基于RobotStudio的自動生產線工作站仿真設計*

盧 慶

（貴州航天職業技術學院，貴州 遵義 563000）

隨著近年來智能制造業的發展，工業機器人的應用日益頻繁，尤其是在自動化生產線中的使用最為普遍。但相對而言，會操作工業機器人的技術技能型人才就顯得尤為稀少了。作為在學院從事工業機器人教學的工作者，我們雖不能將整個現代自動生產線搬入課堂，但可以將其簡化的模型工作站及其虛擬仿真技術融入項目教學。本文將以某企業玻璃生產線為例，應用ABB公司的RobotStudio軟件，介紹如何使用Smart組件對構建的模擬工作站進行仿真設計。

1 工作站概述

自動生產線工作站是玻璃生產線的簡化模型，集物料的搬運、傳送、機器人走軌跡等功能于一體，將多個機器人協同作業的內容，集中在一個機器人上獨立完成。自動生產線工作站如圖1所示，主要由工業機器人、組合工具、傳送帶、物料臺等組成，其功能是將前一道工序的玻璃通過傳送帶輸送至當前工序完成玻璃的涂膠、打磨或切割。其中，組合工具如圖2所示，由4個真空吸盤和1個氣缸等組成，可完成取放玻璃和走軌跡（模仿涂膠、打磨或切割）的功能；傳送帶如圖3所示，由輸送皮帶、PLC、變頻器和三相異步電動機等組成，主要完成玻璃的遠距離運送功能；物料臺有2個，一個用于放置完成前一道工序的玻璃，另一個用于存放當前工序的玻璃。

圖1 自動生產線工作站

圖3 傳送帶

該工作站工作前，先將組合工具安裝在工業機器人的第六軸法蘭盤上，玻璃放置在前一道工序的物料臺上。工作站工作時，機器人運行至玻璃上方，將玻璃吸取放置在傳送帶上，傳送帶前端接近開關檢測到玻璃后，PLC程序控制傳送帶電機啟動，輸送玻璃至傳送帶末端，接近開關檢測到工件以后，傳送帶電機停止，同時機器人吸取玻璃放置在當前工序的物料臺上，最后伸出氣缸完成當前工序。

由于在RobotStudio軟件中創建機器人工具比較簡單，這里不再贅述，下面主要介紹應用Smart組件進行的仿真設計。

2 Smart組件[1]設計

2.1 創建真空吸盤Smart組件

真空吸盤Smart組件設計如圖4所示，其中，“傳感器”子組件（LineSensor）安裝在圖2組合工具吸盤（4個真空吸盤任意一個）上，通過LineSensor檢測到物體，然后用“動作”子組件（Attacher和Detacher）將物體吸附或釋放物體。

圖2 組合工具

圖4 真空吸盤Smart組件設計

2.2 創建接近開關（電機啟動）Smart組件

接近開關（電機啟動）Smart組件設計如圖5所示，其中，“傳感器”子組件（LineSensor）安裝在圖3接近開關（電機啟動）上，通過LineSensor檢測到物體，然后用“本體”子組件（LinearMover）將物體送出一段距離。應注意，在設置LineSensor“屬性”時，要將LineSensor長度大于LinearMover的Distance（行走距離）。

圖5 接近開關（電機啟動）Smart組件設計

2.3 創建接近開關（電機停止）Smart組件

接近開關（電機停止）Smart組件設計如圖6所示。

圖6 接近開關（電機停止）Smart組件設計

2.4 創建氣缸Smart組件

通過“本體”子組件（PoseMover）控制氣缸的伸出和縮回動作，氣缸Smart組件設計如圖7所示。

圖7 氣缸Smart組件設計

2.5 I/0信號與工作站邏輯

工作站邏輯設定即是將Smart組件的輸入/輸出信號與機器人端的輸入/輸出型號作關聯，機器人創建的I/0信號如圖8所示，5個I/O信號說明見表1，設定的工作站邏輯如圖9所示。

圖9 工作站邏輯設計

表1 I/0信號說明

圖8 創建I/0信號

3 系統編程

設計的部分程序如下：

PROC main（） !主程序

4 結論

本文結合企業實際和教學，應用RobotStudio軟件搭建了自動生產線工作站，通過Smart組件功能實現了工作站的仿真，動畫效果直觀、逼真，不僅方便教學演示，更有利于程序的調試，對生產和教學都具有應用價值。