項目2啟動機器人自動搬運的作業(yè)任務基于示教盒控制箱

1、項目 1.2 啟動自動搬運的作業(yè)任務（基于示教盒+箱）一、項目目的通過本次項目的知識學習和實踐操作訓練，擬達到以下三大目標：1、知識目標（1）熟知工業(yè)箱面板的、功能及其操作；（2）熟知工業(yè)程序的基本及示教盒編程；（3）熟知工業(yè)程序的單步調試、位置示教；（4）熟知工業(yè)程序自動運行的操作及注意事項；2、技能目標（1）熟練地通過示教盒創(chuàng)建程序文件，并輸入已知的程序指令；（2）熟練地通過示教盒為程序指令中的位置變量進行位置示教；（3）正確地通過箱啟動程序，執(zhí)行自動作業(yè)任務；（4）會排除故障。3、素質目標（1）形成操作謹慎、安全作業(yè)的職業(yè)憂患意識；（2）培養(yǎng)共同討論、相互配合的團隊合作精神；（3）養(yǎng)成認

2、真負責、堅守崗位的崗位工作態(tài)度；二、項目引入與分析在上一次項目中，已經討論了如何使用示教盒來手動完成搬運物體的操作任務。但這不是工業(yè)的最終工業(yè)用途，而應該是：按照作業(yè)任務要求，沿著所有目標空間位置和姿態(tài)自動地完成一系列的動作，并重復循環(huán)地執(zhí)行。本次項目就是如何啟動機器人自動作業(yè)任務的課題而展開相關知識的學習和操作實踐的。啟動進行自動作業(yè)大致需要兩個環(huán)節(jié)：一是編制工業(yè)自動作業(yè)的程序；二是啟動自動運行的操作。這個項目需要操作者具備一定的知識和操作技能，如工業(yè)的程序結構、示教盒編程、程序調試、位置示教及程序自動運行的啟動等基本和注意事項。本次項目將以上內容展開詳細的知識講解和操作技能訓練。三、項目任

3、務程序的自動運行，本次項目按照實施步驟劃分為以下 3 個任務：為了最終實現任務 1.2.1 通過示教盒創(chuàng)建簡單的搬運程序任務 1.2.2 單步運行程序及示教位置任務 1.2.3 啟動程序的自動運行四、項目知識1.2.11、程序的基本概念程序的基本程序文件主要包含程序名稱、程序指令語句、位置數據等 3 個基本一個要素。各個要素的基本知識如下：（1）程序名稱程序的名稱必須使用大寫英文字母或數字來命名，名稱最長為 12 個字符。在控制箱顯示屏上最多只能顯示程序名的前 4 個字符，并且會在程序名左邊顯示“p.”字符（表示程序）。不足 4 個字符時，顯示屏會自動在程序名前補 0。因此，最好把程序的名稱在

4、 4 個字符以內。例如，將的程序名稱命為“STA”，則箱顯示屏上顯示“p.0STA”，如圖 1- 1 所示。圖 1- 1箱上的程序名稱顯示（2）程序指令語句列表程序指令語句主要由、命令語、數據、附隨語句、標識語句等元素組成。如圖 1- 2 所示。命令語句數據附隨語句標識語句圖 1- 2程序語句列表 ：由整數 132767 表示。每一行指令一個，增加一行指令，就遞增一個整數，并自動添加。命令語：使用 MELFA-BASIC IV 語言所定義令語，如表 1- 1 所示。表 1- 1NO.1234567891011121314151617命令語列表項目內容關節(jié)插補動作直線插補動作圓弧插補動作相關命令

5、語Mov MvsMvr，Mvr2，MvcOadlHOpen ，HClsoe FINE，DLY OVRD，JOVRD，SPDDef Plt，PltGoto，If Then Else ForNext，WhileWend DefAct，Act GoSub，CallPDly Hlt，EndM_In，M_Inb，M_InwM_Out，M_Outb，M_Outw Wth，WthIf動作命令最佳加抓手動作動作完成確認速度調節(jié)分支 循環(huán) 中斷 子程序定時器停止信號輸入信號輸出碼垛運算命令程序命令外部信號命令附隨語句命令數據：每個命令所需要的變量或常數等數據。附隨語句：根據需要在作業(yè)時附加其它語句，如信號輸出命

