工业机器人去毛刺工作站应用

1、1.1 工业机器人去毛刺工作站应用1.1.1 任务目标通过手动示教，完成去毛刺工件的加工。在离线编程软件RpbotArt中进行编程，并生成机器人加工代码，将机器人代码导入到机器人中，完成去毛刺加工。1.1.2 任务描述如图61所示为需要进行去毛刺加工的样件，我们将按照如图62所示的去毛刺加工的轨迹路线完成样件的去毛刺加工。红色和黄色标注的区域为需要去毛刺加工的区域，其中黄线表示直线路径，红线表示圆弧路径。样件（发动机缸盖）的去毛刺加工路径起始点为p10，路径依次为p20、p30、p40、p50、p60、p70、p80、p90、p100、p110、p120。图Error! No text of

2、specified style in document.1去毛刺加工的样件图Error! No text of specified style in document.2去毛刺加工的轨迹路线1.1.3 知识储备了解工业机器人的基础操作知识，包括机器人正确开启、示教器正确使用、机器人手动操纵、机器人程序数据创建、机器人常用RAPID程序指令等；了解去毛刺加工工艺知识；掌握RobotArt离线编程仿真软件的基本操作。1.1.4 任务实施1.1.4.1 示教目标点1）确认空压机电源和机器人控制柜电源处于开启状态。2）当示教器启动后，首先将机器人切换至手动模式，按照新建RAPID程序的操作步骤，进入主

3、程序编辑界面，如图63所示。图Error! No text of specified style in document.3主程序编辑界面3）将机器人TCP点通过示教器手动调节到机械原点位置，然后将机器人运动模式切换为线性运动，操纵示教器摇杆，使机器人工具靠近并接触工件的“p10”点，如图64所示。图Error! No text of specified style in document.4操作机器人接触工件“p10”点4）如图65所示，单击“添加指令”，然后单击添加“MoveL”指令。图Error! No text of specified style in document.5添加“Mo

4、veL”指令5）如图66所示，单击“p10”，然后再单击“修改位置”保存当前位置；图Error! No text of specified style in document.6修改“p10”位置6）在初始点“p10”之前，程序中需要设置一个安全位置点，一般将其设置在初始点的上方。在程序中新添加一条“MoveJ”指令，并置于在上一步骤添加的指令上方，如图67所示。图Error! No text of specified style in document.7设置安全位置点7）在程序编辑窗口中，双击“MoveJ”指令中的“*”，并选择“功能”选项，单击“Offs”，如图68所示。图Error!

5、No text of specified style in document.8修改目标点位置数据8）括号中有四个参数“<EXP>”，如图69所示。图Error! No text of specified style in document.9四个参数设置9）单击第一个“<EXP>”，然后选择“p10”，如图610所示。图Error! No text of specified style in document.10第一个参数设置10）选中第二个“<EXP>”，单击“编辑”，然后单击“仅限选定内容”进入下一步，如图611所示。图Error! No text

6、of specified style in document.11第二个参数设置11）设定第二个参数数值为“0”，如图612所示，然后单击“确定”返回。图Error! No text of specified style in document.12设定第二参数值12）按上述设置方法，依次将后两个“<EXP>”设置为“0”和“150”，其中，数值150表示安全位置点位于初始点“p10”的正上方150mm高度。参数设置完成后界面如图613所示。图Error! No text of specified style in document.13参数设置完成13）在线性运动模式下，使用示教

7、器将机器人TCP点移动到“p20”点，如图614所示。图Error! No text of specified style in document.14示教机器人移动到“p20”点14）添加“MoveL”指令，单击“p20”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图615所示。图Error! No text of specified style in document.15添加“MoveL”指令15）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p30”点，如图616所示。图Error! No text of specified style in document.16示教机器人移动到“

