标签：课程设计 GMC1025 机器人 Palette Projet 托盘 BB机 气动 Poste

该projet是对一个工作站进行编程，完成托盘的装配。该项目涉及四个部分的编程：ABB机器人，气动抓取机器人，柔性传输带，操作面板。项目中运用了FIFO来解决多个订单的配置问题。

这个项目是去年秋季课的两个项目之一。大体来说，项目有些难，但它不难在编程上，而是难在如何利用现有的软硬件完成整套装配流程。至于编程方面，本人几乎独揽SFC部分的编程，甚至还有富余去解决控制面板和ABB部分的编程。

Cahier de charge

Cahier de charge 的中文翻译就是规格表，也就是指需求报告一样的东西。简单的说明下装配流程。

装配流程：

1. ABB机器人抓取棋盘上的销钉（piges），将其安装在托盘（palettes）上。
2. ABB机器人将托盘运输至传输带入口（Entrée convoyeur）
3. 传输带运输托盘到达气动抓取机器人处（Robot chargeur）
4. 气动机器人根据操作面板指令将托盘送到指定站点进行处理（Poste#1-4）
5. 处理完毕后气动机器人将托盘送至结束位置
6. 传输带运输托盘到达传输带出口（Entrée convoyeur）
7. ABB机器人将处理好的托盘送出工作站（Résevoir#3）

其它要求：

1. 操作面板可以一次性输入多个托盘指令，且每个托盘可以分别自定义其经过的站点（Poste）
2. ABB机器人存在操作优先级，始终首先将传输带出口处的托盘送出工作站。
3. 控制面板，传输带与其余站点要求分别编程，使用I/O信号交换信息。

 

下图为工作站的模型，上文中的法语与图中法语对应。

 

 

 

总体解决方案

编写语言：

ABB机器人：RAPID

其余部分：SFC

相对于仅使用LADDER编程，SFC的加入大大增加了程序的易读性（也从而减少了bug）

 

各站点间通信结构：

 

控制面板 与 传输带 （PanelView&Convoyeur）为主体程序，将会使用FIFO语句FFL储存订单在N_pige与N_poste列表中。

N_pige与N_poste两个list用于储存每个订单中要求拿取的销钉序列号与站点序号

ABB机器人：读取列表N_pige的第一个值（1-6号，有6个销钉），从而抓取指定销钉。

气动抓取机器人：读取列表 N_poste的第一个值（1-5，有四个站点，5号代表结束）。

FIFO语句FFU会确保每个值只被读取一次。

各个工作站之间的一般通信使用I/O信号即可。（signal I/O）

 

下图为演示时所画的示意图：

 

 

 

装配流程解决方案说明

Partie ABB robot：

这玩意儿暑期回国实习的时候摸过，不过仅仅是摸了摸，勉强掌握了控制器的基本操作。（单轴运动，线性运动和重定位运动）至于编程部分，看了不少，但是基本没实际操作过。这个项目的ABB编程和暑期HYVA实习时见到的直接在控制器上进行编程不同，是在robotstudio上编程的。课程提供robotstudio上的工作站模型，精确复制了实际工作站ABB机器人部分的全部内容。（其实我觉得是怕我们把机器人玩坏，毕竟就这学期夹具就断了挺多次的…）

 

更换夹具

至于夹具是怎么断的，那就得说说我们遇到的第一个问题了——更换夹具。

由于机器人有两套夹具，分别用于夹销钉（piges）和托盘（palettes），因此需要频繁的更换夹具。可以看到图中摆放夹具的支架。正确的卸下夹具的方式为：机器人到达1号位置，将夹具卡入支架，随后向上提起机械臂分离夹具。安装夹具的放式与之相反。光这学期夹具坏了几次，看管实验室那个佬用万能胶修夹具的样子熟练的让人心疼！

 

