工业机器人典型应用 课件 项目二工业机器人技术典型应用

工作站定制化码垛编程知识链接02任务引入01工作决策03任务实施04任务实施05课后习题06PARTONE01任务引入01任务引入在现代制造和物流行业中，定制化的机器人工作站在码垛任务中发挥着关键作用。传统的人工码垛不仅耗时耗力，而且容易出现错误，导致产品损坏或效能下降。以食品和饮料行业为例，生产线上的食品包装产品需要快速、准确地进行码垛，以便于后续运输和储存。而定制化的机器人码垛工作站通过高性能的机器人和灵活的末端执行装置，能够根据不同尺寸和重量的包装箱进行智能识别和堆垛，也可通过视觉识别系统实时监测码垛时的状态并根据需要调整堆放模式和顺序，确保每一箱饮料的稳定和安全。本任务将2023年全国职业院校技能大赛“智能制造设备技术应用赛项”中定制码垛部分进行简化，通过工业机器人常用偏移函数、工业机器人常用通信方式、工业机器人例行程序的参数设置和工作站PLC编程四个部分学习并实现工作站定制化码垛任务。PARTTWO02知识链接02知识链接工业机器人偏移函数序号名称实例1OffsMoveLOffs(p2,0,0,10),v1000,z50,tool1;将机械臂移动至距位置p2（沿z方向）10mm的一个点。2RelToolMoveLRelTool(p1,0,0,100),v100,fine,tool1;沿工具的z方向，将机械臂移动至距p1达100mm的一处位置。3PDispSetVARposexp100:=[[100,0,0],[1,0,0,0]];...PDispSetxp100;启用xp100程序位移意味着：•ProgDisp坐标系从正x轴方向的工件坐标系移动了100mm（如下图）。•只要程序位移有效，则在x轴方向上的所有位置均将转移100mm。4PDispOffMoveLp10,v500,z10,tool1;PDispOn\ExeP:=p10,p11,tool1;MoveLp20,v500,z10,tool1;MoveLp30,v500,z10,tool1;PDispOff;MoveLp40,v500,z10,tool1;将程序位移定义为位置p10和p11之间的差异。该位移会对p20和p30的运动产生影响，但是不会对p40的运动产生影响。02知识链接通信方式作用数据交换实时监控远程控制与维护系统集成系统的灵活性与可扩展性02知识链接工业机器人常见通信方式常见的IO模块有8输入和8输出，或者16输入和16输出；以模拟量的0V和24V，作为数字控制中的0和1。包括Profinet、Profibus、DeviceNet、EthernetIP等有Socket、PCSDK、RWS（robotwebservice）、OPC、RMQ（robotmessagequeue）等IO通信网络通信总线通信02知识链接工业机器人例行程序参数设置（1）点击ABB菜单栏下的“程序编辑器”按钮，点击“模块”按钮，新建一个程序模块；（2）选择新建的模块，点击“显示模块”按钮，在新建模块中新建一个例行程序：

1）点击文件中的“新建例行程序”按钮；

2）在例行程序声明页面修改例行程序名称、类型，点击参数后图标，在弹出页面点击“添加”按钮，按照需求添加参数；

3）点击“确定”按钮，建立带参数例行程序进行程序编辑02知识链接工业机器人例行程序参数设置（3）使用ProcCall指令调用添加参数例行程序时，可直接在弹出页面填写参数数值；02知识链接工业机器人例行程序参数设置添加参数与添加可选参数的区别在于：添加参数为必填项，添加可选参数为选填项，可根据实际情况进行选填；使用ProcCall指令调用添加可选参数例行程序则需要点击调用的例行参数，在更改选择页面点击“可选变量”按钮，选择需要使用或不使用的可选参变量后，可进行变量数值更改02知识链接工业机器人PLC指令序号名称实例1字节传送指令将数据值从源（常数或存储单元）IN传送到新存储单元OUT，而不会更改源存储单元中存储的值。2字传送指令将数据值从源（常数或存储单元）IN传送到新存储单元OUT，而不会更改源存储单元中存储的值。3双字传送指令将数据值从源（常数或存储单元）IN传送到新存储单元OUT，而不会更改源存储单元中存储的值。4实数传送指令将数据值从源（常数或存储单元）IN传送到新存储单元OUT，而不会更改源存储单元中存储的值。PARTTHREE03工作决策03工作决策经过小组的讨论和问题推演，参考“5W+1H”模式，将下列选项填入表中：A.①工业机器人工作站；②PLC软件；

