基于工業(yè)機器人物件搬運系統(tǒng)設計與制作

1、摘 要本次畢業(yè)設計為工業(yè)機器人物件搬運系統(tǒng)的設計與制作。利用工業(yè)機器人技術來改善生產線上的搬運作業(yè)，從而替代工人重復性手動操作。該設計需要自己畫出夾具-吸盤，然后通過三維建模軟件CATIA設計出符合設計需要的夾具。目前工業(yè)機器人已經擁有成熟的控制系統(tǒng)，通過編程與示教，對IRB120機器人的運動軌跡做出理想的路徑規(guī)劃，并對機器人運動圍進行完全的控制。根據程序的編寫來設定對工業(yè)機器人的運動路徑進行物件搬運。應用Smart組件創(chuàng)建動態(tài)輸送鏈，包含設定輸送鏈產品源，輸送鏈運動屬性，輸送鏈限位傳感器等等，從而實現對機器人的物件搬運控制，最后利用robot studio軟件對整個工作站的工作過程進行仿真。

2、均在設計思路、設計方法、設計過程、設計特點方面做了詳細的分析與說明。關鍵詞：物件搬運、CATIA建模、Smart組件、robot studio仿真Abstract The graduation design for the industrial robot handling system design and production. The use of industrial robot technology to improve the production line of the transport operations, thus replacing the manual repetit

3、ive manual operation. The design needs to draw the fixture - sucker, and then through the three-dimensional modeling software CATIA designed to meet the design needs of the fixture. At present, industrial robots already have mature control system, through programming and teaching, the IRB120 robot t

4、rajectory to make the ideal path planning, and the robot range of full control. According to the preparation of the program to set the industrial robot movement path for object handling. Application of Smart components to create a dynamic conveyor chain, including the set of conveyor chain product s

5、ource, conveyor chain motion properties, conveyor chain limit sensor, etc., in order to achieve the robot object handling control, and finally the use of robot studio software work on the entire workstation simulation. Are in the design ideas, design methods, design process, design features to do a

6、detailed analysis and description.Key words: Object handling、CATIA modeling Design、Smart components、 Robot studio simulation目 錄第一章 序言11.1 機器人未來的發(fā)展趨勢11.2 對IRB6400和IRB120型兩類機器人進行簡介21.2.1 IRB6400型機器人21.2.2 IRB120型機器人3第二章 操作機器人42.1 示教器42.1.1 示教器簡介42.1.2 注意事項與故障處理52.2 機器人數據的備份與恢復52.2.1 機器人的手動操作52.2.2 單軸運

7、動52.2.3 線性運動與重定位運動62.3 機器人操作62.3.1 TCP的設定62.4 機器人使用與注意事項7第三章 CATIA建模83.1 用CATIA創(chuàng)建支架模型83.1.1 新建三維模型83.1.2 創(chuàng)建支架的基礎特征83.1.3 創(chuàng)建吸盤的基礎特征103.1.4 裝配設計113.1.5 裝配中的“相合”與“接觸”約束113.2 用CATIA創(chuàng)建托盤模型123.2.1 新建三維模型123.2.2 創(chuàng)建托盤的零部件123.2.3 托盤零部件的裝配設計123.2.4 使用“接觸”約束多個零部件133.3 用CATIA創(chuàng)建托盤座模型143.3.1 新建三維模型143.3.2 創(chuàng)建托盤座的零

8、部件143.3.3 托盤座零部件的裝配設計163.4 用CATIA創(chuàng)建擋風玻璃模型183.4.1 新建三維模型183.4.2 創(chuàng)建擋風玻璃的草圖183.4.3 “橋接”命令制作183.5 用CATIA創(chuàng)建底座模型193.5.1 新建三維模型193.5.2 創(chuàng)建底座草圖193.5.3 創(chuàng)建底座斜面凸臺203.6 創(chuàng)建凹槽與Y型凸臺213.6.1 凹槽草圖21第四章 用Smart組件創(chuàng)建動態(tài)輸送鏈234.1 Smart組件輸送鏈動態(tài)效果234.2 應用Smart組件設定輸送鏈的產品源234.2.1 設定輸送鏈的產品源234.2.2 Source組件的屬性設置234.3 應用Smart組件設定輸送鏈

9、的運動屬性244.3.1 設定輸送鏈的運動屬性244.3.2 Linear Mover 屬性設置244.4 應用Smart組件設定輸送鏈限位傳感器254.4.1 設定輸送鏈限位傳感器254.4.2 Logic Gale 屬性設置264.5 創(chuàng)建Smart組件屬性與連結264.5.1 設定屬性連結274.6 創(chuàng)建Smart組件的信號與連接274.6.1 設定信號連接274.6.2 仿真運行30總 結31致 32參考文獻33獨創(chuàng)性聲明34關于論文使用授權的說明3438 / 43第一章 序言20世紀50年代末，美國在機械手和操作機的基礎上，采用伺服機構和自動控制等技術，研制出有通用性的獨立的工業(yè)用自

