T0OM启动机器人自动搬运的作业任务基于示教盒控制箱概要

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1、工程 1.2 启动机器人自动搬运的作业任务基于示教盒+控制箱一、工程目的通过本次工程的知识学习和实践操作训练，拟到达以下三大目标：1、知识目标 1熟知工业机器人控制箱面板的构成、功能及其操作方法； 2熟知工业机器人程序的根本构成及示教盒编程方法； 3熟知工业机器人程序的单步调试、位置示教方法； 4熟知工业机器人程序自动运行的操作方法及考前须知；2、技能目标 1熟练地通过机器人示教盒创立机器人程序文件，并输入的机器人程序指令； 2熟练地通过示教盒为程序指令中的位置变量进行位置示教； 3正确地通过控制箱启动机器人程序，执行自动作业任务； 4会排除一般报警故障。3、素质目标 1形成操作谨慎、平安作业

2、的职业忧患意识； 2培养共同讨论、相互配合的团队合作精神； 3养成认真负责、坚守岗位的岗位工作态度；二、工程引入与分析在上一次工程中，已经讨论了如何使用示教盒来手动控制机器人完成搬运物体的操作任务。但这不是工业机器人的最终工业用途，而应该是：按照作业任务要求，沿着所有目标空间位置和姿态自动地完成一系列的动作，并重复循环地执行。本次工程就是围绕如何启动机器人自动作业任务的课题而展开相关知识的学习和操作实践的。启动机器人进行自动作业大致需要两个环节：一是编制工业机器人自动作业的程序；二是启动机器人自动运行的操作方法。这个工程需要操作者具备一定的知识和操作技能，如工业机器人的程序结构、示教盒编程、程

3、序调试、位置示教及程序自动运行的启动等根本方法和考前须知。本次工程将针对以上内容展开详细的知识讲解和操作技能训练。三、工程任务为了最终实现机器人程序的自动运行，本次工程按照实施步骤划分为以下3 个任务：任务1.2.1通过示教盒创立简单的机器人搬运程序任务1.2.2单步运行程序及示教机器人位置任务1.2.3启动机器人程序的自动运行四、工程知识1.2.1机器人程序的根本概念1、机器人程序的根本构成一个机器人程序文件主要包含程序名称、程序指令语句、位置数据等3个根本构成要素。各个要素的根本知识如下：(1)程序名称机器人程序的名称必须使用大写英文字母或数字来命名，名称最长为12个字符。在控制箱显示屏上

4、最多只能显示程序名的前4个字符，并且会在程序名左边显示“ p.字符(表示程序)。缺乏4个字符时，显示屏会自动在程序名前补0。因此，最好把机器人程序的名称控制在4个字符以内。例如，将机器人的程序名称命为“STA，那么控制箱显示屏上显示“p.OSTA，如图 1- 1 所示。图1- 1控制箱上的程序名称显示34567S9标识语句步号：由整数132767表示。每一行指令都有一个步号,增加一行指令,步号就递增(2)程序指令语句列表机器人程序指令语句主要由步号、命令语、数据、附随语句、标识语句等元素组成。如图1- 2所示。命令语句数据 附句步号Kfvs P0 HOpen 1靠 CircleMvs Pl3-

5、50 Mvs Pl Dly 0.5 HClose 1 Dly 0.5 HOpen 1 Dly 0.510 Goto Circle图1- 2机器人程序语句列表一个整数，并自动添加。命令语：使用 MELFA-BASIC IV 语言所定义的命令语，如表1- 1 所示。表 1- 1 机器人命令语列表NO.工程内容相关命令语1关节插补动作Mov2直线插补动作Mvs3圆弧插补动作Mvr， Mvr2 ， Mvc4机器人动作控制命令最正确加减速动作Oadl5抓手控制HOpen ， HClsoe6动作完成确认FINE， DLY7速度调节OVRD ， JOVRD ， SPD8码垛运算命令Def Plt， Plt9

