毕业设计说明书(论文)
设计(论文)题目:基于RobotStudio罐装可乐的码垛
工作站设计
专业:_____________________________ 班级:______________________________ 学号:______________________________ 姓名:______________________________ 指导教师:______________________________
2021年7月14日
xxx职业技术学院毕业设计（论文）任务书
学 生 姓 名 学号 班级 专业 设计（或论文）题目 基于Robot Studio的罐装可乐的码垛工作站的设计 指导教师姓名 职称 工作单位及所从事专业 联系方式 备 注 设计（论文）内容：本文根据所学内容，联系实际，对煤矿带式运输机，进行分析与设计，主要设计内容为： （1） 了解国内对于机器人的应用，并拟定设计参数。 （2） 明确工业机器人的工作原理以及robotstudio的运用。 （3） 完成末端执行器的设计与安装。 （4） 完成工作站的设计。 （5） 编写程序，做出完整的装箱工作站，并进行仿真。 （6） 整理资料完善设计说明书。 进度安排： 2021年6月5日至2021年6月10日：对本项目所需知识点进行一定的了解。 2021年6月11日至2020年6月16日：查阅相关资料并整理。 2021年6月17日至2020年7月1日：完成毕业设计论文。 2021年7月2日至2020年7月12日：修改论文的缺陷与不足。 2021年7月13日至2020年7月15日：准备答辩。
主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)： [1]白蕾,侯伟，张小杰.基于Robotstudio 的机器人搬运工作站设计与仿真。研究与开发，2018年6月。37-6. [2]：王璐.基于Robot Studio的ABB工业机器人码垛工作站教学设计[J].集成电路应用, 2019, 36(08):82-83 [3]郝建豹,许焕彬,林炯南. 基于RobotStudio的机器人码垛工作站虚拟仿真设计[J]自动化与信息工程,2017,38(002):26-29.. [4]苏士超.基于RobotStudio的搬运码垛工作站仿真设计[J].电脑知识与技术,2020. [5]赵锡恒．RobotStudio 基于的工业机器人装配工作站仿真应用[J]．机电工程技术，2020，49（08）:204-206. 审 批 意 见 教研室负责人： 年 月 日
目录
第1章绪论 ................................................................................................................... 2
1.1码垛机器人 ..................................................................................................... 2 1.2国内外发展情况 ............................................................................................. 3 1.3未来发展趋势 ................................................................................................. 4 1.4参数设计 ......................................................................................................... 5 1.5本章小结 ......................................................................................................... 5 第2章工业机器人的工作原理及RobotStudio简介 ................................................. 6
2.1工业机器人构造及工作原理 ......................................................................... 6 2.2离线编程与仿真技术概况 ............................................................................. 7 2.3RobotStudio虚拟仿真软件 ............................................................................. 8 2.4本章小结 ......................................................................................................... 9 第三章RobotStudio软件创建码垛工作站流程 ....................................................... 10