10、動操作裝置，并將其稱為工業(yè)機器人。工業(yè)機器人（Industrial Robot，簡稱IR）是指在工業(yè)中應用的一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，能搬運材料、工件或操持工具，用以完成各種作業(yè)。且這種操作機可以固定在一個地方，也可以在往復運動的小車上。在無人參與的情況下，工業(yè)機器人可以自動按不同軌跡、不同運動方式完成規(guī)定動作和各種任務。機器人和機械手的主要區(qū)別是：機械手是沒有自主能力，不可重復編程，只能完成定位點不變的簡單的重復動作；機器人是由計算機控制的，可重復編程，能完成任意定位的復雜運動。工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先

11、進技術于一體的現代制造業(yè)重要的自動化裝備。工業(yè)機器人是最典型的機電一體化數字化裝備，技術附加值很高，應用圍很廣，作為先進制造業(yè)的支撐技術和信息化社會的新興產業(yè)，將對未來生產和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。60年代初，美國研制成功兩種工業(yè)機器人，并很快地在工業(yè)生產中得到應用；1969年，美國通用汽車公司用21臺工業(yè)機器人組成了焊接轎車車身的自動生產線。此后，各工業(yè)發(fā)達國家都很重視研制和應用工業(yè)機器人。隨著工業(yè)機器人向更深更廣方向的發(fā)展以與機器人智能化水平的提高，機器人的應用周還在不斷地擴大，已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進而推廣到諸如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以與水電系統(tǒng)維護維修機器人等各種非制

12、造行業(yè)。此外，在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務等領域機器人的應用也越來越多，如無人偵察機、警備機器人、醫(yī)療機器人、家政服務機器人等均有應用實例。機器人正在為提高人類的生活質量發(fā)揮著重要的作用。 工業(yè)機器人市場的大幕已經拉開，世界機器人市場的需求即將進人噴發(fā)期，中國潛在的巨大機械設備生產市場需求已初露端倪，工業(yè)機器人進軍機床行業(yè)投資前景可期。工業(yè)機器人能替代越來越昂貴的勞動力，同時能提升工作效率和產品品質。機器人可以承接生產線精密零件的組裝任務，更可替代人工在噴涂、焊接、裝配等不良工作環(huán)境中工作，并可與數控超精密鐵床等工作母機結合模具加工生產，提高生產效率，替代部分非技術工人。1.1 機器人未來的

13、發(fā)展趨勢曾經以人力資源支持成為”世界工廠”的中國，正在成為工業(yè)機器人的最大買家。據英國金融時報引用位于德國的世界機器人聯合會統(tǒng)計數據稱，2013年中國購買了36560臺工業(yè)機器人，超過美國和日本，成為最大的工業(yè)機器人購買國。2011年，為蘋果代工的宣稱要用三年多時間建立“百萬機器人軍隊”，以替代工人重復性手動操作。2013年中國購買工業(yè)機器人數量較2012年增長了近60%，首次超過了以技術的利用見長的日本。2008年至2013年，中國每年機器人進口量平均增幅達36%。國際電力和自動化技術領先企業(yè)ABB的機器人部主管倪恩德表示，“中國以成為增長最快的機器人市場，幾年之后，中國機器人市場的規(guī)模將遠

14、遠大于全球第二大、第三大市場”。工業(yè)機器人在許多生產領域的使用實踐證明，它在提高生產自動化水平，提高勞動生產率和產品質量以與經濟效益，改善工人勞動條件等方面，有著令世人矚目的作用，引起了世界各國和社會各層人士的廣泛關注。在新的世紀，機器人工業(yè)必將得到更加快速的發(fā)展和更加廣泛的應用。 工業(yè)機器人的技術發(fā)展趨勢 從近幾年世界機器人推出的產品來看，工業(yè)機器人技術正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要為：結構的模塊化和可重構化；控制技術的開放化、PC化和網絡化；伺服驅動技術的數字化和分散化；多傳感器融合技術的實用化；工作環(huán)境設計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以與系統(tǒng)的網絡化和智能化等方面。在國外

15、，工業(yè)機器人技術日趨成熟，已經成為一種標準設備被工業(yè)界廣泛應用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)機器人公司，它們包括：瑞典的ABB Robotics，日本的FANUC、Yaskawa，德國的KUKA Roboter，美國的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics，意大利COMAU，英國的AutoTech Robotics，加拿大的Jcd International Robotics，以色列的Robogroup Tek公司，這些公司已經成為其所在地區(qū)的支柱性產業(yè)。在國，工業(yè)機器

