摘要
当前，国内港口码垛搬运工作量日益增加，但是在码垛搬运过程中仍有人工工作的情况，相对工业机器人，人工工作的工作效率低下，劳动强度大，完成品质不高，尤其在环境恶劣的情况下更是很难达到预期的标准，所以提高这个流程的自动化水平已是大势所趋。在生产实践中工业机器人得到大力开发与利用，慢慢取代了日益昂贵的人力，逐步提高产品质量与工作效率，降低了生产成本，降低了工人误操作带来的安全风险，和收益损失。
虚拟仿真可以真实高效的模拟搬运码垛的工作状态，工作流程，工作步骤。高校在教学过程中应用到搬运码垛的实验教学，很显然，很难让同学们真实的理解运转过程，有了虚拟仿真是同学们更有效的进行学习。本设计，是将搬运码垛过程进行虚拟仿真，在SolidWorks中画出与实验室相同尺寸比例的工作台与物料模块，在RobotStudio中导入画好的工作台和物料模块，并导出与实验室相同的机器人IRB 120，模拟仿真出机器人相同的工作过程，这样一来，即使，没有实验室实物，也可学习到工业机器人搬运码垛的工作状态。
实现虚拟仿真在实物操作和教学俩方面均有巨大意义。在实物操作方面，可以使工人远离危险的操作坏境，减少不恰当操作带来的损耗；在教学方面，有了与实物相同的工作过程，让学员即使没有实物，也可以学习到搬运码垛过程，还可以使零基础的学员在有多次失误的情况下也能不对机器本身有伤害的完成教学任务。
关键词：工业机器人；码垛搬运；虚拟仿真；离线调试
Abstract
At present, the workload of pallet handling in domestic ports is increasing, but there are still manual work in the pallet handling process. Compared with industrial robots, manual work is inefficient, labor intensity is high, and the quality of completion is not high, especially in harsh environments. In this case, it is difficult to meet the expected standards, so it is a general trend to improve the automation level of this process. In the production practice, industrial robots have been vigorously developed and utilized, slowly replacing the increasingly expensive manpower, gradually improving product quality and work efficiency, reducing production costs, reducing the safety risks caused by workers' misoperations, and
loss of revenue.
Virtual simulation can simulate the working state, workflow and work steps of the palletizing machine in a real and efficient manner. In the teaching process, colleges and universities apply to the experimental teaching of carrying pallets. Obviously, it is difficult for students to truly understand the operation process. With virtual simulation, students can learn more effectively. This design is to simulate the palletizing process, draw the worktable and material module in the same size ratio as the laboratory in SolidWorks, import the painted workbench and material module in RobotStudio, and export it to the same laboratory. The robot IRB 120 simulates the same working process of the robot, so that even if there is no laboratory object, the working state of the industrial robot handling pallet can be learned.
Realizing virtual simulation has great significance in both physical operation and teaching. In terms of physical operation, workers can be kept away from dangerous operating conditions and reduce the loss caused by improper operation. In teaching, there is the same working process as the real thing, so that students can learn to carry pallets even if they have no physical objects. The process can also enable zero-based students to complete teaching tasks without causing harm to the machine itself in the event of multiple mistakes. Keywords:Industrial robot; pallet handling; virtual simulation; offline commissioning
目录
第1章绪论 (1)
1.1 本课题研究背景 (1)
1.2 码垛搬运机器人概述 (1)
1.2.1 码垛搬运机器人的教育国内外发展现状 (1)
1.3 本课题研究内容 (5)
1.4 论文的研究主要方法及步骤 (5)
1.5 介绍有关虚拟仿真机器人 (5)
1.5.1 基础硬件结构................................................................................................. I
1.5.2 虚拟机器人简介.......................................................................................... IV
1.6 本章小结................................................................................................................. VI 第2章搭建仿真平台.......................................................................................................... VI
2.1 平台基础设备的组建............................................................................................. VI
