FANUC工业机器人离线编程与仿真-4.3.7+第三章、动力设备的添加与使用49

项目三仿真动力设备的构建与使用项目目标：（1）、掌握软件中仿真动力驱动的属性参数及设备使用方法；（2）、掌握使用这些动力设备搭建机器人工作站的方法；（3）、掌握与动力设备相关设备的使用方法；（4）、熟悉组（Group）的使用方法。知识技能点：（1）、会软件环境中Machine、Link等的使用技术；（2）、会电机附加轴的添加与使用操作；（3）、会变位机的添加与使用；（4）、会组（Group）的创建与使用技术。工作任务：（1）、子项目一：使用Machine、Link和Part，创建模拟物品在传输带上传送工作流程的案例；（2）、子项目二：使用Robot、Machine、Link和Part，创建物料运输与机器人抓取放置的案例；（3）、子项目三：使用附加轴，创建一个模拟滑块在导轨上左右往复运动的仿真案例；（4）、子项目四：使用Robot、附加轴等，创建一个带有导轨的机器人搬运工作站案例；（5）、子项目五：创建一个包含变位机的机器人焊接案例。

3.1任务实施3.1.1子项目一的实施任务描述：创建模拟物品在传输带上传送工作流程，使黄色的物料盘（Link）载着绿色的物品（Part）沿着传输带（Machine）向前运行500mm后，再折返到原处。一、添加MachineMachine与Link相结合，就能够构造出一些动力设备。二者之间的关系是：如果Machine是机器，那么其中的动力就可以用Link来设置，故Link是机器与驱动器（如电机设备）之间的关联（或者连接）部分，Link也可以具有自身的外现实体，如传输带上的料框等。创建一个仿真环境如图3.1所示：图3.1机器人仿真编辑环境Machine的添加步骤如下：（1）、在图3.1所示的树形窗口中，选中Machines。然后点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择：AddMachine→CADFile，添加一个Machine，操作过程如图3.2所示：图3.2:添加Machine（2）、完成上述操作之后，就弹出了如图3.3所示的Machine选择窗口：图3.3:添加Machine实体图形选择窗本例中选择图库Fixtures\conveyer中的Conveyer_1500.CSB，点击“打开”按钮，弹出图3.4所示的Machine属性设置窗口，可以输入参数。在该图所示的General标签下，窗口中主要有Name（名称）、CADFile（选择的文件路径名）、Color（颜色）、Location（坐标值设置）、Scale（缩放比例）等参数的设置。图3.4:Machine属性设置窗口这里改变Color为深青色，调整其位置，其它设置为默认值，点击OK按钮，就完成了Machine的添加，默认名为Machine1。二、添加Link添加Link的步骤如下：（1）、如图3.5所示，在树形窗口中选中Machine1，然后点击鼠标右键，从弹出的菜单中选择：AddLink→Box图3.5:添加Link操作完毕之后，就弹出图3.6所示的Link属性窗口，默认名称为Link1。图3.6:Link及其属性设置窗口（2）、在属性窗的LinkCAD标签中，改变Link1的大小及坐标如图3.7所示：图3.7:Machine1中Link1的设置与效果图3.8:Part属性设置窗口（3）、在该环境中添加一个Part，选用Box，其属性设置窗口如图3.8；（4）、然后双击Link1（在环境中双击图形或者双击树形窗口中的Link1菜单），弹出图3.9所示的Link1属性设置窗口；（5）、在图3.9所示的窗口中，在EditAxiasOrigin前的复选框中打√，开始编辑Link1的位置坐标，拖动电机沿X、Y、Z移动，改变其位置坐标，使其移动到合适位置；然后，去掉CoupleLinkCAD选项（即：把对应复选框中的√去掉），去除Link1与Machine1的耦联关系；再改变P的坐标值为90（即：沿着Y轴旋转90度），把Link1所关联的电机运动轴Z轴方向与Machine1的放置走向一致（即：与传输运动方向一致），其设置后的参数如图3.10所示：图3.9:Link1的属性设置窗口图3.10:Link1的General属性设置窗口（6）、选择该窗口上的General标签，按照图3.11所示设置该窗口属性，这样，Part1就出现在Link1上了，其设置效果参看图3.11的Part（绿色立方体），最后点击OK，就完成了Link的添加操作。