工業(yè)機(jī)器人典型工作站應(yīng)用.ppt

《工業(yè)機(jī)器人典型工作站應(yīng)用.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工業(yè)機(jī)器人典型工作站應(yīng)用.ppt（56頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第6章 工業(yè)機(jī)器人典型工作站應(yīng)用,主要內(nèi)容,弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,1,2,3,4,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 知識目標(biāo) 了解幾種工業(yè)機(jī)器人工作站的基本組成。 掌握工業(yè)機(jī)器人工作站的建立與配置方法。 掌握工業(yè)機(jī)器人目標(biāo)點(diǎn)示教的方法與技巧。 掌握工業(yè)機(jī)器人的程序指令應(yīng)用。 掌握機(jī)器人工作站的基本調(diào)試方法。 2. 技能目標(biāo) 能夠進(jìn)行工作站需求I/O配置。 能夠進(jìn)行程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建。 能夠進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)示教。 能夠進(jìn)行工作站程序編寫與調(diào)試 3. 情感目標(biāo) 認(rèn)真細(xì)心，規(guī)范操作。 勤懇學(xué)習(xí)，合作互助。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人

2、在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【任務(wù)描述】 采用機(jī)器人搬運(yùn)可大幅提高生產(chǎn)效率，節(jié)省勞動(dòng)力成本，提高定位精度并降低搬運(yùn)過程中的產(chǎn)品損壞率。搬運(yùn)機(jī)器人具有通用性強(qiáng)、工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，且操作簡便、功能豐富，同時(shí)逐漸向第三代智能機(jī)器人發(fā)展，其主要優(yōu)點(diǎn)有： 動(dòng)作穩(wěn)定和提高搬運(yùn)準(zhǔn)確性； 改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境； 柔性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多形狀、不規(guī)則物料搬運(yùn)； 定位準(zhǔn)確，保證批量一致性。 ABB搬運(yùn)機(jī)器人有許多成熟的解決方案，在諸多領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，涉及物流輸送、周轉(zhuǎn)、倉儲(chǔ)等。ABB推出的一款迄今為止最小的多用途工業(yè)機(jī)器人緊湊、敏捷、輕量的六軸IRB120，僅重25kg，荷重3kg（垂直腕為4kg），工

3、作范圍達(dá)580mm。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 一、機(jī)器人通信I/O板設(shè)置 ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板掛在DeviceNet總線上，常用型號有DSQC651和DSQC652。DSQC651板主要提供8個(gè)數(shù)字輸入信號、8個(gè)數(shù)字輸出信號和2個(gè)模擬輸出信號的處理；DSQC652板主要提供16個(gè)數(shù)字輸入信號和16個(gè)數(shù)字輸出信號的處理。在系統(tǒng)中配置標(biāo)準(zhǔn)I/O板卡，至少需要設(shè)置以下參數(shù)，詳見下表6-1所示。,表6-1 配置通信板DSQC651,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 二、搬運(yùn)機(jī)器人數(shù)字I/O設(shè)置 在I/O單元上創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字I/O信號，至少需要設(shè)置I/O信號

4、的名稱及類型、I/O信號所在的I/O模板單元以及I/O信號所占用的單元地址。例如可以將數(shù)字輸入信號di1設(shè)置為如下表6-2所示,表6-2 di1數(shù)字輸入信號設(shè)置,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 三、機(jī)器人控制系統(tǒng)I/O信號功能設(shè)定 系統(tǒng)輸入：將數(shù)字輸入信號與搬運(yùn)工作站機(jī)器人系統(tǒng)的控制信號關(guān)聯(lián)起來，即可以通過輸入信號的變化對系統(tǒng)進(jìn)行控制，例如，軸伺服電機(jī)上電、程序的啟動(dòng)等。 系統(tǒng)輸出：機(jī)器人系統(tǒng)的狀態(tài)信號也可以與數(shù)字輸出信號關(guān)聯(lián)起來，將系統(tǒng)的狀態(tài)變化傳遞給外圍設(shè)備以用作控制信號。例如，系統(tǒng)運(yùn)行模式、程序執(zhí)行錯(cuò)誤等。,表6-4 系統(tǒng)I/O信號功能設(shè)定,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在

5、生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 四、檢測HOME點(diǎn)模板 在實(shí)訓(xùn)任務(wù)中，每個(gè)程序都有檢測Home點(diǎn)的例行程序rCheckHomePos，以及比較機(jī)器人當(dāng)前位置和給定位置是否相同的功能程序CurrentPos，其程序內(nèi)容如下，在后續(xù)的代碼中不再重復(fù)。 程序：rCheckHomePos、CurrentPos 程序功能：檢查原點(diǎn)程序，如機(jī)器人不在原點(diǎn)位置則返回原點(diǎn) PROC rCheckHomePos( ) !檢測是否在Home點(diǎn)程序 VAR robtarget pActualPos; !定義一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)pActualPos IF NOT CurrentPos (pHome, tGripper) TH

6、EN,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 四、檢測HOME點(diǎn)模板 在實(shí)訓(xùn)任務(wù)中，每個(gè)程序都有檢測Home點(diǎn)的例行程序rCheckHomePos，以及比較機(jī)器人當(dāng)前位置和給定位置是否相同的功能程序CurrentPos，其程序內(nèi)容如下，在后續(xù)的代碼中不再重復(fù)。 程序：rCheckHomePos、CurrentPos 程序功能：檢查原點(diǎn)程序，如機(jī)器人不在原點(diǎn)位置則返回原點(diǎn) PROC rCheckHomePos( ) !檢測是否在Home點(diǎn)程序 VAR robtarget pActualPos; !定義一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)pActualPos IF NOT CurrentPos (pHom

7、e, tGripper) THEN,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【拓展與提高】 一、搬運(yùn)機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運(yùn)機(jī)器人可分為龍門式搬運(yùn)機(jī)器人、懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人、側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人、擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人和關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人，如圖6-2所示。 龍門式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。 懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由X軸、Y軸和Z軸組成。 側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由X軸、Y 軸和Z軸組成。 擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由X 軸、Y軸和Z軸組成。 關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)業(yè)中常見的機(jī)型之一，其擁有56個(gè)軸，行為動(dòng)作類似于人的手臂，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空

