項目五執(zhí)行單元數(shù)字化設(shè)計與仿真201學(xué)習(xí)情境02學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄Contents03任務(wù)書與任務(wù)分組05任務(wù)實施04引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)情境01學(xué)習(xí)情境4如果將工廠簡化成一個兩端開口的箱子，制造商在入口端投入原料、能源和生產(chǎn)資源，就能在出口端收獲相應(yīng)的產(chǎn)品。然而，在大多數(shù)制造商眼里，這個箱子卻是黑色的，工廠里90%的問題都是因為信息不透明所致。為了降本增效，打開工廠的“黑箱”，讓生產(chǎn)制造的過程變得更加智能和透明可視，近年來世界范圍內(nèi)掀起一股智能制造的熱潮。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)|技能目標(biāo)|素質(zhì)目標(biāo)02學(xué)習(xí)目標(biāo)6了解二軸龍門上下料單元組成模塊。了解組件與鏈接的關(guān)系。了解坐標(biāo)框放置原理。知識目標(biāo)能夠完成模型導(dǎo)入與鏈接提取。能夠正確設(shè)置組件鏈接提取與屬性。技能目標(biāo)養(yǎng)成團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。養(yǎng)成總結(jié)訓(xùn)練過程和結(jié)果的習(xí)慣，為下次訓(xùn)練總結(jié)經(jīng)驗。嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作態(tài)度。素質(zhì)目標(biāo)能夠正確設(shè)置升降組件鏈接提取與屬性。能夠正確設(shè)置組件原點位置。能夠正確添加機器人控制器。任務(wù)書與任務(wù)分組03任務(wù)書與任務(wù)分組8任務(wù)書1了解組件之間的鏈接關(guān)系，以及如何正確放置坐標(biāo)框的原理。完成二軸龍門模型的導(dǎo)入與鏈接提取，確保模型可以正確識別和連接。設(shè)置橫移組件的鏈接提取與屬性，以確保龍門系統(tǒng)可以進(jìn)行水平移動。設(shè)置升降組件的鏈接提取與屬性，以確保龍門系統(tǒng)可以進(jìn)行垂直升降。設(shè)置組件的原點位置，以確保龍門系統(tǒng)在工作時準(zhǔn)確定位。添加機器人控制器，以實現(xiàn)對龍門系統(tǒng)的控制。理解輸出信號的原理，并掌握取放料動作流程。設(shè)置點動模式的能力，完成物料組件的提取，設(shè)置吸盤動作配置，編寫和測試取放料程序。掌握工具信號配置和取放料動作流程。任務(wù)書2任務(wù)書3學(xué)習(xí)軌式機器人上下料單元組成模塊的組成結(jié)構(gòu)，理解其基本原理和功能特點，了解一對一接口的屬性及其在機器人系統(tǒng)中的作用。完成機器人模型的導(dǎo)入，確保模型的準(zhǔn)確性和完整性。創(chuàng)建機器人底座，保證底座的穩(wěn)定性和適配性。添加SCARA機械臂，確保機械臂的正確性和穩(wěn)定性。掌握軌式機器人系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和基本原理任務(wù)書與任務(wù)分組9任務(wù)分組將學(xué)生按5-7人進(jìn)行分組，明確每位學(xué)生的工作任務(wù)，填寫下表。