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

一、認識碼垛工作站工程現(xiàn)場工業(yè)機器人現(xiàn)場編程3421課堂導入新知學習訓練鞏固評價總結(jié)知識目標1.了解碼垛機器人行業(yè)布局2.掌握碼垛機器人工作站工藝流程技能目標1.能繪制碼垛機器人工作站思維導圖；碼垛機器人工作站廠家送貨到客戶指定場地現(xiàn)場設(shè)備清點、簽收，拆包機器人底座、托盤底座及周邊設(shè)備定位安裝氣路、電路定位安裝機器人與碼垛夾具、周邊設(shè)備、總控制柜之間I/O連接機器人通電測試、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)測試機器人編程與信號測試碼垛工作站聯(lián)動運行測試示教產(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碼垛工藝認識4碼垛工件坐標系5碼垛機器人有效載荷6機器人與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計時指令應用3碼垛工藝認識6數(shù)組的應用5軸配置指令應用8動作觸發(fā)指令7中斷程序應用9復雜程序數(shù)據(jù)賦值二、認識碼垛機器人工作站組成工業(yè)機器人現(xiàn)場編程3421課堂導入新知學習訓練鞏固評價總結(jié)知識目標掌握工業(yè)機器人碼垛工作站布局技能目標能熟知工業(yè)機器人碼垛相關(guān)設(shè)備重點難點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，熟練示教碼垛目標點如圖所示，機器人碼垛工作站，在碼垛過程中，最為關(guān)注的是每一個運行周期的節(jié)拍。碼垛節(jié)拍應該怎么調(diào)節(jié)優(yōu)化？1.機器人在碼垛過程中，碼垛產(chǎn)品為什么分不同的個數(shù)進行抓取與擺放？2.此視頻中的碼垛工作站應該怎么樣優(yōu)化工作節(jié)拍及優(yōu)化工作站布局？碼垛應用碼垛仿真工作站布局如下所示:典型碼垛機器人硬件組成如下所示:ABB碼垛機器人控制選項配置(可選項）如下所示:碼垛機器人分類碼垛垛型設(shè)計碼垛垛型指的是：碼垛時工件堆疊的方式方法。在考慮碼垛垛型時，需要對生產(chǎn)中的大部分工件堆疊方法進行考慮。根據(jù)碼垛時工件姿態(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）和全點垛型（姿態(tài)可變）。同時考慮到生產(chǎn)中會出現(xiàn)的一些常用的垛型，在矩陣和全點垛型的基礎(chǔ)上，又補充了兩種標準工件垛型：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，姿態(tài)固定，工件之間的距離一定，且堆疊時的底面形狀呈矩形的一種堆疊方式。

點垛型：點垛型是碼垛垛型中較為基礎(chǔ)的一種垛型，該垛型的特點是：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充工件垛型

標準垛型是在矩陣和全點垛型的基礎(chǔ)上，綜合考慮生產(chǎn)中常見的應用而設(shè)計的垛型。標準垛型中，工件的姿態(tài)并不完全相同，可以劃分為2-4個部分，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算和矩陣垛型相同。標準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位計算碼垛應用

碼垛點位位置計算是碼垛控制軟件的核心部分。碼垛中，機器人實際位置計算是在工件序號的基礎(chǔ)上進行的。在計算實際位置之前，需先讀取當前碼垛工件的序號，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，計算出該工件相對于參考點的位置、姿態(tài)偏移，最后結(jié)合示教得到的關(guān)鍵點位的數(shù)據(jù)，計算出當前工件的位置坐標。在程序中，當前工件序號存儲在碼垛寄存器中，寄存器中存儲有兩個數(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際位置的計算進行了一一闡述，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)則使用機器人控制系統(tǒng)中的工件坐標系來描述。通過標定碼盤工件坐標系，可以得出碼盤在機器人坐標系中位置和方位。

末端執(zhí)行器坐標系

機器人末端執(zhí)行器坐標系類似于碼盤工件坐標系，主要是用來描述機器人末端執(zhí)行器在機器人坐標中的位姿。使用機器人控制系統(tǒng)中的工具坐標系來描述末端執(zhí)行機構(gòu)相對于機器人末端法蘭的方位。在碼垛之前，需要先進行末端執(zhí)行機構(gòu)的標定，然后與工具坐標系編號進行對應。項次參數(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系描述碼盤位姿末端執(zhí)行器坐標系參數(shù)工具坐標系描述末端執(zhí)行器的位1.2碼垛周邊設(shè)備

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

整形機，包裝袋經(jīng)過輸送線后，須經(jīng)過輥子的壓緊、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上。1.2碼垛周邊設(shè)備

