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1、项目1.2 启动机器人自动搬运的作业任务（基于示教盒+控制箱）一、项目目的通过本次项目的知识学习和实践操作训练，拟达到以下三大目标：1、知识目标（1）熟知工业机器人控制箱面板的构成、功能及其操作方法；（2）熟知工业机器人程序的基本构成及示教盒编程方法；（3）熟知工业机器人程序的单步调试、位置示教方法；（4）熟知工业机器人程序自动运行的操作方法及注意事项；2、技能目标（1）熟练地通过机器人示教盒创建机器人程序文件，并输入已知的机器人程序指令；（2）熟练地通过示教盒为程序指令中的位置变量进行位置示教；（3）正确地通过控制箱启动机器人程序，执行自动作业任务；（4）会排除一般报警故障。3、素质目标（1
2、）形成操作谨慎、安全作业的职业忧患意识；（2）培养共同讨论、相互配合的团队合作精神； （3）养成认真负责、坚守岗位的岗位工作态度；二、项目引入与分析在上一次项目中，已经讨论了如何使用示教盒来手动控制机器人完成搬运物体的操作任务。但这不是工业机器人的最终工业用途，而应该是：按照作业任务要求，沿着所有目标空间位置和姿态自动地完成一系列的动作，并重复循环地执行。本次项目就是围绕如何启动机器人自动作业任务的课题而展开相关知识的学习和操作实践的。启动机器人进行自动作业大致需要两个环节：一是编制工业机器人自动作业的程序；二是启动机器人自动运行的操作方法。这个项目需要操作者具备一定的知识和操作技能，如工业机
3、器人的程序结构、示教盒编程、程序调试、位置示教及程序自动运行的启动等基本方法和注意事项。本次项目将针对以上内容展开详细的知识讲解和操作技能训练。三、项目任务为了最终实现机器人程序的自动运行，本次项目按照实施步骤划分为以下3个任务：任务1.2.1通过示教盒创建简单的机器人搬运程序任务1.2.2单步运行程序及示教机器人位置任务1.2.3启动机器人程序的自动运行四、项目知识1.2.1 机器人程序的基本概念1、机器人程序的基本构成一个机器人程序文件主要包含程序名称、程序指令语句、位置数据等3个基本构成要素。各个要素的基本知识如下：（1）程序名称机器人程序的名称必须使用大写英文字母或数字来命名，名称最长
4、为12个字符。在控制箱显示屏上最多只能显示程序名的前4个字符，并且会在程序名左边显示“p.”字符（表示程序）。不足4个字符时，显示屏会自动在程序名前补0。因此，最好把机器人程序的名称控制在4个字符以内。例如，将机器人的程序名称命为“STA”，则控制箱显示屏上显示“p.0STA”，如图1- 1所示。图1- 1 控制箱上的程序名称显示（2）程序指令语句列表机器人程序指令语句主要由步号、命令语、数据、附随语句、标识语句等元素组成。如图1- 2所示。步号命令语句数据附随语句标识语句图1- 2 机器人程序语句列表步号：由整数132767表示。每一行指令都有一个步号，增加一行指令，步号就递增一个整数，并自
5、动添加。命令语：使用MELFA-BASIC IV语言所定义的命令语，如表1- 1所示。表1- 1 机器人命令语列表NO.项目内容相关命令语1机器人动作控制命令关节插补动作Mov2直线插补动作Mvs3圆弧插补动作Mvr，Mvr2，Mvc4最佳加减速动作Oadl5抓手控制HOpen ，HClsoe6动作完成确认FINE，DLY7速度调节OVRD，JOVRD，SPD8码垛运算命令Def Plt，Plt9程序控制命令分支Goto，If Then Else10循环ForNext，WhileWend11中断DefAct，Act12子程序GoSub，CallP13定时器Dly14停止Hlt，End15外部信