6、令語句和抓手命令語句。附隨語句只能附隨在插補動作命令語句的右邊。語句：作為程序分支的記號，由字符“*”加上標識名稱。標識名由英文字母大小寫（不區(qū)分）和數字，但是開頭必須是英文字母，長度為 16 個字符以內，避免使用保留字。（3）位置數據是指在直交坐標系或關節(jié)坐標系下示教保存的位置數據。凡是程序語句列表中出現的位置變量都必須有位置數據，否則程序運行時將報錯。1.2.2箱的面板及其功能箱中 CPU 集成方式的不同，三菱箱分為 SD 系列和 SQ 系列按照型。其中，SD 系列箱的 CPU 為內置型，即箱箱中包含了用的 CPU，而 SQ 系列用的 CPU，該 CPU 被外置于 Q 系列 PLC 基板上

7、，是箱中不包含一種 Q 系列CPU。雖然 SD 系列和 SQ 系列箱內部結構不同，但其外觀基本一致，如圖 1- 3 所示。下面，對箱前面板和后面板的組成及其功能做詳細。1）電源開關電源開關的作用是：用于打開或關閉箱部分的電源。需要注意的是，若 SQ 系列箱在正常工作過程中重啟這個開關，則需要在等待箱完成上電初始化后對 Q 系列 PLC 進行復位操作，系統(tǒng)才能重新回到正常狀態(tài)。109876111243圖 1- 3箱前面板2）USB、電池端口該翻蓋是箱的 USB 和電池端口的蓋板。打開該翻蓋后可看見用于與個人計算機連接的 USB 接口以及備份電池。3）END 按鈕該按鈕是程序的循環(huán)結束按鈕。按壓此

8、按鈕后，當前執(zhí)行的程序將會停止在最后一行或 END 語句行。在做完此次循環(huán)的最后一個動作后停止，不再重復運行程序。按壓 START 按鈕（圖 1- 3 的 8 號部位），程序又返回起始句，重新執(zhí)行循環(huán)動作。4）RESET 按鈕該按鈕是系統(tǒng)的復位按鈕。若系統(tǒng)發(fā)生時，找到導致系統(tǒng)的并更正，然后再按壓此復位按鈕，則系統(tǒng)可解除，系統(tǒng)重新回到待機狀態(tài)。此外，對于中途停止的當前程序，通過按壓此按鈕復位后，程序復位至起始令語句。（復，必須在箱的顯示屏（圖 1- 3 的 11 號部位）顯示為當前程序項目時，按壓此位按鈕才能生效）5）EMG.STOP 按鈕EMERGENCY STOP 開關是系統(tǒng)的緊急停止開關，

9、其功能是：當到的動作將發(fā)生時，按壓此緊急停止開關使本體立即停止動作；同時，切斷關節(jié)馬達的伺服供電，并產生系統(tǒng)。EMERGENCY STOP 開關被按下后，該開關將持續(xù)保持有效狀態(tài)；若要復位緊急停止開關，請順時針旋轉 EMERGENCY STOP 開關至向上彈出位置，開關恢復無效狀態(tài)。但此仍處于緊急停止狀態(tài)，需要按壓 RESET 鍵來解除，使系統(tǒng)復位。6）UP/DOWN 按鈕該部位按鈕的作用是：在箱顯示屏所顯示的項目下修改該項目的內容或數值。但步號項目是只讀的，其內容無法選擇或修改。例如，若箱顯示屏的當前項目為速度項目時，自動運行的速度比例，最小比例為 10%，最大為 100%；若控按壓此部位按

10、鈕可調節(jié)制箱的顯示屏顯示為程序項目時，按壓此部位按鈕可選擇CPU 中的所有程序，如圖 1- 4 所示。只有在 MODE 開關（圖 1- 3 的 12 號部位）處于 AUTOMATIC（自動）模式時，且控制箱面板取得操作權限的情況下，UP/DOWN 按鈕的操作才有效。7）CHNG DISP（CHANGING DISPLAY）按鈕該按鈕是箱顯示屏顯示項目的類型切換按鈕，其功能是切換箱顯示屏所顯示的不同項目，項目類型和切換順序如圖 1- 4 所示。只有在 MODE 開關處于 AUTOMATIC 模式時，CHNG DISP 按鈕的操作才有效。面板外部IO示教盒無權限圖 1- 4箱顯示屏顯示內容一覽8）

11、START 按鈕該按鈕是程序的啟動按鈕。按壓此按鈕可啟動程序的自動運行，系統(tǒng)便從程序的當前開始執(zhí)行指令，除非程序中有暫停命令 Hlt，否則將開始重復CPU 中存儲的其它程序以 10 遞減按壓CHNG DISP 鍵，項目類型切換速度程序操作權循環(huán)地執(zhí)行當前程序的所有命令語句。只有在箱面板取得操作權限的情況下，START 按鈕的操作才有效。9）STOP 按鈕該按鈕是程序的暫停按鈕。按壓此按鈕可使在當前令語句后暫時停止動作。此時，關節(jié)伺服仍然通電開啟。若再次按下 START 按鈕，又可繼續(xù)往下一令語句運行程序，執(zhí)行后續(xù)程序動作。10）SVO ON 按鈕該按鈕是系統(tǒng)的關節(jié)伺服開啟按鈕。按下此按鈕可為的

