《工业机器人现场编程》课件-任务4.1认识码垛工作站工程现场

一、认识码垛工作站工程现场工业机器人现场编程3421课堂导入新知学习训练巩固评价总结知识目标1.了解码垛机器人行业布局2.掌握码垛机器人工作站工艺流程技能目标1.能绘制码垛机器人工作站思维导图；码垛机器人工作站厂家送货到客户指定场地现场设备清点、签收，拆包机器人底座、托盘底座及周边设备定位安装气路、电路定位安装机器人与码垛夹具、周边设备、总控制柜之间I/O连接机器人通电测试、码垛夹具安装总控制柜PLC编程与信号测试工作站所有信号联调测试机器人编程与信号测试码垛工作站联动运行测试示教产品码垛轨迹并保存码垛工作站码垛测试满足现场自动化生产要求，进行正式生产根据码垛工作站生产情况调整码垛参数及码垛程序优化1码垛工作站2码垛周边设备3码垛工艺认识4码垛工件坐标系5码垛机器人有效载荷6机器人与PLC通信7码垛程序常用指令8编辑功能程序说明2码垛周边设备1码垛工作站4计时指令应用3码垛工艺认识6数组的应用5轴配置指令应用8动作触发指令7中断程序应用9复杂程序数据赋值二、认识码垛机器人工作站组成工业机器人现场编程3421课堂导入新知学习训练巩固评价总结知识目标掌握工业机器人码垛工作站布局技能目标能熟知工业机器人码垛相关设备重点难点1.根据现场产品生产情况，能够对码垛工作站布局2.对码垛工艺的理解1.理解码垛程序结构与编程技巧，熟练示教码垛目标点如图所示，机器人码垛工作站，在码垛过程中，最为关注的是每一个运行周期的节拍。码垛节拍应该怎么调节优化？1.机器人在码垛过程中，码垛产品为什么分不同的个数进行抓取与摆放？2.此视频中的码垛工作站应该怎么样优化工作节拍及优化工作站布局？码垛应用码垛仿真工作站布局如下所示:典型码垛机器人硬件组成如下所示:ABB码垛机器人控制选项配置(可选项）如下所示:码垛机器人分类码垛垛型设计码垛垛型指的是：码垛时工件堆叠的方式方法。在考虑码垛垛型时，需要对生产中的大部分工件堆叠方法进行考虑。根据码垛时工件姿态是否发生变化而将码垛垛型分为两类：矩阵垛型（姿态不变）和全点垛型（姿态可变）。同时考虑到生产中会出现的一些常用的垛型，在矩阵和全点垛型的基础上，又补充了两种标准工件垛型：回行垛型和纵横垛型码垛类型：

矩阵垛型：矩阵垛型指的是：码垛工件在堆放时，姿态固定，工件之间的距离一定，且堆叠时的底面形状呈矩形的一种堆叠方式。

点垛型：点垛型是码垛垛型中较为基础的一种垛型，该垛型的特点是：在工件不干涉的前提下，垛中所有工件的位置、姿态是任意的，且每层工件的排放都可以不一致扩充工件垛型

标准垛型是在矩阵和全点垛型的基础上，综合考虑生产中常见的应用而设计的垛型。标准垛型中，工件的姿态并不完全相同，可以划分为2-4个部分，这些部分中，工件的姿态相同，且排列方式和矩阵垛型相同，因此每一部分中工件位置的计算和矩阵垛型相同。标准垛型又包含有两种垛型：回行垛型和纵横垛型。XXYYOOllww奇层排样偶层排样XXYYlwOO回行垛型纵横垛型码垛点位计算码垛应用

码垛点位位置计算是码垛控制软件的核心部分。码垛中，机器人实际位置计算是在工件序号的基础上进行的。在计算实际位置之前，需先读取当前码垛工件的序号，然后根据码垛垛型的不同，判断该工件在垛中所处的位置，计算出该工件相对于参考点的位置、姿态偏移，最后结合示教得到的关键点位的数据，计算出当前工件的位置坐标。在程序中，当前工件序号存储在码垛寄存器中，寄存器中存储有两个数据,第一位表示工件所属的层数，第二位表示工件在该层中的序号。书本中对不同码垛垛型中工件序号的定义及其工件实际位置的计算进行了一一阐述，请参考教材。码垛基本参数

