工業(yè)機(jī)器人去毛刺工作站應(yīng)用

1、1.1 工業(yè)機(jī)器人去毛刺工作站應(yīng)用1.1.1 任務(wù)目標(biāo)通過手動(dòng)示教，完成去毛刺工件的加工。在離線編程軟件RpbotArt中進(jìn)行編程，并生成機(jī)器人加工代碼，將機(jī)器人代碼導(dǎo)入到機(jī)器人中，完成去毛刺加工。1.1.2 任務(wù)描述如圖61所示為需要進(jìn)行去毛刺加工的樣件，我們將按照如圖62所示的去毛刺加工的軌跡路線完成樣件的去毛刺加工。紅色和黃色標(biāo)注的區(qū)域?yàn)樾枰ッ碳庸さ膮^(qū)域，其中黃線表示直線路徑，紅線表示圓弧路徑。樣件（發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋）的去毛刺加工路徑起始點(diǎn)為p10，路徑依次為p20、p30、p40、p50、p60、p70、p80、p90、p100、p110、p120。圖Error! No text of

2、specified style in document.1去毛刺加工的樣件圖Error! No text of specified style in document.2去毛刺加工的軌跡路線1.1.3 知識(shí)儲(chǔ)備了解工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作知識(shí)，包括機(jī)器人正確開啟、示教器正確使用、機(jī)器人手動(dòng)操縱、機(jī)器人程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、機(jī)器人常用RAPID程序指令等；了解去毛刺加工工藝知識(shí)；掌握RobotArt離線編程仿真軟件的基本操作。1.1.4 任務(wù)實(shí)施1.1.4.1 示教目標(biāo)點(diǎn)1）確認(rèn)空壓機(jī)電源和機(jī)器人控制柜電源處于開啟狀態(tài)。2）當(dāng)示教器啟動(dòng)后，首先將機(jī)器人切換至手動(dòng)模式，按照新建RAPID程序的操作步驟，進(jìn)入主

3、程序編輯界面，如圖63所示。圖Error! No text of specified style in document.3主程序編輯界面3）將機(jī)器人TCP點(diǎn)通過示教器手動(dòng)調(diào)節(jié)到機(jī)械原點(diǎn)位置，然后將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模式切換為線性運(yùn)動(dòng)，操縱示教器搖桿，使機(jī)器人工具靠近并接觸工件的“p10”點(diǎn)，如圖64所示。圖Error! No text of specified style in document.4操作機(jī)器人接觸工件“p10”點(diǎn)4）如圖65所示，單擊“添加指令”，然后單擊添加“MoveL”指令。圖Error! No text of specified style in document.5添加“Mo

4、veL”指令5）如圖66所示，單擊“p10”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置；圖Error! No text of specified style in document.6修改“p10”位置6）在初始點(diǎn)“p10”之前，程序中需要設(shè)置一個(gè)安全位置點(diǎn)，一般將其設(shè)置在初始點(diǎn)的上方。在程序中新添加一條“MoveJ”指令，并置于在上一步驟添加的指令上方，如圖67所示。圖Error! No text of specified style in document.7設(shè)置安全位置點(diǎn)7）在程序編輯窗口中，雙擊“MoveJ”指令中的“*”，并選擇“功能”選項(xiàng)，單擊“Offs”，如圖68所示。圖Error!

5、No text of specified style in document.8修改目標(biāo)點(diǎn)位置數(shù)據(jù)8）括號(hào)中有四個(gè)參數(shù)“<EXP>”，如圖69所示。圖Error! No text of specified style in document.9四個(gè)參數(shù)設(shè)置9）單擊第一個(gè)“<EXP>”，然后選擇“p10”，如圖610所示。圖Error! No text of specified style in document.10第一個(gè)參數(shù)設(shè)置10）選中第二個(gè)“<EXP>”，單擊“編輯”，然后單擊“僅限選定內(nèi)容”進(jìn)入下一步，如圖611所示。圖Error! No text

