工业机器人典型应用案例精析课件A第05章工业机器人典型应用——压铸.pptx

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1、December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,工作任务,2.1 任务目标2.2 任务描述2.3 知识储备5.4 任务实施4.5 知识拓展2.6 思考与练习,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.1 任务目标,任务目标, 了解工业机器人压铸取件工作站的布局。 学会压铸取件I/O配置。 学会压铸取件常用指令。 学会WorldZone功能。 学会SoftAct功能。 学会压铸取件程序编写与调试。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14

2、, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.2 任务描述,本工作站以机器人压铸取件为例，工业机器人从压铸机将压铸完成的工件取出进行工件完好性检查，然后放置在冷却台上进行冷却，冷却后放到输出传送带上或放置到废件箱里。和其他众多行业一样，铸造厂也在不断探寻新的途径来增强生产效率、削减成本和提高质量。而另一方面，伴随着由于生态和经济原因而引发的铝和其他轻合金材料对钢铁材料的大规模替代，车辆中铝的含量（质量分数）正在以每年5.5%的速度递增。为了消化这些工作量，每年约需新建70座铸造厂，ABB正把握这一趋势，不断为新企业提供可靠的机器人解决方案。ABB拥有近40年致力于铸造的丰富经验，所以

3、，一旦选择了ABB领先的高性能机器人技术，则不必再有任何担忧。更低的生产成本和废品率，更长的生产时间和稳定优异的生产质量，这些都是ABB机器人的独特优势。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.1 机器人Profibus-DP适配器I/O配置,为了满足与压铸机大量的I/O信号通信，可以使用ABB标准的Profibus-DP适配器，下挂在Profibus现场总线下的标准I/O单元类型为DP-Slave，最多可支持64B输入和64B输出（即512个数字输入和512个数字输出）。

4、定义Profibus-DP的I/O单元至少需要设置以下四项参数：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.2 常用I/O配置,在I/O单元上面创建一个数字I/O信号，至少需要设置以下四项参数：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.3 系统I/O配置,系统输入：可以将数字输入信号与机器人系统的控制信号关联起来，通过输入信号对系统进行控制。例如电动机上电、程

5、序启动等。 系统输出：机器人系统的状态信号也可以与数字输出信号关联起来，将系统的状态输出给外围设备作控制之用。例如系统运行模式、程序执行错误等。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.4 区域检测（World Zones）的I/O信号设定,World Zones选项是用于设定一个空间直接与I/O信号关联起来。此工作站中，将压铸机开模后的空间进行设定，则机器人进入此空间时，I/O信号马上变化并与压铸机互锁（这由压铸机PLC编程实现），禁止压铸机合模，保证机器人安全。使用Wor

6、ld Zones选项时，关联一个数字输出信号，该信号设定时，在一般的设定基础上需要增加如下的一项设定：该参数共有以下三个选项：1）All：最高存储级别，自动状态下可修改。2）Default：系统默认级别，一般情况下使用。3）ReadOnly：只读，在某些特定的情况下使用。在WorldZones功能选项中，当机器人进入区域时输出的这个I/O信号为自动设置，不允许人为干预，所以需要将此数字输出信号的存储级别设定为ReadOnly。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.5 与W

7、orld Zones有关的程序数据,在使用WorldZones选项时，除了常用的程序数据外，还会用到几种其他的程序数据，说明如下：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.6 压铸取件应用常用程序指令,在压铸取件的工作站中，机器人从事的作业属于搬运中的一种，但在取件时有着和其他搬运所不同的地方。所以相应的，除了一些常用的基础指令外，在压铸取件的机器人程序中，还会用到一些有针对性的指令。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 20

8、22,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.6 压铸取件应用常用程序指令,1SoftAct：软伺服激活指令SoftAct软伺服激活指令用于激活任意一个机器人或附加轴的“软”伺服，让轴具有一定的柔性。SoftAct指令只能应用在系统的主任务T_ROB1中，即使是在MutiMove系统中。,指令示例：SoftAct 3,90Ramp:=150; SoftActMechUnit:=orbit1,1,50Ramp:=120;指令说明：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3

9、知识储备,5.3.6 压铸取件应用常用程序指令,2SoftDeact：软伺服失效指令SoftDeact指令是用来使机械单元软伺服失效的指令，一旦执行该指令，程序中所有机械单元的软伺服将失效。,指令示例：SoftDeact Ramp:=150;指令说明：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.6 压铸取件应用常用程序指令,WZBoxDef：矩形体区域检测设定指令WZBoxDef是与WorldZones相关的应用指令，用在大地坐标系下设定矩形体的区域检测，设定时需要定义该虚拟矩

10、形体的两个对角点，如图所示。,指令示例： VAR shapedata volume; CONST pos corner1:=200,100,100; CONST pos corner2:=600,400,400; .WZBoxDef Inside, volume, corner1, corner2;指令说明：,注意：两个对角点必须有不同的X、Y、Z坐标值。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.6 压铸取件应用常用程序指令,4WZDOSet：区域检测激活输出信号指令 WZD