2.1.1 底座的建立.................................................................................................. VI
2.1.2 工作台和物料模型的导入......................................................................... V II
2.1.3 改变位置....................................................................................................... X
2.1.4 机器人模型的导入..................................................................................... X II
2.1.5 夹具的导入............................................................................................... XIII
2.2 本章小结................................................................................................................ X X 第3章仿真系统设计......................................................................................................... X X
3.1 仿真和离线编程的流程图.................................................................................... X X
3.2 Smart组件设计 ................................................................................................... XXI
3.3 仿真运行I/O信号.............................................................................................. X XII
3.4 工作站逻辑整体设计框图................................................................................ X XIII
3.5 机器人系统设置................................................................................................ X XIII
3.6 本章小结........................................................................................................... XXIV 第4章系统编程与仿真................................................................................................ XXIV
4.1 码垛搬运工作站需要用到基础的语言........................................................... XXIV
4.2 RAPID程序编辑................................................................................................ X XV
4.3 程序注释.......................................................................................................... XXVII
4.4 仿真结果........................................................................................................... XXXI
4.5 本章小结......................................................................................................... X XXIII 第5章全文总结与展望.............................................................................................. X XXIII
5.1 全文工作总结................................................................................................. X XXIII
5.2 未来工作展望................................................................................................. X XXIII 参考文献......................................................................................................................... XXXIV 致谢......................................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论
众所周知，在第一次工业革命和第二次工业革命中，欧洲国家和美国日本的国力都得到了大大的提升，所以一个国家的发展和科技技术是完全分不开的。第一次工业革命是蒸汽技术革命，第二次是电力技术革命，第三次工业革命是计算机及信息技术革命，而到了21世纪，出现了以人工智能，机器人技术等为技术中心的第四次工业革命。所以，机器人的发展现在变得尤为重要，也变成了衡量一个国家现代化程度高低的一个标准。工业机器人是机器人的一种，可以进行搬运码垛，焊接，涂胶，装配等工作[2]。
现阶段工业机器人在各种领域都有了很多的应用，一些工厂中已经有了大量的工业机器人投入工作中。而现在很多大学生在毕业以后要直接进入工厂进行工作，所以要想在在工作中能够更好的工作，在大学生活中开设工业机器人的教学就变得尤为重要。在大学有了这样的平台为老师和学生利用，使学生的学习生活更加丰富，更加有趣，也更加立体形象，能让同学们更加容易理解。而且有了这样一个平台，模拟了工厂的每一个程序，让同学们对工厂的工作也有了进一步的了解，对以后的工作也有了大致的概念，使以后的工作更加顺利。
1.1 本课题研究背景
目前大部分码头的码垛搬运仍然存在使用人工搬运的情况，人工工作会增大工人工费的成本，另外因为很多货物十分贵重或者沉重，也会导致货物损伤和工人受伤的情况。我们需要通过在大学开设工业机器人教育教学来大大发展工业机器人的实施。
1.2 码垛搬运机器人概述
搬运码垛机器人为现代生产提供了更高的生产效率。搬运码垛机器人在码垛行业有着相当广泛的应用，大大节省了劳动力，节省空间。很多国家的知名公司甚至小公司都已经将搬运码垛机器人运用到了日常工作运行中，节省了成本，又提高了工作效率。搬运码垛机器人还可以代替很多工作环境恶劣的工人工作，提高了安全指数。在教育方面，我国发展相对国外发达国家的发展还有很任重道远的任务，需要我们为之努力奋斗[3]。
1.2.1 码垛搬运机器人的教育国内外发展现状
1．国外码垛搬运机器人教育的发展
