项目四 PLC与RobotStudio联合仿真激光切割工作站——机器人示教编程

本文详细介绍了一种通过示教编程实现搬运机器人与激光切割机器人自动化作业的方法。内容包括目标点示教、工具组件化改造、机器人程序编写等关键步骤。特别强调了如何利用RAPID编程语言完成搬运与切割的具体流程。

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一、任务描述

通过示教编程,实现搬运机器人能够将工件搬运到工作台;激光切割机器人能够实现对工件的模拟切割;搬运机器人能够实现将工件从工作台搬运码垛台。

二、目标点示教

1. 示教前准备工作

首先按照上个任务的操作步骤,测试一下传送带和传感器,使一个工件到达传感器并停止下,如图所示。

2. 机器人示教目标点

步骤1)激活当前使用的机器人。

步骤2)使用机械装置手动关节命令,调整吸盘的姿态为水平姿态

结果如下图所示

点击示教目标点命令,产生第一个示教点。

步骤3)使用机械装置手动线性命令,将机器人末端调整到工件的表面。

点击示教目标点,完成点位示教。

3.吸盘工具的组件化改造

因为要连续实现工件的复制,搬运工件的名称会随着系统的不断复制而不断变化。因此,末端工具仅仅在事件管理器中设置的事件就不能实现对工件的抓取和释放了。这里需要通过Smart组件进行调整。

步骤1)拆除MyNewTool,右键击MyNewTool,点击拆除。弹出更新位置对话框,这里要选择否。

步骤2)添加Smart组件,并进行重命名

步骤3)将MyNewTool从模型树中拖动到Sucker上,然后再右侧子对象组件中,右键击MyNewTool,设置为Role。

步骤4)添加组件LineSensor,并设置组件属性,最后点击应用。

步骤5)添加Attacher和Detacher,并设置Attacher的Parent为如图所示。

步骤6)添加一个逻辑非组件,并设计如图所示的控制逻辑。

步骤7)将组件安装到搬运机器人上,当弹出更新位置时,选择否。

步骤8)在工作站逻辑中,将系统的do_suck信号和组件的DO_SC_SUCK信号相连接

4. 搬运目标点示教

步骤1)切换系统运行模式

步骤2)打开IO仿真器

步骤3)开启仿真,将机器人调整到放置位置,并点击示教目标点,进行示教。

注意:这里如果出现不能抓取工件,只需要重新进行传送带仿真,生成一个新的工件即可。

步骤4)将do_suck信号设置为0,调整搬运机器人的位置,查看是否能正确释放工件。

5. 切割目标点示教

步骤1)切换激活状态

步骤2)示教目标点

调整完成后,将机器人更换到安全姿态,再次保存示教点。如图所示。

完成的切割机器人点位如图所示。

6. 码垛目标点示教

重新激活搬运机器人,进行码垛开始位置示教。

1)右键击放置位置,跳转到目标点

使搬运机器人保持放置姿态,重新点击do_suck信号,使工件被吸附。

2)调整机器人到码垛开始位置,如图所示。

3)示教目标点,最终得到如图所示的四个目标点。

三、机器人程序编写

1. 编写前准备

步骤1)修改示教点名称

步骤2)将示教点拖动到main中。分别选中两个机器人的所有示教点,拖动到各自的main函数中。

步骤3)同步到RAPID...

2. 编写搬运机器人搬运和码垛子程序

1)打开编辑器

2)创建两个子程序

 !完成从传送带到工作台的搬运;仅仅是搬运过程。

    PROC ConToWork()

        MoveJ ZeroPoint,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ Offs(GrapPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveL GrapPoint,v200,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        SetDO do_suck,1;

        MoveL Offs(GrapPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ Offs(WorkPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveL WorkPoint,v200,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        SetDO do_suck,0;

        MoveL Offs(WorkPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ Offs(GrapPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ ZeroPoint,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

    ENDPROC

    !完成从工作台到码垛位置的搬运;仅仅是搬运过程。这里先不考虑码垛,放置在同一位置

    PROC WorkToStack()

        MoveJ ZeroPoint,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ Offs(WorkPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveL WorkPoint,v200,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        SetDO do_suck,1;

        MoveL Offs(WorkPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ ZeroPoint,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ Offs(StackPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveL StackPoint,v200,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        SetDO do_suck,0;

        MoveL Offs(StackPoint,0,0,100),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

        MoveJ ZeroPoint,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;

    ENDPROC

3. 编写激光切割机器人加工子程序

打开激光切割机器人的编辑器,添加如下子程序

 !激光切割过程

    PROC WorkP()

        MoveJ ZeroPoint,v1000,z100,AW_Gun\WObj:=wobj0;

        MoveJ Offs(Target_10,0,0,100),v1000,fine,AW_Gun\WObj:=wobj0;

        MoveL Target_10,v200,fine,AW_Gun\WObj:=wobj0;

        MoveL Target_20,v200,fine,AW_Gun\WObj:=wobj0;

        MoveL Target_30,v200,fine,AW_Gun\WObj:=wobj0;