8、p30”点16）添加“MoveC”指令，单击“p30”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图617所示。图Error! No text of specified style in document.17添加“MoveC”指令17）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p40”点，如图618所示。图Error! No text of specified style in document.18示教机器人移动到“p40“点18）单击“p40”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图619所示。图Error! No text of specified style in docum

9、ent.19保存圆弧第三个点的位置19）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p50”点，如图620所示。图Error! No text of specified style in document.20示教机器人移动到“p50”点20）添加“MoveL”指令，单击“p50”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图621所示。图Error! No text of specified style in document.21添加“MoveL“指令21）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p60”点，如图622所示。图Error! No text of specif

10、ied style in document.22示教机器人移动到“p60”点22）添加“MoveC”指令，单击“p60”,然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图623所示。图Error! No text of specified style in document.23添加“MoveC”指令23）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p70”点，如图624所示。图Error! No text of specified style in document.24示教机器人移动到“p70”点24）单击“p70”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图625所示。图Error! No

11、 text of specified style in document.25保存“p70”点位置25）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p80”点，如图626所示。图Error! No text of specified style in document.26示教机器人移动到“p80”点26）添加“MoveL”指令，单击“p80”,然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图627所示。图Error! No text of specified style in document.27添加“MoveL”指令27）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p90”点，如

12、图628所示。图Error! No text of specified style in document.28示教机器人移动到“p90”点28）添加“MoveC”指令，单击“p90”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图629所示。图Error! No text of specified style in document.29添加“MoveC”指令29）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p100”点，如图630所示。图Error! No text of specified style in document.30示教机器人移动到“p100”点30）单击“p100”，然

13、后再单击“修改位置”保存当前位置，如图631所示。图Error! No text of specified style in document.31保存“p100”点位置31）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点移动到“p110”点，如图632所示。图Error! No text of specified style in document.32示教机器人移动到“p110”点32）添加“MoveL”指令，单击“p110”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图633所示。图Error! No text of specified style in document.33添加“MoveL

14、”指令33）在线性运动模式下，使用示教器将机器人TCP点到“p120”点，如图634所示。图Error! No text of specified style in document.34示教机器人移动到“p120”点34）添加指令“MoveC”，单击“p120”，然后再单击“修改位置”保存当前位置，如图635所示。图Error! No text of specified style in document.35添加“MoveC”指令35）根据去毛刺轨迹路线可知，上一步骤的圆弧路径的终点和初始点“p10”是同一点，因此将程序中的“p130”改为“p10”，如图636所示。图Error! No

15、text of specified style in document.36终点改为初始点36）在示教完最后一个点后，同样需要为机器人设置一个安全位置点（一般安全位置点位于最后一点的正上方）。如图637所示，添加一条“MoveJ”指令，本案例中轨迹路线末端的安全位置点与“p10点”一致。图Error! No text of specified style in document.37设置安全位置点1.1.4.2 示教程序修改在示教程序中需要添加I/O控制指令来控制除尘器等设备的工作状态。本工作站外部设备开启顺序如下：1) 开启径向浮动工具；2) 供气；3) 开启除尘器；4) 给气缸供气；5)

16、夹具夹紧。对应的I/O控制指令依次为【Set do1】、【Set do2】、【Set do3】、【Set do4】、【Set do5】。当程序所有运动指令运行结束时，需要按顺序关闭外部设备，关闭设备的I/O控制指令依次为【Reset do5】、【Reset do4】、【Reset do3】、【Reset do2】、【Reset do1】。因为夹具夹紧和松开工件的动作需要一段时间才能完成，因此在执行运动程序之前（即【Set do5】后）以及结束程序之后（即【Reset do1】后），应添加时间等待的指令（如：【WaitTime 3】指令）。添加指令后程序如图638和图639所示。此外，为安全起见