在美国，作为机器人大国，美国也没有安于现状，一直将机器人教育视为最重要的
一项。美国很早便将机器人教育带进了各大高校。在自动化专业中开设了与机器人的相关课程，学校老师带领学生进行试验，并到工厂进行实地考察，美国的机器人教育体系也已经相对成熟，一些高校已经与一些企业进行了合作[4]。
美国的机器人教学以团队项目为主，主要为了提高学生的项目管理，写作和交流能力。俄勒冈州立大学将TekBots机器人作为学习平台，在电工电子基础，计算机原理，机械设计信号与系统，机械原理等课程中应用TekBots平台实现理论知识的仿真。学生可使用TekBots平台调试程序，观察程序在设备中运行的过程[5]。
麻省理工学院在加设了机器人科目，为了机器人的很好的发展，机器人的设计与创造是完全分不开的，麻省理工学院希望能够通过开设机器人课来使机器人教育与传统理工科相结合，来达到在既进行了机器人的学习又能够使机器人改变传统工艺来进行创新。麻省理工学院媒体实验室“终身幼儿园”项目小组与机器人公司进行了合作，儿童的玩具也有很多种，有搭积木，挖沙子等，麻省希望将机器人融入其中，可以让机器人进行搭积木，挖沙子等游戏，不仅有趣，而且还培养了孩子对机器人的兴趣。麻省理工学院开设了机器人原理，机器人编程等科目，还不定时举办机器人的竞赛，例如，机器人设计与自控竞赛和机器人编程竞赛，学生可以自由发挥，自己给自己方向，让学生有了更自主的活动时间[6]。
日本一直以科技创新为国家的战略导向，力求提高科研实力和国际核心竞争力，30多年来大力推进机器人产业发展。在1980年，日本就将机器人产业定位为前沿技术产业——该年机器人产量同比增长50％，被日本机器人工业协会定为“机器人普及元年”。到1989年，日本又将智能生产系统列为政策课题，大大推动了机器人产业从自动化向经营活动等方面的自动化与系统化发展。在2014年举行的OECD理事会中，日本提倡由机器人引发新的产业革命，期望构建如本成为世界第一的机器人应用社会。2016年，日本已将机器人产业列为与通信技术并行的国家重大战略支撑产业，可见今后日本还会继续加大机器人产业的扶持力度，以确保其科技和产业的世界领先地位[7]。
在国家的政治支持下，日本机器人教育紧密围绕产业革新和人才培养展开。在高等教育中，最开始多在机械工学等学科中开展相关的教学工作，随着技术的发展，信息技术等学科也逐渐开始增设相关专业研究[8]。到了二十世纪日本的机器人教育已经颇有成就。日本很多大学都会参加机器人的设计和制作的竞赛，培养较多机器人技术研究应用型人才，日本的机器人教育水平很高，同时机器人的技术在世界上也是位列前沿。由于
日本的地理位置因素，经常发生地震海啸，而有些搜救地点搜救难度很大，安全系数低，日本便研制出了搜救机器人。千叶大学很擅长研制搜救机器人。在日本海啸发生后，千叶大学研制出了机器人“木瑾”，可以深入灾难现场，应对各种突发事件。在2012年又研制出了灵活的多足机器人“哈鲁克2号”，可以根据不同的空间环境随意调整运动方式，更加提高了搜救效率[9]。
2．国内码垛搬运机器人的发展
在新工科的背景下，工业机器人的应用可以说是衡量一个国家现代化程度的一个标准，各国都想在这一领域获得优势，已掌握到更为先进的技术，各国都争先恐后的发展机器人行业，导致工业机器人的发展迅速。面对世界工业机器人的快速发展，国家迫切的需要工业机器人相关专业的人才，所以工业机器人教育就显得尤为重要。
清华大学、国防科技大学、上海大学、东北大学、北京邮电大学、北京航空航天大学等学校陆续建立了机器人课程的教学，主要以授课为主，学校的机器人教学和各种相关活动相对独立。北京邮电大学和国防科技大学分别为学生开设了工业机器人课程和相关实验课，其中国防科技大学还加了军用机器人技术，并组织学生积极参加学校以及校外的机器人设计竞赛；东北大学提出了用DIY思想推动机器人教育的应用与研发，将机器人教育内容化整为零[10]。
哈尔滨工业大学在机器人方面发展较早，早在1986年哈尔滨工业大学机器人研究所便成立，是我国最早进行机器人研究的高校之一，1986年成功研制出我国第一台点焊机器人。成功拍摄出罕见照月球背面与地球的合照也是出自哈尔滨工业大学，可以见得在机器人方面哈尔滨工业大学已经颇有成就[11]。
兰州大学与上海未来伙伴机器人有限公司进行了合作，并成立了实验室，经过了15年的慢慢探索已经成为了该行业的佼佼者。
中南大学在学生的机器人学习过程中采用实验教学，以机器人为实验平台，并添加多种传感器，在实验过程中，通常都是使用离线编程进行的，如ABB的模拟与离线编程软件RobotStudio，以此来开展工业机器人教学和科研。
北京理工大学采用理论与实践结合的方法，布置一些自主开发的机器人实验，让学生练习。通过参加实验，培养了学生学习兴趣，有助于学生对基本理论和技术难点的理解与突破，待课堂与实验的东西熟练掌握之后，会为以后工作，对工业机器人的研发打下基础，以达到教学的目的。例如，组织学生参观工业机器人实验室和移动智能机器人
导航控制实验室[12]。
昆山巨林科教是一家专门为各大高校提供机械，电气相关专业实验设备的公司，在高校教育方面有着丰富的经验，我国大学生的实验课程有了更为直观的效果，是学生更容易理解机器的工作原理，操作更为简单。其中在ABB机器人实验中为学生提供了，搬运码垛，上下料，点焊，颜色识别，涂胶，打磨，装配等诸多环节，模拟了工厂的工作状态，得到了学生和老师的广泛认可。巨林科教的产品中及服务范围中便有机器人实训系列，其中有搬运码垛虚拟仿真，上下料仿真等等。可为各大院校应用，服务于教师与学生。
面对现在机器人的快速发展，现多数大学生还将面临毕业及工作的情况，以工科为主的理工学校，更要有积极开设机器人的课程与试验，为以后学生毕业工作做好准备，在学校开设了相关实验课程，既让学生对工作环境有了了解，还学习了工业机器人的编程软件，对以后的工作还有了帮助。所以各高校可以建立一些虚拟仿真学习平台为学生使用，大大提高了大学生的学习与工作能力[13]。
我国各高校参加机器人的数量在逐年增加，但是相较于国外我们起步较晚，我国机器人教育发展过程中还存在着很多的不足。我国只有少数大学设立有机器人实验室，教学策略和考核方式有待改进机器人教育缺乏整套的教学资源，由于我国高校机器人教育教学刚刚起步，因而教学过程中资料往往会很少。我国高校的机器人教学缺少教学参考，各大高校的工科学院只能自己设计教学，教师队伍的人才匮乏，而多数师生表示机器人教育教学的最大的问题就是场地少，平台少，缺少实验室，缺乏器材，高校普遍存在校舍紧张的情况，而且学生数量也比较多，使得学生进行实验的次数随之减少，效果也随之下降。而且机器人相关活动的教育目的不突出。所以为进一步提高教学效果与教学质量，结合各个学校自身的情况实施相对的策略，进行对机器人课程进行以培养兴趣为导向，以实践和创新为驱动的课程体系与教学改革[14]。
在分析机器人教学的基础上，建立机器人虚拟仿真平台，以填补机器人课程纯理论教学与机器人实践教学之间的空白，培养学生学习机器人课程的兴趣与主观能动性。然而，机器人教育在我国还处于起步阶段，机器人课程体系还不够完善，这就需要加强机器人教育专业教师队伍的建设，加强本科用机器人实验室建设，使更多的教师、学生从事机器人科学研究、学科竞赛，开展项目研究，以使学生系统地学到机器人知识。
1.3 本课题研究内容
利用RobotStudio软件建立工业机器人搬运码垛工作站。该工作站采用ABB IRB 120型工业机器人和S7-1200 PLC，具有4个位置的物料垂直存放区、4个位置的偏角存放区、1个较大平面的工件码垛区。
1.4 论文的研究主要方法及步骤
1.认真的阅读任务书，熟悉本次设计的主要内容和要求；查阅与ABB工业机器人搬运码垛相关的书籍，了解ABB工业机器人搬运码垛的工作原理。
2.学习和ABB工业机器人搬运码垛仿真相关的知识，明确ABB工业机器人搬运码垛仿真的控制要求。
3.查阅与ABB工业机器人搬运码垛仿真有关的程序并学习。
4.测量工作站各个器件的尺寸，完成工件建模。
5.下载ABB工业机器人仿真软件RobotStudio，模拟建立工作站。
6.制作好的模型导入模型库，制定工具坐标，工件坐标。
7.使用RobotStudio内置的虚拟示教器进行编辑程序。
8.运用RobotStudio初步对程序进行调试。配合ABB工业机器人硬件部分，并完善功能，达到设计要求。
