NOBOT機(jī)器人的應(yīng)用

湖北汽車工業(yè)學(xué)院 （十堰 442002） 陳君寶

東風(fēng)汽車有限公司設(shè)備制造廠 （湖北十堰 442022） 黃利明

NOBOT機(jī)器人介紹

NOBOT機(jī)器人是企業(yè)的一種說法，主要是應(yīng)用機(jī)器人控制系統(tǒng)來實現(xiàn)工裝裝備系統(tǒng)3～6軸的聯(lián)動。如柔性夾具的控制（見圖1、圖2）。

圖1、圖2只是舉例企業(yè)NOBOT機(jī)器人的一種形式，同時控制5個伺服電動機(jī)的聯(lián)動，如同現(xiàn)在的5軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床，只是表現(xiàn)形式不同而已。柔性夾具為了提高裝夾效率，隔板隔開，外為上料位，內(nèi)為加工位。加工位在加工時，上料位人工上料，加工與上料都完成后，通過第5軸的旋轉(zhuǎn)，把上料位與加工位互換，進(jìn)行下一次的上料與加工的同步操作，依次循環(huán)，為了安全采用安全PLC控制。

圖1 NOBOT柔性夾具

圖2 NOBOT簡易示意圖（5個旋轉(zhuǎn)軸）

1 INDEX LH為第1組的第1軸，總第1軸，與第2軸控制上料位夾具類型的更換。2 INDEX RH為第1組的第2軸，總第2軸。1軸與2軸共同作用，可進(jìn)行8種夾具的更換。3 INDEX LH為第2組的第1軸，總第3軸，與第4軸控制加工位夾具類型的更換。4 INDEX RH為第2組的第2軸，總第4軸。5 TURN 為第3組的第1軸，總第5軸，控制夾具的總體旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行上料位與加工位的切換。

1、2軸為八面體回轉(zhuǎn)軸，1、2軸的同一相位位置安裝一組夾具，即夾緊一種車型，最多實現(xiàn)8組夾具的安裝與切換（3、4軸同理）。

根據(jù)系統(tǒng)總線加工不同產(chǎn)品類型的信號，通過調(diào)用不同的機(jī)器人示教程序，來自動進(jìn)行上料位第1軸與第2軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行夾具品種的更換。企業(yè)大量應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，除具有工作效率高、穩(wěn)定可靠、重復(fù)精度好等作用，關(guān)鍵是有多種結(jié)構(gòu)形式。

NOBOT機(jī)器人的基本軸參數(shù)及基本軸定義

NOBOT機(jī)器人需在“FANUC Robot series R-30iA控制系統(tǒng)”中定義所控制各伺服電動機(jī)的參數(shù)，完成各軸的定義，才能正確地進(jìn)行動作控制。

1.NOBOT機(jī)器人的基本軸參數(shù)

先規(guī)劃當(dāng)前柔性夾具的運(yùn)動部分，即軸劃分幾組（為了安全考慮），查到每個軸的伺服電動機(jī)參數(shù)，有了這些參數(shù)后，才能在R-30iA控制系統(tǒng)中進(jìn)行軸的配置。如表1伺服電動機(jī)參數(shù)表所示，由于篇幅的原因，只列出1軸參數(shù)。

2.NOBOT機(jī)器人的基本軸定義

FANUC Robot series R-30iA控制系統(tǒng)中基本軸的設(shè)定界面、設(shè)定順序如下（見附表）：

伺服電動機(jī)參數(shù)表

（1）采用CONTROLLED START方式起動，如圖3所示。

（2）按MENU選擇“9.維護(hù)”，如圖4所示。

（3）共有3組運(yùn)動組，現(xiàn)選擇群組1，也可選擇群組2及群組3，后面舉例程序中群組1及群組2各有二個旋轉(zhuǎn)軸，群組3有一個旋轉(zhuǎn)軸，如圖5所示。

圖3 CONTROLLED START方式起動

圖4 MENU主界面

圖5 機(jī)器人維護(hù)界面

（4）按F4手動軟鍵，出現(xiàn)軸初始化界面，顯示編輯已有的軸、新增軸或刪除軸，如圖6所示。

（5）實際操作時，選擇2：add axis，按順序輸入表1中的數(shù)值。現(xiàn)顯示輸入后的軸參數(shù)，選擇1：display/modify axis 1～4，如圖7所示，選擇0：next items，出現(xiàn)圖8、圖9情況。

圖6 軸初始化界面

圖7 軸參數(shù)顯示界面1

圖8 軸參數(shù)顯示界面2

圖9 軸參數(shù)顯示界面3

NOBOT機(jī)器人應(yīng)用前的一些注意事項

由于NOBOT機(jī)器人實際是控制柔性夾具系統(tǒng)，各伺服軸的零點位置與機(jī)械硬件有直接的關(guān)系，需自行進(jìn)行定義。

1.零點設(shè)置

首先手動調(diào)整各伺服電動機(jī)到零點位置。注意：接近零點位置時，速度要低，接觸間隙可用0.01mm的塞尺（現(xiàn)場也可用一張紙）來回抽動保證。操作步驟如圖10～圖13所示。