6、of specified style in document.11第二個(gè)參數(shù)設(shè)置11）設(shè)定第二個(gè)參數(shù)數(shù)值為“0”，如圖612所示，然后單擊“確定”返回。圖Error! No text of specified style in document.12設(shè)定第二參數(shù)值12）按上述設(shè)置方法，依次將后兩個(gè)“<EXP>”設(shè)置為“0”和“150”，其中，數(shù)值150表示安全位置點(diǎn)位于初始點(diǎn)“p10”的正上方150mm高度。參數(shù)設(shè)置完成后界面如圖613所示。圖Error! No text of specified style in document.13參數(shù)設(shè)置完成13）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教

7、器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p20”點(diǎn)，如圖614所示。圖Error! No text of specified style in document.14示教機(jī)器人移動(dòng)到“p20”點(diǎn)14）添加“MoveL”指令，單擊“p20”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖615所示。圖Error! No text of specified style in document.15添加“MoveL”指令15）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p30”點(diǎn)，如圖616所示。圖Error! No text of specified style in document.16示教機(jī)器人移動(dòng)到“

8、p30”點(diǎn)16）添加“MoveC”指令，單擊“p30”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖617所示。圖Error! No text of specified style in document.17添加“MoveC”指令17）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p40”點(diǎn)，如圖618所示。圖Error! No text of specified style in document.18示教機(jī)器人移動(dòng)到“p40“點(diǎn)18）單擊“p40”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖619所示。圖Error! No text of specified style in docum

9、ent.19保存圓弧第三個(gè)點(diǎn)的位置19）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p50”點(diǎn)，如圖620所示。圖Error! No text of specified style in document.20示教機(jī)器人移動(dòng)到“p50”點(diǎn)20）添加“MoveL”指令，單擊“p50”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖621所示。圖Error! No text of specified style in document.21添加“MoveL“指令21）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p60”點(diǎn)，如圖622所示。圖Error! No text of specif

10、ied style in document.22示教機(jī)器人移動(dòng)到“p60”點(diǎn)22）添加“MoveC”指令，單擊“p60”,然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖623所示。圖Error! No text of specified style in document.23添加“MoveC”指令23）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p70”點(diǎn)，如圖624所示。圖Error! No text of specified style in document.24示教機(jī)器人移動(dòng)到“p70”點(diǎn)24）單擊“p70”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖625所示。圖Error! No

11、 text of specified style in document.25保存“p70”點(diǎn)位置25）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p80”點(diǎn)，如圖626所示。圖Error! No text of specified style in document.26示教機(jī)器人移動(dòng)到“p80”點(diǎn)26）添加“MoveL”指令，單擊“p80”,然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖627所示。圖Error! No text of specified style in document.27添加“MoveL”指令27）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p90”點(diǎn)，如

12、圖628所示。圖Error! No text of specified style in document.28示教機(jī)器人移動(dòng)到“p90”點(diǎn)28）添加“MoveC”指令，單擊“p90”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖629所示。圖Error! No text of specified style in document.29添加“MoveC”指令29）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p100”點(diǎn)，如圖630所示。圖Error! No text of specified style in document.30示教機(jī)器人移動(dòng)到“p100”點(diǎn)30）單擊“p100”，然

13、后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖631所示。圖Error! No text of specified style in document.31保存“p100”點(diǎn)位置31）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)移動(dòng)到“p110”點(diǎn)，如圖632所示。圖Error! No text of specified style in document.32示教機(jī)器人移動(dòng)到“p110”點(diǎn)32）添加“MoveL”指令，單擊“p110”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖633所示。圖Error! No text of specified style in document.33添加“MoveL

14、”指令33）在線性運(yùn)動(dòng)模式下，使用示教器將機(jī)器人TCP點(diǎn)到“p120”點(diǎn)，如圖634所示。圖Error! No text of specified style in document.34示教機(jī)器人移動(dòng)到“p120”點(diǎn)34）添加指令“MoveC”，單擊“p120”，然后再單擊“修改位置”保存當(dāng)前位置，如圖635所示。圖Error! No text of specified style in document.35添加“MoveC”指令35）根據(jù)去毛刺軌跡路線可知，上一步驟的圓弧路徑的終點(diǎn)和初始點(diǎn)“p10”是同一點(diǎn)，因此將程序中的“p130”改為“p10”，如圖636所示。圖Error! No