1.5 介绍有关虚拟仿真机器人
本虚拟仿真运用ABB IRB 120,ABB曾在2009年推出当时最小的多功能工业机器人IRB 120，专为使用基于机器人对的柔性自动化的制造行业运用。有六个轴，优点是紧凑、敏捷而且重量轻，重量仅有25kg，荷重为3kg（垂直腕为4kg），工作范围可以达到580mm。其运用的是IRC5紧凑型控制柜。IRB 120机器人的特点有如下几点：
1.在不减少工作效率的基础上，大大减少了机器人工作站的占地面积。
2.该机器人的应用十分广泛，试用于机械，医疗等领域。
3.支持RobotStudio软件的离线编程。
4.经济性与可靠性很高，尤其方便为各大高校进行教学使用。
1.5.1 基础硬件结构
1.机器人本体结构
ABB IRB 120机器人由三大重要部分组成，分别是机械系统、控制系统和驱动系统；机械系统为机器人的主体本体，是机器人支撑基础和执行机构；控制系统式机器人的大脑，控制着机器人，功能和性能全都与其有关。可以根据作业指令程序以及接收到传感器发出的信号来控制机器人在工作空间中为之运动、轨迹规划和姿态、操作顺序及动作时间等；驱动系统是驱动机器人动作的驱动装置。IRB120机器人本体如图1.1所示，其工作范围如图1.2所示[15]。
图1.1 我校实验室ABB IRB 120机器人
图1.2 IRB120工作范围
在机器人的手动操作状态下，机器人的运动模式分为单轴运动、线性运动和重定位运动三种。这里的轴表示的是IRB 120机器人的六个轴，如图1.3所示。单轴运动表示
的是机器人整体围绕这六个轴中的一个轴运动；线性运动指的是机器人的其中一个点做线性运动，其他关节随着该点做各自的运动。在进行虚拟仿真的时候运用的最多的就是线性运动，非常方便。在线性运动的时候，也可以运用单轴运动使机器人运动轨迹或者位置更加精确。
图1.3 六轴机器人
本文采用的IRB120机器人的参数见表1.1。
表1.1 IRB120的机器人规格参数
规格参数
轴数 6 防护等级IP30
有效荷载3KG 安装方式落地式
到达最大距离0.58m 机器人底座规格180mm×180mm 机器人重量25KG 重复定位精度0.01mm
运动性能及其范围
轴序号动作范围最大速度
1轴回转：+165°至—165°250°/s
2轴立臂：+110°至—110°250°/s
3轴横臂：+70°至—90°250°/s
4轴腕：+160°至—160°360°/s
5轴腕摆：+120°至—120°360°/s
6轴腕传：+400°至—400°420°/s
本文采用的IRB120实体机器人的操作单元为气压控制单元。
气压控制单元由手滑阀、空气过滤元件和调压阀组成，当手滑阀滑到右侧时(正面面对调压阀气压表为方向基准),气路打开,滑到左侧气路关闭;调压阀调整气压操作需要先将旋钮向上拔起,然后顺时针旋转旋钮降低气压,逆时针旋转升高气压。若旋钮未拔起，则不能调节气压大小。气压驱动的输出力较小，控制性能方面，可高速运行，冲击很严重，精准定位困难，气体压缩性大，阻尼效果差，低速不易控制，但是成本相对低廉，维修相对简单，能在高温，粉尘等恶劣环境中使用，泄漏也不会产生任何影响。
ABB IRB机器人的电磁阀采用的是亚德客公司的型号为4V110-06和4V130-06的两个电磁阀组合。工作原理见图如图1.4所示。
图1.4 电磁阀工作简图
图1.5 电磁阀实物图
P表示进气孔，A,B表示工作孔，R,S表示排气孔。当电磁阀左侧通电时，p进气，A出气，B处的气经S排出；当电磁阀右侧通电时，P进气，B出气，A处的气经R排出。
2.控制器系统结构
PLC控制单元
多功能教学操作台采用的是西门子S7-200 CPU ST40系列的PLC控制模块。当进行操作面板控制和机器人控制时,已连接外部I/O信号的K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7和K8继电器信号会发生当前模式对应动作,同时PLC控制模块也会根据模式输出相应气缸信号、传感器控制信号等。
3.RobotStudio
本次仿真软件我选择的是RobotStudio软件，该软件是ABB公司研发出来的，具有操作简单，容易学习，仿真真实的特点，并且该软件的功能也非常的强大，可以与SolidWorks，UG等制图软件配合使用，非常方便，并且可以进行搬运码垛，装配等多项仿真工作，适合高校学生进行学习。
1.5.2 虚拟机器人简介
1坐标系的标定
1）大地坐标系
能够定义工业机器人单元，与其他的三个坐标系有直接或间接的关系，如图2.3所示。
图1.6 大地坐标系
2）基坐标系
基坐标系常用于机器人编程及其示教器示教时，机器人安装面和第一转动轴交互处为原点，X轴向前，Z轴向上，Y轴则是根据X轴方向使用右手定则来判断方向，如图1.7所示。
图1.7 基坐标系
3）工具坐标系
工具坐标系是本文需要手动设置原点的即TCP（Tool Center Point，工具中心点）点，工具的有效方向设定为X轴（个别厂家将工具的有效方向设定为Z轴），由右手定则来确定Y轴方向和Z轴方向，因为码垛搬运操作相对于偏向工件操作，且不对工具本身姿态做出改变，所以选用此工具坐标系最好。
图1.8 工具坐标系
4）工件坐标系
工件坐标系是用户自定义得来的坐标系，是相对于基座标系在工具活动区域设定的
坐标系。更改工件坐标系的位置和方向可以通过坐标系设定和参数设置来进行。每个工件坐标系都是不同的，根据标定工件坐标系时候使用的具体工具来对应。机器人编程的时候就是在工件坐标系中进行的。
图1.9 工件坐标系
。
1.6 本章小结
本章节对本文虚拟仿真实体瑞典ABB公司的IRB120机器人和虚拟仿真基础与一些编程程序进行了简介，可以让读者更容易理解基于RobotStudio的码垛搬运工业机器人的虚拟仿真。
第2章搭建仿真平台
在进行虚拟仿真之前，需要先将工业机器人的工作环境画出来，这一过程需要建立工作台，底座，物料，夹具，机器人本体。其中工作台、物料和夹具我们采用的是SolidWorks软件，经过实验室运用相同比例尺寸进行画出；而底座与机器人本体可以在RobotStudio画出或导出。
2.1 平台基础设备的组建
2.1.1 底座的建立
1.为了更好地模拟实体机器人的工作环境，便选择ABB RobotStudio建立了两个底
图2.1 建立底座
座。单机“建模”选项卡，选择“固体”中的“矩形体”。如图2.1所示。
2.建立两个不同尺寸的两个矩形体，第一个矩形体长宽高分别为300，800,150；第二个矩形体长宽高分别为800,1000,200。
2.1.2 工作台和物料模型的导入
1.在SolidWorks中画出机器人工作台及物料模块的几何体模型，如图
2.2所示。
图2.2 工作台与物料模型
2.将工作台模型和物料模块模型进行装配，如图2.3所示。
图2.3 工作台与物料配合
3.此工作台共配合8个物料模块模型，此过程中要注意其中四个和另四个的角度有所不同，左边四个与水平方向的角度为10度。最后的工作台与物料模块的装配体如图2.4，2.5所示。
图2.4 工作台物料装配模型图
图2.5 工作台物料装配实体图
4.将画好的装配体模型导入到RobotStudio中，建立待抓取的模型，这个过程中我们也可以随意调整改变每一个几何体的颜色，如图2.6所示。
图2.6 底座为红色和黄色
5.改变颜色之后，我们要开始导入刚刚画好的装配体的模型，单机“基本”选项卡下的“导入几何体”，选择“浏览几何体”，找到装配体 1.SLDASM.文件，即可达到如图所示的效果。如图2.7所示。
图2.7 导入装配体
2.1.3 改变位置
1.下面我们需要改变一下各个几何体的位置，已达到模拟仿真过程的最佳视觉效果。单击捕捉中点功能，这样便可以自动找到每一个几何体的各个边，面的中点。如图
2.8所示。
图2.8 选中“捕捉中点”
2.在左侧布局栏中找到想要移动的几何体，右键，选择“位置”选项，“放置”中的“一个点”。如图2.9所示。
图2.9 选中“一个点”
3.鼠标点击要放置的几何体的边的中点，（软件已自动给出），和相对应的被放上的几何体的边的中点，如图所示，在点击应用即可。如图2.10,2.11所示。
图2.10 点中几何体边的中点
图2.11 位置的改变结果模型图
2.1.4 机器人模型的导入
