的功能之一。对于某些不规则轨迹，进行人为示教比较麻烦且效率低下，此时利用该软件的自动生成路径功能，将生成好的路径下载到真实机器人中，可极大提高生产效率。RobotStudio软件功能介绍14、自动分析伸展功能RobotStudio软件利用自动分析伸展功能可让操作者灵活移动机器人或工件，直至所有位置均可达到，从而在较短时间内完成验证和优化工作站单元布局。5、碰撞检测功能在RobotStudio软件中，可对机器人在运动过程中是否可能与周边设备发生碰撞进行验证与确认，以确保机器人离线编程得出的程序具有可用性。6、在线作业功能使用RobotStudio软件与真实机器人进行连接通信，对机器人进行便捷的监控、程序修改、参数设定、文件传送及备份恢复等操作，方便了对机器人的调试与维护。7、二次开发功能RobotStudio软件提供了功能强大的二次开发平台，便于工程人员调试机器人以及更直观的观察机器人生产状态，使得机器人的应用实现了更多种可能，从而满足科研和生产的需要。RobotStudio软件功能选项卡2RobotStudio仿真软件包括“文件”“基本”“建模”“仿真”“控制器”“RAPID”和“Add-Ins”7个功能选项卡。文件选项卡“文件”选项卡包括“打开”“关闭”“保存”“新建”“打印”“共享”“在线”“帮助”及“选项”等命令，如图1-3所示。RobotStudio软件功能选项卡22、基本选项卡

“基本”选项卡有6个命令组，分别为“建立工作站”“路径编程”“设置”“控制器”“Freehand”“图形”。例如，“建立工作站”命令组包含“ABB模型库”“导入模型库”和“机器人系统”等命令3、建模功能选项“建模”选项卡有5个命令组，分别为“创建”“CAD操作”“测量”“Freehand”和“机械”。例如，“机械”命令组包括“创建机械装置”“创建工具”和“创建输送带”等命令RobotStudio软件功能选项卡24、仿真功能选项

“仿真”选项卡有6个命令组，包括“碰撞监控”“配置”“仿真控制”“监控”“信号分析器”和“录制短片”。例如，“仿真控制”命令组有“播放”“暂停”“停止”和“重置”命令5、控制器功能选项“控制器”选项卡有5个命令组，分别为“进入”“控制器工具”“配置”“虚拟控制器”和“传送”。例如，“虚拟控制器”命令组包括“控制面板”“操作者窗口”“编辑系统”等命令RobotStudio软件功能选项卡26、RAPID功能选项“RAPID”选项卡有7个命令组，分别为“进入”“编辑”“插入”“查找”“控制器”“测试和调试”“路径编辑器”。例如，“测试和调试”命令组包括“步入”“跳出”“跳过”等命令7、Add-Ins功能选项“Add-Ins”选项卡有3个命令组，分别为“社区”“RobotWare”和“齿轮箱热量预测”1.3Robotstudio创建简单仿真工作站1.3EstablishsimulationworkstationusingRobotstudioCATALOGUE工作站创建与布局工业机器人虚拟系统创建与操作12目录目录ONTENTSC路径创建与离线编程仿真运行与视频录制34工作站创建与布局1CATALOGUE1）创建工作站打开RobotStudio软件，在“工作站”中选择“空工作站”，单击“创建”新工作站。工作站创建与布局1CATALOGUE2）导入机器人模型及其工具点击“基本”→“ABB模型库”，选择“IRB2600”型工业机器人。点击“基本”→“导入模型库”→“设备”→“TrainingObject”，选择其中的“myTool”。工作站创建与布局1CATALOGUE3）导入工作站模型在“TrainingObjects”模型中，选择“propellertable”和“CurveThing”。工业机器人虚拟系统创建与操作2CATALOGUE1）创建机器人虚拟控制系统点击“基本”→“机器人系统”→“从布局…”，根据已有布局创建虚拟控制系统。工业机器人虚拟系统创建与操作22）机器人手动操作

在示教器控制面板界面中选择“手动操纵”。路径创建与离线编程31）路径创建

点击“路径”→“空路径”。路径创建与离线编程32）离线编程设定RAPID程序运动指令模板，本例中设定如下“MoveAbsJ*v150fineMyTool\WObj:=workobject_1”。点击“示教指令”。

