FANUC工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真-4.3.7+第三章、動(dòng)力設(shè)備的添加與使用49

項(xiàng)目三仿真動(dòng)力設(shè)備的構(gòu)建與使用項(xiàng)目目標(biāo)：（1）、掌握軟件中仿真動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的屬性參數(shù)及設(shè)備使用方法；（2）、掌握使用這些動(dòng)力設(shè)備搭建機(jī)器人工作站的方法；（3）、掌握與動(dòng)力設(shè)備相關(guān)設(shè)備的使用方法；（4）、熟悉組（Group）的使用方法。知識(shí)技能點(diǎn)：（1）、會(huì)軟件環(huán)境中Machine、Link等的使用技術(shù)；（2）、會(huì)電機(jī)附加軸的添加與使用操作；（3）、會(huì)變位機(jī)的添加與使用；（4）、會(huì)組（Group）的創(chuàng)建與使用技術(shù)。工作任務(wù)：（1）、子項(xiàng)目一：使用Machine、Link和Part，創(chuàng)建模擬物品在傳輸帶上傳送工作流程的案例；（2）、子項(xiàng)目二：使用Robot、Machine、Link和Part，創(chuàng)建物料運(yùn)輸與機(jī)器人抓取放置的案例；（3）、子項(xiàng)目三：使用附加軸，創(chuàng)建一個(gè)模擬滑塊在導(dǎo)軌上左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)的仿真案例；（4）、子項(xiàng)目四：使用Robot、附加軸等，創(chuàng)建一個(gè)帶有導(dǎo)軌的機(jī)器人搬運(yùn)工作站案例；（5）、子項(xiàng)目五：創(chuàng)建一個(gè)包含變位機(jī)的機(jī)器人焊接案例。

3.1任務(wù)實(shí)施3.1.1子項(xiàng)目一的實(shí)施任務(wù)描述：創(chuàng)建模擬物品在傳輸帶上傳送工作流程，使黃色的物料盤（Link）載著綠色的物品（Part）沿著傳輸帶（Machine）向前運(yùn)行500mm后，再折返到原處。一、添加MachineMachine與Link相結(jié)合，就能夠構(gòu)造出一些動(dòng)力設(shè)備。二者之間的關(guān)系是：如果Machine是機(jī)器，那么其中的動(dòng)力就可以用Link來設(shè)置，故Link是機(jī)器與驅(qū)動(dòng)器（如電機(jī)設(shè)備）之間的關(guān)聯(lián)（或者連接）部分，Link也可以具有自身的外現(xiàn)實(shí)體，如傳輸帶上的料框等。創(chuàng)建一個(gè)仿真環(huán)境如圖3.1所示：圖3.1機(jī)器人仿真編輯環(huán)境Machine的添加步驟如下：（1）、在圖3.1所示的樹形窗口中，選中Machines。然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇：AddMachine→CADFile，添加一個(gè)Machine，操作過程如圖3.2所示：圖3.2:添加Machine（2）、完成上述操作之后，就彈出了如圖3.3所示的Machine選擇窗口：圖3.3:添加Machine實(shí)體圖形選擇窗本例中選擇圖庫Fixtures\conveyer中的Conveyer_1500.CSB，點(diǎn)擊“打開”按鈕，彈出圖3.4所示的Machine屬性設(shè)置窗口，可以輸入?yún)?shù)。在該圖所示的General標(biāo)簽下，窗口中主要有Name（名稱）、CADFile（選擇的文件路徑名）、Color（顏色）、Location（坐標(biāo)值設(shè)置）、Scale（縮放比例）等參數(shù)的設(shè)置。圖3.4:Machine屬性設(shè)置窗口這里改變Color為深青色，調(diào)整其位置，其它設(shè)置為默認(rèn)值，點(diǎn)擊OK按鈕，就完成了Machine的添加，默認(rèn)名為Machine1。二、添加Link添加Link的步驟如下：（1）、如圖3.5所示，在樹形窗口中選中Machine1，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇：AddLink→Box圖3.5:添加Link操作完畢之后，就彈出圖3.6所示的Link屬性窗口，默認(rèn)名稱為L(zhǎng)ink1。圖3.6:Link及其屬性設(shè)置窗口（2）、在屬性窗的LinkCAD標(biāo)簽中，改變Link1的大小及坐標(biāo)如圖3.7所示：圖3.7:Machine1中Link1的設(shè)置與效果圖3.8:Part屬性設(shè)置窗口（3）、在該環(huán)境中添加一個(gè)Part，選用Box，其屬性設(shè)置窗口如圖3.8；（4）、然后雙擊Link1（在環(huán)境中雙擊圖形或者雙擊樹形窗口中的Link1菜單），彈出圖3.9所示的Link1屬性設(shè)置窗口；（5）、在圖3.9所示的窗口中，在EditAxiasOrigin前的復(fù)選框中打√，開始編輯Link1的位置坐標(biāo)，拖動(dòng)電機(jī)沿X、Y、Z移動(dòng)，改變其位置坐標(biāo)，使其移動(dòng)到合適位置；然后，去掉CoupleLinkCAD選項(xiàng)（即：把對(duì)應(yīng)復(fù)選框中的√去掉），去除Link1與Machine1的耦聯(lián)關(guān)系；再改變P的坐標(biāo)值為90（即：沿著Y軸旋轉(zhuǎn)90度），把Link1所關(guān)聯(lián)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)軸Z軸方向與Machine1的放置走向一致（即：與傳輸運(yùn)動(dòng)方向一致），其設(shè)置后的參數(shù)如圖3.10所示：圖3.9:Link1的屬性設(shè)置窗口圖3.10:Link1的General屬性設(shè)置窗口（6）、選擇該窗口上的General標(biāo)簽，按照?qǐng)D3.11所示設(shè)置該窗口屬性，這樣，Part1就出現(xiàn)在Link1上了，其設(shè)置效果參看圖3.11的Part（綠色立方體），最后點(diǎn)擊OK，就完成了Link的添加操作。