3.1 设计整体思路 .............................................................................................. 10 3.2 建立模型 ...................................................................................................... 10 3.3搭建仿真平台 ................................................................................................ 11 第四章仿真程序编写 ................................................................................................. 14
4.1配置I/O单元及信号 .................................................................................... 14 4.2输送链Smart组件创建 ............................................................................... 14 4.3工具Smart组件创建 ................................................................................... 15 4.4工作站逻辑创建 ........................................................................................... 16 4.5 码垛轨迹编程与优化 .................................................................................. 18 4.5仿真运行 ....................................................................................................... 20 4.6本章小结 ....................................................................................................... 20 第五章结论 ................................................................................................................. 22 致谢 ............................................................................................................................. 23
参考文献 ..................................................................................................................... 24 附录...............................................................................................................................26
摘要
在工业企业中，当新建单台或多台机器人组成的工作站或生产线时，为缩短生产工
期，避免返工，节省成本等，需要运用工业机器人工作站系统进行仿真设计。本文基于工业机器人的工作原理及。RobotStudio仿真软件的基本知识的了解上，以串联式6关节机器人为研究对象，利用RobotStudio软件创建码垛工作站流程，并进行仿真程序编写。其中，码垛托盘、机器人底座、夹爪，由SolidWorks绘制，再导入RobotStudio中；通过Smart组件，达到自动产生不同产品的仿真效果；最后创建机器人I/O信号，编写码垛程序。通过对码垛工艺的模拟仿真，为实际生产中机器人调试工作提供设计、编程思路及理论支持，减轻了现场调试的工作量。
关键词：RobotStudio；工业机器人；罐装码垛；仿真设计
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第1章 绪论
1.1 码垛机器人
码垛是指按照综合单元化的概念，将物品按一定的模式堆放到托盘上，以使储存、搬运、装卸、运输等物流活动在单元化的托盘上进行。自1974年ABB公司推出世界上第一台用于物料搬运和取放作业的工业机器人IRB6以来，工业控制技术和工业机器人的发展已经趋于成熟，一些国家已经开发出码垛机器人和自动化码垛工作站。在现代公司的物流管理中，码垛机器人越来越多地被用来代替人工搬运任务，码垛机器人逐渐成为制造业中的一个必要现代化工具。
