“1+X”工業(yè)機器人操作與運維典型工作任務紅藍碼垛實踐與探索

陳砆興　陳彥　朱新恬　朱亞軍

摘 要：目前，搬運、碼垛是機器人的第一大應用領域，約占機器人應用整體的4成左右。本文以"1+X"工業(yè)機器人操作與運維證書為背景，探索紅藍雙色碼垛工作任務程序編寫的技"1+X"工業(yè)機器人操作與運維巧和方法。

關鍵詞：“1+X”工業(yè)機器人操作與運維 紅藍雙色碼垛 程序編寫

Practice and Exploration of “1+X” Industrial Robot Operation and Maintenance Typical Tasks Red and Blue Palletizing

Chen Yanxing，Chen Yan，Zhu Xintian，Zhu Yajun

Abstract：At present， handling and palletizing are the largest application areas of robots， accounting for about 40% of the total robot applications. This article uses the “1+X” industrial robot operation and maintenance certificate as the background to explore the technical “1+X” industrial robot operation and maintenance techniques and methods for writing red and blue two-color palletizing task programs.

Key words：“1+X” industrial robot operation and maintenance， red and blue double color palletizing， programming

1 引言

國務院印發(fā)的《國家職業(yè)教育改革實施方案》（簡稱“職教20條”）指出職業(yè)教育和普通教育是兩種不同教育類型，具有同等重要的地位。隨著我國進入新的發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟結構調整不斷加快，各行各業(yè)對技術技能人才的需求越來越緊迫，職業(yè)教育重要地位和作用越來越凸顯。

根據(jù)《工業(yè)機器人操作與運維職業(yè)技能等級標準》（2019年9月試行），工業(yè)機器人操作與運維（中級）主要是面向本體制造企業(yè)的技術銷售、技術服務、電氣工程等崗位的從業(yè)人員;系統(tǒng)集成企業(yè)的工業(yè)機器人安裝、調試、技術銷售、技術服務、電氣調試等崗位的從業(yè)人員;應用企業(yè)的操作、維護、電氣工程、設備管理等崗位的從業(yè)人員。在工業(yè)機器人操作與編程的工作領域職業(yè)技能要求是：（1）能使用工業(yè)機器人運動指令進行基礎編程;（2）能完成工業(yè)機器人運動指令參數(shù)的設置;（3）能完成工業(yè)機器人手動程序調試;（4）能熟練應用中斷程序，正確觸發(fā)動作指令;（5）能通過編程完成對裝配物品的定位、夾緊和固定;（6）能進行多工位碼垛程序編寫;（7）能完成工業(yè)機器人的典型手動示教操作（矩形軌跡、三角形軌跡曲線軌跡和圓弧軌跡等）;（8）能正確配置常用外部設I/0信號。

其中，能進行多工位碼垛程序編寫是最基礎的職業(yè)技能要求，傳統(tǒng)的碼垛都是由人工來完成，這種碼垛存方式在當今社會生產(chǎn)中存在很多問題，人力難以滿足，人力來進行碼垛，要求的人數(shù)眾多，付出的勞動成本很高，還不能提高生產(chǎn)效率，無法適應當今科技的高速發(fā)展，無法適應生產(chǎn)線速度過高和產(chǎn)品的質量過大的需求。機器人碼垛主要應用于生產(chǎn)業(yè)、物流業(yè)，也是工業(yè)機器人最典型的應用事例。碼垛的意義在于依據(jù)集成單元化的思想，將成堆的物品通過一定的模式碼成垛，使得物品能夠易于搬運、裝載以及儲存。在物體的運輸過程中，除了必須散裝的物品或者液體以外，一般的物品均是按照碼垛的形式進行儲存、貨運的，便節(jié)約空間，承接更多的貨物。

2 典型工作任務紅藍碼垛項目描述

系統(tǒng)啟動后，機器人將抓取吸盤工具，通過吸盤工具吸取碼垛倉A區(qū)紅色的工件，搬運碼垛到碼垛倉B區(qū)，然后再吸取C區(qū)的藍色工件，搬運碼垛到碼垛倉D區(qū)，最后將吸盤工具放置到工具庫中。

在示教器中編寫工業(yè)機器人碼垛程序，程序要求如下：

①編寫主程序Main，啟動系統(tǒng)。

②編寫子程序Auto，在程序中調用完成編寫的各例行程序，實現(xiàn)取工具—搬運碼垛—放回工具的整個碼垛工藝流程。

③編寫取夾爪工具程序，實現(xiàn)工業(yè)機器人從Home點安全位姿出發(fā)拾取工具，將程序命名為Get_KH2。

④編寫工業(yè)機器人搬運碼垛程序，實現(xiàn)工業(yè)機器人從碼垛平臺A夾取4塊碼垛塊放置到碼垛平臺B上，從碼垛平臺C夾取4塊碼垛塊放置到碼垛平臺D上，并將程序命名為GetRedA、PutRedB、PutBlueC、PutBlueD。

⑤編寫放回夾爪工具程序，實現(xiàn)工業(yè)機器人從Home點安全位姿出發(fā)，將夾爪工具放回工具架上，并返回Home點姿態(tài)，將程序命名為Put_KH2。

3 所用工具及模塊

項目所用到的工具有：吸盤工具（圖1）、藍色和紅色工件（圖2）。

項目所用到的模塊有：碼垛倉（圖3）。

工件正確擺放位置（圖4）。

4 流程圖

根據(jù)項目任務要求，設計紅藍碼垛流程圖（圖5），進行程序的編寫。

5 編程實現(xiàn)及程序注釋

（1）主程序main

（2）子程序Auto

（3）子程序Get_KH2（安裝吸盤工具）

（4）子程序GetRedA（吸盤工具按順序抓取A區(qū)域的工件）

（5）子程序PutRedB（吸盤工具抓取A區(qū)域的工件碼垛到B區(qū)域）

（6）子程序PutBlueC（吸盤工具按順序抓取C區(qū)域的工件）

（7）子程序PutBlueD（吸盤工具抓取C區(qū)域的工件碼垛到D區(qū)域）

（8）Put_KH2（放置吸盤工具）

6 結語

本文以工業(yè)機器人典型工作任務為出發(fā)點，在已有課程體系的基礎上，結合當今工業(yè)機器人應用實際，對碼垛工作任務實踐進行創(chuàng)新探索，研究程序編寫的技巧和方案，更好地對紅藍碼垛典型工作任務進行開發(fā)探索，更好地服務于“1+X”工業(yè)機器人操作與運維證書試點工作。

基金項目：甘肅省教育廳2020年度高等學校創(chuàng)新基金項目（“高職'1+X'證書書證融通培養(yǎng)體系的研究與實踐”，編號：2020A-260）。

參考文獻：

[1]國務院.國務院關于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2019-02/13/content_5365341.htm，2019-02-13.

[2]李愿.“1+X”工業(yè)機器人應用編程搬運碼垛典型工作任務創(chuàng)新設計與實現(xiàn)[J].內燃機與配件，2020（04）：236-239.