班級組號指導(dǎo)老師組長學(xué)號組員及任務(wù)分工學(xué)號姓名任務(wù)引導(dǎo)問題04引導(dǎo)問題11二軸龍門上下料單元由哪幾個模塊構(gòu)成？簡述鏈接屬性中關(guān)節(jié)類型JointType的種類軌式機器人上下料單元由哪幾個模塊構(gòu)成？簡述一對一接口中Hierarchy字段的含義動作配置中檢測體積大小有什么要求？點對點運動動作與線性運動動作有什么區(qū)別？評價反饋12類別評價內(nèi)容分值評價分?jǐn)?shù)自評互評師評理論了解智能制造發(fā)展現(xiàn)狀與態(tài)勢分析10了解智能制造重點發(fā)展領(lǐng)域10了解智能制造的關(guān)鍵技術(shù)及典型應(yīng)用20知道什么是智能制造產(chǎn)線20技能積極參與教學(xué)活動，按時完成任務(wù)10理論聯(lián)系實際的能力10查閱文獻(xiàn)資料的能力10評價團(tuán)隊合作能力3總結(jié)與分析能力4嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作態(tài)度。3表1-1-3評價表任務(wù)實施05任務(wù)一二軸龍門取料手模型搭建一、二軸龍門模型導(dǎo)入與鏈接提取15首先導(dǎo)入仿真模型，打開仿真模型文件：選擇“文件”-“打開”，在教材配套的電子文件中，選擇“項目五二軸龍門上下料模型.vcmx”文件，打開模型，打開完成后效果如圖所示，二軸龍門上下料單元由5個模塊構(gòu)成。接下來提取組件鏈接，首先隱藏工作臺，并在建模視圖下，用“選擇”功能框選龍門氣缸部分，也可以按住Ctrl+左鍵將龍門氣缸部分選中，如圖所示。一、二軸龍門模型導(dǎo)入與鏈接提取16選擇“工具”功能，點擊提取“組件”。接下來在龍門氣缸組件屬性中，講名稱更改為“龍門氣缸”。二、橫移組件鏈接提取與屬性設(shè)置17首先提取龍門氣缸橫移組件鏈接，在建模視圖下，用“選擇”功能框選龍門橫移氣缸部分，也可以按住Ctrl+左鍵將龍門氣缸橫移部分選中，如圖所示。選擇“工具”功能，點擊提取鏈接，如圖5-7所示。二、橫移組件鏈接提取與屬性設(shè)置18將提取的鏈接Link_1的鏈接屬性的名稱Name改為“龍門橫移”，將關(guān)節(jié)類型JointType改成“平移”，將軸改成“-Y”。使用建模視圖下的“測量”工具，測量龍門橫移的最大限值。二、橫移組件鏈接提取與屬性設(shè)置19分別點選龍門橫移氣缸左側(cè)與氣缸最右端，測量得出龍門橫移最大橫移距離為296.0mm。接下來設(shè)置龍門橫移的最大極限距離，在龍門橫移的關(guān)節(jié)屬性中將最小限制改為0，最大限制改為296。三、升降組件鏈接提取與屬性設(shè)置20在建模視圖下，用“選擇”功能框選龍門升降氣缸部分。將龍門升降氣缸提取為鏈接。21將提取的龍門升降氣缸“Link_1”移動到“龍門橫移”下。將提取的鏈接Link_1的鏈接屬性的名稱Name改為“龍門升降”，將關(guān)節(jié)類型JointType改成“平移”，將軸改成-Z。三、升降組件鏈接提取與屬性設(shè)置22首先設(shè)置龍門氣缸組件原點，在建模下選擇“選中的”，在選擇“捕捉”，將整個龍門氣缸組件的原點選擇在左下腳，最后點擊“應(yīng)用”。接下來設(shè)置龍門橫移氣缸原點，線選擇“龍門橫移”鏈接，在建模下選擇“移動”功能，再選擇“選中的”，然后縮小仿真世界便可看到一個有小圓圈的坐標(biāo)框，用鼠標(biāo)拖動小圓圈，將坐標(biāo)框移動到龍門橫移的上方，流程如圖5-19所示。四、設(shè)置組件原點位置23龍門橫移氣缸原點位置如圖所示，將原點放置在氣缸正上方中心點處。