在中国，随着劳动力成本的不断上升和对产品质量不断提高的要求，越来越多的企业响应国家“机器换人”的号召，通过使用码垛机或码垛机器人实现产品码垛的自动化，新型码垛机和码垛机器人也在不断设计和应用。目前，中国制造业智能化转型升级的需求不断增长，对工业机器人的需求依然强劲。中国的工业机器人市场一直保持着良好的增长态势，约占全球市场的三分之一，是全球最大的工业机器人应用市场。根据IFR的数据，2017年中国的工业机器人密度超过了全球平均水平，为97台/万人，预计2021年中国的机器人密度将接近130台/万人，达到工业化国家的水平。据统计，2019年中国工业机器人的国内市场达到57.3亿美元,2020年达到60亿美元。
为了最大限度地提高码垛效率，机器人码垛一次利用许多箱子，或一次利用整个层，这就要求在进入码垛区之前，产品必须按照特定的标准进行排列组织。本文设计的码垛机器人工作站以串联式6关节机器人IRB260_30_150__02为研究对象，运用SolidWorks软件建立码垛工作站的三维实体模型，导入RobotStudio,再利用Smart组件设置动态效果，并进行仿真模拟，减轻了现场调试的工作量。
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1.2 国内外发展情况
随着技术的进步，工业机器人在工程机械、汽车制造、电子电气、橡胶及塑料、食品加工、化学化工、轨道交通等众多行业得到广泛的应用。工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。搭建生产自动化生产线成套设备的最主要工作就是工业机器人工作站设计与开发。在工业机器人工作站设计与开发前期，主要3D仿真来实现。在仿真中，可以实现自动化生产线中相同的功能，用户可以直接观察到自动化生产线的效果并进行测试。即3D仿真技术是工业机器人工作站搭建初期的辅助设计与测试软件。国外很早便认识班机器人3D仿真技术在机器人研究和应用方面的重要作用，并从70年代开始进行了这方面的研究工作。
欧美在码垛机器人的研究上经过几十年已经不止于机器人本身的性能，而是更简洁高效的系统设计与新型结构的研发。澳大利亚中央昆士兰大学的AbdulMdMazid和PavelDzitac进行了高速码垛机器人的高效控制配置研发，通过在运行在人机界面触摸屏上的图形应用程序、plc程序和执行码垛机重构创造使高速机器人堆垛成为可能的伺服系统。码垛机的伺服系统允许plc根据配置数据自动重新配置堆垛机，并控制对产品进给执行码垛功能的机器人。这使得机器人可以同时处理多个盒子，从而实现高速码垛。
我国码垛机器人相关技术研发起步较晚在安全性、可靠性、承载能力方面与发达国家仍有一段差距。随着我国在相关方向上的投入不断加大，在码垛机器人技术上的研发也正逐渐被各个研究所、企业所重视。昆明船舶设计研究院与哈尔滨工业大学合作进行的基于DSP运动控制器的拆垛、码垛SCARA机器人研制项目中，李涛、张勇、蔡磊运用水平关节的机械结构形式,以基于PC的开放式DSP多轴运动控制器作为控制系统的核心.采用面向对象的开发模式,自主开发了机器人控制系统和结构
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1.3 未来发展趋势
目前，工业机器人在工业领域的应用越来越广泛，工业机器人是实现生产线自动化、工厂数字化、工厂智能化的重要基础装备之一。我国《高端装备制造业“十二五”发展规划》及《智能制造装备产业“十二五”发展规划》中明确提出工业机器人是智能制造装备发展的重要内容，并将其列为我国装备制造业向高端方向发展的必需核心装备。在未来，工业机器人将成为一项增加就业机会的重要推力。工业机器人技术应用人才在我国缺口很大，并且还在以每年20%~30%的速度持续递增。面对工业发展对工业机器人人才的需求，切实需要实用、、建设、管理、服务第一线需要的高素质技术技能人才。
随着工业机器人自动化的市场竞争日趋激烈，对于各方面的需求也在不断提高。无论是时间还是金钱成本都是需要尽可能的减少。停止机器进行调试意味着要在停止设备生产的情况下进行修改或编程，会大大提高成本。目前常规做法是在设计阶段就对新部件的可实用性和可制造性进行检查。在生产制造的同时进行编程。RobotStudio通过离线编程，可以更合理的安排布局，从而提高精度和安全性。这样就可以让工程师更关注于码垛机器人的性能与人机交互友好度上，制造出更加有竞争力的产品。近年来，以增加市场需求垛机器人，国内技术取得了长足的进步，一大批高校及企业纷纷积极研究开发相关技术，但在国内市场中国机器人占比仅有百分之三十左右，这说明本次设计在性价比、技术含量上仍有不小的差距，本次设计应该在多个方面同时发展，未来的新型技术一定是复合的、多元的，不止在性能上，在示教器系统设计、智能感应等方面都会体现一个机器人是否足够先进。目前仍有一些小中型企业仍按照比较原始的人工流水线方式进行作业，这就造成了效率低下且人工成本高昂的缺点，影响了企业发展。码码垛机器人不仅操作简单，效率高，而且可以降低成本，大大提高了企业的竞争力。进行智能化改革，采用更加少人多智能的生产模式，将会成为机械生产企业的主流
工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。工业机器人在许多生产领域的应用实践证明，它在提高生产自动化水平、劳动生产率、产品质量和经济效益、改善工人劳动条件等方面引起了全世界的关
