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)。
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)。
真空吸盤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(4個(gè)真空吸盤任意一個(gè))上,通過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Smart組件設(shè)計(jì)
接近開關(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接近開關(guān)(電機(jī)啟動(dòng))上,通過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長度大于LinearMover的Distance(行走距離)。
圖5 接近開關(guān)(電機(jī)啟動(dòng))Smart組件設(shè)計(jì)
接近開關(guān)(電機(jī)停止)Smart組件設(shè)計(jì)如圖6所示。
圖6 接近開關(guān)(電機(jī)停止)Smart組件設(shè)計(jì)
通過“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)
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)說明見表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)說明
圖8 創(chuàng)建I/0信號(hào)
設(shè)計(jì)的部分程序如下:
PROC main() !主程序
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Smart組件功能實(shí)現(xiàn)了工作站的仿真,動(dòng)畫效果直觀、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。