17、，需要将程序中所有默认速度参数“V1000”改为“V100”，“Z50”改为“fine”。图Error! No text of specified style in document.38添加外部设备开启控制指令图Error! No text of specified style in document.39添加关闭设备的控制指令1.1.4.3 示教程序调试调试程序是示教编程完成后必须进行的步骤，通过调试程序可以更为直观地找出示教程序中出现的失误（如：工具距离工件加工区域较远等）。示教程序调试步骤如下：1）示教程序编写完成后，单击程序编辑器的“调试”，单击“PP移至Main”，程序左侧的箭头指

18、针即可切换到程序的第一行，如图640所示。图Error! No text of specified style in document.40调试程序2）打开示教器调节速度一栏，将速度调节为15%或更低，如图641所示。图Error! No text of specified style in document.41调节速度3）使用示教器单步运行程序来检查机器人的运动轨迹，当轨迹确认无误后，则可以将机器人从手动模式切换到自动模式来运行程序。1.1.4.4 离线编程及调试1）打开RobotArt软件，新建设计环境，如图642所示。图Error! No text of specified style

19、 in document.42新建设计环境2）进入如图643所示的界面。图Error! No text of specified style in document.43离线编程软件界面3）单击菜单栏中“选择机器人”，在弹出“机器人设置”图框中，选中“ABB-IRB1410”，然后单击“插入模型”，如图644所示。图Error! No text of specified style in document.44选择机器人4）插入ABB-IRB1410机器人模型后，设计窗口如图645所示。图Error! No text of specified style in document.45插入机器人

20、5）单击菜单栏中“导入底座”，在弹出对话框中选中底座文件“SeatCylinder.ics”，然后单击“打开”按钮，如图646所示。图Error! No text of specified style in document.46打开底座文件6）导入底座模型后，设计窗口如图647所示。图Error! No text of specified style in document.47导入底座模型7）单击菜单栏中“导入工具”，在弹出对话框中选中去毛刺需要用的工具“径向浮动打磨头”，然后单击“打开”，如图648所示，这里所用的工具模型是软件中自带的，附着点已经被设置好，可以直接导入，关于附着点的设置

21、方法在前面介绍焊接时已经讲解过了，这里就不过多介绍了。图Error! No text of specified style in document.48打开工具文件8）导入工具模型后，设计窗口如图649所示。图Error! No text of specified style in document.49导入工具模型9）单击菜单栏中“导入零件”，在弹出对话框中选中工件文件“part3.ics”，然后单击“打开”，如图650所示。图Error! No text of specified style in document.50打开零件模型文件10）导入零件模型，如图651所示。图Error! N

22、o text of specified style in document.51导入零件模型11）选中导入的零件，按F10，弹出三维球，使用软件三维球功能将工件移动合适位置，如图652所示。图Error! No text of specified style in document.52使用三维球移动工件12）为了使离线编程软件中工件模型位置与实际位置保持一致，需要进行工件校准。如图653所示，点击菜单栏一行“工件校准”图标。图Error! No text of specified style in document.53点击工件校准13）在弹出的工件校准界面中“设计环境”一栏里，点击“指定”

23、，然后依次在工件模型上选取三个不在同一直线上的点，每个点的坐标会自动识别并填充到指定位置，如图654所示。图Error! No text of specified style in document.54指定工件上点位置14）然后在实际中手动操作机器人，将工具末端按照工件模型选取三点的位置顺序分别对准到实际工件的位置，并分别记录下每个点的坐标值，然后在软件“真实环境”一栏，手动填入这些坐标值，如图655所示。图Error! No text of specified style in document.55真实环境坐标值15）点击“原位置预览”，在界面单击一下，会看到原位置的坐标系，再点击“目标

24、位置预览”，在界面单击一下，我们可以看到工件将要移动到的位置，最后点击“对齐”按钮，在界面单击一下，工件模型会自动校准到准确位置，如图656所示。图Error! No text of specified style in document.56工件模型移动到准确位置16）然后进行设置TCP，这是为了校准工具和机器人的位置，有的工具模型可能尺寸和真实有偏差，也是为了减小这个偏差，在机器人加工管理一栏，鼠标右键单击“工具”，选择“TCP设置”，如图657所示。图Error! No text of specified style in document.57设置TCP17）在弹出的设置TCP界面中将