图3.11:Link1的Parts属性设置窗口三、添加I/O运动控制信号本例所选的的运动控制信号是控制Link运动的I/O端口信号，即：通过设置端口的高（ON）、低（OFF）电平，来控制Link沿着电机Z轴方向的前后运动。设置步骤如下：（1）、双击Link（通过双击图3.11中的Link黄色部位或者树窗口中的Link1），打开Link1的属性窗口，选择该窗口中的Motion标签如图3.12所示，在该窗口下进行运动I/O控制端口的设置；图3.12:Link1的Motion属性设置窗口图3.12中，运动控制类型（即：MotionControlType），选用设备的IO端口控制（即：DeviceI/OControlled）；轴类型（即：AxisType）选择直线（即：Linear），速度（即：Speed）填入200mm/sec；机器人控制器的IO分配及其控制如下：①、DO[1]为ON时，驱动电机正传，开始带动Link1向500mm处运动；②、DO[1]为OFF时，驱动电机反传，开始带动Link1向0mm处运动；以上两步设置完毕之后，点击Apply按钮，然后再点击Test按钮，可以查看Link1与Part1的运行状态；③、DI[1]为ON时，说明Link1已经运动到500mm处；④、DI[2]为ON时，说明Link1已经运动到0mm处；上述操作之后，就完成了IO信号的输出控制与输入反馈设置。（2）、利用上述信号，编写机器人程序，就可以控制Link1的正反运行了。这里介绍另外一种创建程序的方法，如图3.13所示：点击主菜单Teach→AddSimulationProgram。然后弹出图3.14所示的窗口，输入文件名Test2，点击OK，就进入到图3.15所示的程序编辑窗口。输入图3.15所示的程序，其具体含义为：DO[1]=ON ；开始驱动Link1向500mm处移动，速度是200mm/sec；WAITDI[1]=ON ；等待Link1到达500mm处；DO[1]=OFF ；开始驱动Link1向0mm处移动，速度是200mm/sec；WAITDI[2]=ON ；等待Link1到达500mm处。图3.13:创建仿真程序图3.14:输入程序名图3.15:输入控制程序（3）、上述程序输入之后，点击运行按钮，就可以看到黄色的Link1绿色载着绿色的Part1沿着传输带向前运行500mm后，再折返到原处。3.1.2子项目二的实施任务描述：物料盘加载物料通过传输带从0mm位置转运到500mm位置，然后等待机器人抓取，机器人抓取之后，物料盘返回0mm处加载另一个物料，同时机器人把抓取的物料放置到一个物料筐内。编制程序，使该动作循环执行。具体步骤如下：（1）、Workcell设置按照默认值，创建一个机器人工作站；（2）、参照第3.1.1节，添加一个Part（物料）、一个Machine（传输带）、一个Link（物料盘），并参照图3.12设置Link的IO的输出参数DO[1]、DO[2]和输入信号DI[1]、DI[2]，完成相应设备的参数设置；（3）、添加一个Fixture（物料筐），其选型与参数设置分别如图3.16、图3.17所示：图3.16:物料筐的选择图3.17:物料筐Part设置（4）、添加一个机器人抓手，其选型如图3.18所示：图3.18:机器人抓手选型分别对抓手属性中的General、UTOOL、Parts进行设置。其中，在General中，抓手沿着X轴旋转180度，即：W为-180，并调整Z方向的坐标值，设置之后如图3.19（a）所示；在UTOOL中，调整Z的数值如图3.19（b）；在Parts中的设置如图3.19（c）所示；（a）（b）（c）图3.19：机器人抓手设置上述设置完毕之后，最终的场景布置如图3.20所示：图3.20：项目的场景布置（5）、仿真设置对Link1和Fixture1属性中的Simulation进行设置，分别为图3.21和图3.22。