11、OSet是WorldZones相关的指令，用在区域检测被激活时输出设定的数字输出信号，当该指令被执行一次后，机器人的工具中心点（TCP）接触到设定区域检测的边界时，设定好的输出信号将输出一个特定的值。,指令示例： WZDOSetTemp,serviceInside,volume, do_service,1;指令说明：,注意：1）一个区域检测不能被重复设定。2）临时的区域检测可以多次激活、失效或删除，但固定的区域检测则不可以。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.7 Eve

12、nt Routine介绍,当机器人进入某一事件时触发一个或多个设定的例行程序，这样的程序称为Event Routine，例如可以设定当机器人打开主电源开关时触发一个设定的例行程序。系统有以下的事件可以作为触发条件：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.7 Event Routine介绍,Event Routine设定注意事项： 1）可以被一个或多个任务触发，且任务之间无需互相等待，只要满足条件即可触发该程序。2）如果是关联到Stop的Event Routine，将会在重新

13、按下示教器的启动按钮或调用启动I/O时被停止。3）当关联到Stop的Event Routine在执行中发生问题时，再次按下停止按钮，系统将在10s后离开该Event Routine。,Event Routine设定参数说明：,Event Routine设定步骤如下：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.7 Event Routine介绍,Event Routine设定步骤如下：,1. 根据控制要求编写好例行程序“rPowerON”。,September 27, 2022第

14、五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.7 Event Routine介绍,Event Routine设定步骤如下：,2. 在控制面板中，选择“Controller”主题。,3. 选择“Event Routine”。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.7 Event Routine介绍,Event Routine设定步骤如下：,4. 添加一个“Event Routine”。,Septemb

15、er 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.3 知识储备,5.3.7 Event Routine介绍,Event Routine设定步骤如下：,5. 配置完成后，单击“确定”按钮，系统重启后配置生效。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.1 工作站解包,1. 双击工作站打包文件： SituationalTeaching_Foundry.rspag。,September 27, 2022第五章

16、工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.1 工作站解包,2.单击“下一个”按钮。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.1 工作站解包,3. 单击“浏览”按钮，选定解包后文件所存放的目录。,4.单击“下一个”按钮。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.1 工作站解包,5. 机器

17、人系统库指向“MEDIAPOOL”文件，选择RobotWare版本（要求最低版本为5.14.02）。,6.单击“下一个”按钮。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.1 工作站解包,7. 单击“完成”按钮。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.1 工作站解包,8. 解包完成，单击“关闭”按钮。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型

18、,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.1 工作站解包,9. 解包完成。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.2 创建备份并执行I启动,现有工作站中已包含创建好的参数以及RAPID程序。从零开始练习建立工作站的配置工作，需要先将此系统做一备份，之后执行I启动，将机器人系统恢复到出厂初始状态。具体步骤如下：,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工

19、业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.2 创建备份并执行I启动,1. 在“离线”菜单中，单击“创建备份”。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.2 创建备份并执行I启动,2. 为备份文件命名，并选定保存位置。,3. 单击“备份”按钮。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.2 创建备份并执行I启动,4. 在“离线”菜单中，单击“重启”，

20、选择“I启动”。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.2 创建备份并执行I启动,待执行热启动之后，则完成了工作站的初始化操作。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.3 配置I/O单元,在虚拟示教器中，根据以下的参数配置I/O单元。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,5.4.4 配置I/O信号,在虚拟示教器中，根据以下的参数配

21、置I/O信号。,5.4.4 配置I/O信号在虚拟示教器中，根据以下的参数配,5.4.4 配置I/O信号,在虚拟示教器中，根据以下的参数配置I/O信号。,注意：为了提高do05RobInDCM信号的可靠性，将其设定为常闭信号，当机器人在压铸机外的安全空间时，输出为“1”；当机器人在压铸机开模空间内时，输出为“0”。如果发生I/O通信中断，则输出也为“0”，从而提到信号的可靠程度。在设定I/O信号时，要将对应的参数设定为以下对应的值。,5.4.4 配置I/O信号在虚拟示教器中，根据以下的参数配,December 14, 2022,5.4.5 配置系统输入/输出,在虚拟示教器中，根据以下的参数配置系

22、统输入/输出信号。,系统输入：,系统输出：,September 27, 20225.4.5 配置系统输,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.6 区域检测设置,1. 开模区内设定为互锁区域。,将压铸机开模的区域设定为与机器人的互锁区域，当机器人获得压铸机的请求，进入开模区进行取件时，输出信号do05RobInDCM会从“1”变为“0”，这时压铸机与机器人互锁，不能进行开/合模的操作。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施

23、,5.4.6 区域检测设置,2. 再次确认do05RobInDCM的参数设定，详细请参考5.4.4节。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.6 区域检测设置,3. 根据实际情况定义互锁区域，编写例行程序rPowerON（）。指令的说明请参考5.3.6节。,编写好干涉区域设定程序，WorldZones相关指令参考5.3.6节。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实