8、間小、相對工作空間大、自由度高等特點(diǎn)，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。圖63所示是ABB IRB460機(jī)器人從物流傳輸線中搬運(yùn)整體物料帶。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【拓展與提高】 二、關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人工作站組成 以關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人為例，其工作站主要有機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、搬運(yùn)系統(tǒng)（氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置和手爪等）和安全保護(hù)裝置組成，如圖6-4所示。 【實(shí)踐操作】 一、解包工作站 找到工作站打包文件SituationalTeaching_Carry.rspag，如圖6-5所示，按照以下步驟進(jìn)行解壓的操作。 二、配置I/O單元 在示教器中，選中控制面板配置系統(tǒng)參數(shù)Unit 新建

9、I/O通信板board10，并根據(jù)要求配置I/O單元的參數(shù)，配置好的頁面如圖6-8所示。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、配置I/O信號 在機(jī)器人示教器中，根據(jù)工作站要求的參數(shù)逐一新建I/O信號，并加以配置。 四、配置系統(tǒng)輸入/輸出 在示教器中，根據(jù)以下工作站要求的參數(shù)配置系統(tǒng)輸入/輸出信號，以di07_MotorOn為例，點(diǎn)擊控制面板配置系統(tǒng)參數(shù)Signal Input添加信號di07_MotorOn設(shè)置Action為Motor On，如圖6-10所示，這樣當(dāng)di07_MotorOn信號置1時(shí)，機(jī)器人電機(jī)開啟。其余系統(tǒng)輸入輸出參數(shù)設(shè)置在此不再一一演示。 五、創(chuàng)建并設(shè)

10、置工具數(shù)據(jù) 在示教器中設(shè)定工具數(shù)據(jù)，采用6點(diǎn)法對工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，產(chǎn)生的工具數(shù)據(jù)tGripper的詳細(xì)參數(shù)見下表。在示教器中，程序數(shù)據(jù)界面，新建工具坐標(biāo)系，按照表6-5所示的要求設(shè)置工具參數(shù)，如圖6-11所示。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 六、創(chuàng)建工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù) 本工作站中，設(shè)置兩種工件坐標(biāo)系WobjCNV和WobjBuffer，工件坐標(biāo)系均采用用戶三點(diǎn)法標(biāo)定。在示教器中，根據(jù)圖所示位置設(shè)定工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)。示意圖如圖6-13所示。建立過程為程序數(shù)據(jù)Wobjdata新建工件坐標(biāo)系，并設(shè)置參數(shù)。 七、創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù) 在虛擬示教器中，根據(jù)工作站的要求以下的參數(shù)設(shè)定載荷數(shù)

11、據(jù)LoadFull參數(shù)。 八、示教目標(biāo)點(diǎn) 采用在線示教方式為機(jī)器人輸入搬運(yùn)作業(yè)程序。在本工作站中，需要示教太陽能薄板拾取點(diǎn)pPick，示教操作方法見前面項(xiàng)目介紹；示教太陽能薄板放置基準(zhǔn)點(diǎn)pPlaceBase；示教工業(yè)機(jī)器人工作程序起始點(diǎn)pHome點(diǎn)也即工作原點(diǎn)。拾取點(diǎn)位置如圖6-15所示，太陽能薄板放置基準(zhǔn)點(diǎn)位置如圖6-16所示，機(jī)器人工作原點(diǎn)如圖6-17所示。,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 九、程序設(shè)計(jì) 在本工作站中，導(dǎo)入程序模板，在程序中修改相應(yīng)的位置點(diǎn)數(shù)據(jù)，編程實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)動(dòng)作。要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作為工業(yè)機(jī)器人在流水線上拾取太陽能薄板工件，將其搬運(yùn)至存儲(chǔ)盒中，以便周轉(zhuǎn)至下一工

12、位進(jìn)行等待處理。在熟悉了此RAPID程序后，可以根據(jù)實(shí)際的需要在此程序的基礎(chǔ)上做適用性的修改，以滿足實(shí)際邏輯與動(dòng)作的控制。 1. 數(shù)據(jù)定義程序 以下程序的作用為數(shù)據(jù)定義，既包括需要示教的目標(biāo)點(diǎn)的位置信息，也包括運(yùn)動(dòng)速度數(shù)據(jù)信息、工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)信息以及工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息。 2. 機(jī)器人搬運(yùn)工作主程序 PROC Main() !主程序 rInitialize; !調(diào)用初始化程序,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 九、程序設(shè)計(jì) WHILE TRUE DO !利用WHILE循環(huán)將初始化程序隔開 rPickPanel;!調(diào)用拾取程序 rPlaceInBuffer;!調(diào)用放置程序 Wai

13、ttime 0.3; !循環(huán)等待時(shí)間，防止不滿足機(jī)器人動(dòng)作情況下程序掃描過快，造成CPU過負(fù)荷 END WHILE ENDPROC,任務(wù)1 搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 九、程序設(shè)計(jì) 3. 初始化程序 主要使工業(yè)機(jī)器人回到工作前初始位置，將計(jì)數(shù)器恢復(fù)。 4. 拾取程序 完成從流水線上拾取薄板操作。 5. 放置物體程序 6. 計(jì)算位置信息程序 主要功能是根據(jù)已擺放的信息按照一定規(guī)則順序擺放太陽能薄板，共四種情況選擇。 7. 初始位置示教程序 8. 歸零程序 輔助程序?qū)C(jī)器人各周圍歸零。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【任務(wù)描述】 碼垛指將形狀基本一致的產(chǎn)品按一定的要求堆疊起來。碼垛

