機器人控制與軌跡規(guī)劃實驗

1、機器人控制與軌跡規(guī)劃實驗報告姓 名：學(xué) 號：學(xué) 院：電 話：郵箱：2016年5月論述題（每題10分）1) SSF2000機器人有哪幾個軸，請對每一個軸的性能進行詳細說明；2) 對于示教模式、再現(xiàn)模式、遠程模式進行詳細說明；3) 對于關(guān)節(jié)插補、直線插補、圓弧插補 、自由曲線插補方法進行詳細說明；4) 如何實現(xiàn)程序內(nèi)容的刪除；5) 請詳細說明在示教模式下如何實現(xiàn)機器人第7軸的運動控制；6) 請對機器人常用坐標系進行詳細說明；7) 機器人安全模式分為哪幾種？8) 試述機器人示教編程的過程及特點?，F(xiàn)場操作題（20分）1、 SSF2000機器人有哪幾個軸，請對每一個軸的性能進行詳細說明：答：SSF200

2、0機器人具有6個控制軸，其中，基本軸3個，分別為S軸、L軸、U軸；腕部軸3個，分別為R軸、B軸、T軸。各個軸的作用及性能如下：1、S軸，控制本體左右回轉(zhuǎn)，最大動作范圍：170，最大速度：3.67 rad/s，210/s；2、L軸，控制下臂前后運動，最大動作范圍：+155，-90，最大速度：3.32 rad/s，190/s；3、U軸，控制上臂上下運動，最大動作范圍：+250，-175，最大速度：3.67 rad/s，210/s；4、R軸，控制上臂帶手腕回旋，最大動作范圍：180，最大速度：6.98 rad/s，400/s，允許力矩：11.8Nm，允許慣性力矩：0.24Kgm2；5、B軸，控制手腕

3、上下運動，最大動作范圍：+225，-45，最大速度：6.98 rad/s，400/s，允許力矩：8.8Nm，允許慣性力矩：0.17Kgm2；6、T軸，控制手臂回旋，最大動作范圍：360，最大速度：10.47 rad/s，600/s，允許力矩：5.9Nm，允許慣性力矩：0.06Kgm2。2、 對于示教模式、再現(xiàn)模式、遠程模式進行詳細說明答：1、示教模式：即“TEACH”模式，可用示教編程器進行軸操作和編輯，在此模式中，外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號無效。在示教模式下可以進行：編制、示教程序、修改已登錄程序、各種特性文件和參數(shù)的設(shè)定。示教時，必須把示教編程器的模式旋鈕旋至 “TEACH”。2、再現(xiàn)模式：即

4、“PLAY”模式，可對示教完的程序進行再現(xiàn)運行，在此模式中，外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號無效。在再現(xiàn)模式下可以進行： 示教程序的再現(xiàn)、各種條件文件的設(shè)定、修改或刪除。再現(xiàn)時，機器人從程序點1開始移動，把光標移到程序開頭， 用軸操作鍵把機器人移到程序點1。3、遠程模式：即“REMOTE”模式，可通過外部信號進行操作，在此模式中， START 按鈕無效。在遠程模式下，可以通過外部輸入信號指定進行以下操作：接通伺服電源、啟動、調(diào)出主程序、設(shè)定循環(huán)等與開始運行有關(guān)的操作，在遠程模式下，外部輸入信號有效，示教編程器上的 START 按鈕失效，在遠程模式下，數(shù)據(jù)傳輸功能 （選項功能）有效。下表顯示了各種模式下的

5、操作方式：示教模式再現(xiàn)模式遠程模式伺服準備PPPP外部輸入信號啟動無效PP外部輸入信號循環(huán)變更PPPP外部輸入信號調(diào)出主程序PPPP外部輸入信號注： “PP” 表示示教編程器。3、 對于關(guān)節(jié)插補、直線插補、圓弧插補 、自由曲線插補方法進行詳細說明答：1、關(guān)節(jié)插補: 按 插補方式 鍵，將插補方式設(shè)定為關(guān)節(jié)插補MOVJ。機器人在未規(guī)定采取何種軌跡移動時，使用關(guān)節(jié)插補。用關(guān)節(jié)插補示教機器人軸時，移動命令為 MOVJ。 出于安全方面的考慮，通常在程序點 1 用關(guān)節(jié)插補示教。設(shè)定關(guān)節(jié)插補的再現(xiàn)速度：把光標移到再現(xiàn)速度上，按轉(zhuǎn)換+光標鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。2、直線插補：按 插補方式 鍵，將插補方式設(shè)定為直線插

6、補MOVL。用直線插補示教的程序點，以直線軌跡移動。設(shè)定直線插補的再現(xiàn)速度：把光標移到再現(xiàn)速度上，按轉(zhuǎn)換+光標鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。3、圓弧插補：按 插補方式 鍵，將插補方式設(shè)定為關(guān)節(jié)插補MOVC。機器人沿著用圓弧插補示教的三個程序點執(zhí)行圓弧軌跡移動。設(shè)定圓弧插補的再現(xiàn)速度：把光標移到再現(xiàn)速度上，按轉(zhuǎn)換+光標鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。A：單一圓?。褐挥幸粋€圓弧時，如圖所示，用圓弧插補示教 P1 至 P3 三點。用關(guān)節(jié)插補或直線插補示教進入圓弧插補前的 P0 時， P0 至 P1 的軌跡自動成為直線。B：連續(xù)圓?。簝蓚€以上圓弧相連時，必須執(zhí)行圓弧分離，在如圖的 P4點，即前圓弧與后圓弧的連接點處，同一點加入