25、示教测定的实际工具设定的TCP值及q1q4值数据依次填入，然后点击“确定”，如图658所示。图Error! No text of specified style in document.58输入实际值18）下面进行轨迹的设计，单击菜单栏中“生成轨迹”，在弹出的左侧图框中单击下拉箭头，如图659所示。图Error! No text of specified style in document.59单击生成轨迹19）在生成轨迹类型有七个选项：沿着一个面的一条边、一个面的外环、一个面的一个环。曲线特征、单条边、点云打孔和打孔，本案例选择“一个面的外环”，如图660所示。图Error! No text

26、 of specified style in document.60选择生成类型20）在左侧的拾取元素框中，要拾取加工轨迹所在的面，然后单击左上角绿色对号，完成生成轨迹设置，如图661所示。图Error! No text of specified style in document.61拾取面元素确定生成轨迹21）如图662所示，为生成的轨迹图，图中每个数字代表一个轨迹点。图Error! No text of specified style in document.62生成的轨迹点22）轨迹生成之后，会发现轨迹点有一些绿点，黄点或者红点。绿点代表正常的点，黄点代表机器人的关节限位，红点代表不可

27、到达的点。本次我们的轨迹有一些黄色点，需要进行轨迹点姿态的调整，鼠标右键单击“加工轨迹”，选择“选项”，如图663所示。图Error! No text of specified style in document.63右键单击加工轨迹23）在弹出的选项界面中点的方向一栏，选择“Z轴旋转固定”，使机器人在运动旋转时Z轴固定，如图664所示。图Error! No text of specified style in document.64 Z轴旋转固定24）勾选“Z轴旋转固定”后，如图665所示，轨迹点全部变成绿色，这时就不用进行轨迹点的下一步调整了，如果还是有黄色的轨迹点，右键单击加工轨迹，选择

28、“轨迹优化”，来调整轨迹点的姿态。（注：详细步骤可以参考焊接工作站离线编程应用中的介绍）图Error! No text of specified style in document.65调整后轨迹点25）轨迹调整后，为了方便工件的拆卸和安全性，需要机器人在执行轨迹开始前和结束时添入刀点、出刀点和安全点。在加工轨迹上右键单击，在弹出选项选中“生成入刀点”，如图666所示。图Error! No text of specified style in document.66生成入刀点26）在弹出的入刀点对话框中，输入偏移量，以50为例，如图667所示。图Error! No text of specif

29、ied style in document.67入刀点偏移量27）如图668所示，在加工轨迹的起始和结尾添加了入刀点和出刀点。图Error! No text of specified style in document.68轨迹生成入刀和出刀点28）然后添加安全HOME点，使焊接过程更加安全，避免工具发生碰撞，单击控制界面的“回零点”按钮，使机器人回到零点，如图669所示，然后右键单击工具，选择“插入POS点”，如图670所示。图Error! No text of specified style in document.69回零点图Error! No text of specified sty

30、le in document.70插入POS点29）在加工轨迹的下面出现过渡点，右键单击过渡点，选择“编辑点”，在点的位置弹出三维球，利用三维球的功能，将过渡点移动到合适位置，如图671所示。图Error! No text of specified style in document.71编辑过渡点位置30）插入过渡点后，将过渡点重新命名为“HOME”点，如图672所示，右键单击过渡点，选择“重命名”。图Error! No text of specified style in document.72过渡点重命名31）在弹出的名称对话框中输入HOME，点击“ok”，如图673所示。图Error! No text of specified style in document.73命名HOME32）接下来移动HOME点的位置，左键单击HOME点，不要松开，将点拖到轨迹最上面，如图674所示。图Error! No text of specified style in docu