16、人產業(yè)剛剛起步，但增長的勢頭非常強勁。如中國科學院自動化所投資組建的新松機器人公司，年利潤增長在40%左右。全球最大的汽車制造業(yè)-中國汽車產業(yè)對機器人的需求占了60%，由此可以看出，我國是非常注重和推崇工業(yè)機器人的發(fā)展，在未來，機器人行業(yè)將會取代大部分人工。1.2 對IRB6400和IRB120型兩類機器人進行簡介1.2.1 IRB6400型機器人1、簡介IRB 6400R在同類機器人精確度最高、剛度最大，非常適合用于鋁鑄件的清理與預加工等場合。（1）可靠性強正常運行時間長采用成熟設計，維護工作量降至最低，正常工作時間長。（2）安全性佳安全的投資先進運動控制功能和碰撞檢測功能可顯著減小工具或工

17、件的損壞風險。（3）速度快操作周期時間短采用ABB獨有的控制技術，機器人始終能夠根據實際載荷對加速度和減速度進行優(yōu)化，盡可能縮短操作周期時間。（4）精度高零件生產質量穩(wěn)定具有一流的路徑跟蹤精度和重復定位精度（RP=1.0mm），配套使用ABB TrueMove功能，該機器人不論速度如何，均可保持運行路徑始終不變。（5）堅固耐用適合惡劣生產環(huán)境IRB 6400R機器人采用材料強度很高的全鋼結構，其手臂經過機械平衡處理并配有雙軸承。鑄造專家型器人的整個機械臂達到IP67級密閉性，耐高壓蒸汽清洗，非常適合應用于惡劣生產環(huán)境。2、技術參數6400R/2.5-200 2.5m 200kg6400R/2.

18、8-200 2.8m 200kg1.2.2 IRB120型機器人性能特征:ABB推出一款迄今最小的多用途工業(yè)機器人緊湊、敏捷、輕量的六軸IRB 120，僅重25kg，荷重3kg（垂直腕為4kg），工作圍達580mm。在尺寸大幅縮小的情況下，IRB 120繼承了該系列機器人的所有功能和技術，為縮減機器人工作站占地面積創(chuàng)造了良好條件。緊湊的機型結合輕量化的設計，成就了IRB 120卓越的經濟性與可靠性，具有低投資、高產出的優(yōu)勢。IRB 120的最大工作行程為411mm，底座下方拾取距離112mm應用圍：電子、食品飲料、機械、太陽能、制藥、醫(yī)療、研究等領域。為縮減機器人占用空間，IRB 120可以任

19、何角度安裝在工作站部、機械設備上方或生產線上其他機器人的近旁。機器人第1軸回轉半徑極小，更有助于縮短與其他設備的間距。第二章 操作機器人2.1 示教器2.1.1 示教器簡介示教器又叫示教編程器(以下簡稱示教器)是機器人控制系統(tǒng)的核心部件，是一個用來注冊和存儲機械運動或處理記憶的設備，該設備是由電子系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)執(zhí)行的。示教器維修是示教器維護和修理的泛稱，是針對出現故障的示教器通過專用的高科技檢測設備進行排查，找出故障的原因，并采取一定措施使其排除故障并恢復達到一定的性能。確保機器人正常使用。示教器是進行機器人的手動操作、程序編寫、參數配置以與監(jiān)控用的手持裝置。圖1.1.1-1 示教器介紹上圖

20、是ABB機器人示教器，其中A是示教器與控制柜之間的連接電纜，B是觸摸屏，C是急停開關，D是手動操縱桿，E是數據備份與恢復用USB接口（可插U盤/移動硬盤等存儲設備），F是使能按鈕。使能按鈕是為保證操作人員人身安全而設計的。使能按鈕分為兩檔，在手動狀態(tài)下第一檔按下去機器人將處于電機開啟狀態(tài)。只有在按下使能按鈕并保持在“電機開啟”的狀態(tài)才可以對機器人進行手動的操作和程序的調試。第二檔按下時機器人會處于防護停止狀態(tài)。當發(fā)生危險時（處于驚嚇）人會本能地將使能按鈕松開或者按緊，這兩種情況機器人都會馬上停下來，保證了人身與設備的安全。2.1.2 注意事項與故障處理 1，示教機器人前先確認下列檢查步驟，如發(fā)