其中，Link1设置为：Allowparttobepicked，创建延时CreateDelay设置为2秒；Fixture1设置为：Allowparttobeplaced，销毁延时DestroyDelay设置为5秒。图3.21：Link1的Simulation设置图3.22：Fixture1的Simulation设置（6）、示教编程通过示教TP，共使用5个示教点：初始点P[1]、抓取准备点P[2]与P[4]（两点坐标值相同）、抓取点P[3]、放置准备点P[5]和P[7]（两点坐标值相同）、和放置点P[6]，在环境空间中的位置如图3.23所示：P6点P5、P7点P6点P5、P7点P3点P2、P4点P1点图3.23：TP示教设置编制程序如图3.24所示：图3.24：程序清单及示教点位置程序的解释如下：LBL[1]JP[1]100%FINE ；机器人回到初始位DO[1]=ON ；DO[1]得电，传输带上的物料开始以200mm/sec ；的速度沿传输带移动到500mm处JP[2]100%FINE ；同时，让机器人抓手移到抓取准备位置WAITDI[1]=ON ；等待物料到达500mm出LP[3]2000MM/SECFINE ；到达后，移动机器人抓手到达抓取位Pickup(‘Part1’)From(‘Machine1:Link1’)With(‘GP:1-UT:1(Eoat1)’) ；机器人抓取传输带上的物料LP[4]2000mm/secFINE ；直线运行到其上方的抓取准备位JP[5]100%FINE ；机器人抓手移动到放置准备位DO[1]=OFF ；DO[1]失电，传输带上的物料开始以200mm/sec ；的速度沿传输带移动到0mm处LP[6]2000mm/secFINE ；机器人抓手移动到放置位Drop(‘Part1’)From(‘GP:1-UT:1(Eoat1)’)ON(‘Fixture1’) ；把物料放置在料框内LP[7]2000mm/secFINE ；回到放置准备位JMPLBL[1] ；循环执行（7）、点击运行即可。3.1.3子项目三的实施任务描述：使用附加轴，创建一个模拟滑块在导轨上左右运动的项目，并编制程序，使该动作循环执行。实施步骤如下：一、添加附加轴附加轴是指除了机器人本体之外，附加的其它动力轴。它可以单独存在，作为Machine的动力，也可以是一个机器人的行走轴等。这里，以一个单一的滑动轴为例，介绍附加轴的添加方法。（1）、创建一个工程，在采用默认的设置走到图3.25所示的第６步，选择H895IndependentAxes，然后点击Next，直到Finish；图3.25：选择附加轴（2）、点击Finish之后，仿真软件开始进行配置，在图3.26所示的画面中，输入2，表示AddAxis，即：添加附加轴，然后，敲击电脑键盘上的Enter键确认，随后就出现图3.27的画面；图3.26：添加附加轴（a）图3.27：添加附加轴（b）（3）、在图3.27中，输入2，代表EnhancedMethod，即：马达种类选择，然后敲击键盘Enter键确认，进入图3.38画面，马达尺寸选择；图3.28：添加附加轴（c）图3.29：添加附加轴（d）（4）、输入60，确认之后，出现图3.29画面选择电机电流，输入1，确认之后，图3.30画面，开始选择附加轴的类型，这里输入1，即：直线运动型。图3.30：添加附加轴（e）图3.31：添加附加轴（f）（5）、确认之后，出现图3.31画面，输入齿轮比（GearRatio）120之后，确认，进入图3.32画面。图3.32：添加附加轴（g）图3.33：添加附加轴（h）（6）、选择是否更改建议速度（SuggestSpeed=10000.00mm/s），这里输入2，即：不更改，确认，进入图3.33画面。然后，输入1，代表设置附加轴电机标识，确认后，进入图3.34画面。图3.34：添加附加轴（i）图3.35：添加附加轴（j）（7）、输入附加轴运行范围上限6000mm，确认，进入图3.35画面。输入下限0mm，确认后进入图3.36画面。图3.36：添加附加轴（k）图3.37：添加附加轴（l）（8）、这里输入0，确认后进入图3.37画面，两个加速时间均采用默认值，都输入2，确认后，进入图3.38画面，输入2，即采用默认减速时间。