fanuc发那科fanuca-z5机器人应用搬运

FANUC工业机器人培训教程FANUC[a]/-Z-5

FANUC机器人应用——搬运5.1

任务目标了解工业机器人搬运工作站布局。学会搬运常用I/O配置。学会目标点示教。学会搬运程序编写。5.2

任务描述本工作站是以机床上下料为例,利用机器人在流水线上拾取工件,将其放到机床中,等待工件加工完成后,将工件搬运到运输带上,反复进行工件的搬运,工作流程如图8-1所示。本工作站中已经预设搬运动作效果,大家需要在此工作站中依次完成I/O配置、程序数据创建、目标点示教、程序编写及调试,最终完成整个搬运工作站的搬运过程。通过本章的学习,使大家学会工业机器人的搬运应用,学会工业机器人搬运程序的编写技巧。5.2

任务描述气动平口钳闭合气动平口钳打开工件加工完成抓手A抓取1kg的毛坯件机床门打开,抓手进入机床内抓手B夹起已加工完成的工件抓手A把毛坯件放到气动平口钳抓手B把工件放到输送机上工作流程图5.3

知识储备机床上下料工作站是FANUC机器人在搬运应用上的一个典型案例，设计完成工作站需要对工作站的工作流程有一个深入的了解。机器人在整个工作站中起到主体的作用，它是通过自身的I/O口与PLC.传感器等进行通信，判断是否对工件进行夹取等。机器人的运动是通过程序指令来控制的，熟练的编程会使机器人完成一系列动作，如夹取、搬运、喷涂等。涂胶等。例:1:J P[1] 100% FINE2:L P[2] 2000mm/sec FINE2）J Joint 关节运动:P[1]P[2]5.3

知识储备5.3.1常用的程序指令1.运动指令1）L Linear 直线运动:将机器人TCP沿直线运动至给定目标点，适用于对路径精度要求高的场合，如切割、将机器人TCP快速移动至给定目标点,运行轨迹不一定是直线。3）C Circular圆弧运动:将机器人TCP沿圆弧运动至给定目标点。例:1:J P[1] 100% FINE2:J P[2] 100% FINEP[1]P[2]P[2]例:1:J P[1] 100% FINE2:C P[2]P[3] 2000mm/secFINEP[1]P[3]5.3

知识储备5.3.1常用的程序指令2.位置数据类型例:J

P[1]100%FINE

例:J

PR[1]100%FINEP[]:一般位置PR[]:位置寄存器3.用户报警指令UALM[i] i:用户报警号当程序中运行该指令时,机器人会报警并显示报警消息。要使用该指令,首先设置用户报警。4.跳转标记指令跳转标记指令是指预先指定在跳过指令中使用的跳过条件（执行跳过指令的条件）。例:1:SKIPCONDITIONDI[R[1]]<>ON2:JP[1]100%FINE3:LP[2]1000mm/secFINESKIP,LBL[1]4:JP[3]50%FINE5:LBL[1]6:JP[4]50%FINE5.4

任务实施5.4.1机床上下料工作站简述本章学习机床上下料机器人工作站,示意图如下。5.4

任务实施5.4.1机床上下料工作站简述工作站效果图如下图所示:5.4

任务实施5.4.2机器人工作站工作流程按启动按钮,系统运行,机器人启动；机器人运行到安全位置,皮带输送机上的毛坯件定位完成的信号发出后,机器人运行至取料位置,用抓手A抓取一个毛坯件后,运行至机床门附近的等待位置；当机床加工完成发出可上料信号后,机床门打开,机器人运行到机床内,用抓手B抓取工件,气动平口钳打开,机器人抓取平口钳中的工件并换手将抓手A中的毛坯件放入气动平口钳中,平口钳关闭,机器人退出至机床外部；机床门关闭,机床运行加工程序加工毛坯工件,同时机器人将抓手B中的工件放到指定位置,机器人回到安全点等待毛坯定位完成信号,形成循环。5.4

任务实施5.4.3机器人I/O接口配置M-10iA机器人的I/O口位于控制柜的内部，打开控制柜会看到运动控制系统，信号输入输出部分位于运动控制系统上，如图下图所示:运动控制模块5.4

任务实施5.4.3机器人I/O接口配置这两组IO线分别为CRMA52A.CRMA52B，两组I/O线一共有“20个输入点”，“16个输出点”，所有的输入输出配置方式如图下所示：5.4

