22工业机器人物料搬运练习

河南工业职业技术学院教案课程名称工业机器人基本操作与编程教案编号及课题名称22.工业机器人物料搬运练习授课时间12.20第16周周六34节12.20第16周周六78节授课班级及人数机器人240150人机器人240250人授课地点L1-205L1-205教学内容及重点难点1.物料搬运过程分析及轨迹的规划（难点）2.机器人常用指令3.机器人取吸盘工装程序设计及调试（重点）教学目标

（融入课程思政内容）1.知识目标掌握机器人物料搬运轨迹规划、程序设计、点位示教及程序调试2.能力目标会机器人物料搬运轨迹规划、程序设计、点位示教及程序调试。3.素质目标培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。培养学生勇于探索和创新精神。4.思政目标培养学生一丝不苟、兢兢业业的工匠精神；培训学生为祖国建设添砖加瓦的爱国主义精神。教学策略教学方法理实一体、讨论教学资源教材、授课视频、网络视频、图片课后拓展物料搬运轨迹设计任课教师：高功臣日期：2025.08.05教学内容旁注一、课堂组织1.组织学生从前排入座。2.使用超星学习通进行签到。二、课堂教学引入在实际生产中，工业机器人的大部分工作都是搬运工件/物料，本任务在ABB机器人工作站中，完成机器人搬运应用的运动路径设计及其程序编写调试。1机器人搬运任务要求在机器人搬运任务中，要求机器人从原点出发，运动到工具架上方，在工具架中取出吸盘工具，并返回原点。接着从原点出发，运动到码垛工作台上方，逐一吸取工作台上的5个方形工件和5个圆形工件，并将其放置在工作台上规定位置。当全部工件搬运完毕后返回原点。最后从原点出发，运动到工具架上方，将吸盘工具放回工具架，并返回原点。2机器人工作站布局在学习机器人搬运应用之前，应根据该应用的需要，选取工具架、吸盘工具、码垛工作台、方形工件和圆形工件。将工具架和码垛工作台放置到机器人的工作范围之内，用快速紧固螺栓固定于工作站底座的网孔板上；将吸盘工具放置于工具架上规定位置，方形工件和圆形工件放置到码垛工作台上规定的位置。3机器人搬运路径设计根据机器人搬运任务要求和工作站的布局，设计机器人的搬运路径，来实现机器人的搬运应用。机器人的原点位置为pHome，机器人在工具架上方的等待位置为pWait，机器人取吸盘工具的位置为pGetXipan，pWait位于pGetXipan正上方200mm处；这三个位置与机器人走轨迹应用中的对应位置类似，此处不再详述。机器人在码垛工作台上吸取第1个方形工件的位置命名为pGetSquare；第1个方形工件的吸取等待位置pWGetS位于pGetSquare的正上方50mm处；方形工件在码垛工作台上放置的位置分别为pPutSquare1～pPutSquare5，放置前的等待位置分别为pWPutS1～pWPutS5。机器人在码垛工作台第1个圆形工件的吸取位置与第1个方形工件的类似，将该位置命名为pGetCircle；第1个圆形工件的吸取等待位置pWGetC位于pGetCircle的正上方50mm处；圆形工件在码垛工作台上放置的位置点分别为pPutCircle1～pPutCircle5，放置前的等待位置分别为pWPutC1～pWPutC5。机器人从pGetSquare处吸取到工件，沿着pWGetS、pWPutS1运动到pPutSquare1，将其放下。机器人按照上述操作步骤，对每个工件进行搬运机器人的完整搬运路径为：pHome→pWait→pGetXipan→pWait→pWGetS