15、text of specified style in document.36終點(diǎn)改為初始點(diǎn)36）在示教完最后一個(gè)點(diǎn)后，同樣需要為機(jī)器人設(shè)置一個(gè)安全位置點(diǎn)（一般安全位置點(diǎn)位于最后一點(diǎn)的正上方）。如圖637所示，添加一條“MoveJ”指令，本案例中軌跡路線末端的安全位置點(diǎn)與“p10點(diǎn)”一致。圖Error! No text of specified style in document.37設(shè)置安全位置點(diǎn)1.1.4.2 示教程序修改在示教程序中需要添加I/O控制指令來控制除塵器等設(shè)備的工作狀態(tài)。本工作站外部設(shè)備開啟順序如下：1) 開啟徑向浮動(dòng)工具；2) 供氣；3) 開啟除塵器；4) 給氣缸供氣；5)

16、夾具夾緊。對應(yīng)的I/O控制指令依次為【Set do1】、【Set do2】、【Set do3】、【Set do4】、【Set do5】。當(dāng)程序所有運(yùn)動(dòng)指令運(yùn)行結(jié)束時(shí)，需要按順序關(guān)閉外部設(shè)備，關(guān)閉設(shè)備的I/O控制指令依次為【Reset do5】、【Reset do4】、【Reset do3】、【Reset do2】、【Reset do1】。因?yàn)閵A具夾緊和松開工件的動(dòng)作需要一段時(shí)間才能完成，因此在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序之前（即【Set do5】后）以及結(jié)束程序之后（即【Reset do1】后），應(yīng)添加時(shí)間等待的指令（如：【W(wǎng)aitTime 3】指令）。添加指令后程序如圖638和圖639所示。此外，為安全起見

17、，需要將程序中所有默認(rèn)速度參數(shù)“V1000”改為“V100”，“Z50”改為“fine”。圖Error! No text of specified style in document.38添加外部設(shè)備開啟控制指令圖Error! No text of specified style in document.39添加關(guān)閉設(shè)備的控制指令1.1.4.3 示教程序調(diào)試調(diào)試程序是示教編程完成后必須進(jìn)行的步驟，通過調(diào)試程序可以更為直觀地找出示教程序中出現(xiàn)的失誤（如：工具距離工件加工區(qū)域較遠(yuǎn)等）。示教程序調(diào)試步驟如下：1）示教程序編寫完成后，單擊程序編輯器的“調(diào)試”，單擊“PP移至Main”，程序左側(cè)的箭頭指

18、針即可切換到程序的第一行，如圖640所示。圖Error! No text of specified style in document.40調(diào)試程序2）打開示教器調(diào)節(jié)速度一欄，將速度調(diào)節(jié)為15%或更低，如圖641所示。圖Error! No text of specified style in document.41調(diào)節(jié)速度3）使用示教器單步運(yùn)行程序來檢查機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)軌跡確認(rèn)無誤后，則可以將機(jī)器人從手動(dòng)模式切換到自動(dòng)模式來運(yùn)行程序。1.1.4.4 離線編程及調(diào)試1）打開RobotArt軟件，新建設(shè)計(jì)環(huán)境，如圖642所示。圖Error! No text of specified style

19、 in document.42新建設(shè)計(jì)環(huán)境2）進(jìn)入如圖643所示的界面。圖Error! No text of specified style in document.43離線編程軟件界面3）單擊菜單欄中“選擇機(jī)器人”，在彈出“機(jī)器人設(shè)置”圖框中，選中“ABB-IRB1410”，然后單擊“插入模型”，如圖644所示。圖Error! No text of specified style in document.44選擇機(jī)器人4）插入ABB-IRB1410機(jī)器人模型后，設(shè)計(jì)窗口如圖645所示。圖Error! No text of specified style in document.45插入機(jī)器人

20、5）單擊菜單欄中“導(dǎo)入底座”，在彈出對話框中選中底座文件“SeatCylinder.ics”，然后單擊“打開”按鈕，如圖646所示。圖Error! No text of specified style in document.46打開底座文件6）導(dǎo)入底座模型后，設(shè)計(jì)窗口如圖647所示。圖Error! No text of specified style in document.47導(dǎo)入底座模型7）單擊菜單欄中“導(dǎo)入工具”，在彈出對話框中選中去毛刺需要用的工具“徑向浮動(dòng)打磨頭”，然后單擊“打開”，如圖648所示，這里所用的工具模型是軟件中自帶的，附著點(diǎn)已經(jīng)被設(shè)置好，可以直接導(dǎo)入，關(guān)于附著點(diǎn)的設(shè)置