码垛功能中，需要设计一些基本的尺寸参数，用以描述码垛中工件和码盘的尺寸和方位。其中主要包含以下三部分参数：工件尺寸参数、码盘参数以及机器人末端执行器参数。

工件尺寸参数用来描述码垛工件的尺寸。在本文设计的码垛功能中，为使使用方便，将所有规则或不规则的工件都定义为长方体。通过虚拟一个合适的长方体将工件包围，并将此长方体的长、宽、高作为工件的尺寸参数。因此工件的尺寸参数即为工件的长度、宽度和高度。

码盘参数指的是用来描述码盘位置的参数。码盘参数分为两部分：码盘尺寸参数和码盘姿态参数。码盘尺寸参数主要是为了描述码盘平面的大小，分为长度参数和宽度参数。码盘姿态参数则使用机器人控制系统中的工件坐标系来描述。通过标定码盘工件坐标系，可以得出码盘在机器人坐标系中位置和方位。

末端执行器坐标系

机器人末端执行器坐标系类似于码盘工件坐标系，主要是用来描述机器人末端执行器在机器人坐标中的位姿。使用机器人控制系统中的工具坐标系来描述末端执行机构相对于机器人末端法兰的方位。在码垛之前，需要先进行末端执行机构的标定，然后与工具坐标系编号进行对应。项次参数名参数功能工件尺寸参数长度×宽度×高度描述工件的大小码盘参数长度×宽度描述码盘大小工件坐标系描述码盘位姿末端执行器坐标系参数工具坐标系描述末端执行器的位1.2码垛周边设备

倒袋机，是将输送机送来的料袋按预定的编组程序对料袋进行输送、倒袋和转位，流转到下道工序。

整形机，包装袋经过输送线后，须经过辊子的压紧、整形，将包装袋内可能存在的积聚物均匀散开后才可以送至待码辊道输送机上。1.2码垛周边设备

待码输送机，与机械手爪配套，方便抓取。

辊子传动，应用其特殊的结构，可让抓手穿过包装袋底部、主要用于机械手取袋。

自动托盘库有托盘输送机、码垛位输送机及垛盘输送机构成。本系统广泛用于各种包装线成品码垛，配合码垛机械手可以大幅提高自动化程度及减轻工人劳动强度。1.3码垛夹具码垛应用气动吸盘：用于整箱或规则盒装包装物品的码放，可用于各种行业。可以一次码一箱

网格川字形卡板卡板规格：1200mm×1000mm×85mm

传送带，便于物料输送过程中的转弯，以及与下一工序的对接。

托盘缠绕机是将包装物放到托盘上，通过膜架机构，将缠绕薄膜按照预先设定好的阻拉伸或预拉伸后裹绕到托盘货物之上。1.4码垛工艺认识码垛应用

所谓码垛就是按照集成单元化的思想,将一件件的物料按照一定的模式堆码成垛,以便使单元化的物垛实现物料的存储、搬运、装卸运输等物流活动。作为物流自动化领域的一门新兴技术,近年来,码垛技术获得了飞速的发展。码垛有人工码垛和自动码垛之分,人工码垛应用在物料轻便、尺寸和形状变化大、吞吐量小的场合,当码垛吞吐量在10件/min以上,采用人工码垛方案需要较多工人时,采用自动码垛方案会带来一系列的效果,不仅可以加快物流速度,保护工人的健康和安全,而且可以获得整齐一致的物垛,减少物料的损伤,提高叉车的搬运效率,增强处理的柔性。人工码垛