→pGetSquare→pWGetS→pWPutS1→pPutSquare1→······（搬运其他工件）→pWait→pGetXipan→pWait→pHome。4机器人搬运程序设计由机器人的工作任务可知，机器人需要完成取吸盘工具、搬运5个方形工件、搬运5个圆形工件和放吸盘工具等四部分工作，故此此处可以设计4个例行程序——取吸盘工具程序FetchXipan、搬运方形工件程序MovingSquare、搬运圆形工件程序MovingCircle和放吸盘工具程序PutXipan，分别来完成这几部分工作。为了使得整个工作流程顺利进行，还需要设计一个系统初始化程序Init，用来对系统IO变量的状态及机器人的位置进行设置。另外本任务中，吸盘工具吸取工件和放下工件的操作需要多次使用，因此设计一个吸盘吸取工件的程序Get和一个吸盘放下工件的程序Put。系统初始化程序Init与机器人走轨迹的初始化程序相似，只需要增加控制吸盘吸取工件的信号d652_DO_12和吸盘放下工件的信号d652_DO_11即可，其具体程序代码如下所示：PROCInit() MoveJpHome,v1000,fine,zp\WObj:=wobj0;Resetd652_DO_8;Setd652_DO_9;Setd652_DO_11;Resetd652_DO_12;ENDPROC因为pWait位于pGetXipan正上方200mm处，故此pWait可以用功能offs(pGetXipan,0,0,200)来代替；而且机器人取吸盘工具的程序FetchXipan与机器人取画笔工具的程序FetchDrawPen相似。在机器人搬运工件的过程中，需要反复用到吸盘吸取工件的程序Get和吸盘放下工件的程序Put，故此此处先设计Get和Put程序，其具体代码如下所示：PROCGet()Resetd652_DO_11; Setd652_DO_12;ENDPROCPROCPut() Resetd652_DO_12; Setd652_DO_11;ENDPROC在机器人的搬运方形工件的程序MovingSquare中，需要逐次搬运5个方形工件，每个工件需要4个点位——pWGetS、pGetSquare、pWPutS1和pPutSquare1，完成5个工件的搬运，那么一共需要20个点位。为了减少所需示教的点位，此处以pGetSquare为基准，采用Offs功能计算出吸取等待位置pWGetS、其余方形工件的吸取位置和吸取等待位置；以pPutSquare1～pPutSquare5为基准，采用Offs功能计算出pWPutS1～pWPutS5的位置。第1个方形工件的吸取等待位置pWGetS位于pGetSquare的正上方50mm处，故此pWGetS可以用功能Offs(pGetSquare,0,0,50)来代替；pWPutS1位于pPutSquare1正上方40mm处，故此pWPutS1可以用功能Offs(pGetSquare1,0,0,50)来代替。MovingSquare搬运第1个工件的程序代码如下所示：PROCMovingSquare()MoveLoffs(pGetSquare,0,0,50),v1000,fine,xp\WObj:=wobj0;MoveLpGetSquare,v200,fine,xp\WObj:=wobj0;Get;MoveLoffs(pGetSquare,0,0,50),v200,fine,xp\WObj:=wobj0;MoveLoffs(pPutSquare1,0,0,40),v1000,fine,xp\WObj:=wobj0;MoveLpPutSquare1,v200,fine,xp\WObj:=wobj0;Put;MoveLoffs(pPutSquare1,0,0,40),v1000,fine,xp\WObj:=wobj0;ENDPROC在MovingSquare中，xp为吸盘工具数据。在码垛工作台上相邻两个方形工件的中心距为35.2mm，而第2个方形工件位于第1个方形工件的前方——机器人基坐标X轴的负方向，因此第2个方形工件的吸取位置pGetSquare2可以由第1个方形工件的pGetSquare算出为Offs(pGetSquare,-35.2,0,0)。因为pWGetS2为位于pGetSquare2正上方50mm处，故此可以算出其为offs(pGetSquare,-35.2,0,50)；WPutS2为位于pPutSquare2正上方40mm处，故此可以算出其为offs(pPutSquare2,0,0,40)。在码垛工作台上，圆形工件放置位置与方形工件类似，故此相邻两个圆形工件间距也为35.2mm，参考机器人搬运方形工件的程序便可设计出机器人搬运圆形工件的程序MovingCircle。机器人放吸盘工具的程序PutXipan与机器人取吸盘工具的程序FetchXipan相似，仅需要使主盘钢球收缩即可最后在主程序main中对上述例行程序逐一调用即可，其具体程序代码如下所示：PROCmain()Init;FetchXipan;MovingSquare;MovingCircle;PutXipan;ENDPROC三、课堂小结本节学习了搬运程序设计的方法，为复杂程序的设计打下基础。四、课后反思与诊改机器人搬运应用在