工业机器人典型应用
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1.3 优化机器人动作及速度

1.3.1 机器人运行时间的测算

机器人上下料程序需与冲床之间存在配合,当冲床完成冲压作业后,应给机器人一个输入信号,控制机器人进入冲床内将成品件取出,因此在之前编辑程序的第 20 行写入WAIT DI[110]=ON。但机器人编程、单片机编程以及C语言等高级语言编程与PLC的程序执行方式是不同的。PLC采用循环扫描工作,这些高级语言如果没有中断输入,会在当前行程序一直执行或等待,直到该行程序执行结束。因此WAIT DI[110]=ON是在等待DI[110]有输入时才执行下一行程序,DI[110]没有输入时只能在该行等待。我们需要在程序中插入一个机器人计时器指令实现程序的计时,观察程序执行是否处于死循环,具体使用方法如图 1-20所示。

点按示教盒MENU键,选择状态菜单,移动光标至程序计时器子菜单,弹出程序计时器一览画面,如图1-21所示。本节中使用的1 号计时器时间为 38.30s,即机器人执行完整的冲床上下料程序运行时间。

图1-20 计时指令插入

图1-21 优化前的标准循环时间

1.3.2 优化机器人上下料节拍

优化机器人上下料节拍可以通过多个方面进行,例如机器人的运动路径规划、机器人动作指令的定位类型、机器人的运行速度等。

(1)运动路径规划

通常根据机器人所需完成的作业来规划机器人的运动路径,以便使机器人顺利地完成作业,不与其他物体发生碰撞,如 1.2.2 节规划的运动轨迹。而不同的运动路径将决定机器人完成作业的时间,即在本工作站中对机器人上下料节拍产生影响,因此操作者可以通过优化机器人的运动路径来优化机器人的上下料节拍。

(2)定位类型

CNT是带圆弧的过渡,FINE是带尖角的过渡,CNT0 与FINE等效。在生产实际应用中发现,追求机器人快速运动时使用CNT较好,FINE的过渡让每一个点产生停顿。为了更好地优化机器人上下料节拍,需将部分程序的终止类型由FINE改为CNT,实现机器人更迅速完成上下料作业,具体程序编写方法如图1-22所示。同理,通过示教盒查阅程序计时器,可以得到优化后的机器人执行完整的冲床上下料程序运行时间约为18.3s,如图1-23所示,较优化前相比,节省大约 20s,生产节拍提升一倍。

图1-22 定位类型优化程序

图1-23 优化后的标准循环时间

(3)运行速度

机器人的运行速度决定机器人在两个点位之间运动的快慢,影响机器人完成作业的时间,影响机器人上下料节拍,因此操作者可以通过优化机器人的运行速度来优化机器人上下料节拍。具体程序如图1-24所示,将程序中机器人的运行速度调整为原来的二倍,通过示教盒查阅程序计时器,可以得到优化后的机器人,执行完整的冲床上下料程序运行时间为 20.4s,较优化前相比,生产节拍约提高一倍。

图1-24 运动速度优化程序

1.3.3 自动执行程序

根据上述优化方案重新编辑机器人上下料程序,具体如图1-25所示。

图1-25 优化后机器人上下料程序

设置自动执行程序,需创建一个RSR程序,具体操作方法见 1.2.1节。程序创建完成后,输入机器人自动上下料程序,并检查确认无误后,按表1-10中所示步骤进行设置。设置完成后,操作人员应撤离至机器人工作站外围。首次自动执行程序应将机器人运行速度减慢,倍率调至 50%;确认机器人自动执行程序过程中无明显报错、无碰撞后,将倍率调至 100%,再次自动执行程序。

任务测评:

(1) CNT是_____过渡, FINE是______过渡, CNT0 与FINE等效。在生产实际应用中发现,追求机器人_____使用CNT较好,FINE的过渡让每一个点_____。

(2)实操任务:利用示教盒优化机器人自动上下料节拍。

(3)实操任务:自动执行一次机器人自动上下料程序。