6、分支Goto， If Then Else10循环ForNext, While Wend11程序控制命令中断DefAct, Act12子程序GoSub， CallP13定时器Dly14停止Hlt， End15外部信号控制命令信号输入M_In ， M_Inb ， M_Inw16信号输出M_Out， M_Outb， M_Outw17附随语句命令个命令所需要的变量Wth， WthIf数据：每个命令所需要的变量或常数等数据。或吊数寺数据。附随语句：根据需要在机器人作业时附加其它语句，如信号输出命令语句和抓手控制:口信号输出命令语句和抓手控制命令语句。附随语句只能附随在插补动作命令语句的右边。标签语句：作

7、为程序分支的记号，由字符“*加上标识名称构成。标识名由英文字母大小写不区分和数字构成，但是开头必须是英文字母，长度为16 个字符以内，防止使用保存字。 3位置数据是指在直交坐标系或关节坐标系下示教保存的位置数据。但凡程序语句列表中出现的位置变量都必须有位置数据，否那么程序运行时将报错。1.2.2 机器人控制箱的面板构成及其功能按照机器人控制箱中CPU 集成方式的不同，三菱机器人控制箱分为SD 系列和 SQ 系列型。其中，SD 系列控制箱的CPU 为内置型，即控制箱箱中包含了机器人控制用的CPU，而 SQ 系列控制箱中不包含机器人控制用的CPU， 该 CPU 被外置于Q 系列 PLC 基板上，是

8、一种 Q 系列运动控制CPU。 虽然 SD 系列和 SQ 系列机器人控制箱内部结构不同，但其外观根本一致，如图1- 3 所示。下面，对控制箱前面板和后面板的组成及其功能做详细介绍。1电源开关电源开关的作用是：用于翻开或关闭机器人控制箱局部的电源。需要注意的是，假设SQ系列控制箱在正常工作过程中重启这个开关，那么需要在等待控制 箱完成上电初始化后对 Q系列PLC进行复位操作，机器人系统才能重新回到正常状态。12115A Ml憔SH：EMG.STOFMODEEVDOFFSTART5TQP图1- 3控制箱前面板2) USB、电池端口该翻盖是控制箱的 USB和电池端口的盖板。翻开该翻盖后可看见用于与个

9、人计算机连接的USB接口以及备份电池。3) END按钮该按钮是机器人程序的循环结束按钮。按压此按钮后，当前执行的程序将会停止在最后一行或END语句行。机器人在做完此次循环的最后一个动作后停止，不再重复运行程序。按压START按钮图1- 3的8号部位，程序又返回起始句，机器人重新执行循环动作。4) RESET 按钮该按钮是机器人系统的复位按钮。假设机器人系统发生报警时，找到导致系统报警的原因并更正，然后再按压此复位按钮， 那么机器人系统可解除报警， 系统重新回到待机状态。 此外, 对于中途停止的当前程序，通过按压此按钮复位后，程序复位至起始步号的命令语句。复位程序时，必须在控制箱的显示屏图 1-

10、 3的11号部位显示为当前程序工程时，按压此 按钮才能生效5) EMG.STOP 按钮EMERGENCY STOP开关是机器人系统的紧急停止开关，其功能是：当预测到机器人的动作将发生危险时， 按压此紧急停止开关使机器人本体立即停止动作；同时，切断机器人关节马达的伺服供电，并产生系统报警。EMERGENCY STOP开关被按下后，该开关将持续保持有效状态；假设要复位紧急停止 开关，请顺时针旋转 EMERGENCY STOP开关至向上弹出位置，开关恢复无效状态。但此 时系统仍处于紧急停止报警状态，需要按压RESET键来解除报警，使系统复位。6) UP/DOWN 按钮该部位按钮的作用是：在控制箱显示