图3.38：添加附加轴（m）图3.39：添加附加轴（n）（9）、确认后，进入图3.39画面，输入负载比率3，确认，进入图3.40画面。图3.40：添加附加轴（o）图3.41：添加附加轴（p）（10）、输入放大器编码，这里为1，确认后，进入图3.41画面。选择放大器类型，这里输入1，回车确认，进入图3.42画面。图3.42：添加附加轴（q）图3.43：添加附加轴（r）（11）、输入抱闸编号，这里输入1，回车确认，进入图3.43画面。输入2，是否伺服断电禁止？确认后，进入图3.44画面。图3.44：添加附加轴（t）（12）、输入4，回车，选择退出后，经过一段配置时间，就进入了图3.45所示的仿真环境。图3.45：仿真环境图3.46：添加Machine1二、在仿真环境中添加Machine和Link（1）、如图3.46所示，添加Machine1，尺寸为X:6000mm、Y:500mm、Z:200mm，坐标Z方向为200mm；图3.47：添加Link1（a）（2）、然后，如图3.47所示，在Machine1下添加Link1，Link1的属性参数设置如图3.48-3.49所示：图3.48：Link1属性设置（a）图3.49：Link1属性设置（b）（3）、在Link1的General标签下，对Link1的电机进行设置：首先，去掉与LinkCAD的耦合，即：把CoupleLinkCAD前面的√去掉，调整电机的位置，沿着Ｙ轴坐标的翻转-90度，使Z轴与Machine1的走向一致，如图3.50所示：图3.50：Link1电机Z轴与Machine1走向一致（4）、参数具体设置如图3.51所示：（5）、最后，再对附加轴进行运动设置，具体如图3.52所示，即：驱动选择附加轴（IndependentAxes）的关节1（Joint1）。图3.51：Link1属性设置（c）图3.52：Link1属性设置（d）三、附加轴的示教编程与仿真运行当上述创建完毕之后，就可以使用示教单元对J1轴进行示教编程，从而实现通过程序对附加轴进行控制运行。P2点P1P2点P1点图3.53：附加轴的示教点如图3.53所示，示教P1和P2点，使Link1（绿色方块）沿着Machine1（黄色导轨）在P1点和P2点之间往复运动，那么程序可以编制如图3.54所示：图3.54：运动程序程序编制完毕之后，运行该程序，就可以看到Link1在P1与P2点之间往复运动。3.1.4子项目四任务描述：建立一个有导轨的机器人，从一个物料台上抓取物料，放置到另一个物料筐内。编制程序，使该动作循环执行。具体实施步骤如下：一、创建一个工作站，采用默认设置，如图3.55所示，在Step8添加附加轴软件组件：ExtendedAxisControl（J518）；图3.55：添加扩展轴运动控制程序二、参数设置（1）、在新建的仿真环境中，选择RobotRestartControllerControlledStart，机器人准备重启，并弹出TP窗口；图3.56：以ControlledStart方式重新启动（2）、如图3.57所示，在弹出的TP中，点击按钮Menu，选择9.MAINTENANCE；图3.57：附加轴的TP设置操作（1）（3）、选择Maintence之后，弹出图3.58所示选择窗口，移动光标至ExtendedAxisControl，按F4MANUAL，弹出图3.59所示的窗口；图3.58：附加轴的TP设置操作（2）图3.59：附加轴的TP设置操作（3）（4）、输入1.Group1，按Enter，进入到图5.60所示的窗口；输入7，即：此行走轴作为默认值Group1的第7轴，按Enter，进入图3.61窗口；图3.60：附加轴的TP设置操作（4）图3.61：附加轴的TP设置操作（5）（5）、在图3.61窗口中，输入2添加一个扩展轴，按回车键，进入图3.62所示的窗口；然后，输入1，即：添加1根扩展轴，敲Enter键，进入图3.63窗口；图3.62：附加轴的TP设置操作（6）图3.63：附加轴的TP设置操作（7）（6）、这个窗口用于选择电机马达，输入2，敲Enter键，进入图3.64窗口，选择马达种类，键入60，回车，进入图3.65窗口，输入1，回车，进入图3.66窗口；图3.64：附加轴的TP设置操作（8）图3.65：附加轴的TP设置操作（9）（7）、在图3.66窗口中