21、現問題應立即改正，并確認其他必須做的工作均已完成。檢查機器人的運動有無異常的問題；檢查外部電纜的絕緣與遮蓋物是否損害。 2，示教器使用完畢后，務必掛回到控制柜的鉤子上。如果示教器放在機器人上或者地面上，會因摔落或者重壓引起示教器損壞。示教器觸摸不良或局部不靈(更換觸摸面板)；示教器無顯示(維修或更換部主板或液晶屏)；示教器顯示不良、豎線、豎帶、花屏等(更換液晶屏)；示教器按鍵不良或不靈(更換按鍵面板)；示教器操縱桿XYZ軸不良或不靈(更換操縱桿)；急停按鍵失效或不靈(更換急停按鍵)；數據線不能通訊或不能通電，部有斷線等(更換數據線)。2.2 機器人數據的備份與恢復2.2.1 機器人的手動操作定

22、期對機器人數據進行備份，是保證保證機器人進行正常工作的良好習慣。ABB機器人數據備份的對象是所有正在運行的RAPID程序和系統(tǒng)參數。當機器人系統(tǒng) 出現錯亂或者重新安裝新系統(tǒng)以后，可以快速恢復機器人系統(tǒng)。圖2.1-1 數據備份與恢復在恢復系統(tǒng)時，不能將一臺機器人的備份恢復到另外一臺機器人中去，這樣做會造成系統(tǒng)故障。可以將程序和I/O的定義做成通用的，分別單獨導入程序和EIO文件。2.2.2 單軸運動手動單軸運動非常簡單，需要熟練操作機器人，掌握好手感，能夠清楚的知道操作桿與機器人運動的方向，能通過操作桿控制運動速度。2.2.3 線性運動與重定位運動圖2.1.2-1 手動操作在實際手動操作時，需要

23、注意工具坐標與工件坐標的選擇，這將關系到機器人的運動方向，調試過程中多觀察任務欄、運動方式、增量、速度和坐標的選擇。2.3 機器人操作2.3.1 TCP的設定TCP的設定原理如下：1、首先在機器人工作圍找一個非常精確的固定點作為參考點。2、然后在工具上確定一個參考點（最好是工具的中心點）。3、用之前介紹的手動操縱機器人的方法，去移動工具上的參考點，以四種以上不同的機器人姿態(tài)盡可能與固定點剛好碰上。為了獲得更準確的TCP，可以使用六點法進行操作，第四點是用工具的參考點垂直于固定點，第五點是工具參考點從固定點想向將要設定為TCP的X方向移動，第六點是工具參考點從固定點向將要設定為TCP的Z方向移動

24、。4、機器人通過這個位置數據計算求得TCP的數據，然后TCP的數據就保存在tooldata這個程序數據中被程序進行調用。圖 3.1.1-1 設置TCP2.4 機器人使用與注意事項1、打開機器人總開關后，必須先檢查機器人在不在原點位置，如果不在，請手動跟蹤機器人返到原點，嚴禁打開機器人總開關后，機器人不在原點時按啟動按鈕啟動機器人。2、打開機器人總開關后，檢查外部控制盒外部急停按鈕有沒有按下去，如果按下去了就先打上來，然后點亮示教盒上的伺服燈，再去按啟動按鈕啟動機器人，嚴禁打開機器人總開關后，外部急停按鈕按下去生效時，按啟動按鈕啟動機器人。如果當外部急停按鈕按下去生效時，按啟動按鈕啟動機器人時，

25、馬上選擇手動模式把打開的程序關閉，再選擇自動模式，點亮伺服燈，按復位按鈕讓機器人繼續(xù)工作。3、在機器人運行中，需要機器人停下來時，可以按外部急停按鈕、暫停按鈕、示教盒上的急停按鈕，如需再繼續(xù)工作時，可以按復位鈕讓機器人繼續(xù)工作。4、在機器人運行時暫停下來修改程序的情況下，選擇手動模式后進行修改程序，當改完程序后，一定要注意程序上的光標必須和機器人現有的位置一致，然后再選擇自動模式，點亮伺服燈，按復位按鈕讓機器人繼續(xù)工作。5、關閉機器人電源前，不用按外部急停按鈕，可以直接關閉機器人電源。6、當發(fā)生故障或報警時，請把報警代碼和容記錄下，以便向技術人員提供解決問題。第三章 CATIA建模3.1 用C

26、ATIA創(chuàng)建支架模型3.1.1 新建三維模型選擇菜單中的文件“新建”命令（或在“標準”工作欄中單擊新建按鈕），此時系統(tǒng)彈出如圖3.1.1-1圖3.1.1-1 列表類型“Part”3.1.2 創(chuàng)建支架的基礎特征基礎特征是一個零件的主要結構特征。凸臺特征是通過對封閉截面輪廓進行單向或雙向拉伸建立三維實體的特征，它是最基本且經常使用的零件造型指令。圖3.1.2-1 支架草圖退出草圖，點擊“凸臺”命令，長度設為48mm，如圖3.2-2所示圖3.1.2-2 支架基礎部分然后選擇凸臺的上表面作為平面，畫出長228mm、寬152mm的長方形，退出草圖，點擊“凸臺”命令設置長度為16mm，并以該凸臺的表面為平