总的来说ABB机器人的操作部分的难度相对较低，因为可以在robotstudio进行编程，且提供了用于学习的Tutorial。 RAPID编程我是首次接触，但该项目RAPID用的并不多，因为可以robotstudio上通过位置与轨迹点进行编程，仿真成功后再转译成RAPID语句。我们所需要做的只是在后期微调机器人的轨迹，以及码几行代码从而实现与仪表盘的信号交流（例如N_pige）这部分真正的难点在于与工作站的其它成员的信息交流的处理。

 

 

我们暂时离开ABB机器人，看看传输带:

 

 

 1.      传输带入口处的信息交流

 

传输带的入口处只有个气动钳子…所以如何让ABB机器人正确放置托盘呢？

1. 当ABB机器人将托盘送达气动钳子后，发送信号。（ABB_IRB140 :I.Data[2]=1）
2. 传输带收到信号，关闭气动钳子，发送完成信号，延时2s。（timer1）
3. ABB机器人收到信号后在两秒内松开夹具并且离开。
4. 随后气动钳子松开，托盘进入传输带。Nice job!

SFC图如下：

 

 

阻止器部分

 

托盘继续前进，去往气动抓取机器人处。为了防止多个托盘同时到达抓取机器人下方（阻止器att3前）。苦逼的学生需要妥善利用可怜的两个阻止器（气动阻止杆，Att）和仅仅一个光学传感器（位于第一个阻止器前）来解决托盘的堆积问题。

以下是解决方案，我们甚至只用了两个阻止器就完成了需求：

杆#3处并没有传感器，因此需要与气动机器配合以确定托盘存在与否。

Palette_att1 传输带程序（convoyeur）内的变量，气动抓取机器人程序可以读取它。

Palette_att0 气动抓取机器人内的变量，传输带程序（convoyeur）程序可以读取它。

两个程序互相读取，从而实现了托盘是否存在这个信息的传递。

1. 初始化，杆#1升起，杆#2恒定放下，杆#3恒定升起。
2. 若not(absence_b1) 杆#1前有托盘 且 Palette_att1=0 杆#3前无托盘, 降下杆#1 2秒
3. 将Palette_att1值转换成1
4. 若Palette_att0=1（此为气动抓取机器人取走托盘后发送的信号）将Palette_att1值置0

SFC图如下：

 

气动抓取机器人部分

 

这部分的编程体验非常好，完成之后甚至没有出现bug。当然，编程中有一些需要注意的地方：

 

1.      与输送带部分的信号传递。

上文已经提到了，在机器人取走托盘后，palette_att0置1，让输送带获得信号，允许下一个托盘前进。

Palette_att1 传输带程序（convoyeur）内的变量，气动抓取机器人程序可以读取它。

Palette_att0 气动抓取机器人内的变量，传输带程序（convoyeur）程序可以读取它。

两个程序互相读取，从而实现了托盘是否存在这个信息的传递。

使用word表格简单做一个流程图来重复下信号传递过程：

每行表示相同的时间段两个程序所处的状态。这玩意儿的原理我的队友们到期末结束都没看懂，笑。

传输带	机器人
杆#3处无托盘 Palette_att1=0	Palette_att0=0
杆#三处有托盘 Palette_att1=1	Palette_att0=0
Palette_att1=1	读取到Palette_att1=1 开始取走托盘动作
Palette_att1=1	完成取走托盘动作 Palette_att0=1
读取到Palette_att0=1 更改值为Palette_att1=0	进行处理托盘程序 Palette_att0=1
杆#3处无托盘 Palette_att1=0	进行处理托盘程序 Palette_att0=1
杆#3处无托盘 Palette_att1=0	进行处理托盘程序 Palette_att0=1
杆#3处无托盘 Palette_att1=0	完成处理托盘程序（准备好再取一个新的托盘了） Palette_att0=0

 

2.      站点位置的确定

   各个站点处并没有传感器，我们需要使用一个计数器来确定机器人的位置。

如下图，站点1为计数器360的位置：

程序开始：

1. 机器人转向面对站点。
2. 比较器比较机器人所处位置在360之前还是在之后。
3. 若计数器小于360，机器人前进，计数器增加，到达360位置。

若计数器大于360，机器人后退，计数器减小，到达360位置。

固定位置，计数器不归零，进行后续操作。

SFC图如下：

 