24、施,5.4.6 区域检测设置,4. EventRoutine设定，将例行程序rPowerON关联到系统事件POWERON，设定好后，当机器人通电时，程序rPowerON即被执行一次，安全区域设定生效。EventRoutine详细设定参考5.3.7节。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,5.4.7 创建工具数据,在虚拟示教器中，根据以下的参数设定工具数据tGripper。工具数据tGripper各项参数如下：,示例如下图所示。,September 27, 20225.4.7 创建工具数,December 14, 2022,5.4.8

25、创建工件坐标系数据,本工作站中，工件坐标系有两个，一个是压铸机的工作坐标系wobjDCM，另一个是冷却台的工作坐标系wobjCool。本工作站中，工件坐标系均采用用户三点法创建。在虚拟示教器中，根据图1、图2所示的位置设定工件坐标。,wobjDCM方向参考设定如图1所示。,wobjCool方向参考设定如图2所示。,图1,图2,September 27, 20225.4.8 创建工件坐,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.9 导入程序模板,在之前创建的备份文件中包含了本工作站的程序模板，可以将其直接导入该机器人系统中，之后在其基础上

26、做相应修改，并重新示教目标点，完成程序编写过程。 注意：若导入程序模板时，提示工具数据、工件坐标数据和有效载荷数据命名不明确，则在手动操纵画面将之前设定的数据删除再进行导入程序模板的操作，如图所示。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.9 导入程序模板,1.在“离线”菜单中，单击“加载模块”。5.15版本的“加载模块”，请参考之前的说明。,可以通过虚拟示教器导入程序模块，也可以通过RobotStudio“离线”菜单中的“加载模块”来导入。这里以软件操作为例来介绍加载程序模

27、块的步骤。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.9 导入程序模板,2. 浏览至之前所创建的文件夹。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.9 导入程序模板,3. 选中程序模块DATA、mod、EntMain、mod，单击“Open”按钮。,之后，依次打开“RAPID”“TASK1”“PROGMOD”，找到程序模块“ExtMain”及“DATA”。,Se

28、ptember 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.9 导入程序模板,4. 勾选全部，单击“确定”按钮，完成加载程序模块的操作。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.11 示教目标点,在本工作站中，需要示教程序起始点pHome取件及冷却等目标点；程序起始点pHome如图所示。,注：通常来说，Home点设定在离机器人工作区域较远的地方。,September 27, 202

29、2第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.11 示教目标点,在程序模板中包含一个专门用于手动示教目标点的子程序rTeachPath（如图），在虚拟示教器中，进入“程序编辑器”，将指针移动至该子程序，之后通过示教器在手动模式下移动机器人到各个位置点，并通过修改位置将其记录下来。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.12 工作站程序运行说明,1. 单击“仿真”菜单。,September 27,

30、 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.12 程序运行说明,2. 单击“I/O仿真器” 。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.12 程序运行说明,3. 正确设定虚线框中的内容。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.12 程序运行说明,4. 将I/O信号“d

31、i01DCMAuto”以及“di05CNVEmpty”强置为1，仿真压铸机已准备完成及输送带可放料的信号。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.4 任务实施,5.4.12 程序运行说明,5. 单击播放按钮，开始仿真运行。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,任务5.5 知识拓展,WZCylDef是选项WorldZones附带的应用指令，用以在大地坐标系下设定圆柱体的区域检测，设定时需要定义该虚拟圆柱体的底面圆心、圆柱体高度、圆柱体半径三个参数。示例如图所示。指令示例如下

32、：VAR shapedata volume;CONST pos C2: 300, 200, 200;CONST num R2: 100;CONST num H2: 200;WZCy1DefInside, volume, C2, R2, H2; 指令说明：,5.5.1 WZCylDef：圆柱体区域检测设定指令,任务5.5 知识拓展WZCylDef是选项WorldZone,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.5 知识拓展,5.5.2 WZEnable：激活临时区域检测指令,WZEnable指令是选项WorldZones附带的应用指令，用以激活临时区域检测。

33、指令示例如下：,VAR wztemporary wzone;PROC WZLimSupTemp, wzone, volume; MoveL p pick, v500, z40, tool1; WZDisable wzone; MoveL p place, v200, z30, tool1; WZEnable wzone; MoveL p home, v200, z30, tool1;ENDPROC注意：只有临时区域检测才能使用WZEnable指令激活，关于区域检测分类参考5.3.5节。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业

34、机器人典型应用 压铸,任务5.5 知识拓展,5.5.3 WZDisable：激活临时区域检测指令,WZDisable指令是选项WorldZones附带的应用指令，用以使临时区域检测失效。指令示例如下：,VAR wztemporary wzone;PROC WZLimSupTemp, wzone, volume; MoveL p pick, v500, z40, tool1; WZDisable wzone; MoveL p place, v200, z30, tool1;ENDPROC注意：只有临时区域才能使用WZEnable指令激活。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,December 14, 2022,第五章 工业机器人典型应用 压铸,任务5.6 思考与练习, 使用现场总线进行压铸取件I/O通信的好处。 请列出压铸取件常用指令，并进行说明。 请写出设定机器人与压铸机互锁区域的详细步骤。 请说明SoftAct的功能。 列出压铸取件程序的大体结构。,September 27, 2022第五章 工业机器人典型,