仿真运行与视频录制41）仿真运行

在“仿真设定”选项卡中，点击“T_ROB1”，在“进入点”下拉框中选择“Path_10”。点击“播放”功能。仿真运行与视频录制42）视频录制

点击“仿真录像”→“播放”，等待仿真运行结束。点击“播放”→“录制视图”，完成录制后，可以生成可执行文件。1.4Robotstudio建模功能1.4ModellingforRobotstudioCATALOGUE简单建模功能机械装置创建12目录目录ONTENTSC机器人工具创建3简单建模功能1CATALOGUE1）矩形体创建点击“固体”→“矩形体”。在“创建方体”界面中，设定矩形体长度、宽度、高度都为200mm，并点击“创建”。简单建模功能1CATALOGUE3）导入工作站模型在“TrainingObjects”模型中，选择“propellertable”和“CurveThing”。机械装置创建2CATALOGUE1）滑台机械装置创建点击“创建机械装置”，弹出的界面中，在“机械装置模型名称”文本框输入“滑台设备”，在“机械装置类型”下拉框中选择“设备”，接着双击“链接”。机械装置创建22）设置链接L1

在“创建链接”界面中，设置“链接名称”为“L1”，在“所选组件”下拉框中选择“滑台”，并将其添加到右方文本框中，并勾选“设置为BaseLink”选项，最后点击“应用”。机器人工具创建31）设定工具本地坐标系

右击“单吸盘”，选择“修改”→“设定本地原点”功能。将工具本地原点位置数据全部设置为0，方向数据设置为0，90，0，点击“应用”。机器人工具创建32）创建工具数据在“路径和目标点”选项卡中，右击“工具数据”，然后选择“创建工具数据”。

1.5Smart组件仿真功能1.5SimulationfunctionforSmartcomponentsCATALOGUESmart组件功能Smart组件创建12目录目录ONTENTSCSmart组件功能1CATALOGUE1）Smart组件功能Smart组件是RobotStudio的一种对象，具有内置功能和逻辑，用于模拟不属于虚拟控制器组成部分的组件。如图1.10所示，RobotStudio软件默认提供了一套用于模型基本动作、信号逻辑运算和传感器检测等仿真的基本Smart组件，可以实现夹持器动作、对象在输送链上移动、物料随机生成等动画效果。Smart组件还可以保存为库文件，以备复用。Smart组件提供图形化编程接口，能用于创建复杂组件，可用于构成工作站和开展仿真。如果某个组件属性复杂，且无法用基本Smart组件进行仿真，那么可使用代码后置。利用代码后置，开发人员可在组件内编写.NET套件程序，对Smart组件进行自定义。Smart组件功能创建2CATALOGUE1）Smart组件创建在“建模”选项卡，可以点击“Smart组件”来创建一个新的组件，进而设置其输入输出和和属性项目2搬运工作站离线编程与仿真Project2OfflineProgrammingandSimulationofMovementWorkstation项目引入搬运机器人广泛应用于机械加工、汽车制造、消费电子等行业，可以替代人工完成大量重复性的搬运工作，特别是在一些数量多、质量重、体积大的场合，可以有效降低劳动强度、提高搬运效率、节省搬运时间。本项目将学习工业机器人搬运工作站的理论知识和操作技能，以操作学习为主，理论为辅，学习内容包括搬运工作站布局，平口手抓机械装置创建，搬运动画Smart组件创建、设计和测试，搬运路径离线编程与调试，搬运工作站仿真运行等。2.2.1搬运工作站布局2.2.1LayoutofmovementworkstationCATALOGUE工作平台和机器人的布局立体仓库、变位机和装配模块的布局12目录目录ONTENTSCCATALOGUE工作平台和机器人的布局1如图所示，搬运工作站由工业机器人仿真平台、变位机模块、立体仓库模型组成。CATALOGUE工作平台和机器人的布局11）创建工作站打开RobotStudio软件，在“工作站”中选择“空工作站”，单击“创建”新工作站。CATALOGUE工作平台和机器人的布局12）导入工作台模型点击“基本”→“导入几何体”→“浏览几何体”。在弹出的对话框中，导入“实训平台.stp”。CATALOGUE立体仓库、变位机和装配模块的布局21）导入立体仓库模型点击“基本”→“导入几何体”→“浏览几何体”，导入“立体仓库模块.stp”。CATALOGUE立体仓库、变位机和装配模块的布局22）移动立体仓库点击“移动”命令。再点击“布局”→“仓储模块”组件，利用方向箭头将立体仓库移动到工作平台左上方。2.2平口手抓安装和机械装置创建2.2Installationofflat-mouthtoolsandcreationofmechanicaldevicesCATALOGUE平口手抓安装平口手抓机械装置创建12目录目录ONTENTSCCATALOGUE平口手抓安装11）导入“主盘工具”和“平口手抓工具”模型点击“基本”→“导入几何体”→“浏览几何体”，导入“主盘工具.stp”和“平口手抓工具.stp”。CATALOGUE平口手抓安装12）“主盘工具”安装到机器人法兰盘点击“布局”→“主盘工具”按住不放，拖动至“IRB120_3_58_01”，在弹出的“更新位置”对话框中，点击“是”。CATALOGUE平口手抓安装13）设定“平口手抓工具”位置在“布局”选项卡中，右击“平口手抓工具”，在快捷菜单中选择“位置”→“设定位置...”。在弹出的对话框中输入“位置”和“方向”为(0,0,41,0,0,0)，设置完成后，点击“应用”。CATALOGUE平口手抓安装14）设定“平口手抓工具”本地原点右击“平口手抓工具”，在弹出的快捷菜单中，选择“修改”→“设定本地原点”。在弹出的对话框中输入“位置”和“方向”为(0,0,0,0,0,0)。设置完成后，点击“应用”。CATALOGUE平口手抓安装15）“平口手抓工具”安装到“主盘工具”点击“布局”→“平口手抓工具”，拖动至“IRB120_3_58_01”，在弹出的“更新位置”对话框中，点击“是”。CATALOGUE平口手抓安装21）创建机械装置点击“创建机械装置”快捷工具命令。在“机械装置模型名称”文本框中输入“平口手抓”，在“机械装置类型”下拉框中选择“工具”。CATALOGUE平口手抓安装22）设置第一个链接L1