6、号控制命令信号输入M_In，M_Inb，M_Inw16信号输出M_Out，M_Outb，M_Outw17附随语句命令Wth，WthIf数据：每个命令所需要的变量或常数等数据。附随语句：根据需要在机器人作业时附加其它语句，如信号输出命令语句和抓手控制命令语句。附随语句只能附随在插补动作命令语句的右边。标签语句：作为程序分支的记号，由字符“*”加上标识名称构成。标识名由英文字母大小写（不区分）和数字构成，但是开头必须是英文字母，长度为16个字符以内，避免使用保留字。（3）位置数据是指在直交坐标系或关节坐标系下示教保存的位置数据。凡是程序语句列表中出现的位置变量都必须有位置数据，否则程序运行时将报错
7、。1.2.2 机器人控制箱的面板构成及其功能按照机器人控制箱中CPU集成方式的不同，三菱机器人控制箱分为SD系列和SQ系列型。其中，SD系列控制箱的CPU为内置型，即控制箱箱中包含了机器人控制用的CPU，而SQ系列控制箱中不包含机器人控制用的CPU，该CPU被外置于Q系列PLC基板上，是一种Q系列运动控制CPU。虽然SD系列和SQ系列机器人控制箱内部结构不同，但其外观基本一致，如图1- 3所示。下面，对控制箱前面板和后面板的组成及其功能做详细介绍。1）电源开关电源开关的作用是：用于打开或关闭机器人控制箱部分的电源。需要注意的是，若SQ系列控制箱在正常工作过程中重启这个开关，则需要在等待控制箱完
8、成上电初始化后对Q系列PLC进行复位操作，机器人系统才能重新回到正常状态。87964311121013141525161图1- 3 控制箱前面板2）USB、电池端口该翻盖是控制箱的USB和电池端口的盖板。打开该翻盖后可看见用于与个人计算机连接的USB接口以及备份电池。3）END按钮该按钮是机器人程序的循环结束按钮。按压此按钮后，当前执行的程序将会停止在最后一行或END语句行。机器人在做完此次循环的最后一个动作后停止，不再重复运行程序。按压START按钮（图1- 3的8号部位），程序又返回起始句，机器人重新执行循环动作。4）RESET按钮该按钮是机器人系统的复位按钮。若机器人系统发生报警时，找到
9、导致系统报警的原因并更正，然后再按压此复位按钮，则机器人系统可解除报警，系统重新回到待机状态。此外，对于中途停止的当前程序，通过按压此按钮复位后，程序复位至起始步号的命令语句。（复位程序时，必须在控制箱的显示屏（图1- 3的11号部位）显示为当前程序项目时，按压此按钮才能生效）5）EMG.STOP按钮EMERGENCY STOP开关是机器人系统的紧急停止开关，其功能是：当预测到机器人的动作将发生危险时，按压此紧急停止开关使机器人本体立即停止动作；同时，切断机器人关节马达的伺服供电，并产生系统报警。EMERGENCY STOP开关被按下后，该开关将持续保持有效状态；若要复位紧急停止开关，请顺时针
10、旋转EMERGENCY STOP开关至向上弹出位置，开关恢复无效状态。但此时系统仍处于紧急停止报警状态，需要按压RESET键来解除报警，使系统复位。6）UP/DOWN按钮该部位按钮的作用是：在控制箱显示屏所显示的项目下修改该项目的内容或数值。但步号项目是只读的，其内容无法选择或修改。例如，若控制箱显示屏的当前项目为速度项目时，按压此部位按钮可调节机器人自动运行的速度比例，最小比例为10%，最大为100%；若控制箱的显示屏显示为程序项目时，按压此部位按钮可选择机器人CPU中存储的所有程序，如图1- 4所示。只有在MODE开关（图1- 3的12号部位）处于AUTOMATIC（自动）模式时，且控制箱