 

3.     气动抓取机器人整体程序

 

气动机器人部分的程序简单来说就是一个多分支的loop，在完成一项任务后，系统将会使用FFU提取N_poste列表内的下一个值并且执行其对应操作（该值将被放入寄存器Poste_I中）。其中1，2，3，4分别对应四个工作站，5为结束信号，机器人将会将托盘带至结束位置。

机器人操作部分的编程没有任何特别之处，真正值得关注的是系统间的通信。

为了确保机器人可以正确的接受指令，从而执行正确的操作，系统需要在正确的时间从列表N_poste中提取值。

一开始，我们尝试在Step007步骤进行提取，然而机器人只能正确的接受第一个指令，随后便会不停的重复它。分析原因后我们发现，由于这个步骤内的操作仅仅是判断值（1-5），因此其花费的时间非常小。当程序第一次运行至这个步骤时，由于寄存器Poste_I的初始值为0，而有效值为1-5，因此程序会停在这里，直到FFU操作将指令放入寄存器Poste_I为止。随后进行对应的操作。但是，一旦程序第二次运行到Step007位置时，因为寄存器Poste_I内已经有一个1-5范围内的值，程序会立刻进行选择，所以在这种情况下没有足够的时间进行FFU操作。

使用word表格简单做一个流程图来重现下过程：

步骤	寄存器值	FFU操作
Step007	Poste_I=0	开始
Step007	Poste_I=0	进行中
Step007	Poste_I=0	进行中
Step007	Poste_I=0	完成
Step007	Poste_I=1-5	已完成
结束Step007	Poste_I=1-5	已完成
第二次循环
Step007	Poste_I=1-5	开始
结束Step007	Poste_I=1-5	进行中
		被打断

经过改进后我们增加了Ready_I.0 与Valide_O.0变量用于FFU操作：

Ready_I.0用于确认FFU操作开始的时机。

Valide_O.0连接计时器timer6用于提供2s的延时以保证FFU操作完成。

当程序到达Step_006（位于step007前）与Step_0066（结束poste操作后）这两个步骤时，Ready_I.0会变为1，FFU操作开始。与此同时，开始一个时间为2s的计时器TON timer6，当timer6.DN被触发时，Valide_O.0置1. 只有在Valide_O.0为1的情况下，程序才可以结束Step007步骤。

使用word表格简单做一个流程图来重现下过程：

步骤	寄存器值	FFU操作
第一次循环
Step005	Ready_I.0=0 Valide_O.0=0 Poste_I=0
Step006	Ready_I.0=1 Valide_O.0=0 Poste_I=0	开始
Step006	Ready_I.0=1 Valide_O.0=0 Poste_I=0	进行中
Step006	Ready_I.0=1 Valide_O.0=0 Poste_I=1-5	已完成
Step006	Ready_I.0=1 Valide_O.0=1 Poste_I=1-5	已完成
结束Step006
Step007选择
第二次循环
Step0066	Ready_I.0=0 Valide_O.0=0 Poste_I=1-5	开始
Step0066	Ready_I.0=1 Valide_O.0=0 Poste_I=0	进行中
Step0066	Ready_I.0=1 Valide_O.0=0 Poste_I=1-5new	已完成
Step0066	Ready_I.0=1 Valide_O.0=1 Poste_I=1-5new	已完成
结束Step006
Step007选择

LADDER图

 

 

4.      传输带出口处的信息交流

 

根据要求ABB机器人将会在结束位置（Poste sortie）取回托盘，然而该位置不存在传感器，因此需要利用阻止器Att#4位置的传感器验证托盘是否到达。

当托盘到达Att#4后，放下阻止器，延时3s后向ABB机器人传输托盘到达结束位置信号（ABB_IRB140 :I.Data[3]=1）

 

以上就是projet内值得注意的部分。

 

标签：课程设计,GMC1025,机器人,Palette,Projet,托盘,BB机,气动,Poste
来源： https://www.cnblogs.com/fishnevercry/p/15860246.html

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