，输入1，选择使用直线轴，回车确认，进入图3.67窗口，再输入2，选择附加轴的方向为机器人的X坐标轴；图3.66：附加轴的TP设置操作（10）图3.67：附加轴的TP设置操作（11）（8）、回车确认，进入到图3.68所示窗口，输入齿轮变速比120，回车进入图3.69窗口；在该窗口中，依次输入1和5000，改变默认的附加轴最大速度为5000mm/s，回车确认；图3.68：附加轴的TP设置操作（12）图3.69：附加轴的TP设置操作（13）（9）、回车后，进入图3.70窗口，输入1进入图3.71窗口；图3.70：附加轴的TP设置操作（14）图3.71：附加轴的TP设置操作（15）（10）、输入最高行程限制6000mm，回车进入图3.72窗口，输入最低行程0mm，回车进入图3.73窗口；图3.72：附加轴的TP设置操作（16）图3.73：附加轴的TP设置操作（17）（11）、在图3.73窗口中，输入零点位置为0mm，回车进入图3.74窗口；图3.74：附加轴的TP设置操作（18）图3.75：附加轴的TP设置操作（19）（12）、在图3.74中，两次分别输入2，使用默认的加速时间，回车进入图3.75窗口；再输入2回车，采用默认的最小加速时间，进入图3.76窗口；图3.76：附加轴的TP设置操作（20）图3.77：附加轴的TP设置操作（21）（13）、在图3.76中输入马达负载率3，回车进入图3.77，输入放大器编号2，然后回车确认，进入到图3.78窗口；图3.78：附加轴的TP设置操作（22）图3.79：附加轴的TP设置操作（23）（14）、输入2，选择放大器类型，回车进入图3.79窗口；输入2，设置抱闸号，回车确认，进入到图3.80窗口；图3.79：附加轴的TP设置操作（24）图3.80：附加轴的TP设置操作（25）（15）、图3.79中，伺服断开是否有效，一般选择1.Enable，回车进入图3.80；输入伺服断开时间10秒，回车确认，进入图3.81窗口；图3.81：附加轴的TP设置操作（26）图3.82：附加轴的TP设置操作（27）（16）、图3.81中输入4，回车进入图3.82，再输入0退出，进入到图3.83窗口；点击该按钮点击该按钮图3.83：附加轴的TP设置操作（28）在图3.83中，点击按钮“Fctn”，进入图3.84画面：图3.84：附加轴的TP设置操作（29）在图3.84中，选择1，回车确认，系统开始重启动（冷启动）过程；启动之后，系统就进入了图3.85所示的仿真编程环境。图3.85：仿真编程环境三、创建仿真环境种的附加轴实体（1）、在图3.85所示的环境中，点击主菜单：Tools→RailUnitCreatorMenu，出现图3.86所示窗口：图3.86：机器人行走轨道轴物理参数设置（2）、选择类型Type、电缆对齐方式Cable为默认值，改变长度Length为6.5m，点击“Exec”键，执行后，就在仿真环境中为机器人增加了一个行走轴，如图3.87所示：图3.87：添加机器人行走轨道轴三、环境布景为该仿真环境添加一个Part1（代表物料）、两个Fixture（其中，Fixture1是物料台，Fixture2是物料筐）、一个机器人抓手，它们的设置均与项目三相同，其添加操作参看项目二。添加完毕之后，环境的布景效果如图3.88所示：图3.88：环境的布景效果四、示教编程（1）、打开示教单元TP，使用JOINT坐标系，移动J5轴使抓手垂直向下，确定第一个示教点P1；（2）、点击主菜单：Teach→Addsimulationprogram，输入程序名后进入编辑窗，输入第一条指令LBL[1]，然后再输入P1点的运动指令如图3.89所示；P1点P1点图3.89：程序编辑（1）（3）、改变示教单元的坐标系为World坐标系，让抓手沿着负Z轴方向垂直下移到物料表面P2点，编辑第二条运动指令；然后，编辑抓取指令Pickup，两条指令编辑效果如图3.90：图3.90：程序编辑（2）（4）、抓取之后，机器人垂直回到P1点坐标处，另命名为P3点（即：P1与P3点的坐标值完全相同）；图3.91：程序编辑（3）（5）、然后，如图3.92所示，点击TP的“Fctn”按钮，选择4TOGGLESUBGROUP，让示教单元控制附加轴运动；图3.92：程序编辑