③威纶通软件。B.实训室或实验室C.①两人共同讨论完成PLC、HMI、工业机器人程序编写；

②在机器人工作站运行调试环节，一人操作示教器，一人辅助进行对点并观察周围环境确保可以随时按下紧急停止按钮，以免发生意外误伤周围人员。D.首先，认识工业机器人常用的偏移函数，学会利用偏移函数简化程序。其次，熟悉工业机器人常用通信方式，学习工业机器人例行程序的参数设置。最后，掌握工作站PLC的编程方法并完成和实现工作站定制化码垛任务。E.①工业机器人常用的偏移函数：15min；②工业机器人常用的通信方式：10min；

③工业机器人例行程序的参数设置：15min；④工作站PLC编程：30min；

⑤任务分析：15min；⑥配置工作站IO信号：15min；

⑦工作站PLC组态与编程：15min；⑧工作站HMI组态与编程：15min；

⑨工业机器人编程：30min；⑩工业机器人工作站运行调试：20min。F.①认识工业机器人常用的偏移函数；②熟悉工业机器人常用的通信方式；

③学习工业机器人例行程序的参数设置；④掌握工作站PLC编程。03工作决策计划内容计划对象（What）

计划目的（Why）

实施场地（Where）

时间安排（When）

人员分配（Who）

实施方式（How）PARTFOUR04任务实施04任务实施一、任务分析二、配置工作站IO信号三、工作站PLC组态与编程四、工作站HMI组态与编程五、工业机器人编程六、工业机器人工作站运行调试04任务实施一、任务分析初始状态下，码垛平台A中放置3~5个物料，码垛平台B中放置1~3各物料，初始垛型为垛型2，工具架按照要求放置对应工具。按照工艺过程要求对所有定制轨迹参数进行设定，完成定制化码垛流程：垛型1垛型2垛型304任务实施一、任务分析具体工艺过程要求如下：

1）按下触摸屏的“运行”按钮，回到安全点，开始定制码垛流程和码垛计时。选择合适工具探测出平台B中的物料数量。探测结束后，底层若缺物料，则由机器人补齐物料。回到Home点，暂停码垛。

2）在触摸屏上选择工具（夹爪或吸盘）、取料位置（从上至下或底部）和码垛顺序（A-B-C或C-B-A）。按下“运行”按钮，开始码垛和计时,工业机器人按照触摸屏设定的要求从码垛平台A中依次取出3个物料放置于码垛平台B。完成码垛，垛型与底层垛型一致。完成后机器人回到Home点，暂停码垛。

04任务实施一、任务分析

3）在触摸屏设定画面中选择垛型（垛型1，垛型2或垛型3）。由裁判随机手动将A平台上的物料取走m个（m：1~3）。按下“运行”按钮，开始码垛和计时，使用吸盘工具，按照触摸屏设定的要求完成两层物料码垛，两层垛型一致。若A平台中拾取不到物料时回到Home点等待人工补料。完成后，工业机器人回到Home点，暂停码垛。

