项目二 码垛机器人工作站.docx
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项目二码垛机器人工作站
实训指导书:
项目二码垛机器人工作站
实训目标:
【知识点】
掌握工业机器人相关运动指令
掌握工业机器人码垛运动的特点及程序编写方法
能正确对工业机器人程序文件管理
工业机器人调试与运行
【技能点】
工业机器人码垛路径规划
工业机器人操作方法
工业机器人IO指令应用
机器人搬运工作站调试
实训准备：
一、实训器材
搬运机器人工作站的组成
码垛机器人与搬运机器人在本体结构上没有太大区别，通常认为码垛机器人本体较搬运机器人本体大，在实际生产当中，码垛机器人多为四轴且多数带有辅助连杆，连杆主要起到增加力矩和平衡的作用。
在本工作站中，还是使用HSR-JR612机器人作为码垛机器人，为了便于现场实际教学，本码垛教学工作站就地取材，利用实训室现有材料搭建，组成清单如下表4-1所示。
表4-1工作站清单
序号
名称
数量
1
HSR-JR612机器人
1套
2
工作桌
1张
3
零件块
12块
4
夹具
1套
码垛前零件摆放：
图4-1码垛前零件摆放
码垛后零件摆放：
图4-2码垛后零件摆放
零件组合：
图4-3零件组合
二、安全注意事项
（1）操作机器人时佩戴安全帽；
（2）投入电源时，请确认机器人的动作范围内没有人员；
（3）初次使用时应两名学生配合，一人操作示教器，另外一人站在电控箱旁，发现异常后及时按
下电控箱上的红色急停按钮
；
（4）在点动操作机器人时要采用较低的速度倍率；
（5）在按下示教盒上的点动运行键之前要考虑机器人的运动趋势；
（6）要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该线路不受干扰；
（7）机器人周围区域必须清洁、无油、水及杂质等。
相关知识：
一、工作站技术参数
（1）机器人参数
1）机器人性能参数表如表3-2所示
表3-2机器人性能参数表
型号
HSR-JR612
动作类型
关节型
控制轴
6
放置方式
地面安装
最
大
动
作
范
围
J1
±160°
J2
-165°/15°
J3
45°/260°
J4
±180°
J5
±108°
J6
±360°
最
大
运
动
速
度
J1
148°/s
J2
148°/s
J3
148°/s
J4
360°/s
J5
225°/s
J6
360°/s
最大运动半径
1555mm
手腕部最大负载
12kg
重复定位精度
±0.06mm
本体重量
196kg
2）机器人工作空间图如图3-2所示
图3-2机器人工作空间图
二、操作前准备
运动规划
在做任何一个机器人应用项目时，都需要先对项目的机器人运动做好规划，然后根据规划配置IO和示教机器人程序机器人。
运动规划又分任务规划、动作规划、路径规划。
本项目为机器人码垛，12个零件可分为2组，6个下零件和6个上零件，动作时可以先把6个下零件移动至放置区，摆成2行3列，再将6个上零件移动到第二层。
机器人动作大致可分为取零件和放零件两大部分，基本动作就是“夹取零件”、“移动零件”、“放下零件”等一系列子任务，具体规划如下图4-4所示。
图4-4动作规划
上图只是单个零件运动规划，其他11个零件的运动规划一样。
2.IO配置
本任务中使用气动夹具来夹取零件，气动夹具的打开与关闭通过I/O信号控制。
HSR-JR612机器人控制系统提供了完整的I/O通讯接口，可以方便地与周边设备进行通讯。
本码垛项目中，应使用X[1,1]、Y[1,1]等输入/输出信号，具体配置如表4-2所示。
表4-2IO配置
序号
PLC地址
状态
符号说明
控制指令
1
X[1,1]
ON/OFF
夹取到位/放置到位
X[1,1]=ON/OFF
2
Y[1,1]
ON/OFF
夹具张开/夹紧
Y[1,1]=ON/OFF
操作要点：
将工作台上的12个零件块通过机器人夹取，码垛成2行3列2层，零件需分类按组合夹取摆放。
1.规划机器人运动路径；
2.示教程序及机器人点位位置；
3.配置相应的IO，让夹具动作；
4.调试机器人程序让机器人自动完成动作。
实训步骤：
一、实训准备
根据实训准备内容，检测实验需要的器材和工具是否完好。
二、新建搬运程序
机器人上电，选择“基坐标系”。
如果自己设置了工件坐标系，也可以选择相应的工件坐标系
点击菜单键，选择示教。
进入示教画面后选择“新建程序”。
在对话框中输入程序名“maduo”，点击确认。
程序名为maduo的程序模板已经建好，接下来按照“项目三搬运机器人”的程序建立步骤进行指令语句编辑。
操作方法参考“项目三搬运机器人”的程序建立步骤。
结合码垛机器人运动规划，指令语句编辑操作方法参考“项目三搬运机器人”的程序建立步骤。
点击程序检查，提示无异常后保存程序，如又异常则看那行是否语法有问题。
点击保存，显示程序保存成功。
参考程序：
程序名：
maduo
//码第一层
1：
JP[0]100%CNT100//回到动作开始点
2：
JP[1]100%CNT100//1号零件上方取料点
3：
LP[2]100mm/secCNT100//1号零件下方取料点
4：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
5：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
6：
LP[1]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
7：
JP[3]100%CNT100//1号零件放置位置上方点
8：
LP[4]100mm/secCNT100//1号零件放置位置点
9：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
10：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
11：
LP[3]100mm/secCNT100//放好零件后直线移动抬起
12：
JP[5]100%CNT100//2号零件上方取料点
13：
LP[6]100mm/secCNT100//2号零件下方取料点
14：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
15：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
16：
LP[5]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
17：
JP[7]100%CNT100//2号零件放置位置上方点
18：
LP[8]100mm/secCNT100//2号零件放置位置点
19：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
20：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
21：
LP[7]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
22：
JP[9]100%CNT100//3号零件上方取料点
23：
LP[10]100mm/secCNT100//3号零件下方取料点
24：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
25：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
26：
LP[9]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
27：
JP[11]100%CNT100//3号零件放置位置上方点
28：
LP[12]100mm/secCNT100//3号零件放置位置点
29：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
30：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
31：
LP[11]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
32：
JP[13]100%CNT100//4号零件上方取料点
33：
LP[14]100mm/secCNT100//4号零件下方取料点
34：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
35：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
36：
LP[13]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
37：
JP[15]100%CNT100//4号零件放置位置上方点
38：
LP[16]100mm/secCNT100//4号零件放置位置点
39：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
40：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
41：
LP[15]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
42：
JP[17]100%CNT100//12号零件上方取料点
43：
LP[18]100mm/secCNT100//12号零件下方取料点
44：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
45：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
46：