7、關(guān)節(jié)插補或直線插補的程序點。4、自由曲線插補：按 插補方式 鍵，將插補方式設(shè)定為自由曲線插補MOVS。對于有不規(guī)則曲線的工件，使用自由曲線插補方式后，可使此類示教更為簡單。軌跡為經(jīng)過三點的拋物線。設(shè)定自由曲線插補的再現(xiàn)速度：把光標移到再現(xiàn)速度上，按轉(zhuǎn)換+光標鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。A：單一自由曲線：如圖，用自由曲線插補示教 P1 至 P3 三點。用關(guān)節(jié)插補或直線插補示教進入自由曲線前的 P0后， P0 至 P1 的軌跡自動成為直線。B：連續(xù)自由曲線：用重疊的拋物線的合成作為軌跡。與圓弧插補不同，兩個自由曲線的連接點不用加入同點程序點。為重疊拋物線時，作成合成的軌跡。4、 如何實現(xiàn)程序內(nèi)容的刪除答：5

8、、 請詳細說明在示教模式下如何實現(xiàn)機器人第7軸的運動控制答：在使用7軸機器人時， 同時按轉(zhuǎn)換+S-或轉(zhuǎn)換+S+，移動第7軸。6、 請對機器人常用坐標系進行詳細說明答：機器人常用的坐標系有關(guān)節(jié)坐標系，直角坐標系，圓柱坐標系，工具坐標系，以及用戶坐標系。1、 關(guān)節(jié)坐標系：機器人各軸進行單獨動作，稱關(guān)節(jié)坐標系，設(shè)定關(guān)節(jié)坐標系時，機器人的 S、L、U、R、B、T 各軸分別運動，按軸操作鍵時各軸的動作情況如下圖所示； 2、 直角坐標系：不管機器人處于什么位置，均可沿設(shè)定的 X 軸、Y 軸、Z 軸平行移動，設(shè)定為直角坐標系時，機器人控制點沿 X、Y、Z 軸平行移動，按住軸操作鍵時，各軸的動作情況如下圖所示

9、； 3、 圓柱坐標系： 軸繞 S 軸運動， R 軸沿 L 軸臂、 U 軸臂軸線的投影方向運動， Z 軸運動方向與直角坐標完全相同，設(shè)定為圓柱坐標系時，機器人控制點以本體軸 S 軸為中心回旋運動，或與 Z 軸成直角平行移動。按住軸操作鍵時，各軸的動作情況如下圖所示； 4、 工具坐標系：工具坐標系把機器人腕部法蘭盤所持工具的有效方向作為 Z 軸，并把坐標定義在工具的尖端點，設(shè)定為工具坐標系時，機器人控制點沿設(shè)定在工具尖端點的 X，Y，Z 軸做平行移動，按住軸操作鍵時，各軸的動作情況如下圖所示； 工具坐標系把機器人腕部法蘭盤所握工具的有效方向定為 Z 軸，把坐標定義在工具尖端點，所以工具坐標的方向隨

10、腕部的移動而發(fā)生變化；工具坐標的移動，以工具的有效方向為基準，與機器人的位置、姿勢無關(guān)，所以進行相對于工件不改變工具姿勢的平行移動操作時最為適宜；5、 用戶坐標系：機器人沿所指定的用戶坐標系各軸平行移動。在關(guān)節(jié)坐標系以外的其他坐標系中，均可只改變工具姿態(tài)而不改變工具尖端點 （控制點）位置，這叫做控制點不變動作，在機器人動作允許范圍內(nèi)的任意位置，設(shè)定任意角度的 X、Y、Z 軸，機器人均可沿所設(shè)各軸平行移動，如下圖所示。 7、 機器人安全模式分為哪幾種？答：安全模式有三種類型；分別為操作模式、編輯模式、管理模式。 在編輯模式和管理模式下的任何操作，都要設(shè)定用戶口令。用戶口令由 4 至 8 位字母、

11、數(shù)字或符號組成。1、操作模式：是面向生產(chǎn)線中進行機器人動作監(jiān)視的操作者的模式，主要可進行機器人啟動、停止、監(jiān)視操作等?？蛇M行生產(chǎn)線異常時的恢復(fù)作業(yè)等；2、編輯模式：是面向進行示教作業(yè)的操作者的模式，比操作模式可進行的作業(yè)有所增加，可進行機器人的緩慢動作、程序編輯、以及各種動作文件的編輯；3、管理模式：是面向進行系統(tǒng)設(shè)定及維護的操作者的模式，比編輯模式可進行的作業(yè)有所增加，可進行參數(shù)設(shè)定、時間設(shè)定、用戶口令的修改等機器管理。8、 試述機器人示教編程的過程及特點答：1、過程：操作者根據(jù)機器人作業(yè)的需要把機器人末端執(zhí)行器送到目標位置，且處于相應(yīng)的姿態(tài)，然后把這一位置、姿態(tài)所對應(yīng)的關(guān)節(jié)角度信息記錄到存儲器保存。對機器人作業(yè)空間的各點重復(fù)以上操作，就把整個作業(yè)過程記錄下來，