工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程與仿真 3.1 工業(yè)機(jī)器人工件拾取離線編程

工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程與仿真項目3工業(yè)機(jī)器人工件拾取編程與仿真目錄工業(yè)機(jī)器人工件拾取離線編程工業(yè)機(jī)器人工件拾取示教編程知識拓展工業(yè)機(jī)器人工件拾取編程與仿真

隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用越來越廣泛，在自動化工業(yè)系統(tǒng)中，工業(yè)機(jī)器人部分被用于拾取零件，即工業(yè)機(jī)器人末端安裝不同的末端執(zhí)行器，完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件從一個位置拾取到另一個工作位置，以減輕工人的勞動。隨著技術(shù)進(jìn)步，拾取工作通常會配有包括一個或多個傳感器(諸如相機(jī))、照明系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)。本項目重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對工業(yè)機(jī)器人工件拾取路徑規(guī)劃，掌握工業(yè)機(jī)器人在拾取領(lǐng)域的應(yīng)用，并不涉及機(jī)器視覺部分。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程X證書（初級）涉及技能點(diǎn)：基本程序示教編程（3.1）；能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，編制搬運(yùn)等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用程序（3.2.1）；能夠根據(jù)工業(yè)流程調(diào)整要求及程序運(yùn)行結(jié)果，對搬運(yùn)等工業(yè)應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)整（3.2.2）工業(yè)機(jī)器人工件拾取編程與仿真工業(yè)機(jī)器人工件拾取編程與仿真能夠創(chuàng)建用戶自定義工具；能夠運(yùn)用事件管理器完成拾取工作；能夠選擇合適的運(yùn)動指令完成工件拾取工作。項目重難點(diǎn)3.1工業(yè)機(jī)器人工件拾取離線編程任務(wù)提出

創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人工作站時，工業(yè)機(jī)器人法蘭盤末端經(jīng)常會安裝用戶自定義的工具。我們希望用戶自定義的工具能夠像RobotStudio模型庫中的工具一樣，安裝時能夠自動安裝到機(jī)器人法蘭盤末端并保證坐標(biāo)方向一致，并且能夠在工具的末端自動生成工具坐標(biāo)系，從而避免工具方面的誤差。工業(yè)機(jī)器人工件拾取離線編程教學(xué)目標(biāo)：能夠創(chuàng)建用戶工具能夠根據(jù)任務(wù)要求設(shè)置事件管理器實現(xiàn)零件拾取能夠根據(jù)任務(wù)要求創(chuàng)建IO信號01創(chuàng)建用戶工具創(chuàng)建用戶工具

本節(jié)將以導(dǎo)入的3D模型來創(chuàng)建具有機(jī)器人工作站特性的工具。3-1導(dǎo)入的3D模型創(chuàng)建用戶工具

工具安裝過程中的原理：工具模型的本地坐標(biāo)系與機(jī)器人法蘭盤坐標(biāo)系Tool0重合，工具末端的工具坐標(biāo)系框架即作為機(jī)器人的工具坐標(biāo)系，具體步驟如下：1.設(shè)定工具的本地原點(diǎn)

新建空工作站，選擇1410機(jī)器人導(dǎo)入，創(chuàng)建系統(tǒng)，在“建模”功能選項卡中，單擊“導(dǎo)入幾何體”→“瀏覽幾何體”，找到所要導(dǎo)入的模型單擊“打開”，完成模型“吸盤”的導(dǎo)入。3-2導(dǎo)入“吸盤”模型創(chuàng)建用戶工具1.設(shè)定工具的本地原點(diǎn)（1）通過“三個點(diǎn)”方式重置“吸盤”，將其法蘭盤所在平面與XY平面重合，（2）旋轉(zhuǎn)視角，選擇捕捉對象，第一、二、三個點(diǎn)及其坐標(biāo)設(shè)置如圖，單擊“應(yīng)用”注意改變坐標(biāo)3-3設(shè)定工具的本地原點(diǎn)創(chuàng)建用戶工具1.設(shè)定工具的本地原點(diǎn)（3）設(shè)定“吸盤”法蘭盤本地原點(diǎn)，右鍵單擊“吸盤”選擇“修改”→“設(shè)定本地原點(diǎn)”（4）旋轉(zhuǎn)視角，選擇捕捉圓心，捕捉法蘭盤中心作為本地原點(diǎn)的位置，單擊“應(yīng)用”3-3設(shè)定工具的本地原點(diǎn)創(chuàng)建用戶工具2.創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架（1）單擊“框架”，選擇“創(chuàng)建框架”（2）選擇“吸盤”末端圓心作為框架的位置，方向設(shè)為（0,0,0），然后單擊“創(chuàng)建”3-4創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架創(chuàng)建用戶工具2.創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架（3）設(shè)定“吸盤”位置，右鍵單擊“吸盤”，選擇“位置”→“設(shè)定位置”，位置設(shè)為（0,0,0），方向設(shè)為（0,0,0），然后單擊“應(yīng)用（4）觀察創(chuàng)建工具坐標(biāo)是Z軸是否與表面垂直,當(dāng)不垂直時，右鍵單擊“框架1”，選擇“設(shè)定為表面的法線方向”，捕捉“吸盤”末端表面，方向設(shè)為（0,0,0），然后單擊“應(yīng)用”，本圖中不做修改。3-4創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架創(chuàng)建用戶工具2.創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架3-4創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架（5）沿Z軸正方向移動框架2mm，右鍵單擊“框架1”,選擇“設(shè)定位置”，位置設(shè)為（0,0,2），方向設(shè)為（0,0,0），然后單擊“應(yīng)用”。創(chuàng)建用戶工具2.創(chuàng)建工具（1）在“建?！惫δ苓x項卡中，單擊“創(chuàng)建工具”（2）選擇使用已有部件：“吸盤”，單擊“下一個”3-5創(chuàng)建工具創(chuàng)建用戶工具2.創(chuàng)建工具（3）框架選擇選擇：框架_1，單擊添加按鈕，然后單擊“完成”（4）創(chuàng)建完成后，“布局”中生成相應(yīng)圖標(biāo)3-5創(chuàng)建工具創(chuàng)建用戶工具3.安裝驗證工具（1）左鍵單擊MyNewTool，按住左鍵不松并拖到其到IRB1410上，然后在彈出的“更新位置”窗口單擊“是（Y）”（2）完成工具的安裝3-6創(chuàng)建工具基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建02基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建