（4）更换示教坐标为JOINT坐标系后，使用TP示教J1轴，使机器人沿着导轨走到图3.93所示的物料筐侧：图3.93：程序编辑（5）（6）、然后，重新点击“Fctn”，选择4TOGGLESUBGROUP，让示教单元重新控制机器人本体；使用TP示教图3.94所示的P4点；P4点P4点图3.94：程序编辑（6）（7）、更换TP坐标系为World，使用TP让抓手沿着负Z方向垂直下行到物料筐内物料的表面，完成点P5的示教，并在程序中编辑该条运动指令；然后，再使用Drop指令，把物料放置到物料筐中，具体指令如图3.95所示：图3.95：程序编辑（7）（8）、通过示教，让机器人抓手回到P4点，另命名为P5点（即：P4与P5点的坐标值完全相同），并在Drop指令后添加P4点的运动指令，从而完成机器人的一轮抓取、放置活动；最后，在程序的末尾添加JMPLBL[1]指令，让抓、放动作循环执行。最终的程序代码及示教点位置如图3.96所示：P1、P3点P2P1、P3点P2点P5点P4、P6点图3.96：程序编辑（8）（9）、以上编辑完毕，就可以仿真运行了。3.1.5子项目五任务描述：创建一个如图3.97所示包含变位机的机器人焊接工作站。图3.97：焊接机器人工作站实施步骤如下：一、创建一个机器人焊接工作站（1）、如图3.98所示，在第一步，选择WeldPRO；图3.98：创建工作站（1）（2）、如图3.99所示，在第7步，添加2轴运动的变位机，作为运动附加组2，即：Group2，选择：H8712-AxesServoPositioner，并在窗口下方选入第2组；图3.99：创建工作站（2）（3）、其它设置采用默认值，直到Finish；就开始了系统配置进程，如图3.100所示，在各个配置窗口中。按照次序，依次输入步骤（a）-（h）的各个参数：（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）图3.100：弧焊工作站参数设置（4）、上述步骤完成之后，系统就生成了图3.101所示的仿真环境。图3.101：生成仿真环境移动变位机，改变其坐标如图3.102所示。图3.102：生成仿真环境三、使用Modeler工具创建一个待焊接工件（1）、点击Roboguide主菜单：Tools→Modeler，启动如图3.103所示Modeler工具软件；点击该工具软件主菜单File→New，选择一个存放的文件夹后，进入到图3.104所示画面：图3.103：Modeler软件窗口图3.104：Modeler的新建（New）窗口（2）、在图3.104中，点击菜单Component→AddPrimitive→Cylinder后，弹出圆柱体（Cylinder）的属性设置窗口，如图3.105所示设置Cylinder的属性；然后，按照同样操作，添加Box，其属性设置如图3.106所示：图3.105：Cylinder属性设置图3.106：Box属性设置（3）、上述操作完成之后，然后点击工具条上的按钮，显示ModelBrowse树形窗口；然后点击菜单：View→AllComponents，显示出所有图形组件；如图3.107所示：图3.107：创建图库的窗口如图3.107，双击ModelBrowser树形窗口中的Cylinder1，弹出图3.108所示的窗口，点击该窗口种的“Children”标签，如图3.109进行图形组合；图3.108：图组件粘合窗口（1）图3.109：图组件粘合窗口（2）选中图3.109中的“Box1”，点击按钮“>>”，使“Box1”由左侧窗口进入到右侧窗口中，如图3.110；然后点击按钮Apply；再点击标签“Ope.”，如图3.111；图3.110：图组件粘合窗口（1）图3.111：图组件粘合窗口（2）（4）、图3.111中，选择Attachcompnnent，点击按钮“OK”。最后，再点击主工具条上的“保存”按钮，组合图库创建完毕。