《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程》課件-任務(wù)4.1認(rèn)識碼垛工作站工程現(xiàn)場

一、認(rèn)識碼垛工作站工程現(xiàn)場工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程3421課堂導(dǎo)入新知學(xué)習(xí)訓(xùn)練鞏固評價(jià)總結(jié)知識目標(biāo)1.了解碼垛機(jī)器人行業(yè)布局2.掌握碼垛機(jī)器人工作站工藝流程技能目標(biāo)1.能繪制碼垛機(jī)器人工作站思維導(dǎo)圖；碼垛機(jī)器人工作站廠家送貨到客戶指定場地現(xiàn)場設(shè)備清點(diǎn)、簽收，拆包機(jī)器人底座、托盤底座及周邊設(shè)備定位安裝氣路、電路定位安裝機(jī)器人與碼垛夾具、周邊設(shè)備、總控制柜之間I/O連接機(jī)器人通電測試、碼垛夾具安裝總控制柜PLC編程與信號測試工作站所有信號聯(lián)調(diào)測試機(jī)器人編程與信號測試碼垛工作站聯(lián)動運(yùn)行測試示教產(chǎn)品碼垛軌跡并保存碼垛工作站碼垛測試滿足現(xiàn)場自動化生產(chǎn)要求，進(jìn)行正式生產(chǎn)根據(jù)碼垛工作站生產(chǎn)情況調(diào)整碼垛參數(shù)及碼垛程序優(yōu)化1碼垛工作站2碼垛周邊設(shè)備3碼垛工藝認(rèn)識4碼垛工件坐標(biāo)系5碼垛機(jī)器人有效載荷6機(jī)器人與PLC通信7碼垛程序常用指令8編輯功能程序說明2碼垛周邊設(shè)備1碼垛工作站4計(jì)時(shí)指令應(yīng)用3碼垛工藝認(rèn)識6數(shù)組的應(yīng)用5軸配置指令應(yīng)用8動作觸發(fā)指令7中斷程序應(yīng)用9復(fù)雜程序數(shù)據(jù)賦值二、認(rèn)識碼垛機(jī)器人工作站組成工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程3421課堂導(dǎo)入新知學(xué)習(xí)訓(xùn)練鞏固評價(jià)總結(jié)知識目標(biāo)掌握工業(yè)機(jī)器人碼垛工作站布局技能目標(biāo)能熟知工業(yè)機(jī)器人碼垛相關(guān)設(shè)備重點(diǎn)難點(diǎn)1.根據(jù)現(xiàn)場產(chǎn)品生產(chǎn)情況，能夠?qū)Υa垛工作站布局2.對碼垛工藝的理解1.理解碼垛程序結(jié)構(gòu)與編程技巧，熟練示教碼垛目標(biāo)點(diǎn)如圖所示，機(jī)器人碼垛工作站，在碼垛過程中，最為關(guān)注的是每一個(gè)運(yùn)行周期的節(jié)拍。碼垛節(jié)拍應(yīng)該怎么調(diào)節(jié)優(yōu)化？1.機(jī)器人在碼垛過程中，碼垛產(chǎn)品為什么分不同的個(gè)數(shù)進(jìn)行抓取與擺放？2.此視頻中的碼垛工作站應(yīng)該怎么樣優(yōu)化工作節(jié)拍及優(yōu)化工作站布局？碼垛應(yīng)用碼垛仿真工作站布局如下所示:典型碼垛機(jī)器人硬件組成如下所示:ABB碼垛機(jī)器人控制選項(xiàng)配置(可選項(xiàng)）如下所示:碼垛機(jī)器人分類碼垛垛型設(shè)計(jì)碼垛垛型指的是：碼垛時(shí)工件堆疊的方式方法。在考慮碼垛垛型時(shí)，需要對生產(chǎn)中的大部分工件堆疊方法進(jìn)行考慮。根據(jù)碼垛時(shí)工件姿態(tài)是否發(fā)生變化而將碼垛垛型分為兩類：矩陣垛型（姿態(tài)不變）和全點(diǎn)垛型（姿態(tài)可變）。同時(shí)考慮到生產(chǎn)中會出現(xiàn)的一些常用的垛型，在矩陣和全點(diǎn)垛型的基礎(chǔ)上，又補(bǔ)充了兩種標(biāo)準(zhǔn)工件垛型：回行垛型和縱橫垛型碼垛類型：