圖3.11:Link1的Parts屬性設(shè)置窗口三、添加I/O運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)本例所選的的運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)是控制Link運(yùn)動(dòng)的I/O端口信號(hào)，即：通過設(shè)置端口的高（ON）、低（OFF）電平，來控制Link沿著電機(jī)Z軸方向的前后運(yùn)動(dòng)。設(shè)置步驟如下：（1）、雙擊Link（通過雙擊圖3.11中的Link黃色部位或者樹窗口中的Link1），打開Link1的屬性窗口，選擇該窗口中的Motion標(biāo)簽如圖3.12所示，在該窗口下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)I/O控制端口的設(shè)置；圖3.12:Link1的Motion屬性設(shè)置窗口圖3.12中，運(yùn)動(dòng)控制類型（即：MotionControlType），選用設(shè)備的IO端口控制（即：DeviceI/OControlled）；軸類型（即：AxisType）選擇直線（即：Linear），速度（即：Speed）填入200mm/sec；機(jī)器人控制器的IO分配及其控制如下：①、DO[1]為ON時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正傳，開始帶動(dòng)Link1向500mm處運(yùn)動(dòng)；②、DO[1]為OFF時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反傳，開始帶動(dòng)Link1向0mm處運(yùn)動(dòng)；以上兩步設(shè)置完畢之后，點(diǎn)擊Apply按鈕，然后再點(diǎn)擊Test按鈕，可以查看Link1與Part1的運(yùn)行狀態(tài)；③、DI[1]為ON時(shí)，說明Link1已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到500mm處；④、DI[2]為ON時(shí)，說明Link1已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到0mm處；上述操作之后，就完成了IO信號(hào)的輸出控制與輸入反饋設(shè)置。（2）、利用上述信號(hào)，編寫機(jī)器人程序，就可以控制Link1的正反運(yùn)行了。這里介紹另外一種創(chuàng)建程序的方法，如圖3.13所示：點(diǎn)擊主菜單Teach→AddSimulationProgram。然后彈出圖3.14所示的窗口，輸入文件名Test2，點(diǎn)擊OK，就進(jìn)入到圖3.15所示的程序編輯窗口。輸入圖3.15所示的程序，其具體含義為：DO[1]=ON ；開始驅(qū)動(dòng)Link1向500mm處移動(dòng)，速度是200mm/sec；WAITDI[1]=ON ；等待Link1到達(dá)500mm處；DO[1]=OFF ；開始驅(qū)動(dòng)Link1向0mm處移動(dòng)，速度是200mm/sec；WAITDI[2]=ON ；等待Link1到達(dá)500mm處。圖3.13:創(chuàng)建仿真程序圖3.14:輸入程序名圖3.15:輸入控制程序（3）、上述程序輸入之后，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，就可以看到黃色的Link1綠色載著綠色的Part1沿著傳輸帶向前運(yùn)行500mm后，再折返到原處。3.1.2子項(xiàng)目二的實(shí)施任務(wù)描述：物料盤加載物料通過傳輸帶從0mm位置轉(zhuǎn)運(yùn)到500mm位置，然后等待機(jī)器人抓取，機(jī)器人抓取之后，物料盤返回0mm處加載另一個(gè)物料，同時(shí)機(jī)器人把抓取的物料放置到一個(gè)物料筐內(nèi)。編制程序，使該動(dòng)作循環(huán)執(zhí)行。具體步驟如下：（1）、Workcell設(shè)置按照默認(rèn)值，創(chuàng)建一個(gè)機(jī)器人工作站；（2）、參照第3.1.1節(jié)，添加一個(gè)Part（物料）、一個(gè)Machine（傳輸帶）、一個(gè)Link（物料盤），并參照?qǐng)D3.12設(shè)置Link的IO的輸出參數(shù)DO[1]、DO[2]和輸入信號(hào)DI[1]、DI[2]，完成相應(yīng)設(shè)備的參數(shù)設(shè)置；（3）、添加一個(gè)Fixture（物料筐），其選型與參數(shù)設(shè)置分別如圖3.16、圖3.17所示：圖3.16:物料筐的選擇圖3.17:物料筐Part設(shè)置（4）、添加一個(gè)機(jī)器人抓手，其選型如圖3.18所示：圖3.18:機(jī)器人抓手選型分別對(duì)抓手屬性中的General、UTOOL、Parts進(jìn)行設(shè)置。