14、機(jī)器人的功能是把料袋或者料箱一層一層碼到托盤上。本設(shè)備用于化工、飲料、食品、啤酒、塑料等自動(dòng)生產(chǎn)企業(yè)，對紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱等各種形狀的包裝都適應(yīng)。ABB公司推出全球最快碼垛機(jī)器人IRB-460，操作節(jié)拍可到達(dá)每小時(shí)2190次，運(yùn)行速度比常規(guī)機(jī)器人提升15%，作業(yè)覆蓋范圍達(dá)到2.4米，占地面積比一般碼垛機(jī)器人節(jié)省20%。本次工作任務(wù)選擇IRB460工業(yè)機(jī)器人對通過傳輸線輸送來的紙箱進(jìn)行左右兩個(gè)輸出工位碼垛操作，如圖618所示。紙箱長600mm，寬250mm，高400mm。碼垛機(jī)器人除了完成搬運(yùn)任務(wù)外，還要將工件有規(guī)律地?cái)[放在托盤上。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 一、碼垛機(jī)器人

15、末端工具 常見碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器有 吸附式、夾板式、抓取式、組合式。其結(jié)構(gòu)如圖6-20所示。 吸附式：在碼垛中吸附式末端執(zhí)行器主要為 氣吸附 。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、煙酒等行業(yè)。 夾板式：夾板式手爪是碼垛過程中最常用的一類手爪，常見的有 單板式 和 雙板式 ，主要用于整箱或規(guī)則盒碼垛，夾板式手爪加持力度較吸附式手爪大，并且兩側(cè)板光滑不會(huì)損傷碼垛產(chǎn)品外觀質(zhì)量，單板式與雙板式的側(cè)板一般都會(huì)有可旋轉(zhuǎn)爪鉤。 抓取式：抓取式手爪是一種可靈活適應(yīng)不同形狀和內(nèi)含物的包裝袋。 組合式：組合式是通過組合獲得各單組手爪優(yōu)勢的一種手爪，靈活性較大，各單組手爪之間既可單獨(dú)使用又可配合使用，可同時(shí)滿足多個(gè)工位的碼垛

16、。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 二、碼垛位置的算法 在本次任務(wù)中以第一層碼垛為例，IRB460機(jī)器人首先將工件從輸送線位置搬運(yùn)至位置1,需要對抓取點(diǎn)和位置1這兩個(gè)位置點(diǎn)進(jìn)行示教。1層5個(gè)工件擺放位置如圖6-21-a）圖所示，第一層即需要示教5個(gè)點(diǎn)，如果碼垛10層那么就需要示教50個(gè)點(diǎn)。那么，是否可以找出其中規(guī)律以減少目標(biāo)位置示教點(diǎn)呢？經(jīng)過對比可以發(fā)現(xiàn)，位置2是在位置1的基礎(chǔ)上，在X正方向偏移了1個(gè)紙箱的寬度，也就是250mm；位置點(diǎn)3同樣偏移了250mm。因此，有了位置1，位置2和位置3的位置信息數(shù)據(jù)就能通過運(yùn)算得到。同樣，對位置點(diǎn)4進(jìn)行示教后，位置5也能得到，位置5是在位置4的

17、基礎(chǔ)在X正方向偏移紙箱的長度，即600mm，如圖621-a所示。第二層碼垛只需對位置6和位置9進(jìn)行示教。其余位置點(diǎn)通過運(yùn)算也可以得到，如圖621-b圖所示。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 二、碼垛位置的算法,a）第一層擺放位置,b）第二層擺放位置,圖6-21 擺放示意圖,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 三、數(shù)組的應(yīng)用 對于一些常見的碼垛垛型,可以利用數(shù)組來存放各個(gè)擺放位置數(shù)據(jù)，在放置程序中直接調(diào)用該數(shù)據(jù)即可。 什么是數(shù)組？在定義程序數(shù)據(jù)時(shí)，可以將同種類型、同種用途的數(shù)值存放在同一個(gè)數(shù)據(jù)中。當(dāng)調(diào)用該數(shù)據(jù)時(shí)需要寫明索引號來制訂調(diào)用的是該數(shù)據(jù)中的哪個(gè)數(shù)值，這就是數(shù)組。在RAPI

18、D程序中，可以定義一維數(shù)組、二維數(shù)組和三維數(shù)組。 四、動(dòng)作觸發(fā)指令 TriggL：在線性運(yùn)動(dòng)過程中，在指定位置準(zhǔn)確的觸發(fā)事件，如置位輸出信號、激活中斷等?？梢远x多種類型的觸發(fā)事件，如TriggI/O（觸發(fā)信號）、TriggEquip（觸發(fā)裝置動(dòng)作）、TriggInt（觸發(fā)中斷）等。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 五、中斷程序 在程序執(zhí)行過程中，如果發(fā)生需要緊急處理的情況，這是就要中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行，馬上跳轉(zhuǎn)到專門的程序中對緊急情況進(jìn)行相應(yīng)處理，處理結(jié)束后返回中斷的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。專門用來處理緊急情況的程序稱作中斷程序（TRAP）。 六、復(fù)雜程序數(shù)據(jù)賦值 多數(shù)類型的程序數(shù)據(jù)均

19、是組合型數(shù)據(jù)，即里面包含了多項(xiàng)數(shù)值或字符串?？梢詫ζ渲械娜魏我豁?xiàng)參數(shù)進(jìn)行賦值。 七、軸配置監(jiān)控指令 ConfL:指定機(jī)器人在線性運(yùn)動(dòng)及圓弧運(yùn)動(dòng)過程中是否嚴(yán)格遵循程序中已設(shè)定的軸配置參數(shù)。在默認(rèn)情況下，軸配置監(jiān)控是打開的，當(dāng)關(guān)閉軸配置監(jiān)控后，機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中采取最接近當(dāng)前軸配置數(shù)據(jù)的配置到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 八、碼垛節(jié)拍優(yōu)化技巧 在碼垛過程中，最為關(guān)注的是每一個(gè)運(yùn)行周期節(jié)拍。在碼垛程序中，通常可以在以下6個(gè)方面進(jìn)行節(jié)拍的優(yōu)化。 在機(jī)器人運(yùn)行軌跡中，經(jīng)常會(huì)有一些中間過渡點(diǎn)，即在該位置機(jī)器人不會(huì)具體觸發(fā)事件，如拾取正上方位置點(diǎn)、放置正上方位置點(diǎn)、為繞開障礙物而