任务实施5.4.3机器人I/O接口配置本机床上下料工作站中使用到的机器人I/O接口如图所示:5.4

任务实施5.4.3机器人I/O接口配置本机床上下料工作站中使用到的机器人I/O接口如图所示:5.4

任务实施5.4.3机器人I/O接口配置本机床上下料工作站中使用到的机器人I/O接口如图所示:5.4

任务实施5.4.4工业机器人及外围设备1.机器人本工作站机器人选用FANUCRobotM-10iA，该型号机器人外型如下图所示:5.4

任务实施5.4.4工业机器人及外围设备FANUCRobotM-10iA性能如下表所示:机器人类型M-

10

i

A结构关节型自由度6驱动方式AC伺服驱动J

1340

°/

360

°J

2250

°最大动作范围J

3445

°J

4380

°J

5380

°J

6720

°J

1210

°/

sJ

2190

°/

sJ

3210

°/

s最大运动速度J

4400

°/

sJ

5400

°/

sJ

6600

°/

s最大运动半径1420

mm可搬重量10

kg重复定位精度±0

.

08

mmJ

422

.

0

N.

M手腕扭矩J

522

.

0

N.

MJ

69

.

8

N.

MJ

40

.

63

kg.

m

2手腕惯性力矩J

50

.

63

kg.

m

2J

60

.

15

kg.

m

2环境温度0

-

45

℃安装条件地装、悬装、倾斜角防护等级IP

65(防尘、防滴）本体重量130

kg5.4

任务实施5.4.4工业机器人及外围设备2.机器人末端执行器——双抓手机构机器人末端执行器也就是常说的“抓手”,本设计采用双气动平行机械夹爪机构,通过电磁阀控制机械夹爪实现“开启”“闭合”两个动作；机械夹前部用螺钉固定特制的夹指,此机构由坚固的铝材制作,与工件接触面采用了橡胶垫以此来增加与工件的摩擦力,使抓手抓取更加牢靠。抓手如下图所示。5.4

任务实施5.4.4工业机器人及外围设备抓手通过闭合抓取工件，实现机器人对工件的抓取，放工件时，机器人到达预定码放位置，“放手”这个动作是通过电磁阀换位，通过气路换向实现夹爪打开，完成动作。此机构对抓取的工件对机床上下料项目具有很好的实用性:夹爪是根据工件的形状尺寸来特制的，对工件具有很好的抓取针对性；机构采用两套抓手机构等情况时，以对称安装的方式固定在特定的法兰板上，处在这种设计的好处是机器人可以先抓取待加工毛坯进入机床，取下已经加工好的工件后马上给机床上料，大幅度节省机床加工循环时间，在实际生产中可以有效的提高工作效率。5.4

任务实施5.4.4工业机器人及外围设备3.精确定位机构本系统物料输送装置主要由皮带输送机构成,输送机上配备了定位气缸及定位杆并加装磁性感应开关和光电传感器的精确定位机构,用以检测工件的到达位置及状态并将工件定位到指定区域,方便机器人准确无误的抓取。当输送机把毛坯工件输送至定位杆处,传感器会检测到信号,表示毛坯工件已经到位,输送机停止运动,同时传感器把信号传给PLC,PLC接收信号后会发送信号给定位气缸电磁阀,使气缸杆伸出,推动毛坯工件至另一个定位杆处,这样就完成两个垂直方向的定位。同时定位气缸上的磁性感应开关发送定位完成信号给PLC,PLC接收信号后会发送信号给机器人,机器人抓取已经定位好的工件,整个机构目的是保证工件每次都被定位在同一位置,确保机器人每次抓取毛坯件的准确性和一致性。5.4

任务实施5.4.4工业机器人及外围设备3.精确定位机构5.4

任务实施5.4.5工作站电气图纸1.工作站控制电源电路Q1主电源空气开关；Q2机器人电源空气开关；Q3

PLC与开关电源供电空气开关；Q4输送机电源空气开关。5.4

任务实施5.4.5工作站电气图纸2.PLCI/O接口配置5.4

任务实施5.4.5工作站电气图纸说明:-B1，输送带前端传感器；-B2，输送带后端传感器；-SB1，启动按钮； -SB2，停止按钮；-SB3，手/自动切换按钮；-SB4，机器人启动；-SB5,机器人暂停；-SB7,急停；-SB6,机器人报警复位；-SB8,输送带点动按钮；-SB9,定位气缸手动按钮；-SB10,气平钳控制；-SB11,机床门手动开； -SB12,机床门手动关。5.4