12、關節(jié)伺服輸入電源，關節(jié)馬達處于待機狀態(tài)；在箱操作面板取得權限的情況下，該按鈕的操作才有效。11）STATUS NUMBER 數碼管顯示屏用于顯示號、速度比例（%）、號、程序名、當前操作權、等項目，如圖 1- 5 所示。其中，v.開頭的顯示內容為速度項目，p.開頭的顯示內容為程序項目，b.開頭的顯示內容為項目中的電池剩余時間，T. 開頭的顯示內容為項目中的箱內部溫度。當顯示項目的開頭字母上方出現亮點，則表示箱操作面板具有操作權限。圖 1- 5箱顯示屏12）MODE 切換開關該開關是系統(tǒng)的模式切換開關。其功能是用于切換示教盒和箱操作面板之間的操作權限。在“AUTOMATIC”模式下，可通過外部信號

13、或操作面板來啟動關節(jié)伺服或機器人程序自動運行；但是此時再按下示教盒“ENABLE”使能按鈕的話，則會因操作權限而；在“MANUAL”模式下，需按下示教盒“ENABLE”使能按鈕，示教盒，請設置成如上所述的操作權限，此時再按壓 RESET才獲得操作權限；若箱發(fā)生按鈕便可解除。13）SVO OFF 按鈕此按鈕是系統(tǒng)的關節(jié)伺服關閉按鈕。按下此按鈕可切斷關節(jié)伺服的電源；在箱操作面板取得操作權限的前提下，該按鈕的操作才有效。14）TB 連接端口用于連接示教盒的接口。15）RS232 連接端口用于連接 RS232 串口標準的接口。16）接線盒用于接入外部交流電源。1.2.3系統(tǒng)的常見與排除當發(fā)生異常時，箱

14、正面操作面板的 STATUS NUMBER 上會顯示 5 位數的異常號碼(例:C0010等)，同時RESET開關的燈號也會亮起。此外，示教盒上的顯示 LCD 上也會有4 位數的異常號碼(除去最前面的英文字。例:C0010 的情況下，會顯示0010)和。代碼的意義如下：下面簡要常見代碼、及其排除（1）H0060：操作面板緊急停止信號輸入中：急停按鈕被按下，系統(tǒng)無法啟動程序。排除：松開急停按鈕，解除急停按鈕信號。（2）H5000：操作權限：當 Mode 開關處于“AUTOMATIC”模式下且示教盒的 ENABLE 按鈕有效時，產生操作權限。排除：將示教盒的 ENABLE 按鈕無效，或將箱面板上的

15、Mode 開關切換至“MANUAL”模式下；然后按壓 RESET 按鈕，解除。（3）L5010：可自動運行錯誤：當箱處于“MAMUAL”模式下，而外部信號操作權有效，此時發(fā)生錯誤。排除：將箱和觸摸屏中的“MODE”開關切換到“AUTOMATIC”模式；或箱和觸摸屏中的“MODE”開關切換到“MANUAL”模式；再按壓“RESET”按鈕，解除錯誤。五、項目實施任務 1.2.1 通過示教盒創(chuàng)建簡單的搬運程序第 1 步：系統(tǒng)上電。箱電源開關打向“I”擋，等待將系統(tǒng)完成上電初始化，箱顯示屏顯示上一次關機前的畫面。第 2 步：選擇系統(tǒng)手動模式。箱前面板上的 MODE（模式）開關打向 MANUAL 擋。將

16、第 3 步：啟動示教盒。按下示教盒背部的 TB ENABLE 使能按鈕，按鈕燈和前面板上的 ENABLE 指示燈亮起，示教盒啟動并進入待機畫面。第 4 步：操作示教盒新建程序，以班級號加學號后 2 位命名。在待機畫面下，按壓示教盒的 EXE 鍵，進入主菜單畫面。按壓方向鍵或直接按壓數字鍵 1，選擇主菜單中的第 1 項“管理/編輯”選項，進入程序管理畫面；按壓“新建”功能對應的 F3 鍵，進入程序新建畫面。輸入程序名 0101（表示 01 班 01 學號），完成后按壓 EXE 鍵，進入程序編輯畫面。第 5 步：輸入程序。在程序編輯畫面下，按壓“”功能對應的 F3 鍵，進入命令語句編寫畫面。輸入命