双击图中“链接”，在弹出的对话框中，设置“链接名称”为“L1”，在“所选组件”下拉菜单中，依次将右图中5个组件添加到右方文本框中，并勾选“设置为BaseLink”选项，最后点击“应用”。CATALOGUE平口手抓安装22）设置第二个链接L2

在“创建链接”对话框中，继续设置“链接名称”为“L2”，在“所选组件”下拉菜单中，依次将右图中2个组件添加到右方文本框中，最后点击“应用”。CATALOGUE平口手抓安装23）设置第三个链接L3

在“创建链接”对话框中，继续设置“链接名称”为“L3”，在“所选组件”下拉菜单中，依次将右图中2个组件添加到右方文本框中，最后点击“确定”。CATALOGUE平口手抓安装24）设置关节J1、J2

设置“关节名称”为“J1”，“关节类型”选择“往复的”，“父链接”和“子链接”分别选择为“L1”和“L2”，在“关节轴”中，将“第二个位置”设置为“-1，0，0”，关节“最小限值”和“最大限值”设置为0和8，最后点击“应用”。继续设置“关节名称”为“J2”，“关节类型”选择“往复的”，“父链接”和“子链接”分别为“L1”和“L3”。CATALOGUE平口手抓安装25）设置工具数据

双击图中的“工具数据”，在弹出的对话框中，“工具数据名称”设置为“CarrryTool”，“属于链接”选择“L1(BaseLink)”，“位置”和“方向”设置为（0，0，156，0，0，0），重心设置为（0，0，80），最后点击“确定”。2.2.3搬运Smart组件创建2.2.3CreateaSmartcomponentformovementCATALOGUE搬运Smart组件创建搬运Smart组件设计12目录目录ONTENTSC搬运Smart组件测试3CATALOGUE搬运Smart组件创建11）创建Smart组件点击“建模”→“Smart组件”，并重命名为“Banyun”。将“平口手抓”机械装置，拖入“Banyun”Smart组件。CATALOGUE搬运Smart组件创建12）添加第一个“PoseMover”组件点击“添加组件”，选择“本体”→“PoseMover”。在“属性：PoseMover[0]”对话框中，“Mechanism”下拉框中选择“平口手抓（Banyun）”，“Pose”下拉框中选择“张开”，“Duration(s)”对话框中设置为“1”，点击“应用”。CATALOGUE搬运Smart组件创建13）添加第二个“PoseMover”组件并设置其属性创建第二个“PoseMover”组件，在“属性：PoseMover_2[0]”对话框中，“Mechanism”下拉框中选择“平口手抓（Banyun）”，“Pose”下拉框中选择“闭合”，“Duration(s)”对话框中设置为“1”，点击“应用”。CATALOGUE搬运Smart组件创建14）添加“Attacher”组件并设置其属性点击“添加组件”，选择“动作”→“Attacher”。在“属性：Attacher”对话框中，“Parent”下拉框中选择“Banyun”Smart组件，“Child”下拉框中选择“电机外壳”，点击“应用”。CATALOGUE搬运Smart组件创建15）添加“Detacher”组件并设置其属性添加“Detacher”组件，在“属性：Detacher”对话框中，“Child”下拉框中选择“电机外壳”，点击“应用”。CATALOGUE搬运Smart组件创建16）