20、設(shè)置的一些位置點(diǎn)。 善于運(yùn)用Trigg觸發(fā)指令，即要求機(jī)器人在準(zhǔn)確的位置觸發(fā)事件。 程序中盡量少使用Waittime固定等待時(shí)間指令，可在夾具上面添設(shè)反饋信號，利用WaitDI指令，當(dāng)?shù)却綏l件滿足則立即執(zhí)行。 在某些運(yùn)行軌跡中，若機(jī)器人的運(yùn)行速度設(shè)置過大，則容易觸發(fā)過載報(bào)警。在整體滿足機(jī)器人載荷能力要求的前提下，此種情況多是由于未正確設(shè)置夾具重量和重心偏移以及產(chǎn)品重量和重心偏移所致。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 八、碼垛節(jié)拍優(yōu)化技巧 在運(yùn)行軌跡中，通常會(huì)添加一些中間過渡點(diǎn)以保證機(jī)器人能夠繞開障礙物。 整個(gè)機(jī)器人碼垛系統(tǒng)要合理布局，使取件點(diǎn)與放件點(diǎn)盡可能靠近。 【拓展與提高】 碼

21、垛機(jī)器人具有作業(yè)高效、碼垛穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，解放工人繁重體力勞動(dòng)，已在各個(gè)行業(yè)的包裝物流線中發(fā)揮強(qiáng)大作用。其主要優(yōu)點(diǎn)有： 占地面積少，動(dòng)作范圍大，減少廠源浪費(fèi)。 能耗低，降低運(yùn)行成本。 提高生產(chǎn)效率，解放繁重體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“無人”或“少人”碼垛。 改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境。 柔性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同物料碼垛。 定位準(zhǔn)確，穩(wěn)定性高。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 一、解包工作站 找到工作站打包文件PalletizeStn.rspag，如圖6-27所示，按照以下步驟進(jìn)行解壓的操作。 二、IO 板配置和信號創(chuàng)建 在本工作站中，需要用到的數(shù)字輸入信號有傳送帶工件到位信號、真空反饋

22、信號等。此外，還需要設(shè)置系統(tǒng)輸入、輸出，如“啟動(dòng)”、“停止”、“急停復(fù)位”、“打開真空”等。在虛擬示教器中，要根據(jù)所需信號選配IO通信方式。由于信號數(shù)量較少，因此可以通過ABB標(biāo)準(zhǔn)IO板來進(jìn)行通信，可以選取DSQC652。數(shù)字信號16進(jìn)16出，沒有模擬輸出。ABB 標(biāo)準(zhǔn)IO板是下掛在DeviceNet總線上面的，配置比較簡單。單元信號配置見表67和表68所示。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 1工具數(shù)據(jù)的創(chuàng)建 在示教器中，建立工具坐標(biāo)系tGrip，參數(shù)設(shè)置如下圖6-33所示。對碼垛機(jī)器人而言，以末端執(zhí)行器不同而設(shè)置在不同位置，就吸附式而言其TCP 一般設(shè)在法蘭中心線

23、與吸盤所在平面交點(diǎn)的連線上并延伸一段距離，距離的長短依據(jù)吸附物料高度確定；夾板式和抓取式的 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與手爪前端面交點(diǎn)處；而組合式 TCP 設(shè)定點(diǎn)需依據(jù)起主要作用的單組手爪確定。工作站工具吸盤如圖6-34所示。 2. 工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)的設(shè)定 本應(yīng)用中，工件坐標(biāo)系均采用用戶三點(diǎn)法創(chuàng)建。在虛擬示教器中，根據(jù)圖635所示的位置設(shè)定工件坐標(biāo)系。如果要完成左右兩個(gè)托盤的碼垛，就要對左右托盤的碼垛建立兩個(gè)工件坐標(biāo)系。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 3. 創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù) 在虛擬示教器中，根據(jù)以下參數(shù)設(shè)定載荷數(shù)據(jù)LoadFull：載荷高度250mm、長度600mm、寬度

24、400mm。設(shè)置方法參考任務(wù)一搬運(yùn)應(yīng)用。有效的負(fù)載數(shù)據(jù)需根據(jù)實(shí)際的重量以及抓件的重心進(jìn)行設(shè)定，這樣能讓機(jī)器人運(yùn)行起來更加平穩(wěn)。IRB460碼垛機(jī)器人沒有重心檢測功能，參數(shù)數(shù)值見表6-9所示，示教器設(shè)置界面如圖6-36所示。 4.創(chuàng)建示教目標(biāo)點(diǎn) 在本任務(wù)工作站中,單側(cè)擺放即需要示教原點(diǎn)pHome、抓取點(diǎn)pPick1、右側(cè)旋轉(zhuǎn)90點(diǎn) pBase1_90和右側(cè)不旋轉(zhuǎn)點(diǎn)pBase1_0等4個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，分別如圖637、圖638、圖639和圖640所示。左側(cè)擺放示教過程同右側(cè)，示教示意圖不再列出。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (1)機(jī)器人程序框架搭建

25、 下面以一層的碼垛為例說明碼垛的過程，程序流程圖如圖641所示。在執(zhí)行初始化程序后，檢測托盤是否放滿。若托盤不滿，則繼續(xù)抓取工件。根據(jù)碼垛要求放置的位置放置工件。碼垛計(jì)數(shù)不滿的繼續(xù)延時(shí)循環(huán)運(yùn)行，計(jì)數(shù)滿后就程序結(jié)束。 (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) 手動(dòng)示教目標(biāo)點(diǎn)程序 在程序中新建一個(gè) rModify 的子程序用于手動(dòng)示教目標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)前面分析，需要示教的目標(biāo)點(diǎn)主要有四個(gè)，即：初始點(diǎn)，抓取點(diǎn)，右側(cè)放置點(diǎn)pPlaceBase0，放置旋轉(zhuǎn)點(diǎn)pPlaceBase90。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 首選執(zhí)行初始化程序，等