17、令語句：HOpen 1。輸入完成后按壓 EXE 鍵，以執(zhí)行當前命令語句的輸入，畫面重現程序編輯。在該畫面下會出現剛剛輸入的一條命令語句，并自動添加。按照以上程序輸入的步驟繼續(xù)完成以下所有命令語句的輸入。1 HOpen 1打開抓手 12 Mov P0關節(jié)插補至初始點 P03 Mov p1,-50關節(jié)插補至抓取點 P1 的上方 50mm 處4 Mvs p1直線插補至抓取點 P15 Dly 0.5延時 0.5 秒6 H1關閉抓手 17 Dly 0.5延時 0.5 秒8 Mvs p1,-50直線插補至點 P1 的上空 50mm 處9 Mov p0關節(jié)插補至初始點 P010 Mov P2,-50關節(jié)插補

18、至放置點 P2 的上方 50mm 處11 Mvs p2直線插補至放置點 P212 Dly 0.5延時 0.5 秒13 HOpen 1打開抓手 114 Dly 0.5延時 0.5 秒15 Mvs p2,-50直線插補至放置點 P2 的上方 50mm 處第 6 步：保存程序。程序輸入完畢后，在程序編輯畫面下，不斷按壓 FUNCTION 鍵來切換 4 個功能鍵的內容，直到示教盒顯示屏的功能內容出現“關閉”功能，此時按壓該功能下面對應的 F4 功能鍵，以關閉程序編輯畫面，同時畫面顯示已保存程序，保存后畫面程序管理畫面，如下所示。1234任務 1.2.2 單步運行第 1 步：打開程序示教位置在程序管理畫

19、面下，按壓示教盒方向鍵，選擇“0101”程序，按壓 EXE 鍵，打開并進入“0101”程序 。第 2 步：單步執(zhí)行進入“0101”程序的編輯畫面后，觀察 F1F2F3F4 等 4 個功能鍵的內容，按壓 FUNCTION鍵（功能切換鍵），切換 F1 功能鍵對應的功能內容，只至出現“前進”功能，如下圖所示。對于程序的第 1 條命令語句而言，由于只是氣動抓手 1 的打開動作，無需啟動關節(jié)伺服，所以只要按壓“前進”功能下方對應的 F1 鍵，即可執(zhí)行第 1 條命令語句。第 1 條命令語句畢后，放開 F1 鍵，程序自動跳轉至下一條語句，如下圖所示。對于第 2 條命令語句而言，由于是位置變量 P0 的移動動

20、作，涉及到關節(jié)的轉動。因此，需要事先開啟關節(jié)伺服。關節(jié)伺服開啟后，一直按壓 F1 鍵，執(zhí)行該條命令語句，開始往目標位置移動（如果還沒有對 P0 進行位置示教，請先別按壓 F1 鍵，直接執(zhí)行第 3 步步驟的操作，然后再按壓 F1 鍵，便可地單步執(zhí)行該條命令語句）。移到目標位置 P0 后，放開 F1 鍵，程序自動跳轉至下一條命名語句；否則，繼續(xù)按壓 F1 鍵，直到松開 F1 鍵后程序能自動跳轉到下一條命令語句。第 3 條及以后令語句可按照第 1 條和第 2 條命令語句的操作過程執(zhí)行。凡是命令語句涉及到移動動作的，都必須先開啟關節(jié)伺服，才能再按壓 F1 鍵執(zhí)行，否則會報錯。由于是第 1 次單步運行“

21、0101”程序，程序中的位置變量 P0、P1 和 P2 均還未被指定具體的位置。因此，在單步運行這些含有位置變量令語句之前，需要對這些位置變量逐一進行位置示教操作，請參見第 3 步的步驟操作。第 3 步：P0 的位置示教將光標移至“0101”程序的第 2 條命令語句，直接按壓 JOG 鍵，進入 JOG 操作畫面。按壓 FUNCTION 鍵，切換坐標系至 ef 直交坐標系，如下圖所示。手動 JOG，使抓手 1 移至目標位置。對于需要抓取工件的目標位置，還需要手動抓手 1 的閉合和打開動作，試探是否能準確抓取目標工件。位置確認后，按壓JOG 鍵，JOG 操作模式畫面，重新程序編輯畫面。按壓 FUNCTION 鍵，切換 F4功能鍵的功能至“示教”項目；此時，按壓 F4 鍵，即可當前的位置數據，存入所在命令行的位置變量 P0。按照第 2第 3 步步驟的操作過程單步運行“0101”程序的所有 15 步命令語句。任務 1.2.3 啟動第 1 步：手動 JOG程序的自動運行回到退避點為了自動作業(yè)的安全，在自動運行前必須先將手動調回到退避點位置。操作過程如下：選擇手動模式后，打開示教盒使能開關；按壓“HAND”鍵，進入