任务实施5.4.6机床上下料工作站的机器人程序程序的流程图如下:否是程序初始化工件定位完成抓手A抓起毛坯件TCP到机床附近,切换抓手等待机床门打开TCP进入机床抓手B抓起工件平口钳打开,旋转抓手把毛坯件放到平口钳中平口钳关闭,机器人退出机床,机床门关闭TCP到输送带放料处上方放料处是否有否工件抓手B把工件放到输送带上等待工件运输5.4

任务实施5.4.6机床上下料工作站的机器人程序根据程序流程图编写程序,机器人运行程序名称为“PNS0001”下面对机器人程序做详细说明1:LBL[100];标签1002:UFRAME_NUM=1;设定用户坐标系13:UTOOL_NUM=1;设定工具坐标系14:JP[1]100%CNT100;安全点P15:IFDI[101]=ONANDDI[102]=OFF,JMPLBL[1];若A抓手中有料,有料跳转标签16:IFDI[103]=ONANDDI[104]=OFF,JMPLBL[1];若B抓手中无料,有料跳转标签17:IFDI[101]=ONANDDI[102]=ON,JMPLBL[2];若A抓手是关闭,跳转标签28:IFDI[103]=ONANDDI[104]=ON,JMPLBL[2];若B抓手是关闭,跳转标签29:IFDI[101]=OFFANDDI[102]=OFF,JMPLBL[2];若A抓手是打开,跳转标签210:IFDI[103]=OFFANDDI[104]=OFF,JMPLBL[2];若B抓手是打开,跳转标签211:LBL[1];12:UALM[1];用户报警113:LBL[2];14:DO[104]=ON;打开A抓手15:DO[105]=ON;打开B抓手5.4

任务实施5.4.6机床上下料工作站的机器人程序16:JP[2]100%CNT80 ;运动到待抓取毛坯上方P2点17:LBL[5];18:WAITDI[101]=OFF ;等待A抓手打开磁开信号19:WAITDI[102]=OFF ;等待A抓手打开磁开信号20:WAITDI[105]=ON ;等待料定位完成信号21:LP[3]800mm/secFINE ;直线运动到抓毛坯点P322:DO[104]=OFF;抓手A关闭23:WAIT .30(sec);等待0.3s24:IFDI[101]=ONANDDI[102]=OFF,JMPLBL[3];若A抓手中有料,有料跳转标签325:IFDI[101]=OFFANDDI[102]=OFF,JMPLBL[4];若抓手A中无料,跳转到标签426:;27:LBL[4];28:LP[4]1000mm/secCNT0 ;机器人运动到P4点29:DO[101]=PULSE,0.1sec;输出抓取完成信号30:UALM[2];用户报警231:DO[104]=ON;抓手A打开32:JMPLBL[5];跳转到标签55.4

任务实施5.4.6机床上下料工作站的机器人程序33:;34:LBL[3];35:LP[5]1000mm/secCNT5 ;机器人运动到P5点36:DO[101]=PULSE,0.1sec;输出抓取完成信号37:JP[6]100%CNT10 ;运动到机床门前38:JP[7:TURN]100%CNT100 ;换手39:WAITDI[107]=ON ;等待加工完成机床门打开信号40:JP[8]100%CNT100 ;机器人进入机床41:LBL[8];42:IFDI[108]=ON,JMPLBL[6];若气动平口钳关闭,跳转标签643:IFDI[108]=OFF,JMPLBL[7];若气动平口钳打开,跳转标签744:LBL[7];45:UALM[3];用户报警346:DO[103]=ON;关闭气动平口钳47:JMPLBL[6];跳转到标签648:;49:LBL[6];50:JP[9]100%CNT100 ;机器人运动到平口钳正上方P951:LP[10]500mm/secFINE ;机器人运动到上料点P1052:WAIT .20(sec);等待0.25.4

任务实施5.4.6机床上下料工作站的机器人程序53:DO[105]=OFF

;B抓手关闭54:WAIT

.20(sec);等待0.2s55:DO[103]=OFF;气动平口钳打开56:WAIT

DI[108]=OFF

;等待平口钳打开到位信号57:L

P[11]600mm/sec

FINE

;机器人运动到平口钳上方P1158:J

P[12]100%FINE

;换手动作P1259:WAIT

DI[108]=OFF

;等待平口钳打开到位信号60:L

P[13]