利用五種方法對(duì)同一毛坯的工業(yè)機(jī)器人編程教學(xué)研究

程壽國(guó)

摘 要：本文針對(duì)同一毛坯工件的工業(yè)機(jī)器人編程方法進(jìn)行了研究。分別利用示教目標(biāo)點(diǎn)編程、示教指令編程、離線(xiàn)編程、利用示教器運(yùn)動(dòng)指令編程和利用示教器運(yùn)動(dòng)指令和Offs功能指令混合編程等五種方法進(jìn)行編程。給出了具體的編程步驟和程序，分析比較了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并分別闡述了每種編程方法在教學(xué)中的應(yīng)用。熟練掌握這些方法可以幫助初學(xué)工業(yè)機(jī)器人編程的人員盡快適應(yīng)工作崗位。

關(guān)鍵詞：示教目標(biāo)點(diǎn) 示教指令 離線(xiàn)編程 示教器直接編程 工業(yè)機(jī)器人

Research on Programming Teaching of Industrial Robot for the Same Blank by Five Methods

Cheng Shouguo

Abstract：In this paper， the programming method of industrial robot for the same workpiece is studied. Teaching target point， teaching instruction， offline programming， rapid programming （direct programming of teaching device） and off instruction programming are used to program. The specific programming steps and procedures are given， and the advantages and disadvantages of each method are analyzed and compared. The application of each programming method in teaching is described. Mastering these methods can help the beginners of industrial robot programming adapt to the work as soon as possible.

Key words：teaching target point， teaching instruction， offline programming， teaching device direct programming

1 引言

工業(yè)機(jī)器人的已廣泛應(yīng)用于切割、涂膠、裝配和碼垛等許多制造行業(yè)領(lǐng)域。郝建豹等構(gòu)建了多個(gè)工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真工作站。周鵬等設(shè)計(jì)了多個(gè)項(xiàng)目用于教學(xué)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效果。本文以ABB工業(yè)機(jī)器人仿真軟件中自帶的毛坯工件為例，以五種方法分別介紹ROBOTSTUDIO軟件的編程方法，并分析每種方法在教學(xué)中的具體應(yīng)用。

2 編程前的準(zhǔn)備工作

導(dǎo)入ABB模型庫(kù)，導(dǎo)入模型庫(kù)（Cure_thing，MyTool，table_and_fixture_140），安裝MyTool到機(jī)器人法蘭盤(pán)，“從布局”根據(jù)已有布局創(chuàng)建系統(tǒng)，調(diào)整table_and_fixture_140在機(jī)器人工作區(qū)的中間位置，放置Cure_thing在它上面（對(duì)齊），創(chuàng)建并設(shè)置工件坐標(biāo)wobj1，在創(chuàng)建機(jī)器人系統(tǒng)后，工具“MyTool”坐標(biāo)（TCP數(shù)據(jù)）可以直接選用。選定一個(gè)起始點(diǎn)PHome作為加工軌跡的初始位置和結(jié)束位置。

以上準(zhǔn)備工作對(duì)任一編程方法都適合，是機(jī)器人編程前期必須的準(zhǔn)備工作。

3 ABB工業(yè)機(jī)器人編程方法

3.1 示教目標(biāo)點(diǎn)編程

可以通過(guò)“基本”界面下“示教目標(biāo)點(diǎn)”功能，分別將工具（TCP）移動(dòng)到起始點(diǎn)、毛坯的四個(gè)角點(diǎn)位置，點(diǎn)擊“示教目標(biāo)點(diǎn)”，在右側(cè)的“路徑和目標(biāo)點(diǎn)“菜單中會(huì)出現(xiàn)Target_10、Target_20、Target_30、Target_40、Target_50等目標(biāo)點(diǎn)。

建立空路徑Path_10，將示教目標(biāo)點(diǎn)全部選中添加到path_10。添加完以后在“路徑與步驟“Path_10下面會(huì)出現(xiàn)MoveLTarget_10、MoveLTarget_20、MoveLTarget_30、MoveLTarget_40、MoveLTarget_50等指令語(yǔ)句。對(duì)路徑Path_10進(jìn)行自動(dòng)配置”線(xiàn)性/圓周移動(dòng)指令“，同步到RAPID，將工作坐標(biāo)、工具數(shù)據(jù)和路徑&目標(biāo)等都同步到機(jī)器人系統(tǒng)。在”仿真“菜單下的”仿真設(shè)定“里面選擇進(jìn)入點(diǎn)為“Path_10”，點(diǎn)擊播放按鈕就可以仿真運(yùn)行機(jī)器人的示教程序了。