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注，受到了世界各国和社会各界的广泛关注。在新世纪，机器人产业将得到更快的发展和更广泛的应用
1.4 参数设计
采用的机器人型号为IRB260_30_150__02，可乐的规格为直径50mm，高150mm，一箱可乐装箱24瓶，横向6瓶竖向4瓶。 设计流程如图1.1
图1.1设计流程图
1.5本章小结
本章主要介绍了工业机器人的国内外发展情况以及未来的发展趋势，工业机器人作为智能化工厂的重要组成部分,在智能化工厂的建设中,发挥着举足轻重的作用。目前在码垛、焊接、压铸、喷涂等行业的应用已经十分普遍,取得的经济效益也十分明显。在机器人生产线的前期设计、规划实施方案等准备工作上,往往借助于机器人技术、计算机技术开发机器人仿真软件,在计算机环境中对生产线上各设备间进行仿真模拟,评价智能生产线的可行性及潜在问题,对于降低开发成本,缩短整个智能生产线的研发周期,具有十分良好的作用。
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第2章 工业机器人的工作原理及RobotStudio简介
2.1 工业机器人构造及工作原理
工业机器人是一种制造设备，其主要目的是为操作提供必要的运动和动力。操作的基本思路是，采用机器人的运动元件来实现手部活动的自动化。其基本操作思想是通过机器人的运动部件来实现手工劳动的动作功能和技术要求的自动化。因此，工业机器人和机床具有相同的基本功能和操作原理：都有需要改变位置的末端执行器，都采用坐标运动来完成末端执行器的位置改变要求。当然，机器人也有自己的特殊要求，因为它们的灵活性要求很高，但对刚度和精度的要求却相当低。一个码垛机器人的结构由三个主要部分组成：提升机构、旋转机构和码垛机构。这三个装置中的每一个都由自己的电机推动，其运动在一定程度上是自主的。
机器人的起升机构布置图如图2.1所示。它的工作原理如下：电机为卷筒滑轮机构提供动力，该机构通过减速器提升或卸载滚筒。旋转机构由单销和四槽槽轮组成，转盘使槽轮和悬臂每旋转一周就会旋转90º，所以使机器人能够执行搬运功能。堆垛过程示意图如图2.2所示。机器人的堆垛功能是通过使用单针和四槽轮机构以及曲柄滑块机构的组合来完成的。操作过程如下：在放置完第一捆可乐后（在木框的中心），曲柄移动并带动与滑块相连的木框移动一段距离，这样悬臂所承载的可乐就正好放置在方形木框的中心，然后再返回到原来的位置。对于剩下的四捆可乐罐，槽轮机构转动木框，使可乐罐依次插入方形木框中(罐装可乐的摆放位置如图2.3所示)。
图2.1机器人的起升机构布置图
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图2.2堆垛过程示意图
图2.3罐装可乐的摆放位置
2.2 离线编程与仿真技术概况
离线编程，是通过软件，在电脑里重建整个工作场景的三维虚拟环境，然后软件可以根 据要加工零件的大小、形状、材料，同时配合软件操作者的一些操作，自动生成机器人的运动轨迹，即控制指令，然后在软件中仿真与调整轨迹，最后生成机器人程序传输给机器人。典型的离线编程系统软件架构包括建模模块、布局模块、编程模块和仿真模块。离线编程优势；
(1)减少机器人停机的时间，当对下一个任务进行编程时，机器人可仍在生产线上工作；
(2)使编程者远离危险的工作环境，改善了编程环境； (3)离线编程系统使用范围广，可以对各种机器人进行编程
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(4)能方便地实现优化编程;
(5)可对复杂任务进行编程，能够自动识别与搜索CAD模型的点、线、面信息生成轨迹；
(6)便于修改机器人程序。
对于国内第一品牌离线编程软件RobotArt来说，正式推出后彻底打破了国外软件垄断的局面，大大降低了国内机器人应用的成本，同时为国内机器人应用提供了更好的服务。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，用户操作越来越简单方便，并且能 工业机器人离线编程够快速生成控制程序。在某些具体的应用领域可以实现参数化，极大的简化了用户的操作。同时机器人离线编程技术对机器人的推广应用及其工作效率的提升有着重要的意义，离线编程可以大幅度节约制造时间，实现机器人的实时仿真，为机器人的编程和调试提供灵活的工作环境所以说离线编程是机器人发展的一个大的方向。
2.3 RobotStudio虚拟仿真软件
