码垛教学在ABB工业机器人的教学应用.doc

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1、码垛教学在ABB工业机器人的教学应用　　随着机器人在工业中的普遍应用，各地职业院校工业机器人专业的开设如火如荼，增长迅速。但工业机器人品牌繁多，各家的控制系统不一致，对开设的专业也没有一个统一的标准，各院校只能根据自己的教学设备和计划实施教学。笔者主要针对ABB工业机器人IRB120系列对码垛教学模块进行初探。　　一、学生需要理解的相关知识　　1.码垛的概念　　码垛又称堆垛，就是把产品按照一定的摆放顺序和层次，整齐地堆叠好。可以是1*1，1*2，2*2，2*3，3*3，4*4。　　2.码垛机器人概念　　码垛

2、机器人是机、电一体化高新技术产品。中低位码垛机即可满足中低产量的生产需要，其可以按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体、玻璃等各种产品的码垛。优化的设计使得垛形紧密、整齐。码垛机器人通常有龙门式码垛机器人、悬臂式机器人及关节式机器人。　　二、学生应具备的操作能力　　在本模块练习前，需要学生能够对机器人RAPID程序和系统参数进行备份操作，熟练机器人手动操纵三种运动模式；使用“增量”模式来控制机器人的运动，能够运用手动操纵模式的快捷操作；熟悉并运用I/O信号监控和操作，熟悉机器人程序数据的定义及类型

3、；掌握工业机器人程序数据的建立方法，熟悉三个关键程序数据的设定操作步骤；掌握绝对运动、关节运动、线性运动、圆弧运动指令的添加以及各字母所代表的含义。掌握固定位置搬运程序的编程方法。掌握以上基本操作能力之后，才能进行码垛模块的练习，因此码垛教学应放在后半学期。　　三、码垛的应用　　任何教学模块都是由浅入深，由易转难，若一上来就进行复杂程序，学生可能接受不了。　　如将9块200×60×5的长方体工件搬运至200×200的平台上，若给学生直接按照3×3的要求或2×2的井字形排列，学生一下子很难做出来。那么可以通过

4、循序渐进的方法，逐步提升难度，同时培养学生探索问题，解决问题的能力。　　码垛的关键在于寻找物料的规律及吸取点和放置点的相关计算。根据工件尺寸每取一块吸取点就要降低5，而放置点，如图b所示，每放置一块，放置点就上升5；如图c所示第一层放置时高度不变，但X方向需偏移60，第二、第三层各上升5；如图d所示，在放置第三块时除了考虑第二层的问题还是需转过90°。根据以上分析，教学安排见下图。　　1.引用常量reg1进行图b教学　　此处只需解决两个问题，一个是吸取点，一个是放置点。而吸取点是X、Y轴不变，Z轴每吸取一个

5、下降工件的厚度5mm。放置点X、Y轴不变，每放置一个工件Z轴上升5mm。　　根据该规律，教师需介绍一个常量reg1来记录次数，要求学生思考，充分开动大脑。　　教师需介绍一个常量reg1来记录次数，本次关键点如下。　　吸取点：MoveLOffs，v1000，fine，tool0；　　放置点：MoveLOffs，v1000，fine，tool0；　　2.图c教学应用　　此处需要学生对本要求的堆垛进行分析，寻找规律，运用合理的计算进行程序编写。作为初次接触的学生，如果让他们自主学习，讨论得出合理方案可能过于困难。

6、因此这部分解题需教师引导，导入reg2、reg3来供学生使用，见下表。　　教师给出以上信息后，吸取点不变，只要解决放置点的规律即可。此时充分调动学生思维，分组讨论，进行自主探究，自主学习。必然有部分学生能成功解答。　　关键放置点：MoveLOffs，v1000，fine，tool0；　　总结：解决该问题的方法不止一个，也没有标准答案，同学之间可以相互探讨，分析一下，谁的程序更合理，简便，取长补短，拓宽知识面。　　3.图d拓展教学　　在以上两个模块的教学之后，部分学生完全有能力解决图d任务，可以放手让他们自主

7、探索。　　学生必须明白，码垛的形式多样化，末端有卡爪、吸盘等，在工业生产过程中处理大批量工件，主要用在烟酒行业、食品行业、塑料制品、包装业、化工药品业等。因此我们要适应变化，学校的教学不可能这么复杂，需要活学活用，在以后就业中尽快适应。　　四、该应用带来的效果　　此教学由浅入深、由易到难、由简到繁，符合职业学校学生思维规律。在整个教学过程中，教师处于引领地位，紧紧围绕一个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，充分调动学生思维，�o予学生大量

8、操作时间，充分发挥学生的主体效果。大大提高了学习的效率和兴趣，培养他们独立探索、勇于开拓进取的自学能力。　　五、码垛的后续探索　　过去的人工码垛劳动强度大、工作环境差、码垛质量低、产品破损严重浪费多。而今出现的码垛机器人可按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛，优化的设计使得垛型紧密、整齐。因此，必将更为广泛地应用，为了满足不同产品类型的码垛，各大机器人企业也在不断创新，推进了自动化、智