21、方法在前面介紹焊接時(shí)已經(jīng)講解過了，這里就不過多介紹了。圖Error! No text of specified style in document.48打開工具文件8）導(dǎo)入工具模型后，設(shè)計(jì)窗口如圖649所示。圖Error! No text of specified style in document.49導(dǎo)入工具模型9）單擊菜單欄中“導(dǎo)入零件”，在彈出對話框中選中工件文件“part3.ics”，然后單擊“打開”，如圖650所示。圖Error! No text of specified style in document.50打開零件模型文件10）導(dǎo)入零件模型，如圖651所示。圖Error! N

22、o text of specified style in document.51導(dǎo)入零件模型11）選中導(dǎo)入的零件，按F10，彈出三維球，使用軟件三維球功能將工件移動(dòng)合適位置，如圖652所示。圖Error! No text of specified style in document.52使用三維球移動(dòng)工件12）為了使離線編程軟件中工件模型位置與實(shí)際位置保持一致，需要進(jìn)行工件校準(zhǔn)。如圖653所示，點(diǎn)擊菜單欄一行“工件校準(zhǔn)”圖標(biāo)。圖Error! No text of specified style in document.53點(diǎn)擊工件校準(zhǔn)13）在彈出的工件校準(zhǔn)界面中“設(shè)計(jì)環(huán)境”一欄里，點(diǎn)擊“指定”

23、，然后依次在工件模型上選取三個(gè)不在同一直線上的點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)會(huì)自動(dòng)識(shí)別并填充到指定位置，如圖654所示。圖Error! No text of specified style in document.54指定工件上點(diǎn)位置14）然后在實(shí)際中手動(dòng)操作機(jī)器人，將工具末端按照工件模型選取三點(diǎn)的位置順序分別對準(zhǔn)到實(shí)際工件的位置，并分別記錄下每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，然后在軟件“真實(shí)環(huán)境”一欄，手動(dòng)填入這些坐標(biāo)值，如圖655所示。圖Error! No text of specified style in document.55真實(shí)環(huán)境坐標(biāo)值15）點(diǎn)擊“原位置預(yù)覽”，在界面單擊一下，會(huì)看到原位置的坐標(biāo)系，再點(diǎn)擊“目標(biāo)

24、位置預(yù)覽”，在界面單擊一下，我們可以看到工件將要移動(dòng)到的位置，最后點(diǎn)擊“對齊”按鈕，在界面單擊一下，工件模型會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)到準(zhǔn)確位置，如圖656所示。圖Error! No text of specified style in document.56工件模型移動(dòng)到準(zhǔn)確位置16）然后進(jìn)行設(shè)置TCP，這是為了校準(zhǔn)工具和機(jī)器人的位置，有的工具模型可能尺寸和真實(shí)有偏差，也是為了減小這個(gè)偏差，在機(jī)器人加工管理一欄，鼠標(biāo)右鍵單擊“工具”，選擇“TCP設(shè)置”，如圖657所示。圖Error! No text of specified style in document.57設(shè)置TCP17）在彈出的設(shè)置TCP界面中將

25、示教測定的實(shí)際工具設(shè)定的TCP值及q1q4值數(shù)據(jù)依次填入，然后點(diǎn)擊“確定”，如圖658所示。圖Error! No text of specified style in document.58輸入實(shí)際值18）下面進(jìn)行軌跡的設(shè)計(jì)，單擊菜單欄中“生成軌跡”，在彈出的左側(cè)圖框中單擊下拉箭頭，如圖659所示。圖Error! No text of specified style in document.59單擊生成軌跡19）在生成軌跡類型有七個(gè)選項(xiàng)：沿著一個(gè)面的一條邊、一個(gè)面的外環(huán)、一個(gè)面的一個(gè)環(huán)。曲線特征、單條邊、點(diǎn)云打孔和打孔，本案例選擇“一個(gè)面的外環(huán)”，如圖660所示。圖Error! No text