1. 装配体1的移动也可参考上一个几何体的动作流程。其中如果装配体的角度没有完全对正，也可以对装配体进行旋转动作，不过首先要将坐标选项从大地坐标改变成本地坐标。再点击“位置”中的“旋转”，再点击其中的旋转轴为Z轴，选择旋转角度为90度，点击应用直至达到想要的效果即可，如图
2.12所示。
图2.12 导入机器人
工业机器人搬运码垛工作站虚拟仿真 工业机器人搬运码垛工作站虚拟仿真及其应用探究 随着现代工业技术的飞速发展，工业机器人搬运码垛工作站在许多领域得到了广泛应用。为了提高工作效率和安全性，虚拟仿真技术成为了不可或缺的研究方向。本文将深入探讨工业机器人搬运码垛工作站的虚拟仿真及其在物流领域的应用。 工业机器人搬运码垛工作站是自动化生产线的重要组成部分，主要用于物料的搬运、码垛等任务。通过高精度、高速度的控制，实现高效、稳定的生产流程。然而，在实际运行过程中，存在许多不可预知的风险和问题，例如机器人运动轨迹不合理、物料堆叠不稳等，这些都可能影响生产效率和产品质量。 虚拟仿真技术为解决这些问题提供了有效途径。通过虚拟仿真，可以在实际应用之前对工业机器人搬运码垛工作站进行全面、细致的测试和优化。首先，根据实际工况和需求，建立机器人模型和工作环境模型，然后在虚拟环境中对机器人运动轨迹、物料堆叠等进行反复模拟和测试，找出最佳方案。 在实现虚拟仿真的过程中，需要考虑的关键问题包括：如何建立高精度的机器人模型和工作环境模型，如何实现机器人与环境的交互，如何进行仿真结果的评估等。针对这些问题，需要深入研究虚拟仿真技术，包括建模、交互、可视化等方面的技术。
虚拟仿真技术在物流领域具有广泛的应用前景。例如，在电商物流中，需要根据订单量、库存量等实时数据进行仓储管理和调度，保证货物的及时送达。通过虚拟仿真技术，可以模拟各种物流场景，优化仓储布局、调度策略等，提高物流效率和客户满意度。 此外，虚拟仿真技术还可以用于工业机器人搬运码垛工作站的培训和演示。通过虚拟仿真平台，用户可以直观、全面地了解工业机器人搬运码垛工作站的运行原理和操作方法，为实际应用提供有力支持。 总之，工业机器人搬运码垛工作站的虚拟仿真技术为提高生产效率和产品质量提供了有力保障。通过对虚拟仿真技术的深入研究和应用，可以进一步推动工业自动化的发展，提高企业的核心竞争力。虚拟仿真技术还可以为培养专业人才、降低生产成本等方面发挥重要作用。未来，随着虚拟仿真技术的不断进步和完善，相信其在工业自动化领域的应用将更加广泛和深入。
工业机器人虚拟仿真实训报告 工业机器人虚拟仿真实训报告 摘要：本报告介绍了工业机器人虚拟仿真实训课程的目标、内容和实施方式。在这门课程中，学生通过使用虚拟仿真软件来模拟和操作工业机器人，学习机器人的运动规划、路径规划、控制等方面的知识和技能。通过虚拟仿真实训，学生可以提前获得实际操作中可能遇到的问题，并通过调整参数和优化算法来解决这些问题。最后，我们对工业机器人虚拟仿真实训的效果进行了评估，并提出了一些建议和改进的方向。 关键词：工业机器人、虚拟仿真、实训、运动规划、路径规划、控制 1. 引言 工业机器人是现代工业生产中不可或缺的一部分，它可以完成重复性和繁琐的工作，提高生产效率和质量。然而，由于机器人的复杂性和特殊性，对机器人的操作和控制需要一定的专业知识和技能。因此，工业机器人虚拟仿真实训课程的开设对于培养具有工业机器人操作和控制技能的学生具有重要意义。 2. 目标 工业机器人虚拟仿真实训课程的主要目标包括： (1) 培养学生熟练掌握工业机器人的基本操作和控制技能；
(2) 使学生了解工业机器人的运动规划、路径规划和控制等方面的知识； (3) 提高学生的问题解决能力和优化算法设计能力； (4) 培养学生的团队合作和沟通能力。 3. 内容 工业机器人虚拟仿真实训课程的内容包括： (1) 工业机器人的基本知识：学生了解工业机器人的分类、结构和工作原理； (2) 工业机器人的运动规划：学生学习工业机器人的运动学和动力学，了解机器人的运动规划方法； (3) 工业机器人的路径规划：学生学习工业机器人的路径规划算法和方法，了解机器人的路径规划过程； (4) 工业机器人的控制：学生学习工业机器人的控制系统和控制方法，掌握机器人的控制技术； (5) 工业机器人的优化：学生通过调整参数和优化算法来解决机器人操作中可能遇到的问题； (6) 团队合作和沟通：学生通过团队实训项目，培养团队合作和沟通能力。 4. 实施方式 工业机器人虚拟仿真实训课程的实施方式包括： (1) 虚拟仿真软件的选择：选择一款专业的工业机器人虚拟仿
基于RobotStudio的机器人码垛工作站虚拟仿真设计 摘要： 本文介绍了基于RobotStudio的机器人码垛工作站虚拟仿真设计。该设计主要应用于工厂生产线上的码垛工作，以提高生产效率和产品质量为目标，实现了自动换盒和错误检测的功能。通过虚拟仿真，可以降低实际建设成本，同时保证设计方案的效果。本文详细阐述了机器人码垛工作站的整体设计思路、工作流程、仿真模拟结果以及未来的拓展方向。 关键词：RobotStudio；机器人；码垛；自动换盒；错误检测 正文： 一、研究背景 传统的码垛工作需要人工操作，效率低、出错率高，不仅成本高昂，还容易由于操作员的疏忽而造成生产线的瘫痪。为了提高生产效率和产品质量，采用自动化技术已成为必然趋势。RobotStudio是ABB公司推出的工业机器人虚拟仿真软件，可以帮助用户预测机器人的运动轨迹，分析生产线的效率和可靠性，降低实际建设成本。 二、设计思路 本文设计了一个基于RobotStudio的机器人码垛工作站，其主要包括两个部分：一个是码垛机器人，另一个是物料输送机。具体的设计思路如下： （1）整体结构设计
机器人码垛工作站的整体结构如图1所示，由物料输送机、机器人、工作平台和控制系统组成。图中的机器人代表一个 ABB IRB 4600-45/2.05工业机器人，用于实现对物料进行抓取、码垛和放置等操作。 （2）工作流程设计 机器人的工作流程如图3所示，包括三个主要步骤：物料入料、码垛和放盘。其中，自动换盒和错误检测功能能够保证生产的连续性和稳定性。 （3）错误检测设计 为了避免机器人在码垛过程中出现错误，本文设计了一个错误检测系统。在机器人操作前，摄像头会检测物料的旋转角度和朝向，并通过计算器来判断是否需要调整物料放置的位置和角度。如果物料在码垛过程中出现了异常，机器人会停止工作并报警。在这种情况下，人工干预是必要的，例如清理堵塞或重新调整机器输送机的部分。 三、仿真模拟结果 利用RobotStudio进行虚拟仿真可以模拟整个机器人码垛工作 站的生产流程。图2为程序的运行界面，我们可以看到机器人的操作过程与实际操作一致。\\ 同时，我们还可以得到一些有用的数据，如机器人的响应时间、运动轨迹和旋转角度等等。这些数据可以用于评估生产线的效率和可靠性，提高生产效率和产品质量。
基于 RobotStudio 的机器人码垛工作站虚拟仿真设计研究 引言 随着工业自动化的不断发展，机器人在生产场景中扮演着 越来越重要的角色。机器人码垛是一项常见的自动化任务，它可以以高效的方式将物品堆叠在一起，节省人力和时间。在设计码垛工作站时，虚拟仿真是一种十分有效的工具。本文将探讨基于 RobotStudio 的机器人码垛工作站虚拟仿真设计的研究。 1. RobotStudio 简介 RobotStudio 是由全球领先的自动化公司 ABB 开发的一款 专业机器人仿真软件。它提供了一个功能强大的平台，用于设计、优化和验证机器人自动化任务。RobotStudio 能够模拟真实的生产环境，并能够将其连接到实际的机器人控制系统，实现实时的虚拟仿真。 2. 机器人码垛工作站的设计 机器人码垛工作站的设计过程中需要考虑多个方面，包括 工作站布局、机器人路径规划、物品堆放策略等。虚拟仿真可以为设计师提供一个可视化的环境，使其可以在不实际布置物理设备的情况下进行工作站的设计和优化。
使用RobotStudio 进行机器人码垛工作站设计的步骤如下： 2.1 创建工作站模型 首先，需要在 RobotStudio 中创建一个工作站模型。这可 以通过导入现有的 CAD 文件或者从头开始构建。工作站模型 应包括机器人、物料传送带、码垛区域等。 2.2 添加机器人任务 在工作站模型中添加机器人任务，包括从传送带上取货、 运输到码垛区域、将物品码垛等。 2.3 设计机器人路径 使用 RobotStudio 的路径规划工具，设计机器人在工作站 中的路径。路径应尽可能高效，以最短的时间完成任务。 2.4 优化工作站布局 通过不断调整工作站模型和机器人路径，优化工作站布局 以提高生产效率。可以使用 RobotStudio 的仿真功能模拟机器人的运动，以评估不同布局的效果。