將需要MASTERING的軸的【SEL】項設(shè)置為1，同時更改【MSTR POS】中的值為0。

按F5 EXEC，則相應(yīng)的【SEL】項由1變成0，【ST】項由0變成2；按PREV退回MASTER/CAL界面，選6 CALIBRATE，按ENTER確認(rèn)；按F4 YES確定，（則，已被MASTERING軸的對應(yīng)項值為<0>；最后按F5 DONE隱藏MASTER/CAL界面，完成零點設(shè)定的全部操作，就可以進(jìn)行精確定位了。

2.零點的恢復(fù)

隨著使用時間的增加或意外的碰撞，零點有可能丟失。采用機(jī)器人快速回零點的方法：記錄當(dāng)前機(jī)器人各零點位置及其各伺服軸的脈沖值（如果是機(jī)器人，其出廠時各軸零點的脈沖編碼位置在控制柜側(cè)壁上的相關(guān)紙質(zhì)文件中）。

圖12中，選擇6 CALIBRATE后按ENTER可進(jìn)行快速零點復(fù)位。

NOBOT機(jī)器人應(yīng)用技巧

圖10 先更改系統(tǒng)變量

圖11 調(diào)用零點設(shè)定

機(jī)器人示教程序在編制之前，需進(jìn)行總體的規(guī)劃，包括程序的命名及各程序的流程圖繪制，最后進(jìn)行示教程序的編制。先看下當(dāng)前NOBOT機(jī)器人的全部程序構(gòu)成，如圖14所示。

圖12 單軸零點設(shè)定

圖13 零點設(shè)置數(shù)值

圖14 NOBOT機(jī)器人程序組成

INDEX_A_B12D 為子程序，A夾具B12D車型轉(zhuǎn)換，程序組第1組工作。INDEX_A_L12F為子程序，A夾具L12F車型轉(zhuǎn)換，程序組第1組工作。INDEX_B_B12D 為子程序，B夾具B12D車型轉(zhuǎn)換，程序組第2 組工作。INDEX_B_L12F 為子程序，B夾具L12F車型轉(zhuǎn)換，程序組第2組工作。OVR100 速率100%程序，在機(jī)器人暫?；蛲Ｖ购笾貑r，保證機(jī)器人運(yùn)行速率為100%，如圖15所示，主要是進(jìn)行系統(tǒng)變量值的更改。

PNS0001為主程序，PLC直接調(diào)用，A夾具旋轉(zhuǎn)到上料位。PNS0002為主程序，PLC直接調(diào)用，B夾具旋轉(zhuǎn)到上料位。PNS0011為主程序，PLC直接調(diào)用，A夾具旋轉(zhuǎn)到上料位，車型轉(zhuǎn)換為B12D。PNS0015為主程序，PLC直接調(diào)用，A夾具旋轉(zhuǎn)到上料位，車型轉(zhuǎn)換為L12F。PNS0021為主程序，PLC直接調(diào)用，B夾具旋轉(zhuǎn)到上料位，車型轉(zhuǎn)換為B12D。PNS0025為主程序，PLC直接調(diào)用，B夾具旋轉(zhuǎn)到上料位，車型轉(zhuǎn)換為L12F。PNS0031為主程序，PLC直接調(diào)用，A夾具車型轉(zhuǎn)換為B12D。PNS0035為主程序，PLC直接調(diào)用，A夾具車型轉(zhuǎn)換為L12F。PNS0041為主程序，PLC直接調(diào)用，B夾具車型轉(zhuǎn)換為B12D。PNS0045為主程序，PLC直接調(diào)用，B夾具車型轉(zhuǎn)換為L12F。TURN_A 為子程序，A夾具旋轉(zhuǎn)到上料位。程序組第3組工作。TURN_B 為子程序，B夾具旋轉(zhuǎn)到上料位。程序組第3組工作。

圖15 OVR100程序內(nèi)容

NOBOT機(jī)器人保證程序中某一組運(yùn)動時，其他組則不動。不同的程序功能適用于不同的應(yīng)用場合。如PNS0011比PNS0031程序就多了A夾具旋轉(zhuǎn)到上料位的子程序調(diào)用指令，其他一樣，但實現(xiàn)的功能不同。所以說程序命名及功能規(guī)劃是一個重要過程，需前期確認(rèn)。先進(jìn)行組控制的規(guī)劃，子程序功能的劃分，主程序?qū)ψ映绦蜻M(jìn)行組合，最后對主程序進(jìn)行命名?？偟膩碚f：

（1）各組及軸的設(shè)置，根據(jù)工裝的特點，為了安全，統(tǒng)一規(guī)劃。

（2）NOBOT機(jī)器人與其他的機(jī)器人沒有干涉區(qū)設(shè)置，用其他的方法保證安全。

（3）配合照像系統(tǒng)的應(yīng)用，一起保證裝件的正確性。

（4）程序的總體程序名的命名及子程序的定義。

結(jié)語

只是簡單介紹是NOTOT機(jī)器人的定義，以8面體柔性夾具為例，簡要說明NOBOT機(jī)器人的初始參數(shù)設(shè)置，零點設(shè)置及零點恢復(fù)，通過程序的名稱說明了一下機(jī)器人程序的編制，特別是組別的定義，通過組來保證安全放在第一位。

[1] 計時鳴，黃希歡.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J].機(jī)電工程, 2015,32卷(1):1-13.