利用五種方法對同一毛坯的工業機器人編程教學研究

程壽國

摘 要：本文針對同一毛坯工件的工業機器人編程方法進行了研究。分別利用示教目標點編程、示教指令編程、離線編程、利用示教器運動指令編程和利用示教器運動指令和Offs功能指令混合編程等五種方法進行編程。給出了具體的編程步驟和程序，分析比較了每種方法的優缺點，并分別闡述了每種編程方法在教學中的應用。熟練掌握這些方法可以幫助初學工業機器人編程的人員盡快適應工作崗位。

關鍵詞：示教目標點 示教指令 離線編程 示教器直接編程 工業機器人

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

工業機器人的已廣泛應用于切割、涂膠、裝配和碼垛等許多制造行業領域。郝建豹等構建了多個工業機器人虛擬仿真工作站。周鵬等設計了多個項目用于教學，提高了學生學習效果。本文以ABB工業機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中的具體應用。

2 編程前的準備工作

導入ABB模型庫，導入模型庫（Cure_thing，MyTool，table_and_fixture_140），安裝MyTool到機器人法蘭盤，“從布局”根據已有布局創建系統，調整table_and_fixture_140在機器人工作區的中間位置，放置Cure_thing在它上面（對齊），創建并設置工件坐標wobj1，在創建機器人系統后，工具“MyTool”坐標（TCP數據）可以直接選用。選定一個起始點PHome作為加工軌跡的初始位置和結束位置。

以上準備工作對任一編程方法都適合，是機器人編程前期必須的準備工作。

3 ABB工業機器人編程方法

3.1 示教目標點編程

可以通過“基本”界面下“示教目標點”功能，分別將工具（TCP）移動到起始點、毛坯的四個角點位置，點擊“示教目標點”，在右側的“路徑和目標點“菜單中會出現Target_10、Target_20、Target_30、Target_40、Target_50等目標點。

建立空路徑Path_10，將示教目標點全部選中添加到path_10。添加完以后在“路徑與步驟“Path_10下面會出現MoveLTarget_10、MoveLTarget_20、MoveLTarget_30、MoveLTarget_40、MoveLTarget_50等指令語句。對路徑Path_10進行自動配置”線性/圓周移動指令“，同步到RAPID，將工作坐標、工具數據和路徑&目標等都同步到機器人系統。在”仿真“菜單下的”仿真設定“里面選擇進入點為“Path_10”，點擊播放按鈕就可以仿真運行機器人的示教程序了。

3.2 示教指令編程

可以通過“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）移動到毛坯的四個角點位置，點擊“示教指令”，與“示教目標點”的區別是，點擊“示教指令”后，不需要再把“示教目標點”添加到路徑中。打開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 離線編程

在“基本”軟件界面下，選擇“路徑下的”自動路徑”，按住“shift”鍵，直接選中毛坯的一條邊，在自動路徑里面會出現“邊_1、邊_2、邊_3、邊_4”（軟件界面選擇為簡體中文），選擇參照面為毛坯表面，點擊創建后，在Path_10里面出現MoveLTarget_10、MoveLTarget_20、MoveLTarget_30、MoveLTarget_40、MoveLTarget_50等指令語句。同樣進行自動配置，同步到RAPID，在仿真設定中設定進入點后就可以仿真了。需要注意的是”查看目標處工具“后發現自動配置的工具位置有些是不合理的（如圖2），可以選中Target_10等目標點進行修改目標，圖3是修改后的目標位置圖。

3.4 利用示教器運動指令編程

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

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）移動到起始點和毛坯的四個角點位置，點擊“修改位置”，將起始點和毛坯的四個角點位置分別記錄到PHome、P10、P20、P30、P40，然后把工作模式選擇為自動，點選“Enable”和電機上電，就可以運行仿真程序main（ ）。

3.5 利用示教器運動指令和Offs功能指令混合編程

編寫如下程序：

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）移動到起始點和毛坯的一個角點位置，點擊“修改位置”，將起始點和毛坯的一個角點位置分別記錄到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角點位置并記錄在P200、P210和P220中。這種編程需要理解功能指令Offs的參數含義，優點是修改位置的點數量比較少，但是需要注意是P200、P210和P220均為變量存儲類型。

4 結語

通過對同一毛坯利用五種方法進行機器人編程，比較詳細的介紹了每種編程方法要點和幾種方法的優缺點，熟練運用這些方法可以快速入門工業機器人的編程操作技術。在教學中可以根據實際情況選擇某幾類編程方法進行教學和練習，也可以幾種方法綜合運用，幫助學生提高對工業機器人編程原理的認知。

基金項目：江蘇高校青藍工程資助（蘇教師[2019]3號）。

參考文獻：

[1]郝建豹，林子其，龔儉龍，易煥銀.在線工業機器人技術虛擬仿真平臺的構建[J].實驗技術與管理，2019，36（11）：113-116.

[2]周鵬，孟晉.高職《工業機器人編程與控制》課程建設研究[J].遼寧師專學報（自然科學版），2018，20（01）：12-15+28.