在其保存的文件夹下，图形文件名为“Body”，如图3.112所示：图3.112：Modeler图文件四、场景布置与示教编程（1）、添加待焊接工件到变位机上去在Roboguide中添加Part，找到Modeler创建的“Body”文件，把待焊接工件作为Part1添加进去；如图3.113所示，在CellBrowser浏览器树形窗口中，选中Machines→2-AxesServoPositioner→2-AxesServoPositionerJ1→2-AxesServoPositionerJ2，然后，双击“2-AxesServoPositionerJ2”，弹出图3.114所示的窗口；图3.113：选中变位机J2轴图3.114：变位机J2轴属性设置在图3.114所示的窗口中添加Part1到变位机的J2轴上。（2）、添加机器人抓手如图3.115所示，双击UT:1（Eoat1），在弹出的窗口中给工业机器人添加抓手，并调整UTOOL位置，抓手图库文件配置如图3.116；图3.115：添加机器人抓手图3.116：选择机器人抓手添加完毕之后，整个工作站的布景如图3.117所示：图3.117：变位机焊接机器人工作站布景（3）、示教编程如图3.118所示，焊接工作分为A面和B面。P3点P2点P1点P3点P2点P1点B面A面图3.118：变位机焊接任务图示对于A面，机器人的初始位置是P1，当变位机把焊接件转到A面时，焊枪由P1运动到P2点，开始焊接，沿着直线运动到P3点，执行焊接任务，焊接完毕后，焊枪移动到P4点（焊枪位置与P3点相同），同时，变位机把焊接件B面旋转过来以备机器人进行焊接作业。相应地，对于B面，初始位置是P4点，焊接作业是从P5点到P6点，焊接完毕，机器人焊枪回到P1点，同时，变位机把待焊接件转到A面。示教编程步骤如下：首先，如图3.119所示，用鼠标左键选中GP:2-2-AxesServoPositioner，把变位机的示教控制交给TP；通过TP示教操作，移动变位机的J2关节，把待焊接件的A面转到机器人侧；图3.119：选中TP移动变位机图3.120：选择TP移动变位机然后，如图3.120所示，用鼠标左键选中GP:1-M-10iA，把焊接机器人的示教控制交给TP；通过TP示教操作，确定P1、P2、P3点；再通过相同的操作，确定待焊接件B面的示教点P4、P5、P6，完成示教编程。完整的程序如图1.121所示：图3.121：仿真程序清单P7点与P1点坐标相同；（4）、点击运行即可看到仿真结果。3.2知识学习3.2.1软件Roboguide中的动力驱动概述动力设备主要指在电机的驱动之下能够运动的设备，Roboguide仿真环境的动力驱动主要有Machine与Link、附加轴、组驱动等，配备有这些动力驱动的设备主要有传输带、转运台、机器人导轨、变位机、AGV小车、机械加工设备等。这些动力设备，需要配置相应的驱动软件和驱动信号以实现对其运动的控制。对于环境中的多个机器人，他们之间存在着信号通信与协调控制问题，仿真软件也配有相应的信号互联功能。在软件Roboguide中，上述内容大致可分为三个部分，它们是：（1）、Machine与Link；（2）、电机附加轴；（3）、变位机。3.2.2变位机概述一般而言，变位机是一个专用的焊接辅助设备，适用于回转工作的焊接变位，以得到理想的加工位置和焊接速度。可与操作机、焊机配套使用，组成自动焊接中心。工作台回转采用变频器无级调速，可与操作机、焊接机控制系统相连，实现联动操作。图3.122是变位机与焊接机器人构成的一个机器人工作站，可以看出：焊接变位机一般由工作台回转机构和翻转机构组成，通过工作台的升降，翻转和回转使固定在工作台上的工件达到所需的焊接、装配角度，工作台回转为变频无级调速，可得到满意的焊接速度。图3.122：变位机与焊接机器人3.2.3本章有关的运动控制指令（1）、I/O信号指令I/O指令用来改变信号输出状态和接收输入信号，例如下列的数字信号(DI/DO)指令：R[i]=DI[i]DO[i]=(Value) ；Value=ON发出信号；Value=OFF关闭信号DO[i]=PULSE,(Width)；Width=脉冲宽度（0.1至25.5秒）此外，还有其它信号指令，例如：机器人信号指令(RI/RO)、模拟信号指令(AI/AO）、群组信号指令(GI/GO）等，它们的用法和数字信号指令类似。如何在程序中加入信号指令？