26、待物塊到位信號和傳送帶完畢信號后，執(zhí)行目標(biāo)物體抓取程序目標(biāo)物體放置程序。 初始化子程序設(shè)計(jì) 首先復(fù)位真空信號，讀取當(dāng)前機(jī)器人目標(biāo)點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，指定工具坐標(biāo)為tGrip，工具終端移動(dòng)至初始原點(diǎn)即pHome點(diǎn)，初始化計(jì)數(shù)值和碼垛滿載布爾量，中斷初始化，連接中斷符與中斷程序tPallet1。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) 抓取子程序設(shè)計(jì) 在傳送帶工件坐標(biāo)系中建立抓取子程序 rpick1 ，子程序功能為機(jī)器人手爪移動(dòng)至抓取點(diǎn)上方400mm 處。等待工件到位,然后移動(dòng)至抓取點(diǎn)。打開真空，待接收到滿載信號后,移動(dòng)至抓取點(diǎn)上方 3

27、00mm 處。 放置子程序 調(diào)用子程序rPosition1計(jì)算放置位置點(diǎn)，移動(dòng)至放置位置點(diǎn)上方400mm后低速移動(dòng)至放置位置點(diǎn)。關(guān)閉真空，放置工件后延時(shí)0.3s，回到位置點(diǎn)上方400mm處，將當(dāng)前碼垛工件數(shù)加1，如達(dá)到最大碼垛數(shù)則完成碼垛。,任務(wù)2 碼垛工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、創(chuàng)建任務(wù)數(shù)據(jù) 5. 機(jī)器人任務(wù)程序設(shè)計(jì) (2) 機(jī)器人程序設(shè)計(jì) 計(jì)算放置點(diǎn)程序設(shè)計(jì) rPosition 計(jì)算放置的位置點(diǎn)。 中斷程序 設(shè)置計(jì)數(shù)值，失效中斷數(shù)據(jù)，執(zhí)行寫屏指令。 位置點(diǎn)示教程序設(shè)計(jì) rModify 用于位置點(diǎn)示教。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【任務(wù)描述】 使用機(jī)器人完成一項(xiàng)焊接任務(wù)

28、只需要操作者對它進(jìn)行一次示教，隨后機(jī)器人即可精確地再現(xiàn)示教的每一步操作。如讓機(jī)器人去做另一項(xiàng)工作，無須改變?nèi)魏斡布?，只要對它再做一次示教即可。其主要?yōu)點(diǎn)有： 穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均勻性； 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，一天可24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)； 改善工人勞動(dòng)條件，可在有害環(huán)境下工作； 降低對工人操作技術(shù)的要求； 縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資； 可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化； 能在空間站建設(shè)、核電站維修、深水焊接等極限條件下完成人工難以進(jìn)行的焊接作業(yè)； 為焊接柔性生產(chǎn)線提供技術(shù)基礎(chǔ)。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 一、常用弧焊數(shù)據(jù) 在弧焊的連續(xù)工藝過程中，需要根

29、據(jù)材質(zhì)或焊縫的特性來調(diào)整焊接電壓或電流的大小，或焊槍是否需要擺動(dòng)、擺動(dòng)的形式和幅度大小等參數(shù)。需要設(shè)定的參數(shù)如下： 1. 焊接參數(shù)WeldData 焊接參數(shù)（WeldData）是用來控制在焊接過程中機(jī)器人的焊接速度，以及焊機(jī)輸出的電壓和電流的大小。需要設(shè)定的參數(shù)見表6-10所示。 2. SeamData:起弧收弧參數(shù) 起弧收弧參數(shù)（SeamData）用來控制焊接開始前和結(jié)束后的吹保護(hù)氣的時(shí)間長度，以保證焊接時(shí)的穩(wěn)定性和焊縫的完整性。需要設(shè)定的參數(shù)見表6-11所示。 3. WeaveData：擺弧參數(shù) 擺弧參數(shù)（WeaveData）用來控制機(jī)器人焊接過程中焊槍的擺動(dòng)。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽

30、車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 二、常用弧焊指令 任何焊接程序都必須以ArcLStart或者ArcCStart開始，通常運(yùn)用ArcLStart作為起始語句；任何焊接過程都必須以ArcLEnd或者ArcCEnd結(jié)束；焊接中間點(diǎn)用ArcL/ArcC語句；焊接過程中，不同的語句可以使用不同的焊接參數(shù)（SeamData和WeldData）。 1. 線性焊接開始指令“ArcLStart” ArcLStart指令作用為：用于直線焊縫的焊接開始，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過程通過參數(shù)監(jiān)控和控制。 2. 線性焊接指令“ArcL” ArcL指令用于直線焊縫的焊接，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置，

31、焊接過程通過參數(shù)控制。機(jī)器人線性焊接的部分應(yīng)使用ArcL指令。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 3. 線性焊接結(jié)束指令“ArcLEnd” ArcLEnd用于直線焊縫的焊接結(jié)束，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過程通過參數(shù)監(jiān)控和控制。 4. 圓弧焊接開始指令“ArcCStart” ArcCStart用于圓弧焊縫的焊接開始，工具中心點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過程通過參數(shù)監(jiān)控和控制。 5. ArcCEnd :圓弧焊接結(jié)束指令 ArcCEnd用于圓弧焊縫的焊接結(jié)束，工具中心點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)到指定目標(biāo)位置，整個(gè)焊接過程通過參數(shù)監(jiān)測和控制 6. 圓弧焊接指令“ArcC”