矩陣垛型：矩陣垛型指的是：碼垛工件在堆放時(shí)，姿態(tài)固定，工件之間的距離一定，且堆疊時(shí)的底面形狀呈矩形的一種堆疊方式。

點(diǎn)垛型：點(diǎn)垛型是碼垛垛型中較為基礎(chǔ)的一種垛型，該垛型的特點(diǎn)是：在工件不干涉的前提下，垛中所有工件的位置、姿態(tài)是任意的，且每層工件的排放都可以不一致擴(kuò)充工件垛型

標(biāo)準(zhǔn)垛型是在矩陣和全點(diǎn)垛型的基礎(chǔ)上，綜合考慮生產(chǎn)中常見的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的垛型。標(biāo)準(zhǔn)垛型中，工件的姿態(tài)并不完全相同，可以劃分為2-4個(gè)部分，這些部分中，工件的姿態(tài)相同，且排列方式和矩陣垛型相同，因此每一部分中工件位置的計(jì)算和矩陣垛型相同。標(biāo)準(zhǔn)垛型又包含有兩種垛型：回行垛型和縱橫垛型。XXYYOOllww奇層排樣偶層排樣XXYYlwOO回行垛型縱橫垛型碼垛點(diǎn)位計(jì)算碼垛應(yīng)用

碼垛點(diǎn)位位置計(jì)算是碼垛控制軟件的核心部分。碼垛中，機(jī)器人實(shí)際位置計(jì)算是在工件序號的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在計(jì)算實(shí)際位置之前，需先讀取當(dāng)前碼垛工件的序號，然后根據(jù)碼垛垛型的不同，判斷該工件在垛中所處的位置，計(jì)算出該工件相對于參考點(diǎn)的位置、姿態(tài)偏移，最后結(jié)合示教得到的關(guān)鍵點(diǎn)位的數(shù)據(jù)，計(jì)算出當(dāng)前工件的位置坐標(biāo)。在程序中，當(dāng)前工件序號存儲在碼垛寄存器中，寄存器中存儲有兩個(gè)數(shù)據(jù),第一位表示工件所屬的層數(shù)，第二位表示工件在該層中的序號。書本中對不同碼垛垛型中工件序號的定義及其工件實(shí)際位置的計(jì)算進(jìn)行了一一闡述，請參考教材。碼垛基本參數(shù)

碼垛功能中，需要設(shè)計(jì)一些基本的尺寸參數(shù)，用以描述碼垛中工件和碼盤的尺寸和方位。其中主要包含以下三部分參數(shù)：工件尺寸參數(shù)、碼盤參數(shù)以及機(jī)器人末端執(zhí)行器參數(shù)。

工件尺寸參數(shù)用來描述碼垛工件的尺寸。在本文設(shè)計(jì)的碼垛功能中，為使使用方便，將所有規(guī)則或不規(guī)則的工件都定義為長方體。通過虛擬一個(gè)合適的長方體將工件包圍，并將此長方體的長、寬、高作為工件的尺寸參數(shù)。因此工件的尺寸參數(shù)即為工件的長度、寬度和高度。

碼盤參數(shù)指的是用來描述碼盤位置的參數(shù)。碼盤參數(shù)分為兩部分：碼盤尺寸參數(shù)和碼盤姿態(tài)參數(shù)。碼盤尺寸參數(shù)主要是為了描述碼盤平面的大小，分為長度參數(shù)和寬度參數(shù)。碼盤姿態(tài)參數(shù)則使用機(jī)器人控制系統(tǒng)中的工件坐標(biāo)系來描述。通過標(biāo)定碼盤工件坐標(biāo)系，可以得出碼盤在機(jī)器人坐標(biāo)系中位置和方位。

末端執(zhí)行器坐標(biāo)系

機(jī)器人末端執(zhí)行器坐標(biāo)系類似于碼盤工件坐標(biāo)系，主要是用來描述機(jī)器人末端執(zhí)行器在機(jī)器人坐標(biāo)中的位姿。使用機(jī)器人控制系統(tǒng)中的工具坐標(biāo)系來描述末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對于機(jī)器人末端法蘭的方位。在碼垛之前，需要先進(jìn)行末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的標(biāo)定，然后與工具坐標(biāo)系編號進(jìn)行對應(yīng)。項(xiàng)次參數(shù)名參數(shù)功能工件尺寸參數(shù)長度×寬度×高度描述工件的大小碼盤參數(shù)長度×寬度描述碼盤大小工件坐標(biāo)系描述碼盤位姿末端執(zhí)行器坐標(biāo)系參數(shù)工具坐標(biāo)系描述末端執(zhí)行器的位1.2碼垛周邊設(shè)備