其中，在General中，抓手沿著X軸旋轉(zhuǎn)180度，即：W為-180，并調(diào)整Z方向的坐標(biāo)值，設(shè)置之后如圖3.19（a）所示；在UTOOL中，調(diào)整Z的數(shù)值如圖3.19（b）；在Parts中的設(shè)置如圖3.19（c）所示；（a）（b）（c）圖3.19：機(jī)器人抓手設(shè)置上述設(shè)置完畢之后，最終的場(chǎng)景布置如圖3.20所示：圖3.20：項(xiàng)目的場(chǎng)景布置（5）、仿真設(shè)置對(duì)Link1和Fixture1屬性中的Simulation進(jìn)行設(shè)置，分別為圖3.21和圖3.22。其中，Link1設(shè)置為：Allowparttobepicked，創(chuàng)建延時(shí)CreateDelay設(shè)置為2秒；Fixture1設(shè)置為：Allowparttobeplaced，銷毀延時(shí)DestroyDelay設(shè)置為5秒。圖3.21：Link1的Simulation設(shè)置圖3.22：Fixture1的Simulation設(shè)置（6）、示教編程通過示教TP，共使用5個(gè)示教點(diǎn)：初始點(diǎn)P[1]、抓取準(zhǔn)備點(diǎn)P[2]與P[4]（兩點(diǎn)坐標(biāo)值相同）、抓取點(diǎn)P[3]、放置準(zhǔn)備點(diǎn)P[5]和P[7]（兩點(diǎn)坐標(biāo)值相同）、和放置點(diǎn)P[6]，在環(huán)境空間中的位置如圖3.23所示：P6點(diǎn)P5、P7點(diǎn)P6點(diǎn)P5、P7點(diǎn)P3點(diǎn)P2、P4點(diǎn)P1點(diǎn)圖3.23：TP示教設(shè)置編制程序如圖3.24所示：圖3.24：程序清單及示教點(diǎn)位置程序的解釋如下：LBL[1]JP[1]100%FINE ；機(jī)器人回到初始位DO[1]=ON ；DO[1]得電，傳輸帶上的物料開始以200mm/sec ；的速度沿傳輸帶移動(dòng)到500mm處JP[2]100%FINE ；同時(shí)，讓機(jī)器人抓手移到抓取準(zhǔn)備位置WAITDI[1]=ON ；等待物料到達(dá)500mm出LP[3]2000MM/SECFINE ；到達(dá)后，移動(dòng)機(jī)器人抓手到達(dá)抓取位Pickup(‘Part1’)From(‘Machine1:Link1’)With(‘GP:1-UT:1(Eoat1)’) ；機(jī)器人抓取傳輸帶上的物料LP[4]2000mm/secFINE ；直線運(yùn)行到其上方的抓取準(zhǔn)備位JP[5]100%FINE ；機(jī)器人抓手移動(dòng)到放置準(zhǔn)備位DO[1]=OFF ；DO[1]失電，傳輸帶上的物料開始以200mm/sec ；的速度沿傳輸帶移動(dòng)到0mm處LP[6]2000mm/secFINE ；機(jī)器人抓手移動(dòng)到放置位Drop(‘Part1’)From(‘GP:1-UT:1(Eoat1)’)ON(‘Fixture1’) ；把物料放置在料框內(nèi)LP[7]2000mm/secFINE ；回到放置準(zhǔn)備位JMPLBL[1] ；循環(huán)執(zhí)行（7）、點(diǎn)擊運(yùn)行即可。3.1.3子項(xiàng)目三的實(shí)施任務(wù)描述：使用附加軸，創(chuàng)建一個(gè)模擬滑塊在導(dǎo)軌上左右運(yùn)動(dòng)的項(xiàng)目，并編制程序，使該動(dòng)作循環(huán)執(zhí)行。實(shí)施步驟如下：一、添加附加軸附加軸是指除了機(jī)器人本體之外，附加的其它動(dòng)力軸。它可以單獨(dú)存在，作為Machine的動(dòng)力，也可以是一個(gè)機(jī)器人的行走軸等。這里，以一個(gè)單一的滑動(dòng)軸為例，介紹附加軸的添加方法。（1）、創(chuàng)建一個(gè)工程，在采用默認(rèn)的設(shè)置走到圖3.25所示的第６步，選擇H895IndependentAxes，然后點(diǎn)擊Next，直到Finish；圖3.25：選擇附加軸（2）、點(diǎn)擊Finish之后，仿真軟件開始進(jìn)行配置，在圖3.26所示的畫面中，輸入2，表示AddAxis，即：添加附加軸，然后，敲擊電腦鍵盤上的Enter鍵確認(rèn)，隨后就出現(xiàn)圖3.27的畫面；圖3.26：添加附加軸（a）圖3.27：添加附加軸（b）（3）、在圖3.27中，輸入2，代表EnhancedMethod，即：馬達(dá)種類選擇，然后敲擊鍵盤Enter鍵確認(rèn)，進(jìn)入圖3.38畫面，馬達(dá)尺寸選擇；圖3.28：添加附加軸（c）圖3.29：添加附加軸（d）（4）、輸入60，確認(rèn)之后，出現(xiàn)圖3.29畫面選擇電機(jī)電流，輸入1，確認(rèn)之后，圖3.30畫面，開始選擇附加軸的類型，這里輸入1，即：直線運(yùn)動(dòng)型。圖3.30：添加附加軸（e）圖3.31：添加附加軸（f）（5）、確認(rèn)之后，出現(xiàn)圖3.31畫面，輸入齒輪比（GearRatio）120之后，確認(rèn)，進(jìn)入圖3.32畫面。圖3.32：添加附加軸（g）圖3.33：添加附加軸（h）（6）、選擇是否更改建議速度（SuggestSpeed=10000.00mm/s），這里輸入2，即：不更改，確認(rèn)，進(jìn)入圖3.33畫面。然后，輸入1，代表設(shè)置附加軸電機(jī)標(biāo)識(shí)，確認(rèn)后，進(jìn)入圖3.34畫面。圖3.34：添加附加軸（i）圖3.35：添加附加軸（j）（7）、輸入附加軸運(yùn)行范圍上限6000mm，確認(rèn)，進(jìn)入圖3.35畫面。輸入下限0mm，確認(rèn)后進(jìn)入圖3.36畫面。