RobotStudio是瑞士ABB公司配套的软件，ABB的RobotStudio虚拟仿真软件是一款PC应用程序，可与各种ABB工业机器人配合使用，通过虚拟仿真实现机器人单元的建模、离线创建和分析。该程序用于对实际的机器人系统设计进行离线仿真，可对设计系统进行试运行。该软件允许导入CAD文件和自动开发路径，以及分析拉伸、碰撞检测和模拟，因此有助于系统的二次设计。此外，由于该软件的工业机器人环境是对现实世界的准确表述，它可以用来构建工作站和执行机器人调试，以完成实际应用验证。是机器人本体商中软件做的最好的一款。RobotStudio支持机器人的整个生命周期，使用图形化编程、编辑和调试机器人系统来创建机器人的运行，并模拟优化现有的机器人程序。优点CAD导入方便。可方便地导入各种主流CAD格式的数据，包括IGES、STEP、VRML、VDAFS、ACIS及CATIA等。AutoPath功能。该功能通过使用待加工零件的CAD模型，仅在数分钟之内便可自动生成跟踪加工曲线所需要的机器人位置(路径)，而这项任务以往通常需要数小时甚至数天。程序编辑器。可生成机器人程序，使用户能够在Windows环境中离线开发或维护机器人程序，可显著缩短编程时间、改进程序结构。路径优化。如果程序包含接近奇异点的机器人动作，RobotStudio可自动检测出来并发出报警，从而防止机器人在实际运行中发生这种现象。仿真监视器是一种用于机器人运动优化的可视工具，红色线条显示可改进之处，以使机器人按照最有效方式运行。可以对TCP速度、加速度、奇异点或轴线等进行优化，缩短周期时间。-可达性分析。通过Autoreach可
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自动进行可到达性分析，使用十分方便，用户可通过该功能任意移动机器人或工件，直到所有位置均可到达，在数分钟之内便可完成工作单元平面布置验证和优化。虚拟示教台，是实际示教台的图形显示，其核心技术是VirtualRobot。从本质上讲，所有可以在实际示教台上进行的工作都可以在虚拟示教台(QuickTeach)上完成，因而是一种非常出色的教学和培训工具。事件表。一种用于验证程序的结构与逻辑的理想工具。程序执行期间，可通过该工具直接观察工作单元的I/O状态。可将I/O连接到仿真事件，实现工位内机器人及所有设备的仿真。该功能是一种十分理想的调试工具。-碰撞检测。碰撞检测功能可避免设备碰撞造成的严重损失。选定检测对象后，RobotStudio可自动监测并显示程序执行时这些对象是否会发生碰撞。VBA功能。可采用VBA改进和扩充RobotStudio功能，根据用户具体需要开发功能强大的外接插件、或定制用户界面。直接上传和下载。整个机器人程序无需任何转换便可直接下载到实际机器人系统，该功能得益于ABB独有的VirtualRobot技术。缺点：只支持ABB品牌机器人，机器人间的兼容性很差。
2.4 本章小结
本章主要介绍了RobotStudio，离线编程，ABB工业机器人是市场上主流工业机器人品牌，RobotStudio是ABB公司开发的专门针对ABB工业机器人的离线编程软件，以及机器人的工作原理以及构造。
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第三章 RobotStudio软件创建码垛工作站流程
3.1 设计整体思路
明确任务
码垛机器人工作站采用串联式6关节机器人，占地空间小，布置安装紧凑灵活。前端送料采用一条输送链送料。在输送链末端，随着输送链的运动而运动，并且当产品运动到输送链末端时自动停止。此时机器人通过安装在法兰盘末端的夹具夹取产品，然后移动到码垛盘上方并缓慢下降最后放置在垛盘上，然后机器人回到初始位置等待下一个产品的到来，继续进行抓取放置在垛盘上。
（1）ABB输送链将产品输送至输送链尾端挡板，PLC发送到位信号给机器人； （2）机器人运动至AB输送链上方，等待来料信号；
（3）当接收到来料信号，机器人前往输送链尾端，通过吸盘将物料吸起，搬运至托盘；
（4）机器人到达托盘上方，通过累计的物料堆放个数，自动计算出放置的目标坐标点，并进行堆放；
（5）堆放完成，返回输送链上方等待； （6）码垛好的产品电动叉车拉走。
码垛工作站设计整体思路如图3.1流程图所示。
图3.1码垛工作站工作流程示意图
3.2 建立模型
机器人底座、夹具和托盘模型是在SolidWorks中创建的，导出为STEP格式，然后加载到Robot Studio。本文将不对Solid Works建模进行详细介绍。关键是要注意，机器
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人夹具模型导入后，由于后期坐标系的形成和智能组件的编辑要求，必须将其配置为系统可以识别的工具，并且可以直接安装到机器人的六轴法兰上。所设计的夹具如图3.2所示。
图3.2夹具
3.3 搭建仿真平台
仿真系统创建步骤：
(1)使用Solid Works软件，创建机器人末端执行器、传送带、托盘和其他工作站的三维仿真模型，将其转换为STL格式，并导入完成建模布局；(2)打开软件ABB模型库，导入型号为IRB260_30_150__02的机器人模型；(3)调整RobotStudio中的可视化系统，使其与机器人的工作空间匹配。第一步是将机器人底座的局部原点移动到顶部的适当位置，让机器人通过拖动直接安装在底座上；第二步是打开机器人的工作空间显示，将两个托盘排放到适当位置；第三步是从RobotSudio自身的模型库中导入输送链模型。第三步从RobotSudio的模型库中导入输送链模型，为了模拟输送链上同时存在多个物体的效果，将两个模型导入并拼接在一起，然后与机器人的工作区结合起来，放置在适当的位置。码垛工作站仿真系统如图3.3所示。RobotStudio仿真和离线编程的基本流程如图
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3.4所示。
图3.3码垛工作站仿真系统
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图3.4Robot Studio仿真和离线编程的基本流程