倒袋機(jī)，是將輸送機(jī)送來的料袋按預(yù)定的編組程序?qū)α洗M(jìn)行輸送、倒袋和轉(zhuǎn)位，流轉(zhuǎn)到下道工序。

整形機(jī)，包裝袋經(jīng)過輸送線后，須經(jīng)過輥?zhàn)拥膲壕o、整形，將包裝袋內(nèi)可能存在的積聚物均勻散開后才可以送至待碼輥道輸送機(jī)上。1.2碼垛周邊設(shè)備

待碼輸送機(jī)，與機(jī)械手爪配套，方便抓取。

輥?zhàn)觽鲃樱瑧?yīng)用其特殊的結(jié)構(gòu)，可讓抓手穿過包裝袋底部、主要用于機(jī)械手取袋。

自動托盤庫有托盤輸送機(jī)、碼垛位輸送機(jī)及垛盤輸送機(jī)構(gòu)成。本系統(tǒng)廣泛用于各種包裝線成品碼垛，配合碼垛機(jī)械手可以大幅提高自動化程度及減輕工人勞動強(qiáng)度。1.3碼垛夾具碼垛應(yīng)用氣動吸盤：用于整箱或規(guī)則盒裝包裝物品的碼放，可用于各種行業(yè)?？梢砸淮未a一箱

網(wǎng)格川字形卡板卡板規(guī)格：1200mm×1000mm×85mm

傳送帶，便于物料輸送過程中的轉(zhuǎn)彎，以及與下一工序的對接。

托盤纏繞機(jī)是將包裝物放到托盤上，通過膜架機(jī)構(gòu)，將纏繞薄膜按照預(yù)先設(shè)定好的阻拉伸或預(yù)拉伸后裹繞到托盤貨物之上。1.4碼垛工藝認(rèn)識碼垛應(yīng)用

所謂碼垛就是按照集成單元化的思想,將一件件的物料按照一定的模式堆碼成垛,以便使單元化的物垛實(shí)現(xiàn)物料的存儲、搬運(yùn)、裝卸運(yùn)輸?shù)任锪骰顒?。作為物流自動化領(lǐng)域的一門新興技術(shù),近年來,碼垛技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展。碼垛有人工碼垛和自動碼垛之分,人工碼垛應(yīng)用在物料輕便、尺寸和形狀變化大、吞吐量小的場合,當(dāng)碼垛吞吐量在10件/min以上,采用人工碼垛方案需要較多工人時(shí),采用自動碼垛方案會帶來一系列的效果,不僅可以加快物流速度,保護(hù)工人的健康和安全,而且可以獲得整齊一致的物垛,減少物料的損傷,提高叉車的搬運(yùn)效率,增強(qiáng)處理的柔性。人工碼垛

人工碼垛：在物料輕便、尺寸和形狀變化大、吞吐量小的場合,采用人工碼垛方案,常常是經(jīng)濟(jì)可取的,特別是在人力資源豐富的我國,這些應(yīng)用場合基本上都是采用人工碼垛的。然而,在吞吐量恒定的情況下,長時(shí)間地進(jìn)行人工碼垛作業(yè)常常會造成彎腰疲勞和重復(fù)勞動疲勞,從人機(jī)工程學(xué)的角度考慮,需要增加一些符合人機(jī)工程學(xué)方面的設(shè)施,例如托盤操縱機(jī)、剪式升降臺、工業(yè)操作機(jī)械手等。在線式碼垛機(jī)

在線式碼垛機(jī)在工作時(shí),通過排層輸送機(jī)成排。一般地,每層由兩排組成,推板先將第一排推到中部緩沖區(qū),然后推板回到起點(diǎn)等待,當(dāng)?shù)诙判纬珊?推動第二排前進(jìn),當(dāng)?shù)诙排龅降谝慌藕?第一排受推,直到整層送到滑板門或升降車上。之后,通過一定的裝置將成層物料疊放在托盤上或其他層料上。根據(jù)進(jìn)料位置的高低,可將在線式碼垛機(jī)分為高位式和低位式兩種。機(jī)器人碼垛機(jī)