摘要 当前，国内港口码垛搬运工作量日益增加，但是在码垛搬运过程中仍有人工工作的情况，相对工业机器人，人工工作的工作效率低下，劳动强度大，完成品质不高，尤其在环境恶劣的情况下更是很难达到预期的标准，所以提高这个流程的自动化水平已是大势所趋。在生产实践中工业机器人得到大力开发与利用，慢慢取代了日益昂贵的人力，逐步提高产品质量与工作效率，降低了生产成本，降低了工人误操作带来的安全风险，和收益损失。 虚拟仿真可以真实高效的模拟搬运码垛的工作状态，工作流程，工作步骤。高校在教学过程中应用到搬运码垛的实验教学，很显然，很难让同学们真实的理解运转过程，有了虚拟仿真是同学们更有效的进行学习。本设计，是将搬运码垛过程进行虚拟仿真，在SolidWorks中画出与实验室相同尺寸比例的工作台与物料模块，在RobotStudio中导入画好的工作台和物料模块，并导出与实验室相同的机器人IRB 120，模拟仿真出机器人相同的工作过程，这样一来，即使，没有实验室实物，也可学习到工业机器人搬运码垛的工作状态。 实现虚拟仿真在实物操作和教学俩方面均有巨大意义。在实物操作方面，可以使工人远离危险的操作坏境，减少不恰当操作带来的损耗；在教学方面，有了与实物相同的工作过程，让学员即使没有实物，也可以学习到搬运码垛过程，还可以使零基础的学员在有多次失误的情况下也能不对机器本身有伤害的完成教学任务。 关键词：工业机器人；码垛搬运；虚拟仿真；离线调试 Abstract At present, the workload of pallet handling in domestic ports is increasing, but there are still manual work in the pallet handling process. Compared with industrial robots, manual work is inefficient, labor intensity is high, and the quality of completion is not high, especially in harsh environments. In this case, it is difficult to meet the expected standards, so it is a general trend to improve the automation level of this process. In the production practice, industrial robots have been vigorously developed and utilized, slowly replacing the increasingly expensive manpower, gradually improving product quality and work efficiency, reducing production costs, reducing the safety risks caused by workers' misoperations, and
基于ABB机器人的码垛工作站仿真研究作者：马再敏韩渴望 来源：《现代信息科技》2020年第16期
摘要：在RobotStudio仿真软件中对末端机械爪、托盘、物料、输送链等进行建模，完成虚拟工作场景空间布局并创建码垛工作站。进行外围设备的Smart组件设计和信号连接，并与机器人本体建立通讯和控制关联。在离线环境下，操作虚拟示教器示教基准点后采用偏移算法规划路径点，完成智能码垛Rapid程序编写和工作过程模拟仿真。研究结果表明：机器人工作站能成功实现物料码垛任务过程，仿真过程中生成的机器人程序经过坐标变换后可以同步到实物机器人中进行实际运行。
关键词：ABB机器人;码垛工作站;虚拟仿真;Smart组件;I/O信号连接 中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）16-0145-04 Simulation Research on Palletizing Workstation Based on ABB Robot MA Zaimin，HAN Kewang （Changzhou Technician College of Jiangsu Province，Changzhou 213032，China） Abstract：In RobotStudio simulation software，model the end manipulator claws，pallets，materials，conveyor chains，etc.，complete the virtual work scene spatial layout and create a palletizing workstation. Carry out Smart component design and signal connection of peripheral equipment，and establish communication and control association with the robot body. In the offline environment，after operating the virtual teach pendant to teach the reference point，the offset algorithm is used to plan the path points，and the intelligent palletizing Rapid program is written and the work process simulation is completed. The research results show that the robot workstation can successfully realize the material palletizing task process，and the robot program generated in the simulation process can be synchronized to the physical robot for actual operation after coordinate transformation. Keywords：ABB robot;palletizing workstation;virtual simulation;Smart component;I/O signal connection 0 引言 目前，工业机器人在焊接、喷涂、码垛、打磨等行业的应用已经十分普遍，取得的经济效益也非常明显。此外，工业机器人更是智能工廠的重要组成部分，能够方便地与生产线实现相互联动控制，在企业智能化升级改造中发挥着举足轻重的作用。码垛机器人工作站作为物流自动化生产线的关键设备，随着无人物流技术的快速发展，在智能化和自动化方面也被赋予了更高的要求[1]。常州某物流科技有限公司在生产线规划过程中，相应码垛机器人无法到位，严重影响了整体工程进度，因此委托我校一团队对该型机器人智能码垛工作站进行离线仿真研究，对生产线规划布局、智能控制程序和信号传递中存在的问题进行提前分析解决，以方便后期实际包装码垛过程的同步实现。 本研究以ABB机器人为对象，在RobotStudio中创建虚拟工作站，对生产线码垛机器人的工作过程进行了仿真模拟，为实际机器人配置、编程、调试提供了技术参考。整个系统搭建分为四个层次：首先通过三维建模构建码垛机器人工作场景，其次对模型设备进行Smart组件设计和I/O信号连接，接着创建机器人I/O信号板卡并与外围设备控制信号配置关联，最后规划路径点、编写机器人程序实现智能工作站工作过程仿真和分析。