步骤：（A）、进入编辑界面；（B）、F1【INST】（指令）键，显示控制指令一览，如图3.124所示：图3.124：程序中加入信号指令（1）选择I/O（信号），按【ENTER】（回车）键确认，显示图3.125：图3.125：程序中加入信号指令（2）选择所需要的项,按【ENTER】（回车）键确认；根据光标位置输入值或选择相应的项并输入值即可。（2）、待命指令WAIT待命指令：可以在所指定的时间，或条件得到满足之前使程序的执行待命。指令格式：WAIT（variable）（operator）（value）（Processing）Constant >Constant无R[i] >=R[i]TIMEROUTLBL[i]AI/AO=ONGI/GO<=OFFDI/DO<UI/UO<>可以通过逻辑运算符“or”（或）和“and”（与）将多个条件组合在一起，但是“or”（或）和“and”（与）不能在同一行使用。当程序在运行中遇到不满足条件的等待语句，会一直处于等待状态，如需要人工干预时，可以通过按【FCTN】（功能）键后，再选择7【RELEASEWAIT】（解除等待）跳过等待语句，并在下个语句处等待。如何在程序中加入WAIT指令？操作步骤如下：（A）、进入编辑界面；（B）、按F1【INST】（指令）键，显示控制指令一览，如图3.126所示；图3.126：输入WAIT指令（1）（C）、选择【WAIT】（等待），按【ENTER】（回车）键确认，显示图3.127画面；图3.127：输入WAIT指令（2）选择所需要的项,按【ENTER】（回车）键确认；输入值或根据光标位置选择相应的项，输入值即可。（3）、标签指令/跳转指令LBL[i]/JMPLBL[i]，用来表示程序的转移目的地的指令。LBL[i：Comment] i:1to32766Comment:注解（最多16个字符）跳跃指令：转移到所指定的标签JMPLBL[i] i:1to32766（跳转到标签i处）在程序中如何输入JMP/LBL指令？步骤：（A）、进入编辑界面；（B）、按F1【INST】（指令）键，显示控制指令一览，如图3.128所示；图3.128：输入标签/跳转指令（1）（C）、选择【JMP/LBL】，按【ENTER】（回车）确认，显示图3.129画面；图3.129：输入标签/跳转指令（2）选择所需要的项，按【ENTER】（回车）键确认即可。3.3知识拓展3.3.1附加轴参数设置总结由本章节操作可知：附加轴参数设置的过程中，在示教单元TP屏幕上出现一系列的提问设置，现把它们的含义分列如下：Enteraxistoadd:添加的轴数；MotorSelection:选择马达；MotorSize:选择马达型号；MotorTypeSetting:选择马达转速；AmplifierCurrentLimitSetting:选择电流；（注意：如果选择的马达没有，将会失败，提示重新选择，直到选择了匹配的马达为止）Extendedaxistype:轴的运动类型；IntegratedRail旋转运动；Linearaxis直线运动；Direction:轴的运动方向；EntergearRatio:输入减速比；MaximumJointSpeedSetting:轴的最大速度，一般选择NoChange；MotionSignSetting:一般选择True；UpperLimitSetting(mm):设置轴的上限（假如导轨行程上限是3000mm）；LowerLimitSetting(mm):设置轴的下限（假如导轨行程下限是-100mm）；MasterPositionSetting(mm):零点位置，一般设0；AccelTime1Setting:一般选择NOChange；AccelTime2Setting:一般选择NOChange；MinimumAccelTimeSetting:最小加速度时间，一般选择NoChange；EnterLoadRation（1~5）:马达负载率，一般情况下设3；EnterAmplifierNumber:放大器编号设定；SelectAmplifierType:放大器种类设定；EnterBrakeNumber(1~16):抱闸号设定；ServoTimeout:伺服断开是否有效，一般选择1.Enable；EnterServoOffTime(0.0~30.0sec):伺服断开时间；回答完这些问题之后，选择4.Exit，按Enter（注意：如果想再添加一个行走轴，可以选择2.AddE