利用五种方法对同一毛坯的工业机器人编程教学研究

程寿国

摘 要：本文针对同一毛坯工件的工业机器人编程方法进行了研究。分别利用示教目标点编程、示教指令编程、离线编程、利用示教器运动指令编程和利用示教器运动指令和Offs功能指令混合编程等五种方法进行编程。给出了具体的编程步骤和程序，分析比较了每种方法的优缺点，并分别阐述了每种编程方法在教学中的应用。熟练掌握这些方法可以帮助初学工业机器人编程的人员尽快适应工作岗位。

关键词：示教目标点 示教指令 离线编程 示教器直接编程 工业机器人

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

工业机器人的已广泛应用于切割、涂胶、装配和码垛等许多制造行业领域。郝建豹等構建了多个工业机器人虚拟仿真工作站。周鹏等设计了多个项目用于教学，提高了学生学习效果。本文以ABB工业机器人仿真软件中自带的毛坯工件为例，以五种方法分别介绍ROBOTSTUDIO软件的编程方法，并分析每种方法在教学中的具体应用。

2 编程前的准备工作

导入ABB模型库，导入模型库（Cure_thing，MyTool，table_and_fixture_140），安装MyTool到机器人法兰盘，“从布局”根据已有布局创建系统，调整table_and_fixture_140在机器人工作区的中间位置，放置Cure_thing在它上面（对齐），创建并设置工件坐标wobj1，在创建机器人系统后，工具“MyTool”坐标（TCP数据）可以直接选用。选定一个起始点PHome作为加工轨迹的初始位置和结束位置。

以上准备工作对任一编程方法都适合，是机器人编程前期必须的准备工作。

3 ABB工业机器人编程方法

3.1 示教目标点编程

可以通过“基本”界面下“示教目标点”功能，分别将工具（TCP）移动到起始点、毛坯的四个角点位置，点击“示教目标点”，在右侧的“路径和目标点“菜单中会出现Target_10、Target_20、Target_30、Target_40、Target_50等目标点。

建立空路径Path_10，将示教目标点全部选中添加到path_10。添加完以后在“路径与步骤“Path_10下面会出现MoveLTarget_10、MoveLTarget_20、MoveLTarget_30、MoveLTarget_40、MoveLTarget_50等指令语句。对路径Path_10进行自动配置”线性/圆周移动指令“，同步到RAPID，将工作坐标、工具数据和路径&目标等都同步到机器人系统。在”仿真“菜单下的”仿真设定“里面选择进入点为“Path_10”，点击播放按钮就可以仿真运行机器人的示教程序了。

3.2 示教指令编程

可以通过“基本”界面下“示教指令”功能。建立空路径Path_10，只有建立路径后，“示教指令”才可以被选中。分别将工具（TCP）移动到毛坯的四个角点位置，点击“示教指令”，与“示教目标点”的区别是，点击“示教指令”后，不需要再把“示教目标点”添加到路径中。打开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 离线编程

在“基本”软件界面下，选择“路径下的”自动路径”，按住“shift”键，直接选中毛坯的一条边，在自动路径里面会出现“边_1、边_2、边_3、边_4”（软件界面选择为简体中文），选择参照面为毛坯表面，点击创建后，在Path_10里面出现MoveLTarget_10、MoveLTarget_20、MoveLTarget_30、MoveLTarget_40、MoveLTarget_50等指令语句。同样进行自动配置，同步到RAPID，在仿真设定中设定进入点后就可以仿真了。需要注意的是”查看目标处工具“后发现自动配置的工具位置有些是不合理的（如图2），可以选中Target_10等目标点进行修改目标，图3是修改后的目标位置图。

3.4 利用示教器运动指令编程

RAPID修改每个角点（特征点）位置并直接编程，先利用示教器的程序编辑器编写程序如下。

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

分别将工具（TCP）移动到起始点和毛坯的四个角点位置，点击“修改位置”，将起始点和毛坯的四个角点位置分别记录到PHome、P10、P20、P30、P40，然后把工作模式选择为自动，点选“Enable”和电机上电，就可以运行仿真程序main（ ）。

3.5 利用示教器运动指令和Offs功能指令混合编程

编写如下程序：

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

分別将工具（TCP）移动到起始点和毛坯的一个角点位置，点击“修改位置”，将起始点和毛坯的一个角点位置分别记录到PHome、P10，利用赋值指令和功能指令Offs （ ），分别得到毛坯的另外三个角点位置并记录在P200、P210和P220中。这种编程需要理解功能指令Offs的参数含义，优点是修改位置的点数量比较少，但是需要注意是P200、P210和P220均为变量存储类型。

4 结语

通过对同一毛坯利用五种方法进行机器人编程，比较详细的介绍了每种编程方法要点和几种方法的优缺点，熟练运用这些方法可以快速入门工业机器人的编程操作技术。在教学中可以根据实际情况选择某几类编程方法进行教学和练习，也可以几种方法综合运用，帮助学生提高对工业机器人编程原理的认知。

基金项目：江苏高校青蓝工程资助（苏教师[2019]3号）。

参考文献：

[1]郝建豹，林子其，龚俭龙，易焕银.在线工业机器人技术虚拟仿真平台的构建[J].实验技术与管理，2019，36（11）：113-116.

[2]周鹏，孟晋.高职《工业机器人编程与控制》课程建设研究[J].辽宁师专学报（自然科学版），2018，20（01）：12-15+28.