4）在触摸屏上选择拆方式（按层数或按区域），按层数拆垛则按照C-B-A的顺序先完成顶层码垛，再完成底层码垛；按区域拆垛则按照A-B-C的顺序，A区域物料全部拆除再拆除B区域物料，以此类推。按下“运行”按钮，使用吸盘工具，开始码垛和计时，工业机器人按照触摸屏设定的要求将的物料拆除至码垛。完成后机器人放回工具回到Home点，停止码垛。按照层数码垛，触摸屏红色指示灯常亮，否则绿色指示灯常亮。04任务实施二、配置工作站IO信号工业机器人IO信号

序号信号名称信号类型信号连接IO板引脚地址信号功能1FrPDigResetDigitalInputD6521复位2FrPDigMainDigitalInputD6522从主程序启动3FrPDigEmergencystopDigitalInputD6523急停4FrPDigStartDigitalInputD6525启动5FrPDigStopDigitalInputD6526停止6FrPDigMotorsOnDigitalInputD6527电机上电7Sucker_D_OKDigitalInputD6528双爪吸盘OK信号8MotorsStartDigitalOutputD6521电机开启9ToPDigAotoOnDigitalOutputD6522自动模式10GripperDigitalOutputD6524夹爪动作信号11QuickChangeDigitalOutputD6527快换动作信号12Sucker_DDigitalOutputD6528双爪吸盘开关信号13ResetStateDigitalOutputD65211复位状态04任务实施二、配置工作站信号工业机器人系统参数序号信号名称信号类型动作参数功能1FrPDigResetSystemInputMotorsOnandStartContinuous电机上电并开启2FrPDigMainSystemInputStartatMainContinuous从主程序启动3FrPDigEmergencystopSystemInputQuickStop/急停4FrPDigStartSystemInputStartContinuous启动5FrPDigStopSystemInputStop/停止6FrPDigMotorsOnSystemInputMotorsOn/电机上电7ToPDigAotoOnSystemOutputAutoOn/自动模式8ResetStateSystemOutputTaskExecutingT_ROB1任务执行9MotorsStartSystemOutputMotorsOn/电机开启04任务实施三、工作站PLC组态与编程（1）PLC信号序号信号名称地址序号信号名称地址1急停按钮I0.010停止Q12.62手动自动I0.111电机上电Q12.73复位按钮I0.612工具VB104运行按钮I10.013取料位置VB115停止按钮I10.114顺序VB126复位Q12.115拆垛方式VB137主程序启动Q12.216垛型VB148急停Q12.317红灯V159启动Q12.518绿灯V1604任务实施三、工作站PLC组态与编程（2）PLC程序（主程序）04任务实施三、工作站PLC组态与编程（2）PLC程序（主程序）04任务实施三、工作站PLC组态与编程（2）PLC程序（主程序）04任务实施三、工作站PLC组态与编程（2）PLC程序（机器人启动）04任务实施四、工作站HMI组态与编程（1）HMI信号

序号符号地址注释1GJVB10工具（夹爪或吸盘）2QLVB11取料位置（从上至下或底部）3SXVB12顺序（A-B-C或C-B-A）4CDVB13拆垛方式（按层数或按区域）5DXVB14垛型（垛型1、垛型2、垛型3）6HDV15红灯7LDV16绿灯8YXI10.0运行04任务实施四、工作站HMI组态与编程（2）HMI编程1）点击菜单栏元件下方“A”图标，打开“新增

文字/批注”页面，根据任务编辑触摸屏文字部分；2）点击菜单栏元件下方的“项目选单”图标，打开“新增

项目选单”，根据任务编辑触摸屏项目选单；04任务实施四、工作站HMI组态与编程3）点击菜单栏元件下方“位状态指示灯”按钮，打开“新增位状态指示灯/位状态切换开关”页面，根据任务编辑触摸屏位状态指示灯部分；4）