11、屏所显示的工程下修改该工程的内容或数值。但步号工程是只读的，其内容无法选择或修改。 例如，假设控制箱显示屏的当前工程为速度工程时， 按压此部位按钮可调节机器人自动运行的速度比例，最小比例为10%,最大为100%;假设控制箱的显示屏显示为程序工程时，按压此部位按钮可选择机器人CPU中存储的所有程序，如图1- 4所示。只有在MODE开关(图1- 3的12号部位)处于 AUTOMATIC (自动)模式时，且控 制箱面板取得操作权限的情况下，UP/DOWN按钮的操作才有效。7) CHNG DISP (CHANGING DISPLAY )按钮该按钮是控制箱显示屏显示工程的类型切换按钮，其功能是切换控制箱

12、显示屏所显示的不同工程，工程类型和切换顺序如图1- 4所示。速度按压CHNG DISP键，工程类型切换I-程序操作权J itr个UPOWNJCPU中存储的其它程序lOBil 外部 io 二示教盒无权限设备信息只有在MODE开关处于 AUTOMA TIC模式日CHNG DISP按钮的操作才有效。Hlt,否那么机器人将开始重复图1- 4控制箱显示屏显示内容一览8) START 按钮该按钮是机器人程序的启动按钮。按压此按钮可启动机器人程序的自动运行，机器人系 统便从程序的当前步号开始执行指令，除非程序中有暂停命令循环地执行当前程序的所有命令语句。只有在控制箱面板取得操作权限的情况下，START按钮的

13、操作才有效。9) STOP按钮该按钮是机器人程序的暂停按钮。按压此按钮可使机器人在执行完当前步号的命令语句后暂时停止动作。此时，机器人关节伺服仍然通电开启。假设再次按下START按钮，又可继续往下一步号的命令语句运行程序，执行后续程序动作。10) SVO ON 按钮该按钮是机器人系统的关节伺服开启按钮。按下此按钮可为机器人的关节伺服输入电 源，关节马达处于待机状态；在控制箱操作面板取得控制权限的情况下，该按钮的操作才有效。11) STATUS NUMBER 数码管显示屏用于显示报警号、速度比例()、程序步号、程序名、当前操作权信息、设备信息等工程，如图1- 5所示。其中，v.开头的显示内容为速

14、度工程，p.开头的显示内容为程序工程，b.开头的显示内容为设备信息工程中的电池剩余时间，T.开头的显示内容为设备信息工程中的控制箱内部温度。当显示工程的开头字母上方出现亮点，那么表示控制箱操作面板具有操作有操作机的情况下.在面艇的左上图1- 5控制箱显示屏12) MODE切换开关该开关是机器人系统的模式切换开关。其功能是用于切换示教盒和控制箱操作面板之间的操作权限。在“ AUTOMATIC 模式下，可通过外部信号或操作面板来启动关节伺服或机器人程序自动运行；但是此时再按下示教盒“ ENABLE 使能按钮的话，那么机器人会因操作RESET权限冲突而报警；在“ MANUAL 模式下，需按下示教盒“

15、 ENABLE 使能按钮，示教盒才获得操作权限；假设控制箱发生报警，请设置成如上所述的操作权限，此时再按压按钮便可解除报警。13) SVO OFF 按钮此按钮是机器人系统的关节伺服关闭按钮。按下此按钮可切断机器人关节伺服的电源;在控制箱操作面板取得操作权限的前提下，该按钮的操作才有效。14) TB连接端口用于连接示教盒的专用接口。15) RS232连接端口用于连接RS232串口标准的接口。16)接线盒用于接入外部交流电源。1.2.3 机器人系统的常见报警与排除当发生异常时，控制箱正面操作面板的STATUS NUMBER上会显示5位数的异常号码(例:C0010等)，同时RESET开关的灯号也会亮

16、起。此外，示教盒上的显示LCD上也会有4位数的异常号码(除去最前面的英文字。例：C0010的情况下，会显示0010)和报警信息。报警代码的意义如下:重启电源B报警类型口报警等级.有土表示必须重启电源.用4位数字表示口H；高级报警，关闭伺服;L：低级报警，停止动作:C： 一般警告，继续动作;卜面简要介绍常见报警代码、原因及其排除方法(1) H0060:操作面板紧急停止信号输入中原因：急停按钮被按下，系统无法启动程序。排除：松开急停按钮，解除急停按钮信号。(2) H5000 :操作权限冲突原因：当Mode开关处于“ AUTOMATIC 模式下且示教盒的ENABLE按钮有效时,产生操作权限冲突报警。