近年來,機(jī)器人碼垛技術(shù)發(fā)展甚為迅猛,這種發(fā)展趨勢是和當(dāng)今制造領(lǐng)域出現(xiàn)的多品種少批量的發(fā)展趨勢相適應(yīng)的,機(jī)器人碼垛機(jī)以其柔性工作能力和小占地面積,能夠同時(shí)處理多種物料和碼垛多個(gè)料垛,愈來愈受到廣大用戶的青睞并迅速占據(jù)碼垛市場。根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同,機(jī)器人碼垛機(jī)包括如下三種形式:笛卡耳式、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)式和龍門起重架式。三、碼垛機(jī)器人工作站實(shí)訓(xùn)任務(wù)書工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程3421課堂導(dǎo)入新知學(xué)習(xí)訓(xùn)練鞏固評價(jià)總結(jié)知識目標(biāo)1.理解碼垛機(jī)器人工作站實(shí)訓(xùn)任務(wù)書技能目標(biāo)1.能完成碼垛機(jī)器人工作站任務(wù)奇數(shù)層放置方式

偶數(shù)層放置方式產(chǎn)品箱長度600mm、寬度400mm、高度200mm；產(chǎn)品箱之間的擺放間隔10mm，產(chǎn)品要求奇數(shù)層、偶數(shù)層交替放置；碼垛樣式及產(chǎn)品規(guī)格如圖實(shí)訓(xùn)目的(1)掌握碼垛機(jī)器人的操作方法，能夠獨(dú)立完成基本操作。(2)能夠運(yùn)用編程語言進(jìn)行簡單的編程與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人的基本功能。(3)了解碼垛機(jī)器人的常見故障及排除方法，具備一定的故障診斷能力。(4)掌握碼垛機(jī)器人的日常維護(hù)和保養(yǎng)技能，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。實(shí)訓(xùn)要求(1)核查工程清單，了解箱體尺寸、箱體重量、工具重量等參數(shù)(2)分析任務(wù)，繪制機(jī)器人碼垛程序流程圖:(3)創(chuàng)建機(jī)器人工具數(shù)據(jù)，應(yīng)用在機(jī)器人碼垛程席的恰當(dāng)位置(4)配置相應(yīng)的信號，列出信號清單(5)設(shè)計(jì)機(jī)器人碼垛程序，并對其進(jìn)行調(diào)試:(6)機(jī)器人碼垛過程能夠自動完成，無需人為干預(yù)。注意事項(xiàng)(1)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)定，注意自身及他人安全。(2)避免對設(shè)備造成不必要的損壞。(3)在進(jìn)行故障排除時(shí)，應(yīng)在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行，注意正確的操作方法。(4)設(shè)備清理和保養(yǎng)。碼垛機(jī)器人工作站序號考核內(nèi)容評分要求分值得分1機(jī)器人手動操作機(jī)器人發(fā)生碰撞，扣10分。102工具、工件數(shù)據(jù)設(shè)定少設(shè)置一個(gè)扣5分，本項(xiàng)分值扣完為止。103運(yùn)動控制指令應(yīng)用在原點(diǎn)位置沒有使用MoveAbsj指令，扣5分。在大范圍空間中，沒有使用Movej指令，扣5分；錯(cuò)誤使用指令，1處扣2分:本項(xiàng)分值扣完為止。10碼垛機(jī)器人工作站序號考核內(nèi)容評分要求分值得分4I/0指令應(yīng)用在使用IO指令取放物體時(shí)，若不能正確取放，1次扣1分，本項(xiàng)分值扣完為止。在使用IO指令取放物體時(shí)，若不能輕取輕放原則，扣5分。55流程控制指令應(yīng)用沒使用while或if循環(huán)指令實(shí)現(xiàn)碼垛功能，扣5分。沒使用for或test循環(huán)指令實(shí)現(xiàn)碼垛功能，扣5分。5序號考核內(nèi)容評分要求分值得分6功能應(yīng)用沒使用數(shù)組功能的實(shí)現(xiàn)碼垛工作站點(diǎn)位，扣2分。沒使用中斷指令實(shí)現(xiàn)碼垛工作站中切換垛盤，扣2分。在程序恰當(dāng)?shù)奈恢檬褂胦ffs功能，滿分，扣1分；1次功能都沒使用，扣5分。57機(jī)器人程序設(shè)計(jì)與調(diào)試沒有繪制程序流程圖，扣5分。程序流程圖繪制不規(guī)范，扣2分:機(jī)器人點(diǎn)位示教精度差，超過士3mm，1個(gè)點(diǎn)位扣1分。機(jī)器人運(yùn)行姿態(tài)不規(guī)范(難看)，1段軌跡扣1分:機(jī)器人程序沒有按照結(jié)構(gòu)化進(jìn)行設(shè)計(jì)，扣5分。程序中的點(diǎn)位數(shù)量超過