盧 慶

（貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 遵義 563000）

隨著近年來(lái)智能制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用日益頻繁，尤其是在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的使用最為普遍。但相對(duì)而言，會(huì)操作工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)技能型人才就顯得尤為稀少了。作為在學(xué)院從事工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的工作者，我們雖不能將整個(gè)現(xiàn)代自動(dòng)生產(chǎn)線搬入課堂，但可以將其簡(jiǎn)化的模型工作站及其虛擬仿真技術(shù)融入項(xiàng)目教學(xué)。本文將以某企業(yè)玻璃生產(chǎn)線為例，應(yīng)用ABB公司的RobotStudio軟件，介紹如何使用Smart組件對(duì)構(gòu)建的模擬工作站進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。

1 工作站概述

自動(dòng)生產(chǎn)線工作站是玻璃生產(chǎn)線的簡(jiǎn)化模型，集物料的搬運(yùn)、傳送、機(jī)器人走軌跡等功能于一體，將多個(gè)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的內(nèi)容，集中在一個(gè)機(jī)器人上獨(dú)立完成。自動(dòng)生產(chǎn)線工作站如圖1所示，主要由工業(yè)機(jī)器人、組合工具、傳送帶、物料臺(tái)等組成，其功能是將前一道工序的玻璃通過(guò)傳送帶輸送至當(dāng)前工序完成玻璃的涂膠、打磨或切割。其中，組合工具如圖2所示，由4個(gè)真空吸盤(pán)和1個(gè)氣缸等組成，可完成取放玻璃和走軌跡（模仿涂膠、打磨或切割）的功能；傳送帶如圖3所示，由輸送皮帶、PLC、變頻器和三相異步電動(dòng)機(jī)等組成，主要完成玻璃的遠(yuǎn)距離運(yùn)送功能；物料臺(tái)有2個(gè)，一個(gè)用于放置完成前一道工序的玻璃，另一個(gè)用于存放當(dāng)前工序的玻璃。

圖1 自動(dòng)生產(chǎn)線工作站

圖3 傳送帶

該工作站工作前，先將組合工具安裝在工業(yè)機(jī)器人的第六軸法蘭盤(pán)上，玻璃放置在前一道工序的物料臺(tái)上。工作站工作時(shí)，機(jī)器人運(yùn)行至玻璃上方，將玻璃吸取放置在傳送帶上，傳送帶前端接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到玻璃后，PLC程序控制傳送帶電機(jī)啟動(dòng)，輸送玻璃至傳送帶末端，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到工件以后，傳送帶電機(jī)停止，同時(shí)機(jī)器人吸取玻璃放置在當(dāng)前工序的物料臺(tái)上，最后伸出氣缸完成當(dāng)前工序。

由于在RobotStudio軟件中創(chuàng)建機(jī)器人工具比較簡(jiǎn)單，這里不再贅述，下面主要介紹應(yīng)用Smart組件進(jìn)行的仿真設(shè)計(jì)。

2 Smart組件[1]設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)建真空吸盤(pán)Smart組件

真空吸盤(pán)Smart組件設(shè)計(jì)如圖4所示，其中，“傳感器”子組件（LineSensor）安裝在圖2組合工具吸盤(pán)（4個(gè)真空吸盤(pán)任意一個(gè)）上，通過(guò)LineSensor檢測(cè)到物體，然后用“動(dòng)作”子組件（Attacher和Detacher）將物體吸附或釋放物體。

圖2 組合工具

圖4 真空吸盤(pán)Smart組件設(shè)計(jì)

2.2 創(chuàng)建接近開(kāi)關(guān)（電機(jī)啟動(dòng)）Smart組件

接近開(kāi)關(guān)（電機(jī)啟動(dòng)）Smart組件設(shè)計(jì)如圖5所示，其中，“傳感器”子組件（LineSensor）安裝在圖3接近開(kāi)關(guān)（電機(jī)啟動(dòng)）上，通過(guò)LineSensor檢測(cè)到物體，然后用“本體”子組件（LinearMover）將物體送出一段距離。應(yīng)注意，在設(shè)置LineSensor“屬性”時(shí)，要將LineSensor長(zhǎng)度大于LinearMover的Distance（行走距離）。

圖5 接近開(kāi)關(guān)（電機(jī)啟動(dòng)）Smart組件設(shè)計(jì)

2.3 創(chuàng)建接近開(kāi)關(guān)（電機(jī)停止）Smart組件

接近開(kāi)關(guān)（電機(jī)停止）Smart組件設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6 接近開(kāi)關(guān)（電機(jī)停止）Smart組件設(shè)計(jì)

2.4 創(chuàng)建氣缸Smart組件

通過(guò)“本體”子組件（PoseMover）控制氣缸的伸出和縮回動(dòng)作，氣缸Smart組件設(shè)計(jì)如圖7所示。

圖7 氣缸Smart組件設(shè)計(jì)

2.5 I/0信號(hào)與工作站邏輯

工作站邏輯設(shè)定即是將Smart組件的輸入/輸出信號(hào)與機(jī)器人端的輸入/輸出型號(hào)作關(guān)聯(lián)，機(jī)器人創(chuàng)建的I/0信號(hào)如圖8所示，5個(gè)I/O信號(hào)說(shuō)明見(jiàn)表1，設(shè)定的工作站邏輯如圖9所示。

圖9 工作站邏輯設(shè)計(jì)

表1 I/0信號(hào)說(shuō)明

圖8 創(chuàng)建I/0信號(hào)

3 系統(tǒng)編程

設(shè)計(jì)的部分程序如下：

PROC main（） !主程序

4 結(jié)論

本文結(jié)合企業(yè)實(shí)際和教學(xué)，應(yīng)用RobotStudio軟件搭建了自動(dòng)生產(chǎn)線工作站，通過(guò)Smart組件功能實(shí)現(xiàn)了工作站的仿真，動(dòng)畫(huà)效果直觀、逼真，不僅方便教學(xué)演示，更有利于程序的調(diào)試，對(duì)生產(chǎn)和教學(xué)都具有應(yīng)用價(jià)值。