27、面畫出一個半徑為48mm的圓如圖3.2-3所示，圖3.1.2-3 支架中間部分在畫出圓柱后，并以圓柱的上表面為平面畫出一個直徑160mm的圓，退出草圖，點擊“凸臺”命令設置長度為16mm，如圖3.2-4所示，圖3.1.2-4 支架上半部分以支架的最下表面為平面，分別取6點依次是（114,214），（-114,214），（114，-214），（-114，-214），（114,0），（-114,0）；完成后退出草圖，點擊“凸臺”命令，設置其長度為24mm，如圖3.2-5所示圖3.2-5 支架底端部分3.1.3 創(chuàng)建吸盤的基礎特征選擇菜單中的文件“新建”命令（或在“標準”工作欄中單擊新建按鈕）建立P

28、art2的文件。選擇“輪廓”命令，取頂長12mm，底長36mm，高32mm的一個梯形，并且退出草圖，點擊“旋轉體”命令，以高為基準，旋轉360度，形成一個吸盤，如圖3.3-1所示圖3.1.3-1 吸盤注意事項：（1）開始繪制草圖時，沒有必要很精確的繪制截面草圖的幾何形狀、位置和尺寸。只需要繪制一個很粗略的大概形狀。（2）尺寸的修改往往安排在建立完約束以后進行。（3）注意修改尺寸的順序，先修改對截面外觀影響不大的尺寸。3.1.4 裝配設計CATIA 的裝配模塊用來建立零件間的相對位置關系，從而形成裝配體；它擁有自底向上和自頂向下兩種裝配功能。首先設計好全部零件，然后將零件作為部件添加到裝配體中，

29、則稱為自底向上裝配。如果先設計好裝配模型，然后在裝配體中組建模型。最后生成零件模型，測稱為自頂向下裝配。3.1.5 裝配中的“相合”與“接觸”約束使用“相合”約束可以使兩個裝配部件中的兩個平面重合，并且可以調整平面方向；也可以使兩條直線（包括軸線）或者兩個點重合。首先將小圓柱和吸盤移動到較近的位置，然后點擊“相合”約束，選取小圓柱和吸盤的中心線，并且更新，接著點擊“接觸”約束，分別選取小圓柱的上表面和吸盤下表面，最后更新，如圖3.4.1-1所示，圖3.1.5-1 “相合”約束和“接觸”約束按照之前的步驟，依次將六個吸盤裝配到支架上，如圖3.1.5-2所示圖3.1.5-2 完成支架3.2 用CA

30、TIA創(chuàng)建托盤模型3.2.1 新建三維模型選擇菜單中的文件“新建”命令（或在“標準”工作欄中單擊新建按鈕），此時系統(tǒng)彈出如圖3.1.1-1，選擇Part圖3.2.1-1 列表類型“Part”3.2.2 創(chuàng)建托盤的零部件木板1號：長，高，寬（1000,20,90） 單位：mm木板2號：長，高，寬（1000,20,140）木板3號：長，高，寬（1200,20,90）木板4號：長，高，寬（1200,20,140）木塊1號：長，寬，高（140,75,90）木塊1號：長，寬，高（140,75,1400）3.2.3 托盤零部件的裝配設計創(chuàng)建CATIA的裝配設計，選擇Product與“現有部件”進行添加，使

31、用“操作”命令把零部件進行移位，能使零部件的裝配起到最好的作用。在移位過程中，要注意X、Y、Z軸之間，不然很容易會錯位，導致零部件移到了其他地方。首先把木板4號和木板2號進行“相合”約束兩個零部件，再點擊“接觸”約束，之后點擊“偏移”約束，設置零部件兩兩之間的距離為20mm，最后依次進行更新，得到如圖3.2.3-1 所示圖3.2.3-1 “接觸”約束各零件圖按照之前所用的約束，把圖3.2.3-1右圖補充完整，如圖3.2.3-2所示圖3.2.3-2 “接觸”約束各零件圖3.2.4 使用“接觸”約束多個零部件將木板3號與木板1號、2號進行“接觸”約束，并進行更新，得到圖3.2.4-1所示圖3.2.