3.2 示教指令編程

可以通過(guò)“基本”界面下“示教指令”功能。建立空路徑Path_10，只有建立路徑后，“示教指令”才可以被選中。分別將工具（TCP）移動(dòng)到毛坯的四個(gè)角點(diǎn)位置，點(diǎn)擊“示教指令”，與“示教目標(biāo)點(diǎn)”的區(qū)別是，點(diǎn)擊“示教指令”后，不需要再把“示教目標(biāo)點(diǎn)”添加到路徑中。打開(kāi)示教器可以看到如下程序：

PROC Path 10 （）

MoveL Target_10，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL Target_20，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL Target_30，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL Target_40，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL Target_50，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL Target_60，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL Target_70，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

ENDPROC

3.3 離線(xiàn)編程

在“基本”軟件界面下，選擇“路徑下的”自動(dòng)路徑”，按住“shift”鍵，直接選中毛坯的一條邊，在自動(dòng)路徑里面會(huì)出現(xiàn)“邊_1、邊_2、邊_3、邊_4”（軟件界面選擇為簡(jiǎn)體中文），選擇參照面為毛坯表面，點(diǎn)擊創(chuàng)建后，在Path_10里面出現(xiàn)MoveLTarget_10、MoveLTarget_20、MoveLTarget_30、MoveLTarget_40、MoveLTarget_50等指令語(yǔ)句。同樣進(jìn)行自動(dòng)配置，同步到RAPID，在仿真設(shè)定中設(shè)定進(jìn)入點(diǎn)后就可以仿真了。需要注意的是”查看目標(biāo)處工具“后發(fā)現(xiàn)自動(dòng)配置的工具位置有些是不合理的（如圖2），可以選中Target_10等目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行修改目標(biāo)，圖3是修改后的目標(biāo)位置圖。

3.4 利用示教器運(yùn)動(dòng)指令編程

RAPID修改每個(gè)角點(diǎn)（特征點(diǎn)）位置并直接編程，先利用示教器的程序編輯器編寫(xiě)程序如下。

main （ ）

MoveJ PHome，v1000，z5，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P10，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P20，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P30，v200，fine，MyToolWobj：=Wobj_1;

MoveL P40，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P10，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveJ PHome，v200，fine，MyToo1＼Wobj：=Wobj_1;

ENDPROC

分別將工具（TCP）移動(dòng)到起始點(diǎn)和毛坯的四個(gè)角點(diǎn)位置，點(diǎn)擊“修改位置”，將起始點(diǎn)和毛坯的四個(gè)角點(diǎn)位置分別記錄到PHome、P10、P20、P30、P40，然后把工作模式選擇為自動(dòng)，點(diǎn)選“Enable”和電機(jī)上電，就可以運(yùn)行仿真程序main（ ）。

3.5 利用示教器運(yùn)動(dòng)指令和Offs功能指令混合編程

編寫(xiě)如下程序：

PROC main（）

MoveJ PHome，v1000，z50，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P10，v200，fine， MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

P200 ：= Offs （P10， 400，0，0）;

P210 ：= Offs （P200，0，300，0）;

P220 ：= Offs （P210，-400，0，0）;

P230 ：= Offs （P220，0，-300，0）;

MoveL P200，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P210，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P220，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL P230，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

MoveL PHome，v200，fine，MyTool＼Wobj：=Wobj_1;

END PROC

分別將工具（TCP）移動(dòng)到起始點(diǎn)和毛坯的一個(gè)角點(diǎn)位置，點(diǎn)擊“修改位置”，將起始點(diǎn)和毛坯的一個(gè)角點(diǎn)位置分別記錄到PHome、P10，利用賦值指令和功能指令Offs （ ），分別得到毛坯的另外三個(gè)角點(diǎn)位置并記錄在P200、P210和P220中。這種編程需要理解功能指令Offs的參數(shù)含義，優(yōu)點(diǎn)是修改位置的點(diǎn)數(shù)量比較少，但是需要注意是P200、P210和P220均為變量存儲(chǔ)類(lèi)型。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)同一毛坯利用五種方法進(jìn)行機(jī)器人編程，比較詳細(xì)的介紹了每種編程方法要點(diǎn)和幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，熟練運(yùn)用這些方法可以快速入門(mén)工業(yè)機(jī)器人的編程操作技術(shù)。在教學(xué)中可以根據(jù)實(shí)際情況選擇某幾類(lèi)編程方法進(jìn)行教學(xué)和練習(xí)，也可以幾種方法綜合運(yùn)用，幫助學(xué)生提高對(duì)工業(yè)機(jī)器人編程原理的認(rèn)知。

基金項(xiàng)目：江蘇高校青藍(lán)工程資助（蘇教師[2019]3號(hào)）。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝建豹，林子其，龔儉龍，易煥銀.在線(xiàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)虛擬仿真平臺(tái)的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（11）：113-116.

[2]周鵬，孟晉.高職《工業(yè)機(jī)器人編程與控制》課程建設(shè)研究[J].遼寧師專(zhuān)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，20（01）：12-15+28.