圖3.36：添加附加軸（k）圖3.37：添加附加軸（l）（8）、這里輸入0，確認(rèn)后進(jìn)入圖3.37畫面，兩個(gè)加速時(shí)間均采用默認(rèn)值，都輸入2，確認(rèn)后，進(jìn)入圖3.38畫面，輸入2，即采用默認(rèn)減速時(shí)間。圖3.38：添加附加軸（m）圖3.39：添加附加軸（n）（9）、確認(rèn)后，進(jìn)入圖3.39畫面，輸入負(fù)載比率3，確認(rèn)，進(jìn)入圖3.40畫面。圖3.40：添加附加軸（o）圖3.41：添加附加軸（p）（10）、輸入放大器編碼，這里為1，確認(rèn)后，進(jìn)入圖3.41畫面。選擇放大器類型，這里輸入1，回車確認(rèn)，進(jìn)入圖3.42畫面。圖3.42：添加附加軸（q）圖3.43：添加附加軸（r）（11）、輸入抱閘編號(hào)，這里輸入1，回車確認(rèn)，進(jìn)入圖3.43畫面。輸入2，是否伺服斷電禁止？確認(rèn)后，進(jìn)入圖3.44畫面。圖3.44：添加附加軸（t）（12）、輸入4，回車，選擇退出后，經(jīng)過一段配置時(shí)間，就進(jìn)入了圖3.45所示的仿真環(huán)境。圖3.45：仿真環(huán)境圖3.46：添加Machine1二、在仿真環(huán)境中添加Machine和Link（1）、如圖3.46所示，添加Machine1，尺寸為X:6000mm、Y:500mm、Z:200mm，坐標(biāo)Z方向?yàn)?00mm；圖3.47：添加Link1（a）（2）、然后，如圖3.47所示，在Machine1下添加Link1，Link1的屬性參數(shù)設(shè)置如圖3.48-3.49所示：圖3.48：Link1屬性設(shè)置（a）圖3.49：Link1屬性設(shè)置（b）（3）、在Link1的General標(biāo)簽下，對(duì)Link1的電機(jī)進(jìn)行設(shè)置：首先，去掉與LinkCAD的耦合，即：把CoupleLinkCAD前面的√去掉，調(diào)整電機(jī)的位置，沿著Ｙ軸坐標(biāo)的翻轉(zhuǎn)-90度，使Z軸與Machine1的走向一致，如圖3.50所示：圖3.50：Link1電機(jī)Z軸與Machine1走向一致（4）、參數(shù)具體設(shè)置如圖3.51所示：（5）、最后，再對(duì)附加軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)置，具體如圖3.52所示，即：驅(qū)動(dòng)選擇附加軸（IndependentAxes）的關(guān)節(jié)1（Joint1）。圖3.51：Link1屬性設(shè)置（c）圖3.52：Link1屬性設(shè)置（d）三、附加軸的示教編程與仿真運(yùn)行當(dāng)上述創(chuàng)建完畢之后，就可以使用示教單元對(duì)J1軸進(jìn)行示教編程，從而實(shí)現(xiàn)通過程序?qū)Ω郊虞S進(jìn)行控制運(yùn)行。P2點(diǎn)P1P2點(diǎn)P1點(diǎn)圖3.53：附加軸的示教點(diǎn)如圖3.53所示，示教P1和P2點(diǎn)，使Link1（綠色方塊）沿著Machine1（黃色導(dǎo)軌）在P1點(diǎn)和P2點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，那么程序可以編制如圖3.54所示：圖3.54：運(yùn)動(dòng)程序程序編制完畢之后，運(yùn)行該程序，就可以看到Link1在P1與P2點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.1.4子項(xiàng)目四任務(wù)描述：建立一個(gè)有導(dǎo)軌的機(jī)器人，從一個(gè)物料臺(tái)上抓取物料，放置到另一個(gè)物料筐內(nèi)。編制程序，使該動(dòng)作循環(huán)執(zhí)行。具體實(shí)施步驟如下：一、創(chuàng)建一個(gè)工作站，采用默認(rèn)設(shè)置，如圖3.55所示，在Step8添加附加軸軟件組件：ExtendedAxisControl（J518）；圖3.55：添加擴(kuò)展軸運(yùn)動(dòng)控制程序二、參數(shù)設(shè)置（1）、在新建的仿真環(huán)境中，選擇RobotRestartControllerControlledStart，機(jī)器人準(zhǔn)備重啟，并彈出TP窗口；圖3.56：以ControlledStart方式重新啟動(dòng)（2）、如圖3.57所示，在彈出的TP中，點(diǎn)擊按鈕Menu，選擇9.MAINTENANCE；圖3.57：附加軸的TP設(shè)置操作（1）（3）、選擇Maintence之后，彈出圖3.58所示選擇窗口，移動(dòng)光標(biāo)至ExtendedAxisControl，按F4MANUAL，彈出圖3.59所示的窗口；圖3.58：附加軸的TP設(shè)置操作（2）圖3.59：附加軸的TP設(shè)置操作（3）（4）、輸入1.Group1，按Enter，進(jìn)入到圖5.60所示的窗口；輸入7，即：此行走軸作為默認(rèn)值Group1的第7軸，按Enter，進(jìn)入圖3.61窗口；圖3.60：附加軸的TP設(shè)置操作（4）圖3.61：附加軸的TP設(shè)置操作（5）（5）、在圖3.61窗口中，輸入2添加一個(gè)擴(kuò)展軸，按回車鍵，進(jìn)入圖3.62所示的窗口；然后，輸入1，即：添加1根擴(kuò)展軸，敲Enter鍵，進(jìn)入圖3.63窗口；圖3.62：附加軸的TP設(shè)置操作（6）圖3.63：附加軸的TP設(shè)置操作（7）（6）、這個(gè)窗口用于選擇電機(jī)馬達(dá)，輸入2，敲Enter鍵，進(jìn)入圖3.64窗口，選擇馬達(dá)種類，鍵入60，回車，進(jìn)入圖3.65窗口，輸入1，回車，進(jìn)入圖3.66窗口；圖3.64：附加軸的TP設(shè)置操作（8）圖3.65：附加軸的TP設(shè)置操作（9）（7）、在圖3.66窗口中，輸入1，選擇使用直線軸，回車確認(rèn)，進(jìn)入圖3.67窗口，再輸入2，選擇附加軸的方向?yàn)闄C(jī)器人的X坐標(biāo)軸；圖3.66：附加軸的TP設(shè)置操作（10）圖3.67：附加軸的TP設(shè)置操作（11）（8）、回車確認(rèn)，進(jìn)入到圖3.68所示窗口，輸入齒輪變速比120，回車進(jìn)入圖3.69窗口；在該窗口中，依次輸入1和5000，改變默認(rèn)的附加軸最大速度為5000mm/s，回車確認(rèn)；圖3.68：附加軸的TP設(shè)置操作（12）圖3.69：附加軸的TP設(shè)置操作（13）（9）、回車后，進(jìn)入圖3.70窗口，輸入1進(jìn)入圖3.71窗口；圖3.70：附加軸的TP設(shè)置操作（14）圖3.71：附加軸的TP設(shè)置操作（15）（10）、輸入最高行程限制6000mm，回車進(jìn)入圖3.72窗口，輸入最低行程0mm，回車進(jìn)入圖3.73窗口；圖3.72：附加軸的TP設(shè)置操作（16）圖3.73：附加軸的TP設(shè)置操作（17）（11）、在圖3.73窗口中，輸入零點(diǎn)位置為0mm，回車進(jìn)入圖3.74窗口；圖3.74：附加軸的TP設(shè)置操作（18）圖3.75：附加軸的TP設(shè)置操作（19）（12）、在圖3.74中，兩次分別輸入2，使用默認(rèn)的加速時(shí)間，回車進(jìn)入圖3.75窗口；再輸入2回車，采用默認(rèn)的最小加速時(shí)間，進(jìn)入圖3.76窗口；圖3.76：附加軸的TP設(shè)置操作（20）圖3.77：附加軸的TP設(shè)置操作（21）（13）、在圖3.76中輸入馬達(dá)負(fù)載率3，回車進(jìn)入圖3.77，輸入放大器編號(hào)2，然后回車確認(rèn)，進(jìn)入到圖3.78窗口；圖3.78：附加軸的TP設(shè)置操作（22）圖3.79：附加軸的TP設(shè)置操作（23）（14）、輸入2，選擇放大器類型，回車進(jìn)入圖3.79窗口；輸入2，設(shè)置抱閘號(hào)，回車確認(rèn)，進(jìn)入到圖3.80窗口；圖3.79：附加軸的TP設(shè)置操作（24）圖3.80：附加軸的TP設(shè)置操作（25）（15）、圖3.79中，伺服斷開是否有效，一般選擇1.Enable，回車進(jìn)入圖3.80；輸入伺服斷開時(shí)間10秒，回車確認(rèn)，進(jìn)入圖3.81窗口；圖3.81：附加軸的TP設(shè)置操作（26）圖3.82：附加軸的TP設(shè)置操作（27）（16）、圖3.81中輸入4，回車進(jìn)入圖3.82，再輸入0退出，進(jìn)入到圖3.83窗口；點(diǎn)擊該按鈕點(diǎn)擊該按鈕圖3.83：附加軸的TP設(shè)置操作（28）在圖3.83中，點(diǎn)擊按鈕“Fctn”，進(jìn)入圖3.84畫面：圖3.84：附加軸的TP設(shè)置操作（29）在圖3.84中，選擇1，回車確認(rèn)，系統(tǒng)開始重啟動(dòng)（冷啟動(dòng)）過程；啟動(dòng)之后，系統(tǒng)就進(jìn)入了圖3.85所示的仿真編程環(huán)境。圖3.85：仿真編程環(huán)境三、創(chuàng)建仿真環(huán)境種的附加軸實(shí)體（1）、在圖3.85所示的環(huán)境中，點(diǎn)擊主菜單：Tools→RailUnitCreatorMenu，出現(xiàn)圖3.86所示窗口：圖3.86：機(jī)器人行走軌道軸物理參數(shù)設(shè)置（2）、選擇類型Type、電纜對(duì)齊方式Cable為默認(rèn)值，改變長(zhǎng)度Length為6.5m，點(diǎn)擊“Exec”鍵，執(zhí)行后，就在仿真環(huán)境中為機(jī)器人增加了一個(gè)行走軸，如圖3.87所示：圖3.87：添加機(jī)器人行走軌道軸三、環(huán)境布景為該仿真環(huán)境添加一個(gè)Part1（代表物料）、兩個(gè)Fixture（其中，F(xiàn)ixture1是物料臺(tái)，F(xiàn)ixture2是物料筐）、一個(gè)機(jī)器人抓手，它們的設(shè)置均與項(xiàng)目三相同，其添加操作參看項(xiàng)目二。添加完畢之后，環(huán)境的布景效果如圖3.88所示：圖3.88：環(huán)境的布景效果四、示教編程（1）、打開示教單元TP，使用JOINT坐標(biāo)系，移動(dòng)J5軸使抓手垂直向下，確定第一個(gè)示教點(diǎn)P1；（2）、點(diǎn)擊主菜單：Teach→Addsimulationprogram，輸入程序名后進(jìn)入編輯窗，輸入第一條指令LBL[1]，然后再輸入P1點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)指令如圖3.89所示；P1點(diǎn)P1點(diǎn)圖3.89：程序編輯（1）（3）、改變示教單元的坐標(biāo)系為World坐標(biāo)系，讓抓手沿著負(fù)Z軸方向垂直下移到物料表面P2點(diǎn)，編輯第二條運(yùn)動(dòng)指令；然后，編輯抓取指令Pickup，兩條指令編輯效果如圖3.90：圖3.90：程序編輯（2）（4）、抓取之后，機(jī)器人垂直回到P1點(diǎn)坐標(biāo)處，另命名為P3點(diǎn)（即：P1與P3點(diǎn)的坐標(biāo)值完全相同）；圖3.91：程序編輯（3）（5）、然后，如圖3.92所示，點(diǎn)擊TP的“Fctn”按鈕，選擇4TOGGLESUBGROUP，讓示教單元控制附加軸運(yùn)動(dòng)；圖3.92：程序編輯（4）更換示教坐標(biāo)為JOINT坐標(biāo)系后，使用TP示教J1軸，使機(jī)器人沿著導(dǎo)軌走到圖3.93所示的物料筐側(cè)：圖3.93：程序編輯（5）（6）、然后，重新點(diǎn)擊“Fctn”，選擇4TOGGLESUBGROUP，讓示教單元重新控制機(jī)器人本體；使用TP示教圖3.94所示的P4點(diǎn)；P4點(diǎn)P4點(diǎn)圖3.94：程序編輯（6）（7）、更換TP坐標(biāo)系為World，使用TP讓抓手沿著負(fù)Z方向垂直下行到物料筐內(nèi)物料的表面，完成點(diǎn)P5的示教，并在程序中編輯該條運(yùn)動(dòng)指令；然后，再使用Drop指令，把物料放置到物料筐中，具體指令如圖3.95所示：圖3.95：程序編輯（7）（8）、通過示教，讓機(jī)器人抓手回到P4點(diǎn)，另命名為P5點(diǎn)（即：P4與P5點(diǎn)的坐標(biāo)值完全相同），并在Drop指令后添加P4點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)指令，從而完成機(jī)器人的一輪抓取、放置活動(dòng)；最后，在程序的末尾添加JMPLBL[1]指令，讓抓、放動(dòng)作循環(huán)執(zhí)行。最終的程序代碼及示教點(diǎn)位置如圖3.96所示：P1、P3點(diǎn)P2P1、P3點(diǎn)P2點(diǎn)P5點(diǎn)P4、P6點(diǎn)圖3.96：程序編輯（8）（9）、以上編輯完畢，就可以仿真運(yùn)行了。3.1.5子項(xiàng)目五任務(wù)描述：創(chuàng)建一個(gè)如圖3.97所示包含變位機(jī)的機(jī)器人焊接工作站。圖3.97：焊接機(jī)器人工作站實(shí)施步驟如下：一、創(chuàng)建一個(gè)機(jī)器人焊接工作站（1）、如圖3.98所示，在第一步，選擇WeldPRO；圖3.98：創(chuàng)建工作站（1）（2）、如圖3.99所示，在第7步，添加2軸運(yùn)動(dòng)的變位機(jī)，作為運(yùn)動(dòng)附加組2，即：Group2，選擇：H8712-AxesServoPositioner，并在窗口下方選入第2組；圖3.99：創(chuàng)建工作站（2）（3）、其它設(shè)置采用默認(rèn)值，直到Finish；就開始了系統(tǒng)配置進(jìn)程，如圖3.100所示，在各個(gè)配置窗口中。按照次序，依次輸入步驟（a）-（h）的各個(gè)參數(shù)：（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）圖3.100：弧焊工作站參數(shù)設(shè)置（4）、上述步驟完成之后，系統(tǒng)就生成了圖3.101所示的仿真環(huán)境。圖3.101：生成仿真環(huán)境移動(dòng)變位機(jī)，改變其坐標(biāo)如圖3.102所示。圖3.102：生成仿真環(huán)境三、使用Modeler工具創(chuàng)建一個(gè)待焊接工件（1）、點(diǎn)擊Roboguide主菜單：Tools→Modeler，啟動(dòng)如圖3.103所示Modeler工具軟件；點(diǎn)擊該工具軟件主菜單File→New，選擇一個(gè)存放的文件夾后，進(jìn)入到圖3.104所示畫面：圖3.103：Modeler軟件窗口圖3.104：Modeler的新建（New）窗口（2）、在圖3.104中，點(diǎn)擊菜單Component→AddPrimitive→Cylinder后，彈出圓柱體（Cylinder）的屬性設(shè)置窗口，如圖3.105所示設(shè)置Cylinder的屬性；然后，按照同樣操作，添加Box，其屬性設(shè)置如圖3.106所示：圖3.105：Cylinder屬性設(shè)置圖3.106：Box屬性設(shè)置（3）、上述操作完成之后，然后點(diǎn)擊工具條上的按鈕，顯示ModelBrowse樹形窗口；然后點(diǎn)擊菜單：View→AllComponents，顯示出所有圖形組件；如圖3.107所示：圖3.107：創(chuàng)建圖庫的窗口如圖3.107，雙擊ModelBrowser樹形窗口中的Cylinder1，彈出圖3.108所示的窗口，點(diǎn)擊該窗口種的“Children”標(biāo)簽，如圖3.109進(jìn)行圖形組合；圖3.108：圖組件粘合窗口（1）圖3.109：圖組件粘合窗口（2）選中圖3.109中的“Box1”，點(diǎn)擊按鈕“>>”，使“Box1”由左側(cè)窗口進(jìn)入到右側(cè)窗口中，如圖3.110；然后點(diǎn)擊按鈕Apply；再點(diǎn)擊標(biāo)簽“Ope.”，如圖3.111；圖3.110：圖組件粘合窗口（1）圖3.111：圖組件粘合窗口（2）（4）、圖3.111中，選擇Attachcompnnent，點(diǎn)擊按鈕“OK”。最后，再點(diǎn)擊主工具條上的“保存”按鈕，組合圖庫創(chuàng)建完畢。在其保存的文件夾下，圖形文件名為“Body”，如圖3.112所示：圖3.112：Modeler圖文件四、場(chǎng)景布置與示教編程（1）、添加待焊接工件到變位機(jī)上去在Roboguide中添加Part，找到Modeler創(chuàng)建的“Body”文件，把待焊接工件作為Part1添加進(jìn)去；如圖3.113所示，在CellBrowser瀏覽器樹形窗口中，選中Machines→2-AxesServoPositioner→2-AxesServoPositionerJ1→2-AxesServoPositionerJ2，然后，雙擊“2-AxesServoPositionerJ2”，彈出圖3.114所示的窗口；圖3.113：選中變位機(jī)J2軸圖3.114：變位機(jī)J2軸屬性設(shè)置在圖3.114所示的窗口中添加Part1到變位機(jī)的J2軸上。