LP[17]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
47：
JP[19]100%CNT100//12号零件放置位置上方点
48：
LP[20]100mm/secCNT100//12号零件放置位置点
49：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
50：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
51：
LP[19]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
52：
JP[21]100%CNT100//5号零件上方取料点
53：
LP[22]100mm/secCNT100//5号零件下方取料点
54：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
55：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
56：
LP[21]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
57：
JP[23]100%CNT100//5号零件放置位置上方点
58：
LP[24]100mm/secCNT100//5号零件放置位置点
59：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
60：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
61：
LP[23]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
//码第二层
62：
JP[25]100%CNT100//6号零件上方取料点
63：
LP[26]100mm/secCNT100//6号零件下方取料点
64：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
65：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
66：
LP[25]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
67：
JP[27]100%CNT100//6号零件放置位置上方点
68：
LP[28]100mm/secCNT100//6号零件放置位置点
69：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
70：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
71：
LP[27]100mm/secCNT100//放好零件后直线移动抬起
72：
JP[29]100%CNT100//7号零件上方取料点
73：
LP[30]100mm/secCNT100//7号零件下方取料点
74：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
75：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
76：
LP[29]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
77：
JP[31]100%CNT100//7号零件放置位置上方点
78：
LP[32]100mm/secCNT100//7号零件放置位置点
79：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
80：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
81：
LP[31]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
82：
JP[33]100%CNT100//8号零件上方取料点
83：
LP[34]100mm/secCNT100//8号零件下方取料点
84：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
85：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
86：
LP[33]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
87：
JP[35]100%CNT100//8号零件放置位置上方点
88：
LP[36]100mm/secCNT100//8号零件放置位置点
89：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
90：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
91：
LP[35]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
92：
JP[37]100%CNT100//9号零件上方取料点
93：
LP[38]100mm/secCNT100//9号零件下方取料点
94：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
95：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
96：
LP[37]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
97：
JP[39]100%CNT100//9号零件放置位置上方点
98：
LP[40]100mm/secCNT100//9号零件放置位置点
99：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
100：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
101：
LP[39]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
102：
JP[41]100%CNT100//11号零件上方取料点
103：
LP[42]100mm/secCNT100//11号零件下方取料点
104：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
105：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
106：
LP[41]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
107：
JP[43]100%CNT100//11号零件放置位置上方点
108：
LP[44]100mm/secCNT100//11号零件放置位置点
109：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
110：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
111：
LP[43]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
112：
JP[46]100%CNT100//10号零件上方取料点
113：
LP[47]100mm/secCNT100//10号零件下方取料点
114：
Y[1,1]=ON//夹具动作（夹紧零件）
115：
WAITX[1,1]=ON//等待零件夹紧到位
116：
LP[46]100mm/secCNT100//取到零件后直线抬起
117：
JP[48]100%CNT100//10号零件放置位置上方点
118：
LP[49]100mm/secCNT100//10号零件放置位置点
119：
Y[1,1]=OFF//夹具动作（松开零件）
120：
WAITX[1,1]=OFF//等待零件松开到位
121：
LP[48]100mm/secCNT100//放料后直线移动抬起
122：
JP[0]100%CNT100//回到开始点
123：
END
说明：
参考程序中有输入指令WAITX[1,1]=ON/OFF，现场工作站中因夹具没有安装感应开关，故现场程序没有该指令，默认夹具动作则夹紧到位或松开到位。
三、示教目标点的操作步骤
打开编辑好的“maduo”程序。
参考机器人手动操作。
点击P0语句后面的菜单，选择“替换位置”。
将当前位置保存为PO点。
将当前位置保存为PO点
参考机器人手动操作。
点击P1语句后面的菜单，选择“替换位置”。
将当前位置保存为P1点。
操作方法同上，也可参考“项目三搬运机器人任务三示教目标点”
四、调试调试搬运程序的操作步骤
通过菜单键选择自动模式
在画面最下面选择“加载程序”。
程序“maduo”已被加载完成
选择“单步模式”.
按下示教器开始动作按键，每按一次，机器人程序执行一步.
可调整合适的运动速度.
单步调试无问题后进入连续运行模式.
按下示教器开始动作按键，程序开始执行.
单周连续运行无问题后进入循环连续运行模式.
按下示教器开始动作按键，程序开始执行.
点击示教器暂停键，程序暂停，点击停止键，程序停止。
四、自动运行搬运程序
通过菜单键选择自动模式
在画面最下面选择“加载程序”
程序“maduo”已被加载完成
可调整合适的运动速度。
单周连续运行无问题后进入循环连续运行模式。
按下示教器开始动作按键，程序开始执行。
点击示教器暂停键，程序暂停，点击停止键，程序停止。
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