17、排除：将示教盒的 ENABLE按钮无效，或将控制箱面板上的MANUAL 模式下；然后按压 RESET按钮，解除报警。Mode开关切换至（3） L5010:可自动运行错误原因：当控制箱处于“ MAMUAL 模式下，而外部信号操作权有效，此时发生错误。排除：将控制箱和触摸屏中的“ MODE开关切换到“ AUTOMA TIC模式；或控制箱 和触摸屏中的“ MODE 开关切换到“ MANUAL 模式；再按压“ RESET按钮，解除错 误报警。五、工程实施任务1.2.1通过示教盒创立简单的机器人搬运程序 第1步：机器人系统上电。将机器人控制箱电源开关打向“I挡，等待机器人系统完成上电初始化，控制箱显示屏

18、显示上一次关机前的画面。 第2步：选择系统手动模式。将机器人控制箱前面板上的MODE 模式开关打向 MANUAL挡。 第3步：启动示教盒。按下示教盒背部的 TB ENABLE使能按钮，按钮灯和前面板上的 ENABLE指示灯亮起, 示教盒启动并进入待机画面。 第4步：操作示教盒新建程序，以班级号加学号后2位命名。在待机画面下，按压示教盒的EXE键，进入主菜单画面。v菜单?2.运行4一原点;抱闸6.扩展功能关闭噬莓盛阖5.设定/初始化按压方向键或直接按压数字键 1,选择主菜单中的第1项“管理/编辑选项，进入程序管理画面；按压“新建功能对应的F3键，进入程序新建画面。输入程序名0101 表示01班0

19、1学号，完成后按压EXE键，进入程序编辑画面。在程序编辑画面下，按压“插入功能对应的F3键，进入命令语句编写画面。输入命令语句：HOpen 1。输入完成后按压 EXE键，以执行当前命令语句的输入，画面重现回至程序编辑。在该画面下会出现刚刚输入的一条命令语句，并自动添加步号。按照以上程序输入的步骤继续完成以下所有命令语句的输入。1 HOpen 1翻开抓手12 Mov P0关节插补至初始点 P03 Mov p1,-50夫节插补至抓取点 P1的上方50mm处4 Mvs p1直线插补至抓取点P15 Dly 0.5延日0.5秒6 HClose 1关闭抓手17 Dly 0.5延时0.5秒8 Mvs p1,

20、-50直线插补至点P1的上空50mm处9 Mov p0关节插补至初始点 P010 Mov P2,-50美节插补至放置点 P2的上方50mm处11 Mvs p2直线插补至放置点 P212 Dly 0.5延日0.5秒13 HOpen 1翻开抓手114 Dly 0.5延日0.5秒15 Mvs p2,-50直线插补至放置点 P2的上方50mm处第6步：保存程序。程序输入完毕后，在程序编辑画面下，不断按压FUNCTION键来切换4个功能键的内容，直到示教盒显示屏的功能内容出现“关闭功能，此时按压该功能下面对应的F4功能键，以关闭程序编辑画面，同时画面显示已保存程序，保存后画面回至程序管理画面，如下所示。

21、任务1.2.2单步运行程序并示教机器人位置第1步：翻开程序在程序管理画面下，按压示教盒方向键，选择“0101程序，按压 EXE键，翻开并进入“0101程序第2步：单步执行进入“0101程序的编辑画面后，观察F1F2F3F4等4个功能键的内容，按压FUNCTION键功能切换键，切换F1功能键对应的功能内容，只至出现“前进功能，如下列图所示。对于程序的第1条命令语句而言，由于只是控制气动抓手 1的翻开动作，无需启动关节伺服，所以只要按压“前进功能下方对应的F1键，即可执行第1条命令语句。第1条命令语句执行完毕后，放开F1键，程序自动跳转至下一条语句，如下列图所示。对于第2条命令语句而言，由于是控制

