Robotstudio軟體:ABB機器人機器視覺位姿引導虛擬仿真

2020-12-05 工業機器人虛擬仿真

概述

近幾年來機器視覺技術在工業生產中得到了廣泛的應用，在工業機器人應用領域中，機器視覺被廣泛應用於工件的特徵檢測，以及機器人的位姿引導。市面上大部分的機器人廠商也都在機器人控制器中開放了視覺集成接口，以便於機器人能夠直接與智能相機進行數據交互。除了現實的機器視覺應用以外，在機器人仿真過程中也需要對機器視覺進行仿真。本期，就來為大家介紹一下，Robotstudio軟體中使用機器視覺實現機器人位姿引導的操作方法。

機器人與視覺系統創建

在上一期創建的工件位置隨機生成仿真環境中，添加一臺IRB2600機器人，機器人工具與相機分別使用Robotstudio軟體設備庫中自帶的焊槍AW_Gun_PSF_25、Integrated Vision camera Cam00X。同時使用「建模」菜單中的「圓錐體」建模工具創建一個圓錐體，並修改圓錐體透明度，作為相機光源。

將焊槍安裝到機器人上，相機、相機光源分別放置到合適位置處，並創建機器人控制系統，機器人與視覺系統創建完成後，如下圖所示。

機器人工件坐標系添加

對於機器人位置與姿態的視覺引導，大多數品牌的機器人都是基於工件坐標系實現的，ABB機器人也不例外，因此這裡也需要添加一個工件坐標系。

「基本」菜單欄下，「其他」命令按鈕的下拉菜單中，點擊「創建工件坐標」，在彈出的創建工件坐標中，用戶坐標框架下使用「取點創建框架」中的「三點」法，在工作檯面中心點位置處，創建一個工件坐標系，坐標軸方向與大地坐標系保持一致。

工件坐標系創建完成後，使用「同步」功能將在仿真環境中創建的工件坐標系以及工具坐標系同步到機器人控制器中，同步時二者所屬的模塊均選擇「Module1」。

機器人位置與姿態變量聲明

在Robotstudio軟體的「RAPID」菜單欄下，打開機器人程序模塊Module1，然後在程序代碼編輯窗口中聲明機器人在X、Y軸上的位置偏移變量PosXY以及在Z軸上的旋轉變量OrientRz，完整變量聲明代碼，如下圖所示。

機器人視覺引導Smart組件創建

在上一期創建的工件位置隨機生成仿真環境中的Smart組件中，添加2個RapidVariable子對象組件，其中一個用於向機器人發送視覺檢測到的工件位置偏移數據、另一個用於向機器人發送視覺檢測到的工件姿態偏移數據。

對兩個RapidVariable子對象組件進行屬性配置，以實現將視覺檢測到的工件偏移數據分別發送到在機器人程序中聲明的數據變量PosXY、OrientRz中。

對於相機的控制，這裡使用2個LogicGate子對象組件、1個Show子對象組件、1個Hide子對象組件。

使用Show與Hide子對象組件對相機光源進行顯示/隱藏操作，實現相機光源的閃爍仿真效果，二者屬性參數配置如下。

用2個LogicGate子對象組件作為延時繼電器，控制相機光源實現時間間隔為1s的閃爍，二者屬性參數配置如下。

在Smart組件中刪除之前創建的定時器子對象組件，添加1個脈衝信號輸出子對象組件LogicSplit。然後再分別創建1個數字量輸入信號di1與1個數字量輸出信號do1，用來作為視覺引導Smart組件的控制與反饋信號。

對修改後的視覺引導Smart組件屬性傳遞關係與信號控制邏輯分別進行設置，設置完成後，如下圖所示。

機器人示教編程

在機器人控制器中分別創建1個數字量輸入信號di1與1個數字量輸出信號do1，可以是物理信號，也可以是虛擬信號，用於與Smart組件中的控制、反饋信號進行連接。

在Robotstudio軟體的仿真環境中對機器人進行示教編程，機器人運行軌跡如下圖所示，示教編程過程中除了Target10點以外，其他工作點全部使用創建的工件坐標系Workobject_1，工具全部使用焊槍工具。

將在仿真環境中示教完成的機器人程序同步到機器人控制器中，然後在「RAPID」菜單欄中將其打開，完整的程序代碼如下圖所示。

機器人視覺引導工作站仿真運行

在「工作站邏輯」中，將視覺引導Smart組件的控制、反饋信號與機器人控制器的數字量輸出信號、數字量輸入信號互相連接。

在「仿真設定」中，同時勾選「視覺引導」smart組件、機器人控制器，並將機器人「運行模式」設置為「連續」。

對視覺引導機器人仿真工作站進行仿真運行，可以看到工件在工作檯面上隨機改變位姿，相機對工件拍照檢測後，機器人按照引導數據移動到工件位置，對工件進行加工操作，仿真效果如下圖所示。

The End

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