接下來設(shè)置龍門升降氣缸原點，線選擇“龍門升降”鏈接，在建模下選擇“移動”功能，再選擇“選中的”，然后縮小仿真世界便可看到一個有小圓圈的坐標(biāo)框，用鼠標(biāo)拖動小圓圈，將坐標(biāo)框移動到龍門升降吸盤中間，流程如圖5-21所示。四、設(shè)置組件原點位置24龍門升降氣缸原點位置如圖所示，將原點放置在吸盤中心點處。在建模下勾選顯示，可在仿真地圖上看到龍門氣缸的三個原點坐標(biāo)，即三個小球，它們互相關(guān)聯(lián)。四、設(shè)置組件原點位置25首先在建模視圖下選擇“龍門氣缸”組件，點擊“行為”功能，添加一個“機器人控制器”。接下來設(shè)置龍門橫移氣缸控制器屬性，選擇“龍門橫移”鏈接，將控制器Controler選擇為機器人控制器“RobotController”。五、添加機器人控制器26下一步設(shè)置龍門升降氣缸控制器屬性，選擇“龍門升降”鏈接，將控制器Controler選擇為機器人控制器“RobotController”。五、添加機器人控制器任務(wù)二二軸龍門取料手編程與調(diào)試28首先為龍門氣缸設(shè)置點動交互模式，在建模視圖下選擇“龍門氣缸”組件，在向?qū)е刑砑右粋€“動作腳本”。在添加的動作腳本中將運動學(xué)“Kinematic”右鍵點擊刪除。一、設(shè)置點動交互模式29在程序功能視圖下選擇“龍門氣缸”，此時龍門氣缸已經(jīng)做成一個機器人系統(tǒng)，選擇“點動”即可示教龍門氣缸的動作位置。一、設(shè)置點動交互模式30在建模下按住Ctrl+左鍵將第一個物料選中，然后將物料提取為組件。二、提取無物料組件更改物塊1名稱，選擇“物塊1”組件，將名稱改為“物塊1”。31接下來設(shè)置吸盤動作配置，首先在程序視圖下選擇“龍門氣缸”組件，在“組件屬性”下點擊“動作配置”。三、設(shè)置吸盤動作配置動作配置如圖5-33所示，輸出選擇“3”，即輸出信號名稱為3。檢測體積大小設(shè)為100mm×100mm×20mm，即物塊的大小。使用工具選擇“TOOL_1”，重力方向輸入“-8”。32一個動作是讓兩個氣缸移動到零點位置，在程序下添加第一個“點對點運動動作”，在配置中將J1和J2軸的坐標(biāo)設(shè)置為0mm，在工具Tool里選擇“Tool_1”。四、編寫與測試取放料程序添加動作2，第二個動作是讓升降氣缸下移至物塊表面，故在動作屬性中將J2軸的坐標(biāo)設(shè)置為50.9mm，工具Tool會默認(rèn)為與動作1相同的工具Tool_1，如圖5-35所示。33添加一個輸出信號1，點擊“二元輸入動作”，將端口改為“3”，與動作配置里的輸出信號一致。在輸出值上打勾，使輸出信號變?yōu)門rue，使吸盤吸取物塊。四、編寫與測試取放料程序添加一個延遲1，點擊漏斗圖案添加“延遲動作“，將延遲改為1s，保證吸盤碰到物塊后有吸取時間。34添加動作3，第三個動作是讓升降氣缸上移回到初始位置，在動作屬性中將J2軸的坐標(biāo)設(shè)置為0mm，工具Tool會默認(rèn)為與動作1相同的工具Tool_1。四、編寫與測試取放料程序添加動作4，第四個動作是讓橫移氣缸右移至稱重臺上方，在動作屬性中將J1軸的坐標(biāo)設(shè)置為296mm，工具同上為Tool_1。35添加動作5，第五個動作是讓升降氣缸下移，把物塊放置在稱重臺，即將J2軸的坐標(biāo)改為50.9mm，工具同上為Tool_1。四、編寫與測試取放料程序添加輸出信號2，點擊“二元輸入動作”，將端口改為“3”，與動作配置里的輸出信號一致。在輸出值上取消勾選，使輸出信號變?yōu)镕alse，使吸盤放開物塊。36添加延遲2，點擊漏斗圖案添加“延遲動作“，將延遲改為0.5s，保證吸盤有充分的釋放物塊時間。