32、4-1“接觸”約束各零件圖將木塊1號和木塊2號添加到Product里，使用“操作”命令將其移動到合適位置，再用“接觸”約束，得到如圖3.2.4-2所示圖3.2.4-2 “接觸”約束各零件圖最后將木板2號添加到Product中，使用“操作”命令將其移動到合適位置，再用“接觸”約束，得到如圖3.2.4-3所示圖3.2.4-3 “接觸”約束各零件圖3.3 用CATIA創(chuàng)建托盤座模型3.3.1 新建三維模型選擇菜單中的文件“新建”命令（或在“標準”工作欄中單擊新建按鈕），此時系統(tǒng)彈出如圖3.1.1-1，選擇Part3.3.2 創(chuàng)建托盤座的零部件使用“輪廓”命令和“倒圓角”命令，建立如圖3.3.2-1所

33、示圖3.3.2-1 零件圖草圖退出草圖，使用“凸臺”命令，分別將長度設置為1250mm、1120mm，并以第一個圖的側面為表面畫出長100mm，寬30mm的長方形如圖3.3.2-2所示圖3.3.2-2 完成零件圖退出草圖，使用“凸臺”命令，長度設置為100mm；之后以該長方體的上表面為平面，在中心位置畫出半徑為20mm的圓，在使用“凹槽”命令，設置深度為30mm；最后使用“倒圓角”命令，選擇長方體的棱邊，半徑為10mm，得到如圖3.3.2-3所示圖 3.3.2-3 完成各零件圖3.3.3 托盤座零部件的裝配設計創(chuàng)建CATIA的裝配設計，選擇Product與“現有部件”進行添加，使用“操作”命令

34、把零部件進行移位，這樣能使零部件的裝配起到最好的作用。在移位過程中，要注意X、Y、Z軸，在托盤座裝配期間，特別要用到XY軸、XZ軸、YZ軸來進行移位，在立體圖中非常容易混淆視覺。把添加的兩個零部件移到合適的位置，使用“接觸”約束 得到如圖3.3.3-1所示圖3.3.3-1 “接觸”約束各零件圖點擊“現有部件”命令，添加零部件，使用“操作”命令使其移到合適的位置，再使用“接觸”約束，得到如圖3.3.3-2所示圖3.3.3-2 “接觸”約束各零件圖 最后添加剩下的零部件，使用“接觸”約束，得到如圖3.3.3-3所示圖3.3.3-3 “接觸”約束各零件圖所有的裝配設計與裝配零部件保存在論文文件夾中。

35、3.4 用CATIA創(chuàng)建擋風玻璃模型3.4.1 新建三維模型選擇“開始”中的“形狀”，然后點擊“創(chuàng)成式外形設計”創(chuàng)建零件圖Part，3.4.2 創(chuàng)建擋風玻璃的草圖點擊“樣條線”命令畫出擋風玻璃的草圖，如圖3.4.2-1所示圖 3.4.2-1 擋風玻璃草圖3.4.3 “橋接”命令制作“插入”命令中選擇“曲面”，然后點擊“橋接”命令，如圖所示圖 3.4.3-1 擋風玻璃3.5 用CATIA創(chuàng)建底座模型3.5.1 新建三維模型選擇菜單中的文件“新建”命令（或在“標準”工作欄中單擊新建按鈕），此時系統(tǒng)彈出如圖3.1.1-1，選擇Part3.5.2 創(chuàng)建底座草圖繪制草圖、使用“凸臺”命令建立機器人底座支

36、架，如圖所示圖3.5.2-1 底座草圖以xy為基礎建立平面1，偏移1500，如圖所示圖 3.5.2-2 建立支撐腳以平面1為基礎，進入平面1草圖，采用凸臺的命令繪制底座外形輪廓，如圖所示圖3.5.2-3 底座3.5.3 創(chuàng)建底座斜面凸臺 以y z平面為參考平面建立新的平面2，偏移距離為460 ，通過平面2進入草圖，從外側邊線向偏移340，底座下端向下偏移250，連接兩條線，再通過偏移指令畫出相距150的平行線，定義凸臺，采用雙向限制，長度都為75.如圖所示圖 3.5.3-1 斜面凸臺通過凸臺1進入草圖，繪制橫桿草圖距底高200，寬150；采用圓形陣列，角度90.圖 3.5.3-2 底部凸臺3.