Robotstudio軟件是ABB機(jī)器人自身的一個虛擬仿真與離線編程軟件，它除了帶有一個完整的機(jī)器人模型庫外，還帶有一個包含工具、工裝等外圍設(shè)備的設(shè)備庫。然而這個設(shè)備庫并不是包羅萬象的，很多仿真中需要的設(shè)備模型都沒有提供，所以就需要仿真人員自己來制作。下面介紹一下Robotstudio軟件中拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建。1）機(jī)器人工作站的準(zhǔn)備

在上一節(jié)工作站的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入相關(guān)幾何體。復(fù)習(xí)：工件坐標(biāo)與工具坐標(biāo)的創(chuàng)建3-7準(zhǔn)備工作站基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建2.配置拾取控制信號（1）點(diǎn)擊“控制器”菜單下的“配置編輯器”下的小三角，彈出的下拉菜單中選擇“I/OSystem”。（2）右擊“Signal“選擇”新建Signal“，在彈出的對話框中做如下配置，點(diǎn)擊確定按鈕。3-8配置拾取控制信號基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建2.配置拾取控制信號3-8配置拾取控制信號（3）重啟控制器，完成配置基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建3.控制信號連接（1）在“仿真“菜單下，點(diǎn)擊”配置“旁邊的小箭頭，彈出事件管理器。（2）在“事件管理器”對話框中，點(diǎn)擊”添加“按鈕，彈出“創(chuàng)建新事件-選擇觸發(fā)類型和啟動對話框”,保持默認(rèn)，點(diǎn)擊”下一個。3-9控制信號連接基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建3.控制信號連接（3）創(chuàng)建新事件-I/O信號觸發(fā)器中選擇“do1”，點(diǎn)擊“下一個”按鈕。（4）創(chuàng)建新事件-選擇操作類型的設(shè)定動作類型下選擇“附加對象”，點(diǎn)擊“下一個“按鈕。3-9控制信號連接基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建3.控制信號連接（5）“附加對象”選擇“盒蓋”，“安裝到”選擇“MyNewTool”，點(diǎn)擊“完成”按鈕。（6）同樣分方法完成提取對象控制信號的操作。想想如何完成3-9控制信號連接基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建3-10吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建（1）創(chuàng)建空路徑“Path_10”，選擇合適位置作為機(jī)器人的起始位置，修改運(yùn)動指令，作為第一個示教點(diǎn)基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建3-10吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建（2）創(chuàng)建空路徑“Path_10”，將吸盤工具定位在盒蓋表面中心位置正上方，修改運(yùn)動指令，作為第一個示教點(diǎn)基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建3-10吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建（3）將吸盤工具定位在盒蓋表面中心位置，作為第三個示教點(diǎn)基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建(4)選擇“MoveJTarget_30”右鍵，選擇“插入邏輯指令”3-10吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建(5)在“創(chuàng)建邏輯指令”窗口，“指令模板”選擇“Set”,“指令參數(shù)”選擇信號“do1”,點(diǎn)擊創(chuàng)建。基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建(6)繼續(xù)在“創(chuàng)建邏輯指令”窗口，“指令模板”選擇“WaitTime”,“指令參數(shù)”選擇時間“1”,點(diǎn)擊創(chuàng)建。3-10吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建(5)復(fù)制粘貼路徑20和10基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建（6）為了準(zhǔn)確放置盒蓋，可將盒蓋先放置盒子上方，捕捉盒蓋中心點(diǎn)，定位示教點(diǎn)Target_40（7）將吸盤工具沿z軸上移，定位示教點(diǎn)Target_50，將此指令插入到MoveJTarget_40指令上方3-10吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建（8）為了準(zhǔn)確放置盒蓋，可將盒蓋先放置盒子上方，捕捉盒蓋中心點(diǎn)，定位示教點(diǎn)Target_403-10吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建（9）將吸盤工具沿z軸上移，定位示教點(diǎn)Target_50，將此指令插入到MoveJTarget_40指令上方基于事件管理器的拾取工具運(yùn)動機(jī)構(gòu)創(chuàng)建4.吸盤運(yùn)動路徑創(chuàng)建（10）添加邏輯指