基于ABB工业机器人IRB1410实现自动码跺任务

摘 要：ABB工业机器人用途广泛，具有机器人的典型特点，本文介绍了ABB工业机器人IRB1410在自动码垛系统中的应用，重点分析了工件搬移、坐标计算的算法以及程序的流程图。

关键词：ABB机器人；自动码垛；搬移算法；数组

中图分类号：TP242 文献标识码：A

ABB机器人是目前速度最快的机器人，在不做任何调整的条件下，比竞争对手的机器人的生产节拍快25%，长期运行经济、可靠，具有基于Load Identification 技术的智能防碰撞功能，碰撞时具有机器人自动延路径回缩，释放压力的能力。ABB工业机器人IRB1410 主要应用领域在弧焊、装配、切割、机械管理和物料搬运、码垛领域。本文主要针对ABB工业机器人IRB1410来实现自动码跺任务，并对程序进行了优化，使得程序运行更加简洁、明了，任务执行更加可靠。

1.任务要求

要求机器人对平面6行6列摆放的工件进行码垛，码垛成金字塔状。

2.设计方法

工业机器人目前主要有示教在线编程与离线编程两种方式。示教在线编程精度完全是靠示教者的目测决定，而且对于复杂的路径示教在线编程难以取得令人满意的效果，示教过程容易发生事故。相比示教在线编程而言，离线编程可以在不中断机器人工作的情况下，通过计算机仿真软件进行程序设计，提高了生产效率，增强了安全性，并可以实现复杂程序的设计。

3.建立三维模型

为了更直观的模拟机器人运行环境，我们将机器人的工作环境与工件制作成计算机三维模型，并将这些模型按照实际的环境摆放到相应位置，并用smart组件使得工件具有运动效果，从而更好地实现真实环境的仿真。

4.任务分析

工件搬移的参考c坐标，工件的尺寸，以及工件之间的相对距离都是毫米为单位。长方形工件的长宽高=（52，26，10），共有12个，正方形工件的长宽高=（26，26，10），共有24个，这些工件之间的间距为14mm。为了分析方便，我们先完成其中的第一堆工件搬移，搬运第二堆的方法同理可得。我们给第一堆的18个工件编上号，将物品按照编号顺序搬移，按照编号大小的顺序由下往上摆放，共4层。机械手初始位置的坐标p10=（192，1167，794），由于这个坐标测量比较困难，我们可以用示教器将机器人引导到第1个工件上，然后记下其坐标值即可。其他工件的坐标可以通过偏移指令offs（p10，x，y，z）来计算。开始第1块物品在机械手正下方80mm，坐标（192，1167，714），跟据工件的大小以及间距，我们计算出18个工件相对于第1块工件之间的相对位置偏移。值得注意的是，18个工件在搬移前的偏移和搬移后的偏移都要计算。编程时，我们将计算出的偏移数据保存到一个三维数据中，第一维表示两堆，第二维表示每堆有18个工件，第三维表示每个工件有（x，y，z）三个坐标，因为偏移数据是固定的常量，所以可以用常量数据类型。

5.工件的搬移算法分析

每一个工件的搬移分两个过程，1是拾取，2是释放。通过观察上面的流程，我们发现，这2个过程是类似的，都是（计算坐标，平移，下降，操作工件，上升）这5个工序组成，区别是操作工件的方法不同，一个是拾取，一个释放，对编程来说，就是输出的IO信号一个是1，另一个为0，用指令描述如下：拾取SetD =O D652_10_DO9，1；释放SetDO D652_10_DO9，0。显然如果把SetDO指令的第2个参数用数组常量代替，这两个操作方法可以用一个相同的语句描述如下：SetDOD652_10_DO9，Gio{w3}；Gio是数组常量，第一个元素是1，表示拾取，第二个元素是0，表示释放。这样我们以w3为循环变量，我们可以利用一个循环来将两个过程合二为一。这就是工件搬移的核心程序，为了安全操作，在操作工件的前后可以暂停一下。

6.程序完整流程分析

由于每堆要搬移18个工件，每次搬移的方法是相同的，所以，可以用18次循环实现，由于共有两堆工件要搬移，所以也可以用2次循环实现。

结语

本文通过搬移算法的改进优化，使得机器人的搬运与码垛更加可靠、高效。机器人离线编程系统正朝着一个智能化、专用化的方向发展，离线编程大幅度节约了制造时间，为实现机器人的实时仿真、编程和调试提供了灵活的工作环境。

参考文献

[1]韦宏明.基于DeviceNet的ABB工业机器人弧焊工作站的设计[C].中国职协2014年度优秀科研成果获奖论文集，2014.