37、6 創(chuàng)建凹槽與Y型凸臺3.6.1 凹槽草圖以凸臺2底面為基準進入草圖，畫長寬770的正方形；然后采用凹槽指令，深度150以y z平面進入草圖，繪制如圖草圖，然后采用凸臺指令圖 3.6.1-1 凹槽草圖以底座的上表面為平面創(chuàng)建螺帽草圖，然后使用凸臺命令，長度為2mm；之后以Y Z平面建立凹槽草圖，長度為2mm；最后在創(chuàng)建草圖Y形狀的凸臺，長度為150mm。如圖所示圖 3.6.1-2 底座所有的零件圖與裝配圖都保存在文件夾里。第四章 用Smart組件創(chuàng)建動態(tài)輸送鏈4.1 Smart組件輸送鏈動態(tài)效果（1）、輸送鏈前端自動生成產品（2）、產品隨著輸送鏈向前運動（3）、產品到達輸送鏈末端后停止運動（4

38、）、產品移走后輸送鏈前端再次生成產品在Robot Studio中建立碼垛的仿真工作站，輸送鏈在仿真工作站中必不可少，它的動態(tài)效果對整個工作站起到一個至關重要的作用。Smart組件功能就是在Robot Studio中實現動畫效果的高效工具。4.2 應用Smart組件設定輸送鏈的產品源4.2.1 設定輸送鏈的產品源打開創(chuàng)建好的工作站在建模功能選項卡中點擊Smart組件，新建一個Smart組件右擊該組件，將其重命名為 SC_InFeeder點擊 添加組件選擇動作列表中的 Source4.2.2 Source組件的屬性設置把 Source欄 選為 SC_輸送鏈1/物料1 ，如圖所示：圖 4.2.2-1

39、 創(chuàng)建Source組件子組件 Source用于設定產品源，每當觸發(fā)一次 Source執(zhí)行，都會自動生成一個產品源的復制品。4.3 應用Smart組件設定輸送鏈的運動屬性4.3.1 設定輸送鏈的運動屬性（1）點擊 添加組件選擇 其它 列表中的 Queue字組件 Queue 可以將同類物體做列表處理，此處Queue 暫時必須要設置其屬性.（2）點擊 添加組件選擇 本體 列表中的 Linear Mover 其屬性包含指定運動物體、運動方向、運動速度、參考坐標系等。4.3.2 Linear Mover 屬性設置圖 4.3.2-1 創(chuàng)建Linear mover組件將Object 選為 SC_輸送鏈1/Q

40、ueue，指運動物體；Direction 中第一項數值設為-100，指運動方向為坐標的X軸負方向；Speed 設為500，指運動速度；Execute 設置為1，指運動處于執(zhí)行狀態(tài)。4.4 應用Smart組件設定輸送鏈限位傳感器4.4.1 設定輸送鏈限位傳感器點擊 “添加組件”選擇 傳感器 列表中的 Plane Sensor 點擊 Origin 輸入框，選擇合適的捕捉位置 根據 X、Y、Z軸，在 Axis 1中Y軸輸入450 ；在Axis 2中的Z軸輸入80，然后形成下圖的擋板，如圖所示：圖 4.4.1-1 創(chuàng)建傳感器在輸送鏈末端的擋板處設置面?zhèn)鞲衅?，設定方法為捕捉一個點作為面的原點,然后設定基

41、于原點的兩個延伸軸方向與長度（參考坐標方向），就構成一個平面。在工作站中，也可以直接將數值輸入到對應的數值框中，來創(chuàng)建圖中顯示的平面，此平面作為傳感器來檢測產品到位，并會自動輸入一個信號，用于邏輯控制。虛擬傳感器一次只能檢測一個物體，所以就需要保證所創(chuàng)建的傳感器不能與周邊設備接觸，否則無法檢測運動到輸送鏈末端的產品。可以在創(chuàng)建時避開周邊設備，但通常將可能與傳感器接觸的周邊設備的屬性設置為“不可由傳感器檢測”。如圖所示：圖 4.4.1-2 設置不可由傳感器檢測4.4.2 Logic Gale 屬性設置圖 4.4.2-1 創(chuàng)建Logic GateNOT組件將“Operator”欄設為“NOT”在S

42、mart組件應用中只有信號0至1的變化發(fā)生時，才可以觸發(fā)事件。假如有一個信號A，我們希望當信號A由0變1時觸發(fā)事件B1，信號A由1變0時觸發(fā)事件B2；前者可以直接連接進行觸發(fā)，但是后者就需要引入一個非門與信號A相連接，這樣當信號A由1變0時，經過非門運算之后則轉換成了由0變1，然后再與事件B2連接，實現的最終效果就是當信號A由1變0時觸發(fā)了事件B。4.5 創(chuàng)建Smart組件屬性與連結屬性連結指的是各Smart子組件的某項屬性之間的連結。4.5.1 設定屬性連結在Smart組件中進入“屬性與連結”選項卡點擊“添加連結”圖 4.5.1-1 Source連結Source的Copy指的是源的復制品，Q