待碼輸送機，與機械手爪配套，方便抓取。

輥子傳動，應用其特殊的結(jié)構(gòu)，可讓抓手穿過包裝袋底部、主要用于機械手取袋。

自動托盤庫有托盤輸送機、碼垛位輸送機及垛盤輸送機構(gòu)成。本系統(tǒng)廣泛用于各種包裝線成品碼垛，配合碼垛機械手可以大幅提高自動化程度及減輕工人勞動強度。1.3碼垛夾具碼垛應用氣動吸盤：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。

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

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現(xiàn)物料的存儲、搬運、裝卸運輸?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,人工碼垛應用在物料輕便、尺寸和形狀變化大、吞吐量小的場合,當碼垛吞吐量在10件/min以上,采用人工碼垛方案需要較多工人時,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,提高叉車的搬運效率,增強處理的柔性。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)濟可取的,特別是在人力資源豐富的我國,這些應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,長時間地進行人工碼垛作業(yè)常常會造成彎腰疲勞和重復勞動疲勞,從人機工程學的角度考慮,需要增加一些符合人機工程學方面的設(shè)施,例如托盤操縱機、剪式升降臺、工業(yè)操作機械手等。在線式碼垛機

在線式碼垛機在工作時,通過排層輸送機成排。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),然后推板回到起點等待,當?shù)诙判纬珊?推動第二排前進,當?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)進料位置的高低,可將在線式碼垛機分為高位式和低位式兩種。機器人碼垛機

近年來,機器人碼垛技術(shù)發(fā)展甚為迅猛,這種發(fā)展趨勢是和當今制造領(lǐng)域出現(xiàn)的多品種少批量的發(fā)展趨勢相適應的,機器人碼垛機以其柔性工作能力和小占地面積,能夠同時處理多種物料和碼垛多個料垛,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)機械結(jié)構(gòu)的不同,機器人碼垛機包括如下三種形式:笛卡耳式、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)式和龍門起重架式。三、碼垛機器人工作站實訓任務(wù)書工業(yè)機器人現(xiàn)場編程3421課堂導入新知學習訓練鞏固評價總結(jié)知識目標1.理解碼垛機器人工作站實訓任務(wù)書技能目標1.能完成碼垛機器人工作站任務(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)格如圖實訓目的(1)掌握碼垛機器人的操作方法，能夠獨立完成基本操作。(2)能夠運用編程語言進行簡單的編程與調(diào)試，實現(xiàn)碼垛機器人的基本功能。(3)了解碼垛機器人的常見故障及排除方法，具備一定的故障診斷能力。(4)掌握碼垛機器人的日常維護和保養(yǎng)技能，保障設(shè)備的正常運行。實訓要求(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)，繪制機器人碼垛程序流程圖:(3)創(chuàng)建機器人工具數(shù)據(jù)，應用在機器人碼垛程席的恰當位置(4)配置相應的信號，列出信號清單(5)設(shè)計機器人碼垛程序，并對其進行調(diào)試:(6)機器人碼垛過程能夠自動完成，無需人為干預。注意事項(1)嚴格遵守實驗室的安全規(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)在進行故障排除時，應在教師的指導下進行，注意正確的操作方法。(4)設(shè)備清理和保養(yǎng)。碼垛機器人工作站序號考核內(nèi)容評分要求分值得分1機器人手動操作機器人發(fā)生碰撞，扣10分。102工具、工件數(shù)據(jù)設(shè)定少設(shè)置一個扣5分，本項分值扣完為止。103運動控制指令應用在原點位置沒有使用MoveAbsj指令，扣5分。在大范圍空間中，沒有使用Movej指令，扣5分；錯誤使用指令，1處扣2分:本項分值扣完為止。10碼垛機器人工作站序號考核內(nèi)容評分要求分值得分4I/0指令應用在使用IO指令取放物體時，若不能正確取放，1次扣1分，本項分值扣完為止。在使用IO指令取放物體時，若不能輕取輕放原則，扣5分。55流程控制指令應用沒使用while或if循環(huán)指令實現(xiàn)碼垛功能，扣5分。沒使用for或test循環(huán)指令實現(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功能應用沒使用數(shù)組功能的實現(xiàn)碼垛工作站點位，扣2分。沒使用中斷指令實現(xiàn)碼垛工作站中切換垛盤，扣2分。在程序恰當?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機器人程序設(shè)計與調(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:機器人點位示教精度差，超過士3mm，1個點位扣1分。機器人運行姿態(tài)不規(guī)范(難看)，1段軌跡扣1分:機器人程序沒有按照結(jié)構(gòu)化進行設(shè)計，扣5分。程序中的點位數(shù)量超過