码垛搬运机器人机构设计与仿真 随着现代化制造业的快速发展，码垛搬运机器人在工业生产中的应用越来越广泛。这种自动化设备能够极大地提高生产效率，减少人力成本，并提高码垛搬运的精确度。本文将详细介绍码垛搬运机器人的机构设计及其仿真分析，旨在为相关领域的研究提供参考。 码垛搬运机器人的机构设计是实现其功能的关键。其主要组成部分包括机械结构、控制系统和传感器等。 机械结构：码垛搬运机器人的机械结构主要包括基座、立柱、手臂和末端执行器等部分。基座负责机器人的稳定站立；立柱承载手臂，实现三维移动；手臂设计有多关节结构，可实现大范围的空间移动；末端执行器则负责执行具体的抓取和放置动作。 控制系统：控制系统是码垛搬运机器人的核心，它负责协调各个部分的工作，确保机器人能够准确、高效地完成任务。控制系统主要采用嵌入式硬件和软件实现，通过算法优化，可以实现更精确的轨迹规划和力控制。 传感器：传感器是实现机器人感知外界的重要部件，主要包括视觉传感器、距离传感器和力传感器等。视觉传感器可帮助机器人识别目标
物体的位置和姿态；距离传感器能够检测物体与机器人之间的距离；力传感器则可以反馈抓取物体的力度。 为了验证码垛搬运机器人机构的可行性和优越性，我们利用仿真软件对其进行仿真分析。通过设置不同的工况，分析机器人的运动情况和响应特征。 在仿真过程中，我们发现机器人在多种工况下均表现出良好的稳定性和灵活性。即使在复杂的环境中，机器人也能够准确地识别目标物体，并完成抓取和放置动作。通过对比仿真结果与实际情况，我们发现误差较小，说明该机构设计具有一定的可靠性。 为了进一步提高码垛搬运机器人的工作效率和精确度，我们对其机构进行优化。 机械结构优化：考虑到实际应用中可能出现的各种复杂情况，我们可以优化机械结构，提高机器人的承载能力、稳定性和灵活性。例如，对立柱进行加重加固，使机器人在运行过程中更加稳定；对手臂关节进行改进，使其适应更多种抓取姿势。 控制系统优化：通过改进控制算法和提高硬件性能，可以进一步提高机器人的响应速度和精确度。例如，采用更高效的轨迹规划算法，使
（封面） XXXXXXX学院 产品码垛作业工业机器人离线编程与虚拟仿真 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日
1拆垛机器人工作站构成 自动化物流系统中，与码垛应用相对应的为拆跺应用，即把成垛的产品依次搬运至流水线上，例如烟草物流系统中出人智能仓库时的码垛拆垛、袋装原材料拆垛并开袋、汽车零部件的拆垛上料等应用。 本工作站为箱类产品拆垛应用，成垛的原料摆放在枝板上，随枝板流动至枝板输送链拆垛工位处，利用ABB公司的IRB6700机器人将产品从枝板上搬运至产品输送链上，以便流至下工位进行处理，如图6一l所示。 I ）枝板输送链载有产品的枝板经由左侧的进料输送链流转至末端拆垛工位，并且对未端设有至lj位检测传感器，当机器人完成该校板的拆垛任务后，空枝板经由右侧输出线传至下一士位，便于空枝板的回收，之后进料输送链传送下一个载有产品的枝板，依次循环2）吸盘工具机器人末端法兰盘装有吸盘工具（图6-3），利用真空发生器产生真空，对产品进行拾取处理，机器人利用输出信号控制真空的产生与关闭，从而实现产品盒的拾取与释放，该工具采用16个吸盘，气路分为4蹈，利用机器人4路数字输出端口分别进行控制，
3 ）产品输送链I机器人将拆垛产品按照指定的方式放置在产品输送链前端，经由该输送链传送至下工位；在该输送链前端设有传感器，用于枪测当前位置是否有物料，当没有物料时才允许机器人执行下一个物料的放置，如图6-5所示。 2、信号组的设置与用法
3、数组的应用 在定义程序数据时，可以将同种类型、同种用途的数值存放在同一个数据中，当调用该数据时需要写明索引号来指定我们调用的是该数据中的哪个数值，这就是所谓的数 组。在RAPID申可以定义维数组、二维数组以及三维数组。 4、写屏指令的运用 在编写例行程序时，将该程序中的某些数据设置为参数，这样在调用该程序时输入不同的参数数据，贝lj可对应执行在当前数据值情况下机器人对应执行的任务。 例如，在切割应用中，频繁使用切割正方形的程序，切割正方形的指令及算法是致的，只是正方形的顶点位置、边长不一致，这样可以将这两个变量设为参数。 PROC rSquare(robtarget pBase, num nSideSize) Move L pBase, v I 000, fine, tool I \ WObj :=wobjO; Move Offs(pBase, nSideSize,0,0), v I 000, fine, tool I \
项目五 物料传输与双机搬运工作站 项目目标： （1）、了解机器人工作站设计的一般流程； （2）、掌握机器人多任务的协调和多机器人编程； （3）、运用机器人仿真技术，完成一个综合项目，熟练掌握创建机器人工作站的相关知识点； 知识技能点： （1）、能够根据项目要求创建仿真系统； （2）、掌握机器人寄存器指令、创建和调用子程序操作； 工作任务： 任务描述：本文的工作站主要涉及到了进料、搬运、传送、码垛等主要环节。机器人搬运工作站系统的场景布局如图5.1所示： 图5.1：机器人搬运工作站仿真系统 图5.1中，主要包含了一个转运旋转台，一台带有导轨轴的工业机器人，一套物料转运传输架和一台物料码放机器人。 旋转台 机器人1 导轨 传输架 机器人 物料码放 转运盘及物料 物料及物料
其工作过程可描述如下： （1）、旋转台转动180度把物料搬运到机器人1下方位置，等待机器人1抓取，同时转运托盘沿着传输架回到靠近机器人1导轨的那一侧； （2）、机器人1由当前位置往下运动，靠近旋转台物料后开始抓取物料； （3）、抓取物料后，机器人1手臂上移，并沿着导轨运动到传输架侧。同时，旋转台旋转180度回到初始位，开始载入另一个物料； （4）、机器人1手臂下移，把物料放到转运盘中； （5）、物料放入后，机器人1回到靠近旋转台的那一侧，同时，转运盘带着物料沿着传输架运动到靠近机器人2的那一侧； （6）、机器人2抓取物料，并把物料放置到码放框中的第一个位置，同时旋转台旋转180度，把另一个物料运送到机器人1下方； （7）、重复（2）－（7），分别把物料2、物料3、物料4放到对应的物料码放框位。 （8）、4个物料码放完毕，两台机器人回到初始位置，完成工作。
工业机器人虚拟仿真实训中心建设研究 随着工业4.0的到来，工业机器人已经成为工业生产中不可或缺的重要组成部分。由 于实验室资源有限，许多学校和企业在进行工业机器人实训时面临困难。建设工业机器人 虚拟仿真实训中心成为了当今的一个热门话题。本文将探讨工业机器人虚拟仿真实训中心 的建设研究，分析其中所涉及到的技术、方法以及实施中可能遇到的挑战。 一、基础设施建设 在建设工业机器人虚拟仿真实训中心之前，首先需要考虑的是基础设施建设。虚拟仿 真实训中心需要配备一系列的硬件和软件设备，如高性能工作站、3D建模软件、仿真软件等。仿真软件是虚拟仿真实训中心的核心设备，能够模拟出各种工业机器人在不同场景下 的工作情况，为学生和工程师提供一个实验和训练的环境。 虚拟仿真实训中心还需要配备一些辅助设备，如头盔式显示器、手柄控制器等，以提 供更加身临其境的虚拟仿真体验。中心还需要具备网络连接能力，以便学员和教职工可以 实时访问和分享虚拟仿真实训中心的资源。 二、课程设置与教学方法 在建设工业机器人虚拟仿真实训中心时，还需要考虑如何设计课程以及采用何种教学 方法。课程设置是虚拟仿真实训中心的灵魂，决定了学生们将学到什么知识和技能。建设 者需要根据工业机器人的应用领域和技术要求，设计出一系列系统化的课程，如工业机器 人基础知识、编程技能、操作技巧等。 还需要注重教学方法的创新。虚拟仿真实训中心可以采用多种教学方法，如远程教学、小组合作学习、项目驱动学习等。这些新颖的教学方法能够激发学生们的学习兴趣，提高 他们的学习效率，培养他们的动手能力和解决问题的能力。 三、挑战与对策 在建设工业机器人虚拟仿真实训中心的过程中，可能会遇到一些挑战。成本是一个重 要的考量因素。建设者需要投入大量的资金购买硬件设备和软件系统，而且运营成本也不 容忽视。为了降低成本，可以考虑引入企业合作，共建共享虚拟仿真实训中心，拓宽资金 来源。 技术更新换代的速度较快，虚拟仿真实训中心需要不断更新和升级设备和软件系统， 从而保持其领先地位。建设者需要保持敏锐的观察，及时了解最新的技术趋势和发展动态，进行相应的更新和升级。 还需要面对人才储备不足的问题。建设者需要投入大量的时间和资源培养一批具备虚 拟仿真实训技术知识和应用技能的专业人才。可以通过与高校进行合作，设立实训基地，