22、位置变量P0的移动动作，涉及到关节的转动。因此，需要事先开启关节伺服。关节伺服开启后，一直按压F1键，程序便执行该条命令语句，机器人开始往目标位置移动如果还没有对P0进行位置示教，请先别按压 F1键，直接执行第3步步骤的操作，然后再按压F1键，便可成功地单步执行该条命令语句。机器人移到目标位置 P0后，放开F1键，程序自动跳转至下一条命名语句；否那么，继 续按压F1键，直到松开F1键后程序能自动跳转到下一条命令语句。第3条及以后的命令语句可按照第1条和第2条命令语句的操作过程执行。 但凡命令语句涉及到移动动作的，都必须先开启关节伺服，才能再按压F1键执行，否那么会报错。由于是第1次单步运行“

23、0101程序，程序中的位置变量 P0、P1和P2均还未被指定 具体的位置。因此，在单步运行这些含有位置变量的命令语句之前，需要对这些位置变量逐一进行位置示教操作，请参见第 3步的步骤操作。 第3步：P0的位置示教将光标移至“ 0101程序的第2条命令语句，直接按压 JOG键，进入JOG操作画面。 按压FUNCTION键，切换坐标系至 ef直交坐标系，如下列图所示。手动JOG控制机器人，使抓手 1移至目标位置。对于需要抓取工件的目标位置，还需要手动控制抓手1的闭合和翻开动作，试探是否能准确抓取目标工件。位置确认后，按压JOG键，退出JOG操作模式画面，重新回至程序编辑画面。按压 FUNCTION

24、键，切换F4功能键的功能至“示教工程；此时，按压 F4键，即可读取机器人当前的位置数据，存入所在命令行的位置变量 P0。按照第2步和第3步步骤的操作过程单步运行“0101程序的所有15步命令语句。任务1.2.3启动机器人程序的自动运行 第1步：手动JOG控制机器人回到退避点为了机器人自动作业的平安，在自动运行前必须先将机器人手动调回到退避点位置。操作过程如下：选择手动模式后，翻开示教盒使能开关；按压“ HAND 键，进入HAND操作画面； 开启关节伺服，再持续按压 F1键，F1键对应的功能为示教盒显示屏的功能区所显示的“退 避点。在F1键被按压的期间，机器人将动作，直到退避点位置。 第2步：设

25、置自动运行模式弹开示教盒的使能开关，关闭示教盒；选择控制箱面板上的自动模式档。 第3步：启动自动运行前的准备在启动自动运行前，必须要按顺序完成以下几个工程确实认与设置：(1)程序工程的选择。按压 CHNG DISP键，以切换控制箱显示屏所显示的工程为程 序工程，即显示屏的开头为“ p.，例如“ p.0101；假设该程序不是目标程序，按压 UPT或 DOWN J键，直到出现目标程序为止。(2)程序步号确实认。按压 CHNG DISP键，以切换控制箱显示屏所显示的工程为步 号工程，例如“ 00001；假设不是第1步，那么必须复位机器人程序。(3)程序复位。如果程序步号不是第1步，那么需要程序复位的

26、操作。操作方法为：在选择目标程序后，按压一次STOP键，暂停后再按压一次 RESET键；此时，再去确认程序步号，控制箱的显示屏将显示“00001。(3)运行速度的设置。按压 CHNG DISP键，以切换控制箱显示屏所显示的工程为速 度工程，即显示屏的开头为 “v.，例如“v.070；此时，为平安起见，请按压UDOWN J键， 直到控制箱的显示屏显示“v.010。第4步：启动自动运行。在完成运行前的准备工作后，必须再次仔细观察是否有其它危险障碍，并去除障碍。在 确保平安的情况下，按压“ SVO ON键，开启关节伺服， SVO ON指示灯亮起；听到关节伺服上电的声音后，按压“START 键，机器人系统便开始自动运行选定的程序，机器人本体自动执行相应的动作。为平安起见，在机器人动作期间，请务必始终手持示教盒，以便将要发生碰撞危险时可以及时暂停机器人动作。