（2）、添加機(jī)器人抓手如圖3.115所示，雙擊UT:1（Eoat1），在彈出的窗口中給工業(yè)機(jī)器人添加抓手，并調(diào)整UTOOL位置，抓手圖庫文件配置如圖3.116；圖3.115：添加機(jī)器人抓手圖3.116：選擇機(jī)器人抓手添加完畢之后，整個(gè)工作站的布景如圖3.117所示：圖3.117：變位機(jī)焊接機(jī)器人工作站布景（3）、示教編程如圖3.118所示，焊接工作分為A面和B面。P3點(diǎn)P2點(diǎn)P1點(diǎn)P3點(diǎn)P2點(diǎn)P1點(diǎn)B面A面圖3.118：變位機(jī)焊接任務(wù)圖示對(duì)于A面，機(jī)器人的初始位置是P1，當(dāng)變位機(jī)把焊接件轉(zhuǎn)到A面時(shí)，焊槍由P1運(yùn)動(dòng)到P2點(diǎn)，開始焊接，沿著直線運(yùn)動(dòng)到P3點(diǎn)，執(zhí)行焊接任務(wù)，焊接完畢后，焊槍移動(dòng)到P4點(diǎn)（焊槍位置與P3點(diǎn)相同），同時(shí)，變位機(jī)把焊接件B面旋轉(zhuǎn)過來以備機(jī)器人進(jìn)行焊接作業(yè)。相應(yīng)地，對(duì)于B面，初始位置是P4點(diǎn)，焊接作業(yè)是從P5點(diǎn)到P6點(diǎn)，焊接完畢，機(jī)器人焊槍回到P1點(diǎn)，同時(shí)，變位機(jī)把待焊接件轉(zhuǎn)到A面。示教編程步驟如下：首先，如圖3.119所示，用鼠標(biāo)左鍵選中GP:2-2-AxesServoPositioner，把變位機(jī)的示教控制交給TP；通過TP示教操作，移動(dòng)變位機(jī)的J2關(guān)節(jié)，把待焊接件的A面轉(zhuǎn)到機(jī)器人側(cè)；圖3.119：選中TP移動(dòng)變位機(jī)圖3.120：選擇TP移動(dòng)變位機(jī)然后，如圖3.120所示，用鼠標(biāo)左鍵選中GP:1-M-10iA，把焊接機(jī)器人的示教控制交給TP；通過TP示教操作，確定P1、P2、P3點(diǎn)；再通過相同的操作，確定待焊接件B面的示教點(diǎn)P4、P5、P6，完成示教編程。完整的程序如圖1.121所示：圖3.121：仿真程序清單P7點(diǎn)與P1點(diǎn)坐標(biāo)相同；（4）、點(diǎn)擊運(yùn)行即可看到仿真結(jié)果。3.2知識(shí)學(xué)習(xí)3.2.1軟件Roboguide中的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)概述動(dòng)力設(shè)備主要指在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)之下能夠運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，Roboguide仿真環(huán)境的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主要有Machine與Link、附加軸、組驅(qū)動(dòng)等，配備有這些動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的設(shè)備主要有傳輸帶、轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)、機(jī)器人導(dǎo)軌、變位機(jī)、AGV小車、機(jī)械加工設(shè)備等。這些動(dòng)力設(shè)備，需要配置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件和驅(qū)動(dòng)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)動(dòng)的控制。對(duì)于環(huán)境中的多個(gè)機(jī)器人，他們之間存在著信號(hào)通信與協(xié)調(diào)控制問題，仿真軟件也配有相應(yīng)的信號(hào)互聯(lián)功能。在軟件Roboguide中，上述內(nèi)容大致可分為三個(gè)部分，它們是：（1）、Machine與Link；（2）、電機(jī)附加軸；（3）、變位機(jī)。3.2.2變位機(jī)概述一般而言，變位機(jī)是一個(gè)專用的焊接輔助設(shè)備，適用于回轉(zhuǎn)工作的焊接變位，以得到理想的加工位置和焊接速度?？膳c操作機(jī)、焊機(jī)配套使用，組成自動(dòng)焊接中心。工作臺(tái)回轉(zhuǎn)采用變頻器無級(jí)調(diào)速，可與操作機(jī)、焊接機(jī)控制系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作。圖3.122是變位機(jī)與焊接機(jī)器人構(gòu)成的一個(gè)機(jī)器人工作站，可以看出：焊接變位機(jī)一般由工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，通過工作臺(tái)的升降，翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)使固定在工作臺(tái)上的工件達(dá)到所需的焊接、裝配角度，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)為變頻無級(jí)調(diào)速，可得到滿意的焊接速度。