基于 RobotStudio搬运机器人智能工作 站仿真设计 摘要：本文以ABBIRB2600工业机器人为载体，设计了基于RobotStudio的 搬运机器人智能工作站。该工作站机械部分由自动输送装置、搬运机器人、计数器、扫描仪组成。软件部分选用DSQC651通讯板卡设置I/O信号，通过示教器编 写运动指令、赋值指令、条件判断指令，进行搬运控制。利用事件管理器控制吸 盘的进气与充气信号，完成货物抓取与释放的搬运工作。最后，通过TCP跟踪功能，完成搬运系统的轨迹检验，确保搬运工作的流畅性。搬运机器人工作站的设 计有效的提升了企业的工作效率，缓解用人压力。 关键词：搬运机器人；RobotStudio；工作站；AGV 中图分类号：TG409 文献标识码：A 目前，中国制造业的“人口红利”不断消失，劳动力价格逐渐上涨，在机械、电子、物流等劳动强度大的企业，招工难成为了阻碍发展的头等问题[1]。传统的 物流搬运模式，是依靠人工进行扫码、计件、搬运、装车的作业方式，花费时间长，高负荷的重复性操作，会导致劳动效率低且易出现工作事故[2]。 为了帮助企业解决人力不足、生产效率低的问题，发展具有灵活性高、通用 性强、工作可靠的搬运机器人已成为必然趋势。搬运机器人通常是指在某一工作 环境下，通过一定的程序控制，实现自身运行以及货物的自动抓取与释放，进而 完成相应的搬运任务[3]。搬运机器人的路径规划与控制系统的研究，对加快货物 入库、出库速度，提升自动化水平具有十分重要的意义。 1搬运机器人智能工作站的实现 1.1RobotStudio仿真平台
ABB公司的RobotStudio离线编程仿真软件，具有CAD导入、机器人离线示 教编程、动态仿真等功能，可以在离线的情况下进行机器人轨迹规划及程序编写[3]。离线编程软件中的机器人本体参数、控制器都与实际是一样，I/O仿真信号、指令程序、控制信号与实际机器人在生产线运行也是一致。因此，RobotStudio 软件编写的程序可以导入到现场工业机器人中运行，从而模拟真实的工作环境， 实现仿真测试，用于方案验证[4]。 1.2工业机器人选型 选用ABB的公司IRB2600工业机器人，它具有操作速度快、机身紧凑轻巧、 工作范围大、安装灵活等优点[5]。它的节拍时间短，可以实现速度最大化，从而 提高了产能与生产效率。IRB2600工业机器人的结构尺寸，如图1所示。 图1结构尺寸图 选用的搬运机器人的定位精度要满足≤±0.5mm，负载为12Kg，拥有较高的 重复定位精度，ABB IRB2600型机器人的主要性能参数，如表1所示。 表1规格参数 轴数6重 复定位 精度 0.04mm
工业自动化技术强化训练Ⅱ实践报告 工业机器人码垛应用 作者姓名： 指导老师： 所在学院： 提交日期：
绪论 一、摘要 本次强化训练的时间为期4周，通过对ABB机器人的学习与操作，以完成本次强化训练的要求。这着4周的学习过程中，学习包括机器人的发展历程和机械结构等理论方面，还包含了编程、机器人I/O的接线。同时练习实操机器人，这是一个必不可少的环节，只有理论与实践相结合，才能出真知。在前一周的实操中完成了机器人循迹。 而本次强化训练的重点为，利用ABB RobotStudio对双输送线单机械臂工作站完成工作站搭建并模拟仿真。 ABB RobotStudio是优秀的电脑仿真软件。为帮助您提高生产率，降低购买与实施机器人解决方案的总成本，ABB开发了一个适用于机器人寿命周期各个阶段的软件产品家族。 规划与可行性：规划与定义阶段RobotStudio可让您在实际构建机器人系统之前先进行设计和试运行。您还可以利用该软件确认机器人是否能到达所有编程位置，并计算解决方案的工作周期。 编程：设计阶段，ProgramMaker将帮助您在PC机上创建、编辑和修改机器人程序及各种数据文件。ScreenMaker能帮您定制生产用的ABB示教悬臂程序画面。 关键词：强化训练；ABB RobotStudio；双输送线；模拟仿真
工业机器人码垛软件仿真 一、双输送线码垛工作站搭建 在ABB RobotStudio中导入机器人模型后，点击显示机器人工作范围，以机器人为中心，周围放置两个输送线与两个托盘垛。也可以将两个托盘垛换成一个较大的传送带，但此种方法需要增加新的I/O设置，不宜采用。值得注意的是托盘垛应放置于较合适,既较高的位置，以免机械臂到达极限位置。 布局如下，其中双输送线的以及托盘垛的位置并未精确定位，只需要放置在合理的机器人工作范围内即可。 二、工作站搭建流程 第一节：搭建输送带系统 1、新建一个物料并手动拖动到输送带上 2、在建模选项中点击Smart组件，并添加一个Source 3、设置Source的属性如下，其中Position选项为要复制的物料的原点位置，值得注意的是Transient应当勾选，以防内存溢出。 学习文档仅供参考
《工业机器人虚拟仿真》课程标准 1. 课程概述 1.1课程定位 本课程为电气设备运行控制专业的一门专业核心课程，是在学习了《机器人基础》课程，具备一定机器人专业知识的基础后，结合《工业机器人现场编程》、《工业机器人系统集成》等课程内容，让学生在不消耗任何实际生产资源的情况下，对实际生产过程中进行动态模拟、虚拟装配、建设数字工厂的一门理实一体化离线编程的课程。 该课程对接专业人才培养目标，面向工业机器人操作编程、安装调试、系统维护等工作岗位，培养学生具备工业机器人的基本操作和编程，识读机械图、电气原理图和接线图，正确运用虚拟仿真软件，动态模拟展示工厂、生产线、产品样品和整个生产过程的能力，为《工业机器人现场编程》、《工业机器人系统集成》等课程的学习奠定基础。 1.2设计思路 本课程是以社会工作岗位需求为依据确定课程目标，设计课程内容；以典型工业机器人的实际操作过程和应用为主线，采用以图为主的形式、通俗易懂的讲解工作过程的课程内容，设计并开发了八个典型工作项目；课程教学采用基于项目教学的课程教学模式，以任务驱动为主线，以教师为主导，以学生为主体，注重实际操作，理实一体。 本课程的设计思路为：调研机器人企业典型工作岗位→确定职业岗位能力→结合实训设备重新构建基于工作过程的项目内容→确定学习目标及工作任务，即以工业机器人典型工作站操作和应用为载体，设置如表 1 所示的学习项目及工作任务。 依据上述课程目标定位，本门课程需要学生具备掌握机器人应用企业中机器人工作所必备的知识和基本技能，初步形成处理实际问题的能力，培养其分析问题和解决问题的学习能力，能够运用虚拟仿真软件，动态模拟展示工厂、生产线、
项目四机器人码垛虚拟实训学习指南 4.1、任务目标 通过本机器人工作站的操作练习，以便使大家学习如下知识： 1.了解工业机器人在码垛领域的应用 2.了解ABB Robot studio仿真软件的基本功能 3.对工件进行纹理贴图的方法与步骤 4.利用Smart组件创建动态输送链 5.利用Smart组件创建动态叉车 6.工作站逻辑的设定 7.码垛路径的设置 4.2、任务描述 本项目以啤酒罐装线机器人码垛工作站为例，利用IRB460对灌装线上的啤酒箱进行堆垛。本项目需要按步骤建立工作站、导入模型并布局、对工件进行贴图、通过Smart组件创建动态输送链、动态夹具和动态叉车、新建I/O信号并配置工作站逻辑、设置码垛路径，最终完成机器人码垛的全部过程 图4-2-1 码垛工作站 4.3、任务实施过程 4.3.1、仿真软件介绍（PPT） 4.3.2、机器人码垛项目介绍(PPT)
4.3.3、机器人码垛案例(视频) 4.3.4、模型导入及布局(视频) 4.3.5、工件的纹理贴图(视频) 4.3.6、创建动态输送链(视频) 4.3.7、创建动态夹具（1）(视频) 4.3.8、创建动态夹具（2）(视频) 4.3.9、创建动态叉车(视频) 4.3.10、配置编辑器和工作站逻辑的设定(视频) 4.3.11、码垛第一层路径设置（1）(视频) 4.3.12、码垛第一层路径设置（2）(视频) 4.3.13、码垛第二层路径设置(视频) 4.3.14、仿真设定与运行(视频) 4.4、任务实施步骤 4.4.1 RobotStudio软件介绍 “文件”菜单，包含创建新工作站、创造新机器人系统、连接到控制器，将工作站另存为查看器的选项和RobotStudio 选项。