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第四章仿真程序编写
4.1配置I/O单元及信号
I/O单元如表4.1所示
Name Network DeviceNet 表4.1
Address D652 10 在工作站中，使用标准I/O板DSQC652，在虚拟示教器中，根据表3-22的参数配置I/O信号。如表4.2所示
表4.2配置信号表
4.2 输送链Smart组件创建
构建一个带输送链的工业机器人工作站需要实现：产品从输送链的末端随着输送链运动，当产品到达输送链的前端时自动停止，机器人通过安装在法兰末端的夹具夹取产品并放到垛盘上，然后机器人回到初始位置等待下一个产品到位，继续进行抓取并放置，垛盘上放够预定数目的产品后机器人停止工作，直到新的垛盘到位，机器人又开始继续工作。要实现上述功能，需要完成工作站的构建、输送链及夹具的动态效果创建、信号设置、程序编写及调试。
在RobotStudio软件中创建的搬运及码垛工作站，动态效果的实现对于整个工作站整 体效果的呈现非常重要。Smart 组件功能就是在RobotStudio 软件中实现动画效果
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的高效工 具。输送链的动态效果包含：输送链末端的产品源对象不断复制并随着输送链向前运动，到达输送链前端时自动停止，当输送链前端的产品被机器人移走后，输送链末端再次生成产品并输送到前端，依次循环。
Smart组件拥有运动、传感器、信号模拟、逻辑判断、事件触发等功能，是创造动画效果的绝佳工具。输送链的模拟工作流程。输送链的第一端自动复制产品，产品自动输送到输送链的末端，碰到挡板或光电开关，停顿下来，等待机器人抓取；当机器人抓取后，再制作另一个产品......，如此循环。
(1)第一端通过利用Source组件复制产品，它的功能是一个模型复制器。这个模拟工作站把Source当作产品源，在处理码垛时逐一激活产品。
(2)在传送链的终点，利用LinearMover组件将模型进行直线移动。由于必须搬运多个产品，必须利用队列组件将每个产品作为一个组来移动。PlaneSensor组件控制LinearMover组件。通常情况下，LinearMover组件的启用开关总是处于开启状态。
(3)平面传感器组件被用来防止产品在与挡板碰撞时移动。PlaneSensor组件是一个面状传感器，必须用面状的起始点进行初始化，这个起始点通常是端点捕捉传送链的末端[9]。通常情况下，PlaneSensor组件的使能开关总是参与。
(4)为了成功连接上述四个组件，一些信号必须利用逻辑门、触发器和事件触发器转化为逻辑电平。
创建输送链的步骤如图4.3所示
4.3输送链步骤
4.3 工具Smart组件创建
工具Smart组件创建对整个码垛工作站的运行至关重要。在现实的工业应用中，需要用真空吸盘组件来抓取材料。吸盘工具接受机器人的信号吸起物料，等待机器人到达
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堆放目标点，并放置物料。其组成如图4.4所示。
图4.4工具Smart组件
（1）Attacher组件用于吸起材料。它通过将材料的框架坐标系统与安装模型所需的工具坐标重叠来实现。（2）放下物料采用Detacher组件，它是Attacher组件的逆运动，拆除对象模型。
工具Smart组件创建流程如图4.5所示
图4.5工具Smart组件创建流程图
4.4 工作站逻辑创建
Smart组件管理机器人外围设备的动画效果，我们可以认为是一个PLC管理机器人
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外围设备的动画。通过配置信号和连接组件，工作站的逻辑实现了模拟逻辑托盘化工作站的逻辑。在输送链的末端，产品到位信号（Smart型输出信号）作为输入信号传递给机器人，让机器人检测物料是否到位。机器人吸盘工具动作信号（机器人输出信号类型）传递给吸盘工具智能组件，指示它拿起或放置物品。
有两种方法来配置工作站的逻辑：用表格来表示信号和连接，用逻辑图来表示设计图。我们可以在信号和连接部分对相关的信号选择进行耦合，然后在设计图中检查连接情况。机器人系统与Smart组件的I/O逻辑连接,即为工作站逻辑设定,如图4.6所示。
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图4.6工作站逻辑图
4.5 码垛轨迹编程与优化
码垛过程中，影响工作效率最为关键的因素是每一个运行周期的节拍。在码垛程序中，通常可以从如下几个方面对节拍进行优化：整个机器人的码垛系统布局要合理，使拾取点和放置点尽可能近，优化夹具，缩短重量，缩短夹具开合时间;尽可能缩短机器人空运行的时间，在保证安全的前提下，减少过渡点;合理运用MoveJ指令代替MoveL指令。
码垛程序编写思路:示教基准点、计算摆放偏移量。码垛程序编写主要示教点:起始点、抓取基准点、摆放基准点(两个)、过渡点。不同于大多码垛工作站,将产品紧密摆放,本项目为了接近实际效果,模型之间留出空隙;将模型的一个面设置为白色,代表实际生产中粘贴产品信息的位置。所以码垛时这一面始终对着外面,利用过渡点进行姿态调整,垛型如图4.6所示。以图4.6圈中基准点为原点建立工件坐标系，所有产品的摆放位置,即相对于基准点的空间坐标,将由此点偏移计算得出。为了使码垛机器人抓料和放料的位置和速度更光滑、更平顺，且相关轨迹计算量变小，提高运行节拍，可将轴检测关闭。