圖3.122：變位機(jī)與焊接機(jī)器人3.2.3本章有關(guān)的運(yùn)動(dòng)控制指令（1）、I/O信號(hào)指令I(lǐng)/O指令用來改變信號(hào)輸出狀態(tài)和接收輸入信號(hào)，例如下列的數(shù)字信號(hào)(DI/DO)指令：R[i]=DI[i]DO[i]=(Value) ；Value=ON發(fā)出信號(hào)；Value=OFF關(guān)閉信號(hào)DO[i]=PULSE,(Width)；Width=脈沖寬度（0.1至25.5秒）此外，還有其它信號(hào)指令，例如：機(jī)器人信號(hào)指令(RI/RO)、模擬信號(hào)指令(AI/AO）、群組信號(hào)指令(GI/GO）等，它們的用法和數(shù)字信號(hào)指令類似。如何在程序中加入信號(hào)指令？步驟：（A）、進(jìn)入編輯界面；（B）、F1【INST】（指令）鍵，顯示控制指令一覽，如圖3.124所示：圖3.124：程序中加入信號(hào)指令（1）選擇I/O（信號(hào)），按【ENTER】（回車）鍵確認(rèn)，顯示圖3.125：圖3.125：程序中加入信號(hào)指令（2）選擇所需要的項(xiàng),按【ENTER】（回車）鍵確認(rèn)；根據(jù)光標(biāo)位置輸入值或選擇相應(yīng)的項(xiàng)并輸入值即可。（2）、待命指令WAIT待命指令：可以在所指定的時(shí)間，或條件得到滿足之前使程序的執(zhí)行待命。指令格式：WAIT（variable）（operator）（value）（Processing）Constant >Constant無R[i] >=R[i]TIMEROUTLBL[i]AI/AO=ONGI/GO<=OFFDI/DO<UI/UO<>可以通過邏輯運(yùn)算符“or”（或）和“and”（與）將多個(gè)條件組合在一起，但是“or”（或）和“and”（與）不能在同一行使用。當(dāng)程序在運(yùn)行中遇到不滿足條件的等待語句，會(huì)一直處于等待狀態(tài)，如需要人工干預(yù)時(shí)，可以通過按【FCTN】（功能）鍵后，再選擇7【RELEASEWAIT】（解除等待）跳過等待語句，并在下個(gè)語句處等待。如何在程序中加入WAIT指令？操作步驟如下：（A）、進(jìn)入編輯界面；（B）、按F1【INST】（指令）鍵，顯示控制指令一覽，如圖3.126所示；圖3.126：輸入WAIT指令（1）（C）、選擇【W(wǎng)AIT】（等待），按【ENTER】（回車）鍵確認(rèn)，顯示圖3.127畫面；圖3.127：輸入WAIT指令（2）選擇所需要的項(xiàng),按【ENTER】（回車）鍵確認(rèn)；輸入值或根據(jù)光標(biāo)位置選擇相應(yīng)的項(xiàng)，輸入值即可。（3）、標(biāo)簽指令/跳轉(zhuǎn)指令LBL[i]/JMPLBL[i]，用來表示程序的轉(zhuǎn)移目的地的指令。LBL[i：Comment] i:1to32766Comment:注解（最多16個(gè)字符）跳躍指令：轉(zhuǎn)移到所指定的標(biāo)簽JMPLBL[i] i:1to32766（跳轉(zhuǎn)到標(biāo)簽i處）在程序中如何輸入JMP/LBL指令？步驟：（A）、進(jìn)入編輯界面；（B）、按F1【INST】（指令）鍵，顯示控制指令一覽，如圖3.128所示；圖3.128：輸入標(biāo)簽/跳轉(zhuǎn)指令（1）（C）、選擇【JMP/LBL】，按【ENTER】（回車）確認(rèn)，顯示圖3.129畫面；圖3.129：輸入標(biāo)簽/跳轉(zhuǎn)指令（2）選擇所需要的項(xiàng)，按【ENTER】（回車）鍵確認(rèn)即可。3.3知識(shí)拓展3.3.1附加軸參數(shù)設(shè)置總結(jié)由本章節(jié)操作可知：附加軸參數(shù)設(shè)置的過程中，在示教單元TP屏幕上出現(xiàn)一系列的提問設(shè)置，現(xiàn)把它們的含義分列如下：Enteraxistoadd:添加的軸數(shù)；MotorSelection:選擇馬達(dá)；MotorSize:選擇馬達(dá)型號(hào)；MotorTypeSetting:選擇馬達(dá)轉(zhuǎn)速；AmplifierCurrentLimitSetting:選擇電流；（注意：如果選擇的馬達(dá)沒有，將會(huì)失敗，提示重新選擇，直到選擇了匹配的馬達(dá)為止）Extendedaxistype:軸的運(yùn)動(dòng)類型；IntegratedRail旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；Linearaxis直線運(yùn)動(dòng)；Direction:軸的運(yùn)動(dòng)方向；EntergearRatio:輸入減速比；MaximumJointSpeedSetting:軸的最大速度，一般選擇NoChange；MotionSignSetting:一般選擇True；UpperLimitSetting(mm):設(shè)置軸的上限（假如導(dǎo)軌行程上限是3000mm）；LowerLimitSetting(mm):設(shè)置軸的下限（假如導(dǎo)軌行程下限是-100mm）；MasterPositionSetting(mm):零點(diǎn)位置，一般設(shè)0；AccelTime1Setting:一般選擇NOChange；AccelTime2Setting:一般選擇NOChange；MinimumAccelTimeSetting:最小加速度時(shí)間，一般選擇NoChange；EnterLoadRation（1~5）:馬達(dá)負(fù)載率，一般情況下設(shè)3；EnterAmplifierNumber:放大器編號(hào)設(shè)定；SelectAmplifierType:放大器種類設(shè)定；EnterBrakeNumber(1~16):抱閘號(hào)設(shè)定；ServoTimeout:伺服斷開是否有效，一般選擇1.Enable；EnterServoOffTime(0.0~30.0sec):伺服斷開時(shí)間；回答完這些問題之后，選擇4.Exit，按Enter（注意：如果想再添加一個(gè)行走軸，可以選擇2.AddE