四、編寫與測試取放料程序添加動作6，第六個動作是放料后升降氣缸上移，即將J2軸的坐標(biāo)改為0mm。37添加動作7，第七個動作是讓橫移氣缸左移回初始位置，將J1軸的坐標(biāo)改為0mm。四、編寫與測試取放料程序點擊播放鍵仿真動作流程，檢查吸盤是否能取放物塊，取放位置是否正確。任務(wù)三軌式上下料機器人模型搭建39首先導(dǎo)入仿真模型，打開仿真模型文件：選擇“文件”-“打開”，在教材配套的電子文件中，選擇“項目五軌式機器人上下料模型.vcmx”文件，打開模型。一、機器人模型導(dǎo)入接下來導(dǎo)入SCARA機械臂，在開始視圖的電子目錄下點擊加號“編輯來源”。40在彈出的來源窗口，點擊“添加新來源”，點擊“選擇本地來源”。一、機器人模型導(dǎo)入隨后選擇配套電子文件中的“軌式機器人上下料模型”文件夾，完成選擇后，在來源對話框的來源名稱下會看到該文件夾，如圖所示，點擊“關(guān)閉”按鈕關(guān)閉對話框。41接下來點擊電子目錄的收藏欄下的“軌式機器人上下料模型”文件夾，用鼠標(biāo)左鍵把電子目錄中的SCARA機械臂拖動到世界中，如圖所示。一、機器人模型導(dǎo)入42在建模視圖中按住Ctrl選中整個機器人底座，選擇“工具”選項，點擊“鏈接”功能，將機器人底座提取為鏈接。二、創(chuàng)建機器人底座選擇提取的底座鏈接，將名稱Name改成“底座”，關(guān)節(jié)類型JointType設(shè)置為“平移”，軸方向選擇為“-X”。43在建模視圖中選擇“測量”工具，分別測量底座向左運動最大距離為390.0mm，向右運動最大距離為200.0mm。二、創(chuàng)建機器人底座選擇底座鏈接，在鏈接屬性的關(guān)節(jié)屬性中，在控制器Controller添加一個“伺服控制器”，將最小限制設(shè)置為-390，最大限制設(shè)置為200。44在底座鏈接中添加一個一對一的行為接口，點擊“行為”功能，選擇“一對一”。二、創(chuàng)建機器人底座在建模視圖中選擇“特征”，添加一個坐標(biāo)框，將坐標(biāo)框名稱改為“滑軌坐標(biāo)框”。45在建模視圖下選擇“捕捉”工具，將滑軌坐標(biāo)框捕捉到底座中心。二、創(chuàng)建機器人底座選擇添加的一對一接口，在右邊屬性中添加一個“新節(jié)段”，在添加的新節(jié)段中，將節(jié)段坐標(biāo)框選擇為“滑軌坐標(biāo)框”。接下來添加一個“Hierarchy”新字段和“JointExport”新字段。在Hierarchy字段中將節(jié)點選擇為“底座”，將坐標(biāo)框選擇為“滑軌坐標(biāo)框”。在JointExport字段中將控制器選擇為“伺服控制器”。46在開始視圖下選擇SCARA機械臂模型，點擊即插即用“PnP”按鈕，點擊”捕捉”功能，將機械臂捕捉到底座中心位置。三、添加SCARA機械臂接下來把機械臂附加在底座上，選擇機械臂模型，點擊“附加”按鈕，再選擇底座，完成機械臂的附加。任務(wù)四軌式上下料機器人編程與調(diào)試48在開始菜單欄中點擊SCARA機械臂模型，在右邊的組件屬性中點擊“動作配置”，選擇信號動作。將輸出選擇“3”，將對時設(shè)置為“抓取”，將錯時設(shè)置為“發(fā)布”，將抓取工具選擇為tool2。重力方向設(shè)置為8。一、設(shè)置末端動作配置49首先將機械臂吸盤移動到工具架上方，在程序視圖中選擇“底座”模型，選擇“移動”功能，拖動坐標(biāo)框中的紅色X軸箭頭，機械臂會與底座一同移動至工具架上方。二、編寫安裝吸盤程序動作1為初始位置，在程序功能視圖下選擇“機械臂”模型，點擊“點動”功能，點擊“點對點運動動作”添加動作1，完成添加后點擊紅點“修整”，更新當(dāng)前動作。