32、 ArcC用于圓弧焊縫的焊接，工具中心點(diǎn)線性移動(dòng)到指定目標(biāo)位置。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 三、弧焊I/O配置及參數(shù)設(shè)置 機(jī)器人需要與焊接設(shè)備進(jìn)行通信，需要定義信號名稱與信號地址，常用信號見表6-13所示。在實(shí)際應(yīng)用中，把定義好的I/O信號與ABB弧焊軟件的相關(guān)端口進(jìn)行關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)后弧焊系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地處理并聯(lián)信號。在進(jìn)行弧焊程序編寫與調(diào)試時(shí)，可以通過弧焊專用的RAPID指令簡單高效地對機(jī)器人進(jìn)行弧焊連接工藝的控制，表614所示是關(guān)聯(lián)的信號。 四、清槍裝置 在焊接過程中，利用噴霧裝置清理焊渣，使用剪絲裝置去掉焊絲的球頭，以保證焊接過程順利進(jìn)行，減少人為的干預(yù)，讓整個(gè)自動(dòng)

33、化焊接工站流暢運(yùn)轉(zhuǎn)。清槍機(jī)構(gòu)如圖6-47所示。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 一、焊接機(jī)器人分類及特點(diǎn) 世界各國生產(chǎn)的焊接用機(jī)器人基本上都屬關(guān)節(jié)型機(jī)器人，絕大部分有6個(gè)軸，目前焊接機(jī)器人應(yīng)用中比較普遍的主要有3種：點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人和激光焊接機(jī)器人。 點(diǎn)焊機(jī)器人是用于點(diǎn)焊自動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，其末端持握的作業(yè)工具是焊鉗。 弧焊機(jī)器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護(hù)焊和非熔化極氣體保護(hù)焊）自動(dòng)作業(yè)工業(yè)機(jī)器人，其末端持握的工具是焊槍。 為適應(yīng)弧焊作業(yè)，對弧焊機(jī)器人的性能有著特殊的要求。除在運(yùn)動(dòng)過程中速度的穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要指標(biāo)。其他性能如下： 能夠通過示教器

34、設(shè)定焊接條件（電流、電壓、速度等）； 擺動(dòng)功能； 坡口填充功能；,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 一、焊接機(jī)器人分類及特點(diǎn) 焊接異常功能檢測； 焊接傳感器（焊接起始點(diǎn)檢測、焊縫跟蹤）的接口功能。 激光焊接機(jī)器人是用于激光焊自動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，通過高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)，其末端持握的工具是激光加工頭。 與機(jī)器人電弧焊相比，機(jī)器人激光焊的焊縫跟蹤精度要求更高?；拘阅芤笕缦拢?高精度軌跡（ 0.1 mm ）； 持重大（3050kg），以便攜帶激光加工頭； 可與激光器進(jìn)行高速通信； 機(jī)械臂剛性好，工作范圍大； 具備良好的振動(dòng)抑制和控制修正功能。,任務(wù)

35、3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成 弧焊機(jī)器人控制系統(tǒng)在控制原理、功能及組成上和通用工業(yè)機(jī)器人基本相同。目前最流行的是采用分級控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一般分為兩級：上級具有存儲(chǔ)單元，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)編程、存儲(chǔ)多種操作程序，負(fù)責(zé)管理、坐標(biāo)變換、軌跡生成等；下級由若干處理器組成，每一處理器負(fù)責(zé)一個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)作控制及狀態(tài)檢測，具有實(shí)時(shí)性好，易于實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制。 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的組成與點(diǎn)焊機(jī)器人基本相同，主要由是由操作機(jī)、控制系統(tǒng)、弧焊系統(tǒng)和安全設(shè)備等組成。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成,1 氣瓶 2 焊絲桶 3 送絲

36、機(jī) 4 機(jī)器人本體 5 焊槍 6 機(jī)器人控制柜 7 供電及控制電纜 8 弧焊電源 9 示教器 10 機(jī)器人控工作臺； 圖6-49 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 一、解包工作站 雙擊打包文件進(jìn)行解壓，在彈出解包界面選擇“下一步”，選擇解壓到某一文件夾內(nèi)，可預(yù)先建好也可臨時(shí)創(chuàng)建新文件夾，選擇相應(yīng)的RobotWare版本號，此工作站為5.61版本創(chuàng)建，可選擇原始版本進(jìn)行恢復(fù)。點(diǎn)擊下一步，彈出解包完成對話框，單機(jī)完成，即開始打開原工作站文件。 二、I/O配置 在控制器菜單中打開虛擬示教器，對I/O信號進(jìn)行配置。此工作站配置了1個(gè)DSQC651通信板，包含數(shù)

37、字量8入8出，2路模擬量輸出，則需要在Unit中設(shè)置此I/O單元的相關(guān)參數(shù)，建立的系統(tǒng)I/O信號如圖6-53所示。詳細(xì)建立過程可參考前面項(xiàng)目五I/O配置任務(wù)。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 三、坐標(biāo)系標(biāo)定 在軌跡類應(yīng)用過程中，機(jī)器人所使用的工具大多為不規(guī)則形狀，這樣的工具很難用測量方法計(jì)算出工具尖點(diǎn)相對于初始工具坐標(biāo)系tool0的偏移，所以通常采用特殊的標(biāo)定方式來定義新建的工具坐標(biāo)系。定義工具坐標(biāo)系如圖6-56所示。 四、示教目標(biāo)點(diǎn) 需要示教的目標(biāo)點(diǎn)包括焊接過程位置點(diǎn)以及清槍過程位置點(diǎn)。焊接過程位置點(diǎn)可在程序下編輯器中找到目標(biāo)變量，需要示教的的焊接位置點(diǎn)依次為“pAW

38、_1，pAW_2pAW_11”。pAW_10位置示意圖如圖6-57所示。pAW_110位置示意圖如圖6-58所示。在手動(dòng)操縱模式下依次對程序中上述位置點(diǎn)進(jìn)行示教，更改位置信息，注意在手動(dòng)操縱時(shí)應(yīng)正確選擇工具坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 1. 數(shù)據(jù)定義程序 2. 運(yùn)行主程序 首先調(diào)用初始程序，使各種信號復(fù)位、機(jī)器人位置復(fù)位、數(shù)據(jù)復(fù)位；利用WHILE TRUE DO循環(huán)將機(jī)器人實(shí)際任務(wù)程序與初始化程序隔離開，當(dāng)工作站準(zhǔn)備就緒時(shí)，則執(zhí)行焊接任務(wù)，調(diào)用焊接程序rArcWeld；使CleanNum數(shù)值加1，完成10個(gè)焊接工件后調(diào)用清槍程序，則