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图4.6垛型
本仿真工作站的码垛轨迹的特点物料放下的点一直处变化当中，如果逐一人工示教费时费力。可采用三层or循环嵌套来实现坐标点的规律偏移。程序代码具体见附录。
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4.5 仿真运行
搭建好工作站，可以利用RobotStudio离线仿真软件的基本功能实现程序编辑和整个工作站的仿真验证。
完成上述设定,进行仿真运行，期间模拟效果如图4.7所示。当一个托盘满垛(4层、每层12个)，仿真会自动停止并复位。效率上可达到10s码垛一个产品，足以满足实际生产中的需求。
图4.7仿真运行模拟图
4.6 本章小结
本章探讨了工作站逻辑轨迹的创建输送链smart工具smart的创建以及编程和程序的编写。在编写程序之前，需要将整个轨迹流程进行细化的仿真，还要通过软件的仿真系统进行包括机械运动的模式、速度、姿态等观察可行型，最后依此编写的程序才能顺
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利运行。机器人码垛的运动并不复杂，但对于对于精度、效率的要求使其需要进行严格的过程监控。在Robotstudio软件中调节各个组件之间的协调关联运作的同时，还需要调节运动时机械臂姿态和保持各个部件的安全距离。Rapid语言与c语言G代码等机械语言类似，都是建立在一定语言逻辑之上的，对于编程者只需要将运动的过程与需要触发的信号融入，再利用系统的框架，即可完成程序的编写。
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第五章 结论
随着科技的进步和产业升级，人们对搬运码垛要求越来越高，结构简单易于保养的垛机器人可替代人们从事繁重、简单枯燥的体力劳动，既提高效率也保证产品质量。RobotStudio良好的动画效果和集成功能，是工业机器人工作站仿真设计的良好工具。该仿真设计技术为机器人工作站系统集成项目前期方案可行性论证提供 仿真工具，经过仿真的产线项目，大大缩短了设计和调试时间，为企业节约成本，增加效益
本文利用RobotStudio软件可识别各种CAD格式数据，结合SolidWorks的三维造型功能，使得组建虚拟码垛工作站变得更加方便和准确。通过仿真直观地检查编程结果，并进行人工修正。工业机器人轨迹数据、虚拟仿真生成的程序可以通过数据传输给现场工业机器人，便于现场调试。
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致谢
经过几个月的毕业设计终于要接近尾声了，本文是在李老师的细心指导下完成的，要感谢李老师不厌其烦一次又一次地纠正和讲解，我还要感谢我们的任课老师，无论是学习、生活和工作上的问题，老师们都会细心给以指导和解答，此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。
在几个月的时间里，我设计的是关于可乐码垛搬运工作站。我是用robotstudio设计的，在设计过程中，我学到了许多没有学到的知识，加强应用实践能力和创新意识的培养，而开展此次设计，确实在设计过程我遇到不少难题，通过查阅资料和老师的帮助，使我的个人综合能力有了很大的提高，这次毕业论文也为我们以后出去工作和出生社会打好了良好了基础，提高了我们的综合实践能力，以及在遇到困难时学会独立思考不怕困难，自己通过查找书籍等解决问题能力。
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参考文献
[1]白蕾,侯伟，张小杰.基于Robotstudio 的机器人搬运工作站设计与仿真。研究与开发，2018年6月。37-6.
[2]：王璐.基于Robot Studio的ABB工业机器人码垛工作站教学设计[J].集成电路应用, 2019, 36(08): 82-83
[3]郝建豹,许焕彬,林炯南. 基于RobotStudio的机器人码垛工作站虚拟仿真设计[J]自动化与信息工程, 2017, 38(002):26-29..
[4]苏士超.基于RobotStudio的搬运码垛工作站仿真设计[J].电脑知识与技术,2020. [5]赵锡恒．RobotStudio 基于的工业机器人装配工作站仿真应用[J]．机电工程技术，2020，49（08）:204-206.
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附录
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四川信息职业技术学院 毕业设计（论文）评语
学生姓名 设计（论文）题目 学号 班级 专业 指导教师 指导指导老师考核意见 等级： 指导教师： 答辩 评语 总评 成绩 备注
等级： 答辩老师： 等级： 考核小组组长： 以上两项成绩综合后，指导老师考核成绩占总分的60%，答辩成绩占总分的40%，按五级记分（优、良、中、及格、不及格）。 27
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