人工码垛：在物料轻便、尺寸和形状变化大、吞吐量小的场合,采用人工码垛方案,常常是经济可取的,特别是在人力资源丰富的我国,这些应用场合基本上都是采用人工码垛的。然而,在吞吐量恒定的情况下,长时间地进行人工码垛作业常常会造成弯腰疲劳和重复劳动疲劳,从人机工程学的角度考虑,需要增加一些符合人机工程学方面的设施,例如托盘操纵机、剪式升降台、工业操作机械手等。在线式码垛机

在线式码垛机在工作时,通过排层输送机成排。一般地,每层由两排组成,推板先将第一排推到中部缓冲区,然后推板回到起点等待,当第二排形成后,推动第二排前进,当第二排碰到第一排后,第一排受推,直到整层送到滑板门或升降车上。之后,通过一定的装置将成层物料叠放在托盘上或其他层料上。根据进料位置的高低,可将在线式码垛机分为高位式和低位式两种。机器人码垛机

近年来,机器人码垛技术发展甚为迅猛,这种发展趋势是和当今制造领域出现的多品种少批量的发展趋势相适应的,机器人码垛机以其柔性工作能力和小占地面积,能够同时处理多种物料和码垛多个料垛,愈来愈受到广大用户的青睐并迅速占据码垛市场。根据机械结构的不同,机器人码垛机包括如下三种形式:笛卡耳式、旋转关节式和龙门起重架式。三、码垛机器人工作站实训任务书工业机器人现场编程3421课堂导入新知学习训练巩固评价总结知识目标1.理解码垛机器人工作站实训任务书技能目标1.能完成码垛机器人工作站任务奇数层放置方式

偶数层放置方式产品箱长度600mm、宽度400mm、高度200mm；产品箱之间的摆放间隔10mm，产品要求奇数层、偶数层交替放置；码垛样式及产品规格如图实训目的(1)掌握码垛机器人的操作方法，能够独立完成基本操作。(2)能够运用编程语言进行简单的编程与调试，实现码垛机器人的基本功能。(3)了解码垛机器人的常见故障及排除方法，具备一定的故障诊断能力。(4)掌握码垛机器人的日常维护和保养技能，保障设备的正常运行。实训要求(1)核查工程清单，了解箱体尺寸、箱体重量、工具重量等参数(2)分析任务，绘制机器人码垛程序流程图:(3)创建机器人工具数据，应用在机器人码垛程席的恰当位置(4)配置相应的信号，列出信号清单(5)设计机器人码垛程序，并对其进行调试:(6)机器人码垛过程能够自动完成，无需人为干预。注意事项(1)严格遵守实验室的安全规定，注意自身及他人安全。(2)避免对设备造成不必要的损坏。(3)在进行故障排除时，应在教师的指导下进行，注意正确的操作方法。(4)设备清理和保养。码垛机器人工作站序号考核内容评分要求分值得分1机器人手动操作机器人发生碰撞，扣10分。102工具、工件数据设定少设置一个扣5分，本项分值扣完为止。103运动控制指令应用在原点位置没有使用MoveAbsj指令，扣5分。在大范围空间中，没有使用Movej指令，扣5分；错误使用指令，1处扣2分:本项分值扣完为止。10码垛机器人工作站序号考核内容评分要求分值得分4I/0指令应用在使用IO指令取放物体时，若不能正确取放，1次扣1分，本项分值扣完为止。在使用IO指令取放物体时，若不能轻取轻放原则，扣5分。55流程控制指令应用没使用while或if循环指令实现码垛功能，扣5分。没使用for或test循环指令实现码垛功能，扣5分。5序号考核内容评分要求分值得分6功能应用没使用数组功能的实现码垛工作站点位，扣2分。没使用中断指令实现码垛工作站中切换垛盘，扣2分。在程序恰当的位置使用offs功能，满分，扣1分；1次功能都没使用，扣5分。57机器人程序设计与调试没有绘制程序流程图，扣5分。程序流程图绘制不规范，扣2分:机器人点位示教精度差，超过士3mm，1个点位扣1分。机器人运行姿态不规范(难看)，1段轨迹扣1分:机器人程序没有按照结构化进行设计，扣5分。程序中的点位数量超过