点击菜单栏元件下方“位状态设置”按钮，打开“新增

位状态设置”页面，根据任务编辑触摸屏位状态按钮部分。04任务实施五、工业机器人程序编写根据不同垛型规定点位三个物料块的位置：（1）在程序编辑器中新建程序模块并命名为：DZHMD；（2）在DZHMD程序模块中根据码垛流程，新建码垛例行程序：main（主程序）、xinhao（信号配置）、md1（任务一）、md2（任务二）、md3（任务三）、md4（任务四）、gongju（工具）、sfsj（收发数据）、home（回到Home点）、tankong（真空探测）；（3）创建socketdev数据类型：plc；ABCABCABC04任务实施五、工业机器人程序编写（4）分别创建robtarget数据类型：mda{6}（码垛平台A点位）；

gjd{2}（工具点位，可参考1夹爪，2吸盘）；mdb1{3,3}（码垛平台B一层点位，可参考为码垛类型，物料点位）；mdb2{3,3}（码垛平台B二层点位，可参考为码垛类型，物料点位）；（5）分别创建byte数据类型：ssj{5}（数据接收数组，可参考1工具，2取料位置，3顺序，4拆垛方式，5垛型）；fsj{4}（数据发送数组，可参考1现有物料数量,2空缺物料数量,3红色灯信号，4绿色灯信号）；04任务实施五、工业机器人程序编写（6）创建可变量tooldata数据类型：mdtl；（7）创建变量num数据类型：sx；（8）分别创建工具坐标系：dxptl，jztl；（9）根据任务分析确定机器人的工作路径和各点位①初始位置点（phome）：机器人工作前所处的点位，一般为机械零点；②各安全高度点：由偏移函数可得；③各轨迹点：创建数据类型robtarget中对应各点位。04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（主程序）PROCmain()md1;md2;md3;md4;ENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（信号配置程序）PROCxinhao()AliasIOGripper,jiazhua;AliasIOSucker_D,xipan;ENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（任务一程序）PROCmd1()home;SetQuickChange;gongjugjd{2},100,2,QuickChange,tool0;FORiFROM1TO3DOIFtankong(mdb{2,i},Sucker_D,Sucker_D_OK,dxptl)=0THENreg1:=reg1+1;gongjumda{1},100,1,Sucker_D,dxptl;gongjumdb{2,i},100,2,Sucker_D,dxptl;ENDIFENDFORgongjugjd{2},100,1,QuickChange,tool0;home;stop;ENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（任务二程序）PROCmd2()sfsj1,ssj;SetQuickChange;gongjugjd{ssj{1}},100,2,QuickChange,tool0;mdtl:=dxptl;IFssj{1}=1THENmdtl:=jztl;AliasIOGripper,xipan;ENDIFreg2:=3;IFssj{3}=1THENFORiFROM1TO3DOIFssj{2}=1THENgongjumda{1},100,1,Sucker_D,mdtl;ELSEIFssj{2}=2THENgongjumda{reg2},100,1,Sucker_D,mdtl;reg2:=reg2-1;ENDIFgongjumdb2{2,i},100,2,Sucker_D,mdtl;ENDFORELSEIFssj{3}=2THENFORiFROM3TO1DOIFssj{2}=1THENgongjumda{1},100,1,Sucker_D,mdtl;ELSEIFssj{2}=2THENgongjumda{reg2},100,1,Sucker_D,mdtl;reg2:=reg2-1;ENDIFgongjumdb2{2,i},100,2,Sucker_D,mdtl;ENDFORhome;stop;ENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（任务三程序）PROCmd3()sfsj1,ssj;IFssj{1}=1THENgongjugjd{1},150,1,QuickChange,tool0;gongjugjd{2},150,2,QuickChange,tool0;AliasIOSucker_D,xipan;mdtl:=dxptl;ENDIFFORiFROM6TO1DOIFtankong(mda{i},Sucker_D,Sucker_D_OK,mdtl)=1THENfsj{1}:=i;fsj{2}:=6-i;GOTOA;ENDIFENDFORA;FORiFROM1TO6DOgongjumda{1},100,1,Sucker_D,mdtl;IFi<=3THENgongjumdb1{ssj{5},i},100,2,Sucker_D,mdtl;ELSEIFi>3THENgongjumdb2{ssj{5},i-3},100,2,Sucker_D,mdtl;ENDIFfsj{1}:=fsj{1}-1;IFfsj{1}=0ANDi<>6THENhome;stop;ENDIFENDFORENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（任务四程序）PROCmd4()fsj{3}:=0;fsj{4}:=0;sfsj2,fsj;sfsj1,ssj;IFssj{4}=1THENfsj{3}:=1;sfsj2,fsj;FORiFROM3to1DOgongjumdb2{ssj{5},i},100,1,Sucker_D,dxptl;gongjumda{6},100,2,Sucker_D,dxptl;ENDFORFORiFROM3to1DOgongjumdb1{ssj{5},i},100,1,Sucker_D,dxptl;gongjumda{6},100,2,Sucker_D,dxptl;ENDFORELSEIFssj{4}=2THENfsj{4}:=1;sfsj2,fsj;FORiFROM1to3DOgongjumdb2{ssj{5},i},100,1,Sucker_D,dxptl;gongjumda{6},100,2,Sucker_D,dxptl;gongjumdb1{ssj{5},i},100,1,Sucker_D,dxptl;gongjumda{6},100,2,Sucker_D,dxptl;ENDFORENDIFfsj{3}:=0;fsj{4}:=0;sfsj2,fsj;gongjugjd{2},150,1,QuickChange,tool0;home;stop;ENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（真空探测程序）FUNCnumtankong(robtargetwz,VARsignaldoscxh,VARsignaldisrxh,PERStooldatatl)MoveJoffs(wz,0,0,20),v200,fine,tool0;MoveLwz,v200,fine,tool0;WaitTime0.5;Setscxh;WaitTime1.2;IFsrxh=1THENResetscxh;WaitTime0.5;MoveLoffs(wz,0,0,50),v200,fine,tl;RETURN1;ELSEResetscxh;WaitTime0.5;MoveLoffs(wz,0,0,50),v200,fine,tl;RETURN0;ENDIFENDFUNC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（工具程序）PROCgongju(robtargetwz,numpy,numkg,varsignaldoxh,perstooldatatl)MoveJoffs(wz,0,0,py),v200,fine,tl;MoveLwz,v200,fine,tl;WaitTime0.5;IFkg=1Setxh;IFkg=2Resetxh;WaitTime0.5;MoveLoffs(wz,0,0,py),v200,fine,tl;ENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（收发数据程序）PROCsfsj(numsf,VARbytesj{*})SocketCloseplc;WaitTime0.2;SocketCreateplc;WaitTime0.2;SocketConnectplc,"00",1500;WaitTime0.2;IFsf=1THENsocketreceiveplc\data:=sj;ENDIFIFsf=2THENsocketsendplc\data:=sj;ENDIFwaittime0.2;SocketCloseplc;ENDPROC04任务实施五、工业机器人程序编写参考程序（回到Home点程序）PROChome()MoveAbsJphome,v200,z50,tool0;ENDPROC04任务实施六、工业机器人工作站运行调试

编程完成之后进行各点位示教后进行单步手动运行程序，检查各示教点位。程序和点位确认无误后可按下自动运行按钮，操作机器人连续运行完成任务。注意：操作机器人运动时需要注意周围环境避免误伤他人。PARTFIVE05任务评价05任务评价任务评价表阶段序号评分标准配分自评教师评价职业素养1积极参与团队任务，分工明确，团队协作高效。10分

2责任心强，勇于承担责任，不推卸问题和责任，对执行结果负责。10分

3任务完成后主动按照实训室要求对系统进行保存并恢复。10分

知识掌握1工业机器人常用偏移函数。5分

2工业机器人常用通信方式。5分

3工业机器人常用带参例行程序。5分

4PLC传送指令定义。5分