11、面板取得操作权限的情况下，UP/DOWN按钮的操作才有效。7）CHNG DISP（CHANGING DISPLAY）按钮该按钮是控制箱显示屏显示项目的类型切换按钮，其功能是切换控制箱显示屏所显示的不同项目，项目类型和切换顺序如图1- 4所示。只有在MODE开关处于AUTOMATIC模式时，CHNG DISP按钮的操作才有效。速度程序操作权设备信息按压CHNG DISP 键，项目类型切换CPU中存储的其它程序以10递减面板外部IO示教盒无权限步号图1- 4 控制箱显示屏显示内容一览8）START按钮该按钮是机器人程序的启动按钮。按压此按钮可启动机器人程序的自动运行，机器人系统便从程序的当前步号开
12、始执行指令，除非程序中有暂停命令Hlt，否则机器人将开始重复循环地执行当前程序的所有命令语句。只有在控制箱面板取得操作权限的情况下，START按钮的操作才有效。9）STOP按钮该按钮是机器人程序的暂停按钮。按压此按钮可使机器人在执行完当前步号的命令语句后暂时停止动作。此时，机器人关节伺服仍然通电开启。若再次按下START按钮，又可继续往下一步号的命令语句运行程序，执行后续程序动作。10）SVO ON按钮该按钮是机器人系统的关节伺服开启按钮。按下此按钮可为机器人的关节伺服输入电源，关节马达处于待机状态；在控制箱操作面板取得控制权限的情况下，该按钮的操作才有效。11）STATUS NUMBER数码
13、管显示屏用于显示报警号、速度比例（%）、程序步号、程序名、当前操作权信息、设备信息等项目，如图1- 5所示。其中，v.开头的显示内容为速度项目，p.开头的显示内容为程序项目，b.开头的显示内容为设备信息项目中的电池剩余时间，T. 开头的显示内容为设备信息项目中的控制箱内部温度。当显示项目的开头字母上方出现亮点，则表示控制箱操作面板具有操作权限。图1- 5 控制箱显示屏12）MODE切换开关该开关是机器人系统的模式切换开关。其功能是用于切换示教盒和控制箱操作面板之间的操作权限。在“AUTOMATIC”模式下，可通过外部信号或操作面板来启动关节伺服或机器人程序自动运行；但是此时再按下示教盒“ENA
14、BLE”使能按钮的话，则机器人会因操作权限冲突而报警；在“MANUAL”模式下，需按下示教盒“ENABLE”使能按钮，示教盒才获得操作权限；若控制箱发生报警，请设置成如上所述的操作权限，此时再按压RESET按钮便可解除报警。13）SVO OFF按钮此按钮是机器人系统的关节伺服关闭按钮。按下此按钮可切断机器人关节伺服的电源；在控制箱操作面板取得操作权限的前提下，该按钮的操作才有效。14）TB 连接端口用于连接示教盒的专用接口。15）RS232连接端口用于连接RS232串口标准的接口。16）接线盒用于接入外部交流电源。1.2.3 机器人系统的常见报警与排除 当发生异常时，控制箱正面操作面板的STA
15、TUS NUMBER上会显示5位数的异常号码(例:C0010等)，同时RESET开关的灯号也会亮起。此外，示教盒上的显示LCD上也会有4位数的异常号码(除去最前面的英文字。例:C0010的情况下，会显示0010)和报警信息。报警代码的意义如下：下面简要介绍常见报警代码、原因及其排除方法（1）H0060：操作面板紧急停止信号输入中原因：急停按钮被按下，系统无法启动程序。排除：松开急停按钮，解除急停按钮信号。（2）H5000：操作权限冲突原因：当Mode开关处于“AUTOMATIC”模式下且示教盒的ENABLE按钮有效时，产生操作权限冲突报警。排除：将示教盒的ENABLE按钮无效，或将控制箱面板上的Mode开关切换至“MANUAL”模式下；然后按压RESET按钮，解除报警。（3）L5010：可自动运行错误原因：当控制箱处于“MAMUAL”模式下，
