馬中輦

[摘? ? ? ? ? ?要]? 工業(yè)機(jī)器人可以代替人從事危險(xiǎn)、有害、有毒等惡劣工作場(chǎng)合中的工作，也可以代替人完成繁重、單調(diào)的重復(fù)勞動(dòng)，在解放人力勞動(dòng)的同時(shí)，大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人還可以與數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)等結(jié)合，組成智能制造生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著機(jī)器人應(yīng)用的普及，機(jī)器人逐步出現(xiàn)在各個(gè)企業(yè)車間和學(xué)校教學(xué)場(chǎng)所。利用一個(gè)簡單的搬運(yùn)案例，探討機(jī)器人編程的一個(gè)基本思路：首先是任務(wù)分析繪制項(xiàng)目實(shí)施流程圖;其次是工作過程分析繪制工作流程圖;最后是根據(jù)任務(wù)要求編寫符合工作需求的程序。通過本案例的探討，給初學(xué)者提供一個(gè)完整的機(jī)器人編程工藝流程，方便初學(xué)者更好地理解和掌握。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 機(jī)器人;貨物搬運(yùn);發(fā)那科系統(tǒng)

[中圖分類號(hào)]? TP242.2? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）29-0232-02

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定義為：“一種能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)，能夠搬運(yùn)材料、工件或者操持工具來完成各種作業(yè)?！?/p>

一、機(jī)器人本體

機(jī)器人本體也就是我們常說的機(jī)械部分。機(jī)器人本體與控制器之間的連接線有兩根，這兩根線連接控制器的一端已經(jīng)接好，而連接機(jī)器人的一端公用一個(gè)插口。機(jī)器人本體主要由兩大系統(tǒng)組成。

（一）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

它的作用是提供機(jī)器人各部分、各關(guān)節(jié)動(dòng)作的原動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)部分可以是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，或者是幾種系統(tǒng)結(jié)合起來的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)。

（二）機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由五大部分構(gòu)成：基座、腰部、大臂、小臂和手腕，每一個(gè)部分具有若干的自由度，構(gòu)成一個(gè)多自由的機(jī)械系統(tǒng)。末端操作器即工具是直接安裝在手腕上的一個(gè)重要部件，它可以是多手指的手爪，也可以是噴漆槍或者焊槍等作業(yè)工具。

二、控制器

控制器相當(dāng)于機(jī)器人的大腦，可以直接或者通過人工對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行控制。控制系統(tǒng)主要是根據(jù)機(jī)器人的指令程序以及從傳感器反饋回來的信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。根據(jù)控制原理，控制系統(tǒng)可以分為程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)三種。根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式，控制系統(tǒng)可以分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)和軌跡控制系統(tǒng)兩大類。

三、示教器

示教器是使操作人員參與機(jī)器人控制并與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置，簡單來說該部分可以進(jìn)行指令給定、信息顯示和示教等操作。在使用時(shí)，左手穿過固定帶握住示教器，右手可用于操作示教器上的相關(guān)按鍵，示教器背面的兩個(gè)安全開關(guān)，按下任意一個(gè)即可。

四、搬運(yùn)任務(wù)要求及其分析

（一）任務(wù)要求

如圖1所示，料倉為豎直放置，由推料氣缸負(fù)責(zé)物料的推出;傳送帶負(fù)責(zé)將物料運(yùn)輸?shù)焦潭ㄎ恢?機(jī)器人負(fù)責(zé)將六個(gè)相同物料按照?qǐng)D示順序放置在相應(yīng)的固定位置。以發(fā)那科機(jī)器人為例，進(jìn)行工藝分析并編寫搬運(yùn)程序，完成示教與程序調(diào)試。

（二）任務(wù)分析

1.根據(jù)任務(wù)要求繪制項(xiàng)目實(shí)施流程圖（見圖2）

啟動(dòng)設(shè)備，首先打開傳送帶（由機(jī)器人輸出信號(hào)DO113控制）;推料氣缸動(dòng)作1.5S，推出物料（由機(jī)器人輸出信號(hào)DO112控制）;物料由傳送帶運(yùn)輸至規(guī)定位置等待，由機(jī)器人輸入信號(hào)DI111負(fù)責(zé)到位信號(hào)采集，物料到位機(jī)械手抓取;物料未到位則繼續(xù)等待。通過數(shù)值寄存器R[1]中數(shù)值判斷物料放置位置;物料放置結(jié)束寄存器數(shù)值自動(dòng)加1，判斷R[1]是否小于、等于6，如果成立，繼續(xù)執(zhí)行取料放料，如果不成立則程序結(jié)束。

2.根據(jù)控制功能要求繪制工作流程圖（見圖3）

從工作流程圖中可以看出機(jī)器人在工作中，中間點(diǎn)、上方點(diǎn)和取料點(diǎn)是固定不變的，需要改變的是放置位置。改變放置位置可以有以下幾種方法。

（1）示教取點(diǎn)法，通過示教的方式取得1～6個(gè)點(diǎn)的具體位置。

（2）坐標(biāo)偏移法，通過示教的方式取得位置1的坐標(biāo)，并記錄在位置寄存器PR[78]中，由于每個(gè)放置位置在x和y方向的間隔相等，所以可以通過坐標(biāo)偏移，將偏移值記錄在位置寄存器PR[79]中。

選擇放置位置使用SELECTR[1]，CALL調(diào)用子程序的方式實(shí)現(xiàn)，也可以通過JMP跳轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際編程中使用調(diào)用子程序的方式較為簡單，所以本項(xiàng)目采用該方式，最后使用IFR[1]<=6作為結(jié)束判斷條件。

五、項(xiàng)目實(shí)施

（一）建立工具坐標(biāo)系（采用6點(diǎn)法），命名為1

步驟：（1）MENU—設(shè)定—坐標(biāo)系—F3（坐標(biāo)）—ToolFrame—光標(biāo)移到數(shù)字1—F2（細(xì)節(jié)）—F2（方法）選擇6點(diǎn)記錄法。

（2）COORD切換坐標(biāo)至?xí)r間坐標(biāo)系移動(dòng)至目標(biāo)最上方，光標(biāo)移到“參考點(diǎn)1”——按SHIFT+F5（位置記錄），同樣的方法依次完成“參考點(diǎn)2”“參考點(diǎn)3”“坐標(biāo)原點(diǎn)”。

（3）x軸方向移到100mm，記錄位置，完成x軸方向建立。

（4）y軸方向移到100mm，記錄位置，完成y軸方向建立。

（二）建立工件坐標(biāo)系（3點(diǎn)法）

（三）SHIFT+COORD調(diào)用已經(jīng)建立的Tool1和User1

（四）COORD切換至工件坐標(biāo)系，完成編程準(zhǔn)備工作

（五）建立子程序

參考文獻(xiàn)：

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