基于ABB工業機器人的電機裝配程序設計

梁舒

摘?要：針對工業機器人基礎應用教學設備中的裝配模塊，介紹了基于ABB工業機器人應用于電機裝配關鍵步驟的程序設計方法。利用子程序調用和偏移命令等相關指令，通過實驗驗證了程序設計的有效性和合理性。該方法可以推廣到一般工業機器人搬運的應用場景中，提高工業機器人編程的效率。

關鍵詞：工業機器人?電機裝配?程序設計

一、工業機器人裝配模塊系統組成

工業機器人裝配模塊由ABB工業機器人本體、快換工具主盤、快換工具、立體倉庫、裝配平臺等組成。需要裝配的電機模型由基座、電機、減速器、輸出法蘭四部分組成，機器人需要將基座由倉庫放到裝配位置，再將電機裝配進基座，減速器和輸出法蘭按先后順序分別裝配在基座上，最后將產品放回倉庫位置。裝配過程中，需要選取合適的工具裝配不同的工件，基座需要用弧口氣爪工具抓取和放置，電機需要用直口工具抓取和放置，減速器和輸出法蘭需要用吸盤工具完成吸取和放置。

二、氣動工具動作部分程序設計

機器人需要利用安裝在機器人第六軸的主盤張開和鎖緊完成拾取不同工具的操作，對應于氣動部分的電磁閥為YV1和YV2。機器人拾取到氣爪工具后，氣爪地張開和閉合需要氣動部分的電磁閥YV3和YV4控制，機器人拾取到吸盤工具后，吸盤的吸氣和放氣由氣動部分的電磁閥YV5控制。5個電磁閥對應于機器人的五個輸出信號YV1-YV5，機器人編程時，通過置位和復位輸出信號的操作來控制氣動工具。分別建立工具鎖緊、工具釋放、夾爪開和夾爪閉的子程序，需要氣動工具做相應的動作時，調用相應的子程序即可。

三、機器人取放工具程序設計

原始狀態下，主盤安裝在機器人第六軸法蘭盤上，快換工具在設備平臺的一側。在裝配過程中，機器人需要先去拾取相應的工具，完成裝配任務后，機器人還需要將工具放回。因平臺的立體倉庫模塊對機器人的運動路徑有一定的阻礙，因此程序設計時，要在快換工具平臺上方設置過渡點。設置絕對位置目標點pHomeAbs0作為機器人的原點，pHomeAbsn90作為機器人取放工具的過渡點，保證機器人在取放工具的過程中，不會對周邊設備造成碰撞。

裝配任務需要三種工具，即弧口手爪、直口手爪和吸盤，就需要定義三個機器人目標點作為機器人拾取和釋放工具的位置，分別設置為pGongJu1、pGongJu2和pGongJu3。以工具1為例，機器人首先移動到原點，調用工具釋放子程序將主盤釋放，移動到過渡點，之后移動到pGongJu1點上方150mm處，之后減速到100mm/s運動到pGongJu1點上方20mm處，再減速到20mm/s，移動到拾取工具的位置pGongJu1點。等待0.5s后，執行工具鎖緊子程序，之后再等待0.5s，按照剛才的路徑依次沿路返回到機器人原點。機器人釋放工具程序和拾取工具程序類似，只是在釋放工具前，需要先將控制氣爪的YV3和YV4置零，保證氣路關閉。該部分對應的機器人程序如下：

PROC QuGongJu1（）

MoveAbsJ pHomeAbs0＼NoEOffs， v500， fine， tool0;

GongJuShiFang;

MoveAbsJ pHomeAbsn90＼NoEOffs， v500， z20， tool0;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，150），v500，z20，tool0;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，20），v100，z20，tool0;

MoveL pGongJu1，v20，fine，tool0;

WaitTime 0.5;?GongJuSuoJin;?WaitTime 0.5;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，20），v20，z20，tool0;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，150），v100，z20，tool0;

MoveAbsJ pHomeAbsn90＼NoEOffs， v500， z20， tool0;

MoveAbsJ pHomeAbs0＼NoEOffs， v500， fine， tool0;

ENDPROC

PROC FangGongJu1（）

MoveAbsJ pHomeAbs0＼NoEOffs， v500， fine， tool0;

MoveAbsJ pHomeAbsn90＼NoEOffs， v500， z20， tool0;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，150），v500，z20，tool0;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，20），v100，z20，tool0;

MoveL pGongJu1，v20，fine，tool0;

Reset YV4;?Reset YV3;?WaitTime 0.5;

GongJuShiFang;?WaitTime 0.5;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，20），v20，z20，tool0;

MoveL Offs（pGongJu1，0，0，150），v100，z20，tool0;

MoveAbsJ pHomeAbsn90＼NoEOffs， v500， z20， tool0;

MoveAbsJ pHomeAbs0＼NoEOffs， v500， fine， tool0;

ENDPROC

四、機器人主程序設計

根據裝配模塊的布局和裝配順序，在相關的裝配子程序設計完成后，需要進行機器人主程序的設計。整體程序調試完成后，ABB機器人在自動運行時，程序從主程序開始執行。首先執行初始化程序，將設備中各信號進行復位，機器人拾取弧口工具并將電機基座放到裝配位置，完成基座裝配后機器人將弧口工具放回快換工具的位置。機器人繼續拾取直口工具并將電機裝配到基座內，之后將直口工具放回。整個電機裝配完成后，機器人再用弧口工具將產品從裝配位置放回到倉庫中，從而完成整個裝配的流程。

五、結語

工業機器人編程需要注意使用合理的程序結構，利用子程序、偏移指令等功能實現對程序的優化，使機器人程序執行的效率更高，動作流程更加流暢。在工業機器人的其他應用類型的編程中，也可以使用類似的方法提高編程的效率。

參考文獻

[1]潘洪坤.基于ABB工業機器人示教系統的教學項目設計[J].山東工業技術，2017（8）：244—245.