26、 of specified style in document.60選擇生成類型20）在左側(cè)的拾取元素框中，要拾取加工軌跡所在的面，然后單擊左上角綠色對號(hào)，完成生成軌跡設(shè)置，如圖661所示。圖Error! No text of specified style in document.61拾取面元素確定生成軌跡21）如圖662所示，為生成的軌跡圖，圖中每個(gè)數(shù)字代表一個(gè)軌跡點(diǎn)。圖Error! No text of specified style in document.62生成的軌跡點(diǎn)22）軌跡生成之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)軌跡點(diǎn)有一些綠點(diǎn)，黃點(diǎn)或者紅點(diǎn)。綠點(diǎn)代表正常的點(diǎn)，黃點(diǎn)代表機(jī)器人的關(guān)節(jié)限位，紅點(diǎn)代表不可

27、到達(dá)的點(diǎn)。本次我們的軌跡有一些黃色點(diǎn)，需要進(jìn)行軌跡點(diǎn)姿態(tài)的調(diào)整，鼠標(biāo)右鍵單擊“加工軌跡”，選擇“選項(xiàng)”，如圖663所示。圖Error! No text of specified style in document.63右鍵單擊加工軌跡23）在彈出的選項(xiàng)界面中點(diǎn)的方向一欄，選擇“Z軸旋轉(zhuǎn)固定”，使機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)Z軸固定，如圖664所示。圖Error! No text of specified style in document.64 Z軸旋轉(zhuǎn)固定24）勾選“Z軸旋轉(zhuǎn)固定”后，如圖665所示，軌跡點(diǎn)全部變成綠色，這時(shí)就不用進(jìn)行軌跡點(diǎn)的下一步調(diào)整了，如果還是有黃色的軌跡點(diǎn)，右鍵單擊加工軌跡，選擇

28、“軌跡優(yōu)化”，來調(diào)整軌跡點(diǎn)的姿態(tài)。（注：詳細(xì)步驟可以參考焊接工作站離線編程應(yīng)用中的介紹）圖Error! No text of specified style in document.65調(diào)整后軌跡點(diǎn)25）軌跡調(diào)整后，為了方便工件的拆卸和安全性，需要機(jī)器人在執(zhí)行軌跡開始前和結(jié)束時(shí)添入刀點(diǎn)、出刀點(diǎn)和安全點(diǎn)。在加工軌跡上右鍵單擊，在彈出選項(xiàng)選中“生成入刀點(diǎn)”，如圖666所示。圖Error! No text of specified style in document.66生成入刀點(diǎn)26）在彈出的入刀點(diǎn)對話框中，輸入偏移量，以50為例，如圖667所示。圖Error! No text of specif

29、ied style in document.67入刀點(diǎn)偏移量27）如圖668所示，在加工軌跡的起始和結(jié)尾添加了入刀點(diǎn)和出刀點(diǎn)。圖Error! No text of specified style in document.68軌跡生成入刀和出刀點(diǎn)28）然后添加安全HOME點(diǎn)，使焊接過程更加安全，避免工具發(fā)生碰撞，單擊控制界面的“回零點(diǎn)”按鈕，使機(jī)器人回到零點(diǎn)，如圖669所示，然后右鍵單擊工具，選擇“插入POS點(diǎn)”，如圖670所示。圖Error! No text of specified style in document.69回零點(diǎn)圖Error! No text of specified sty

30、le in document.70插入POS點(diǎn)29）在加工軌跡的下面出現(xiàn)過渡點(diǎn)，右鍵單擊過渡點(diǎn)，選擇“編輯點(diǎn)”，在點(diǎn)的位置彈出三維球，利用三維球的功能，將過渡點(diǎn)移動(dòng)到合適位置，如圖671所示。圖Error! No text of specified style in document.71編輯過渡點(diǎn)位置30）插入過渡點(diǎn)后，將過渡點(diǎn)重新命名為“HOME”點(diǎn)，如圖672所示，右鍵單擊過渡點(diǎn)，選擇“重命名”。圖Error! No text of specified style in document.72過渡點(diǎn)重命名31）在彈出的名稱對話框中輸入HOME，點(diǎn)擊“ok”，如圖673所示。圖Error! No text of specified style in document.73命名HOME32）接下來移動(dòng)HOME點(diǎn)的位置，左鍵單擊HOME點(diǎn)，不要松開，將點(diǎn)拖到軌跡最上面，如圖674所示。圖Error! No text of specified style in docu