39、執(zhí)行一次清槍任務(wù)。 3. 初始化執(zhí)行程序 在程序中設(shè)置機(jī)器人基本速度信息，復(fù)位基本I/O信號，設(shè)置中斷。設(shè)置機(jī)器人加速度，70%最大加速度值，70%坡度值，設(shè)置機(jī)器人速度限制，100%，最大限速2000mm/s；連接中斷，當(dāng)信號di01_start上升沿時(shí)觸發(fā)中斷，執(zhí)行中斷程序iStart；,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 復(fù)位送氣信號、點(diǎn)動(dòng)絲信號、剪絲信號、噴霧信號后將機(jī)器人位置移動(dòng)至工作原位pHome，此后執(zhí)行清槍程序。 4. 焊接程序 首先清屏并顯示“當(dāng)前機(jī)器人處于焊接任務(wù)中”，機(jī)器人移至焊接起始點(diǎn)正上方100mm處開始啟動(dòng)焊接過程，逐次移動(dòng)至下一目

40、標(biāo)點(diǎn)；到達(dá)焊接段最后位置后，停止焊接，將機(jī)器人移動(dòng)至焊接點(diǎn)正上方100mm處，復(fù)位準(zhǔn)備就緒標(biāo)識位置為FALSE，將移動(dòng)至工作原位pHome，最后再執(zhí)行一次清屏指令。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 5. 清槍程序 執(zhí)行清槍程序增加開關(guān)量lnitial，如果完成焊接10次后執(zhí)行一次清槍任務(wù)；清屏顯示“當(dāng)前機(jī)器人處于清槍任務(wù)中”；此后機(jī)器人位置復(fù)位，以最大速度移動(dòng)至工作原位pHome，然后移至噴霧位置正上方100mm處，接著移至噴霧位置正上方50mm處，最后移至噴霧位置點(diǎn)，等待完全停穩(wěn)后置位噴霧信號，執(zhí)行噴霧動(dòng)作，噴霧完成后，復(fù)位噴霧信號。應(yīng)用偏移指令將機(jī)器人

41、移至噴霧位置正上方50mm處，移至噴霧位置正上方100mm處，再將機(jī)器人移至剪絲位置正上方100mm處，下移至正上方50mm處，最后將機(jī)器人移至剪絲位置，置位送絲信號，開始送絲，待送絲完成后復(fù)位送絲信號，再置位剪絲信號執(zhí)行剪絲。剪絲完畢后將機(jī)器人移至剪絲位置正上方100mm處，接著將機(jī)器人移至工作原位pHome！焊接次數(shù)復(fù)位，清屏。,任務(wù)3 弧焊工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 五、程序設(shè)計(jì) 6. 中斷程序如下： 就緒標(biāo)志位置為TRUE后開始清屏并顯示“當(dāng)前工作站已準(zhǔn)備就緒”,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【任務(wù)描述】 并聯(lián)機(jī)器人作為一種新型的機(jī)器人形式得到了越來越多的應(yīng)

42、用，采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)則不會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)。并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力大、微動(dòng)精度高、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷小的優(yōu)點(diǎn)，其正解困難反解卻非常容易，與串聯(lián)機(jī)器人形成了良好的互補(bǔ)關(guān)系。并聯(lián)機(jī)器人可用于六自由度數(shù)控加工中心、航天器對接機(jī)構(gòu)、汽車裝配線、運(yùn)動(dòng)模擬器、巖土挖掘、光學(xué)調(diào)整、醫(yī)療機(jī)械等領(lǐng)域，目前已經(jīng)工業(yè)化的并聯(lián)機(jī)器人以快速抓取作為主要的應(yīng)用形式。在本任務(wù)中將對并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)、主要類型、工程應(yīng)用等方面進(jìn)行介紹，以使大家對并聯(lián)機(jī)器人的未來發(fā)展趨勢有個(gè)大致了解和掌握。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 一、并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 并聯(lián)機(jī)構(gòu)是一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)，其動(dòng)平臺或末

43、端執(zhí)行器通過至少2個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈與機(jī)架相聯(lián)接，必備的要素如下： 末端執(zhí)行器必須具有運(yùn)動(dòng)自由度； 這種末端執(zhí)行器通過幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)鏈或分支與機(jī)架相聯(lián)； 每個(gè)分支運(yùn)動(dòng)鏈由惟一的移動(dòng)副或轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)。 除了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中更是有串聯(lián)機(jī)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢： 剛度質(zhì)量比大。并聯(lián)閉環(huán)桿系理論上只承受拉、壓載荷，是典型的二力桿。多桿受力使得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有很高的承載強(qiáng)度。 動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越。運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量輕、速度快、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，可有效改善伺服控制器動(dòng)態(tài)性能，使動(dòng)平臺獲得很高的進(jìn)給速度與加速度，適于高速數(shù)控作業(yè)。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 一、并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 除了結(jié)構(gòu)上的

44、優(yōu)點(diǎn)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中更是有串聯(lián)機(jī)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢： 運(yùn)動(dòng)精度高。傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)的加工誤差是各個(gè)關(guān)節(jié)的誤差積累，而并聯(lián)機(jī)構(gòu)各個(gè)關(guān)節(jié)的誤差可以相互抵消、相互彌補(bǔ)，因此，并聯(lián)機(jī)構(gòu)是未來機(jī)床的發(fā)展方向。 多功能靈活性強(qiáng)?？蓸?gòu)成形式多樣的布局和自由度組合，在動(dòng)平臺上安裝刀具進(jìn)行多坐標(biāo)銑、磨、鉆、特種曲面加工等，也可安裝夾具進(jìn)行復(fù)雜的空間裝配，是柔性化的理想機(jī)構(gòu)。 使用壽命長。受力結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)動(dòng)部件磨損小，不存在鐵屑或冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌內(nèi)部而導(dǎo)致其劃傷、磨損或銹蝕現(xiàn)象。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)備】 二、并聯(lián)機(jī)器人 在并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)體系中，有著多種機(jī)構(gòu)種類劃分方法。按照自由度可劃