        MoveL Target_40,v200,fine,AW_Gun\WObj:=wobj0;

        MoveL Offs(Target_40,0,0,100),v200,fine,AW_Gun\WObj:=wobj0;

        MoveJ ZeroPoint,v1000,z100,AW_Gun\WObj:=wobj0;

    ENDPROC

完成以上操作之后,关闭编辑器,将所有数据同步到工作站。

4. 构建信号系统

整个搬运过程和激光切割过程采用“一问一答”方式建立信号。如下图所示。

基于此,在搬运机器人建立两个输入信号,两个输出信号;在激光切割机器人建立1个输入信号,1个输出信号。

如图打开System1的I/O系统,创建上述信号。

完成后的效果如图。

同样方法,在System2中创建信号,如图所示。

完成以上操作之后,要对两个系统进行重启,使信号生效。

5. 完成主程序编写

(1)搬运机器人主程序编写

 PROC main()

WHILE TRUE DO

            SetDO do_finish_carry,0;

            SetDO do_finish_stack,0;

            IF di_start_carry=1 THEN

                ConToWork;

            ENDIF

            IF di_start_stack=1 THEN

                WorkToStack;

            ENDIF

            WaitTime 0.2;

        ENDWHILE

    ENDPROC

(2)激光切割机器人主程序编写

 PROC main()

        WHILE TRUE DO

          SetDO do_finish_cutting,0;

            IF di_start_cutting=1 THEN

                WorkP;

            ENDIF

          WaitTime 0.2;

        ENDWHILE

    ENDPROC

6. 子程序修改

在每个子程序的结尾加入SetDO命令,反馈动作完成。

完成后的效果如图所示。

至此,已经完成机器人程序的编写。

未编写部分就是码垛程序,后续进行完善了。

### Robot Studio 切割工作站配置、设置使用教程 #### 1. 系统架构概述 在PLCRobotStudio联合仿真激光切割工作站中,采用以PLC为中心的控制模式[^1]。该模式下,机器人和传送带均通过PLC进行通信,而彼此间无直接交互。这种设计简化了系统的复杂度并增强了可维护性。 #### 2. 系统联调流程 为了实现完整的系统联调,需按照以下步骤操作: - **添加通讯插件** 在RobotStudio端加载必要的通讯插件,并定义PLC对应的变量映射关系。例如,PLC中的`M10.0~M10.3`作为输出信号,对应于RobotStudio的DI输入;同样地,`M20.0~M20.3`则用于接收来自RobotStudio的状态反馈[^2]。 - **启动PLCSIM Advanced** 初始化PLCSIM Advanced环境,并确保其IP地址RobotStudio一致。如果遇到无法识别设备的问题,则可能是因为未启用仿真支持或权限不足所致。此时可通过调整项目设置来解决问题。 - **连接验证** 启动PLC监控界面后,在RobotStudio中点击“Connect”按钮尝试建立链接。随后可在PLC侧强制激活上电标志位(如I0.0=1),以此检验双方是否能够协同工作[^2]。 #### 3. 传送带组件开发指南 针对传送带的功能需求,具体实施分为以下几个方面: - **传感器集成** 构造一个具备检测能力的虚拟传感单元,当目标物体抵达指定区域时发出触发脉冲[^3]。 - **核心元件装配** 创建名为Conveyor的新Smart组件,并依次引入Queue、Source以及LinearMover等子模块。其中,Source负责生成待加工零件实例,而LinearMover承担推动任务直至终点位置停下[^3]。 - **行为脚本编写** 编写相应的逻辑表达式,使得整个动作序列严格遵循预定规则执行。比如仅当接收到启动指令(di_start=true)才允许物件前进;反之遇到来自终端控制器的终止命令(di_stop=false),立即中断当前进程[^3]。 #### 4. 抓放机构调试技巧 对于双机械臂协作场景而言,合理规划各自的职责范围至关重要。以下是关于如何正确设定吸盘夹具的关键要点: - **初始化阶段** 分别为每台装置单独设立专属的工作空间,并确认两者间的相对方位校准完毕后再行后续作业[^3]。 - **信号关联** 明确哪些外部触点可用于指示抓握时机,同时也要考虑到松脱瞬间所需满足的前提条件。通常情况下会借助布尔型开关量来进行判定处理。 - **动态响应机制** 当捕捉到有效接触迹象后迅速切换至吸附状态并将负载固定牢靠;等到预设卸货地点临近之际再适时解除约束力以便顺利交付货物。 ```python def simulate_grab_release(tool, object_to_handle): """ Simulates the grab and release process of a robotic tool. Parameters: tool (str): The name of the robot's end-effector used for handling objects. object_to_handle (str): Name or identifier of the object being manipulated. Returns: bool: True if both operations succeed; False otherwise. """ try: # Attach Object to Tool attach_result = perform_action(tool, 'Attach', target=object_to_handle) # Move to Destination & Detach move_and_detach_result = navigate_then_perform(tool, destination='DropZone', action_type='Detach') return all([attach_result, move_and_detach_result]) except Exception as e: log_error(e) return False ```
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