添加“LogicGate”组件并设置其属性点击“添加组件”，选择“信号和属性”→“LogicGate”。在“属性：LogicGate[NOT]”对话框中，“Operator”下拉框中选择“NOT”，点击“应用”。CATALOGUE搬运Smart组件设计21）搬运Smart组件设计通过添加Smart组件输入信号和各组件之间信号连接，依次使能各组件功能，产生所需要的仿真动画，主要动作过程有：（1）抓取信号DiBanyun置1，平口手抓闭合并拾取电机外壳工件；（2）通过逻辑非门取反输出，将平口手抓张开和闭合动作互锁；（3）抓取信号DiBanyun置0，通过非门中间连接，平口手抓张开并释放电机外壳工件。CATALOGUE搬运Smart组件测试31）设置搬运Smart组件属性在“布局”选项卡中，右击“Banyun”Smart组件，选择“属性”功能。搬运Smart组件输入信号置1；搬运Smart组件输入信号置0.2.2.4搬运轨迹离线编程与调试2.2.4OfflineprogramminganddebuggingofmovementtrajectoryCATALOGUE控制系统及信号创建搬运路径关键点位示教12目录目录ONTENTSC编写RAPID程序3工作站逻辑与仿真运行3CATALOGUE控制系统及信号创建11）创建工作站虚拟控制系统点击“基本”→“机器人系统”→“从布局…”。CATALOGUE控制系统及信号创建12）新建DeviceNet设备在“配置－I/OSystem”界面中，右击“DeviceNetDevice”，点击弹出的“新建DeviceNetDevice…”。在“实例编辑器”对话框中，“使用来自模板的值”选择“DSQC651CombiI/ODevice”，“Adress”设置为10，其余采用默认设置，完成后点击“确定”。CATALOGUE搬运路径关键点位示教21）设置机器人准备工作点准备点(start)、抓取点(pick)、放置点(put)为搬运路径中三个关键点位，需要进行示教，抓取上方点、放置上方点和过渡点可采用offs偏移指令实现.将机器人第一、三、五、六轴角度设置为-90，20，-20，-90。CATALOGUE搬运路径关键点位示教22）示教机器人抓取点拖动机器人工具末端，移动至电机外壳抓取位置。

CATALOGUE搬运路径关键点位示教23）示教机器人放置点拖动机器人工具末端，将机器人工具拖动至电机外壳放置。CATALOGUE编写RAPID程序31）编写RAPID程序机器人搬运路径可分解为抓取路径和放置路径，抓取路径流程为：准备点→抓取上方→抓取点→抓取上方→准备点；放置路径流程为：过渡点→放置上方→放置点→放置上方→过渡点→准备点。CATALOGUE工作站逻辑与仿真运行41）设定工作站逻辑点击“仿真”→“工作站逻辑”。在“工作站逻辑”的“设计”界面中，连接“DoGripper”和“DiBanyun”信号。CATALOGUE工作站逻辑与仿真运行42）仿真运行点击“仿真”→“仿真设定”。在“仿真设定”界面中，勾选“Smart组件”和“控制器”选项，点击任务“T_ROB1”,在右侧“进入点”选择路径“Path_10”。点击“重置”→“初始”。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。5.3.2码垛路径规划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。5.3.2码垛路径规划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。5.3.2码垛路径规划2.设置pick点点击示教目标点，并将目标点名称改为pPick。5.3.2码垛路径规划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。5.3.2码垛路径规划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。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。5.3.2码垛路径规划3.设置put点示教该目标点，并将该点名称改为pPut。5.3.2码垛路径规划4.同步路径点在路径与步骤中，删除之前创建的waittime程序。5.3.2码垛路径规划4.同步路径点分别将phome点、pPick点和pPut点添加到路径。5.3.2码垛路径规划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。5.3.2码垛路径规划在基本选项卡中，点击同步到Rapid。4.同步路径点选中全部，然后点击“确定”。5.3.2码垛路径规划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。5.3.3码垛程序的编写2.修改和完善程序修改和输入程序代码，包括指令、速度等参数。如右图所示。5.3.3码垛程序的编写3.同步到工作站点击“同步”→“同步到工作站”，程序指令便同步到工作站了。5.3.3码垛程序的编写1.执行仿真切换到“仿真”选项卡，按下播放按钮，机器人按照设定的程序开始执行动作。观察仿真执行的程序轨迹，如果出现超出机器人关节可达范围的情况需要重新设定放置点，重新修改程序并同步仿真执行。5.3.4程序仿真1.执行仿真最终仿真的效果，如右图所示。5.3.4程序仿真项目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s