45、分為2個(gè)自由度、3個(gè)自由度、4個(gè)自由度、5個(gè)自由度、6個(gè)自由度的并聯(lián)機(jī)器人。并聯(lián)機(jī)器人使用受限的原因很多，比如工作空間較小、負(fù)載能力有限等，目前開發(fā)出的被充分研究并被廣泛應(yīng)用的并聯(lián)機(jī)構(gòu)數(shù)量有限，只有Stewart、delta等少數(shù)幾類。 三、并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用 并聯(lián)機(jī)器人由于其本身特點(diǎn)，一般多用在高剛度、高精度和高速度而無需很大空間的場合。主要有以下幾個(gè)方面： 模擬運(yùn)動(dòng)：飛行員三維空間訓(xùn)練模擬器，駕駛模擬器，檢測產(chǎn)品在模擬的反復(fù)沖擊振動(dòng)下的運(yùn)行可靠性，娛樂運(yùn)動(dòng)模擬臺等。 對接運(yùn)動(dòng)：宇宙飛船的空間對接，汽車裝配線上的車輪安裝，醫(yī)院中的假肢接骨等。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【知識儲(chǔ)

46、備】 三、并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用 主要有以下幾個(gè)方面： 承載運(yùn)動(dòng)：大扭矩螺栓緊固，短距離重物搬運(yùn)等。 金屬切削加工：應(yīng)用于各類銑床、磨床、鉆床或點(diǎn)焊機(jī)、切割機(jī)等。 測量機(jī)：用來作為其它機(jī)構(gòu)的誤差補(bǔ)償器。 微動(dòng)機(jī)構(gòu)或微型機(jī)構(gòu)。 其他領(lǐng)域：機(jī)器人的關(guān)節(jié)，爬行機(jī)構(gòu)，食品、醫(yī)藥包裝和移載機(jī)械手等。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【實(shí)踐操作】 在本次任務(wù)中簡要說明IRB360并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人的安裝步驟及過程。 使用M12螺絲將機(jī)器人固定至支架，螺絲長度取決于支架上固定耳的厚度，如圖6-65所示。 安裝中間伸縮桿，并用內(nèi)六角螺絲固定伸縮桿于4軸上。 安裝4軸連接法蘭，同樣需要擰入內(nèi)六角螺絲，同樣需要之

47、前涂抹螺紋膠。 拆卸蓋板替換為電源和編碼器的蓋板，并且上緊螺絲。 打開上部蓋板，需要接線的為兩個(gè)黑色航空插頭、SMB線串口接頭和兩個(gè)接地線。 安裝碳素桿，將兩根彈簧的一端套入連接鉤小孔中，另一端鏈接碳素桿。預(yù)放于法蘭旁邊，拉開后放置于法蘭圓球上。如圖6-67所示。 調(diào)整碳素桿位置。每兩個(gè)碳素桿有四個(gè)彈簧，機(jī)器人手臂和4軸法蘭位置可以通過調(diào)整到位。安裝完成后如圖6-68所示，氣管可固定于其中一根碳素桿上。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 Delta機(jī)器人屬于高速、輕載的并聯(lián)機(jī)器人，具有占地面積小、重復(fù)定位精度高等特點(diǎn)。它由三個(gè)并聯(lián)的伺服軸確定抓具中心位置，廣泛應(yīng)用于電子

48、和汽車零部件組裝、食品加工、分揀包裝等行業(yè)。一般通過示教編程或視覺系統(tǒng)捕捉目標(biāo)物體，確定產(chǎn)品位置高速拾取，并通過氣動(dòng)吸盤控制物體的抓放。Delta機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)主要包括機(jī)器人、安裝框架、輸送線、視覺系統(tǒng)、力矩傳感器等幾大部分。 1機(jī)器人 ABB公司推出的IRB340 FlexPicker機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和電子行業(yè)。Fanuc公司在2009在Delta結(jié)構(gòu)機(jī)器人的基礎(chǔ)上研制了M-LiA、M-3iA機(jī)器人；川崎公司也推出了delta工業(yè)機(jī)器人。Delta機(jī)器人在三維空間優(yōu)越的特性使其在物流行業(yè)大顯身手。 2. 安裝框架 機(jī)器人安裝框架是用來固定機(jī)器人的機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)一般根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用進(jìn)行定

49、制。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 3輸送線 機(jī)器人配套輸送線采用電機(jī)輸送帶方式，通過機(jī)器人視覺系統(tǒng)定位與輸送線編碼器反饋位置的方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對目標(biāo)工件的位置、姿態(tài)識別和準(zhǔn)確抓取。根據(jù)節(jié)拍和現(xiàn)場需要，可并行多條輸送線同時(shí)工作。 4. 視覺系統(tǒng) 視覺系統(tǒng)是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷，通過機(jī)器視覺產(chǎn)品將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，圖像處理系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算抽取目標(biāo)特征，進(jìn)而根據(jù)判別結(jié)果控制機(jī)器人動(dòng)作。在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機(jī)器視覺來替代人工視覺；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)中，用機(jī)器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。,任務(wù)4 并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在分揀生產(chǎn)中的應(yīng)用,【拓展與提高】 5. 力矩傳感器 力矩傳感器相當(dāng)于讓機(jī)器人有了觸覺感受，是偵測X、Y、Z三個(gè)方向的力和扭矩的傳感器。一般用于檢測某一軸的參數(shù)，根據(jù)軸的形狀添加輔助連接件，進(jìn)行螺栓擰裝。在高精度裝配、精定位等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。,Thank You!,