43、ueue的Back指的是下一個將要加入隊列的物體。通過這樣的連結，可實現產品源產生一個復制品，執(zhí)行加入隊列動作后，該復制品會自動加入到隊列Queue中，而Queue是一直執(zhí)行線性運動的，則生成的復制品也會隨著隊列進行線性運動，而當執(zhí)行退出隊列操作時，復制品退出隊列之后就停止線性運動。4.6 創(chuàng)建Smart組件的信號與連接I/O信號指的是在本工作站中自行創(chuàng)建的數字信號，用于與各個Smart子組件進行信號交互。I/O連接指的是設定創(chuàng)建的I/O信號與Smart子組件信號的連接關系，以與各Smart子組件之間的信號連接關系。4.6.1 設定信號連接在Smart組件中進入“信號與連接”選項卡點擊“添加I

44、/O Signals”（1）信號類型選擇“Digital Input”，信號名稱輸入“Start CNV”（2）信號類型選擇“Digital Output”，信號名稱輸入“BoxInPos”如圖所示：圖 4.6.1-1 創(chuàng)建輸入、輸出信號之后建立I/O連接：點擊“添加I/O Connection”，創(chuàng)建的Start CNV去觸發(fā)組件執(zhí)行動作，則產品源會自動產生一個復制品，如圖4.6.1-2所示；圖 4.6.1-2 SC_InFeeder連接與Source連接產品源產生的復制品完成信號觸發(fā)Queue的加入隊列動作，則產生的復制品自動加入隊列Queue，當復制品與輸送鏈末端的傳感器發(fā)生接觸后，傳感

45、器將其本身的輸出信號Sensor Out置為1，利用此信號觸發(fā)Queue的退出隊列動作，則隊列里面的復制品自動退出隊列，如圖4.6.1-3所示；圖4.6.1-3 Plane Sensor連接當復制品與輸送鏈末端的傳感器發(fā)生接觸后，傳感器將其本身的輸出信號Sensor Out置為1，利用此信號觸發(fā)Queue的退出隊列動作，則隊列里面的復制品自動退出隊列，當產品運動到輸送鏈末端與限位傳感器發(fā)生接觸時，將BoxInPos置為1，表示產品已到位，將傳感器的輸出信號與非門進行連接，則非門的信號輸出變化和傳感器輸出信號變化正好相反。圖 4.6.1-4 Plane Sensor連接非門的輸出信號去觸發(fā)Sou

46、rce的執(zhí)行，則實現的效果為當傳感器的輸出信號由1變?yōu)?時，觸發(fā)產品源Source產生一個復制品。根據圖4.6.1-1到4.6.1-7各I/O連接圖片所示，仔細設定各個I/O連接中的源對象、源信號、目標對象、目標信號，如圖4.6.1-8所示，圖 4.6.1-8 總覽圖總共創(chuàng)建了6個I/O連接：（1）利用自己創(chuàng)建的啟動信號Start CNV觸發(fā)一次Source，使其產生一個復制品；（2）復制品產生之后自動加入到設定好的隊列Queue中，則復制品隨著Queue一起沿著輸送鏈運動；（3）（4）當復制品運動到輸送鏈末端，與設置的面?zhèn)鞲衅鱌lane Sensor接觸后，該復制品退出隊列Queue，并且將

47、產品到位信號BoxInPos置為1； （5）（6）通過非門中間的連接，最終實現當復制品與面?zhèn)鞲衅鞑唤佑|后，自動觸發(fā)Source再產生一個復制品，依次循壞。I/O端口分配表輸入信號Digital Input輸出信號Digital Output信號名稱Start CNV信號名稱BoxInPos輸入信號工作站列表輸出信號工作站列表啟動信號Start CNV 拷貝Source/Execute拷貝結束信號Source/Executed執(zhí)行隊列運動Queue/Enqueue接觸傳感器 Plane Sensor剔除隊列運動Queue/Dequeue傳感器輸出信號Plane Sensor邏輯“非”的運算Logic Gatenot邏輯“非”取反運算結果Logic Gatenot再次產生拷貝Source/Execute傳感器接收信號Plane Sensor執(zhí)行BoxInPos4.6.2 仿真運行文件夾中有個名為 “仿真運行” 的視頻，點擊播放。仿真運行.mp4總 結在信息科學技術飛速發(fā)展的今天，隨著人力成本逐漸的上升，工業(yè)機器人逐漸取代人力成為流水線上行的“操作員”已成為必然趨勢，所以我為自己選擇了以工業(yè)機器人為基礎來做畢業(yè)設計。ABB公司是高新技術企業(yè)，主要從事自動化貿易，該公司是機器人在中國的銷售和技術服務中心。在這幾個月中，我翻閱了很多書籍，也在知網和百度學術