T-02-O-F-任務(wù)二 機(jī)器人的示教

1、項(xiàng)目一 弧焊機(jī)器人的操作【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：1） 熟悉機(jī)器人使用環(huán)境及安全操作規(guī)程2） 掌握正確啟動(dòng)、停止機(jī)器人的方法3） 熟悉示教器的組成，掌握示教器各部分功能的使用4） 熟悉機(jī)器人示教模式的組成，掌握示教模式的使用5） 熟悉機(jī)器人點(diǎn)位的組成，掌握機(jī)器人點(diǎn)位示教能力目標(biāo)：1） 能夠檢查機(jī)器人使用環(huán)境是否符合安全規(guī)范2） 能夠正確啟動(dòng)、停止機(jī)器人3） 能夠進(jìn)行示教器的基本操作4） 能夠?qū)C(jī)器人進(jìn)行基本示教【工作任務(wù)】任務(wù)一 認(rèn)識(shí)機(jī)器人的使用任務(wù)二 機(jī)器人的示教任務(wù)二 機(jī)器人的示教【任務(wù)導(dǎo)讀】針對(duì)現(xiàn)代工業(yè)快速多變以及日益增長的復(fù)雜性要求，繼柔性制造、計(jì)算機(jī)集成制造、精良生產(chǎn)以及并行工程，在面向

2、未來工業(yè)應(yīng)用的生產(chǎn)單元中，機(jī)器人不僅被要求“不知疲倦”地進(jìn)行簡單重復(fù)工作，而且能作為一個(gè)高度柔性、開放并具有友好的人機(jī)交互功能的可編程、可重構(gòu)制造單元融合到制造業(yè)體系中。這一能力的實(shí)現(xiàn)要求現(xiàn)階段機(jī)器人技術(shù)整體的進(jìn)步，示教技術(shù)就是其中重要的一項(xiàng)。機(jī)器人因?yàn)槟鼙痪幊掏瓿刹煌娜蝿?wù)而被視為柔性的自動(dòng)化設(shè)備。通過某一設(shè)備或方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人作業(yè)任務(wù)的編程，這個(gè)過程就是機(jī)器人示教過程?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】 一、機(jī)器人示教模式目前機(jī)器人示教系統(tǒng)可以分為三類：示教再現(xiàn)方式、離線編程方式和基于虛擬現(xiàn)實(shí)方式。這里主要介紹示教再現(xiàn)方式。示教再現(xiàn)，也稱為直接示教，是機(jī)器人普遍采用的編程方式，典型的示教過程是依靠操作員觀察機(jī)器

3、人及其挾持工具相對(duì)于作業(yè)對(duì)象的位姿，通過對(duì)示教器的操作，反復(fù)調(diào)整示教點(diǎn)處機(jī)器人的作業(yè)位姿、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和工藝參數(shù)，然后將滿足作業(yè)要求的這些數(shù)據(jù)記錄下來，再轉(zhuǎn)入下一點(diǎn)的示教。整個(gè)示教過程結(jié)束后，機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行時(shí)使用這些被記錄的數(shù)據(jù)，經(jīng)過插補(bǔ)運(yùn)算，就可以再現(xiàn)在示教點(diǎn)上記錄的機(jī)器人位姿。這個(gè)功能的用戶接口是示教器，操作者通過操作示教器，向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送控制命令，操縱主控計(jì)算機(jī)上的軟件，完成對(duì)機(jī)器人的控制。其次示教器將接收到的當(dāng)前機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)等信息通過液晶屏完成顯示。為了示教方便以及獲取信息的快捷而準(zhǔn)確，操作者可以選擇在不同的示教模式下進(jìn)行示教。機(jī)器人的示教模式可分為:關(guān)節(jié)坐標(biāo)示教、直角坐標(biāo)示教、工具

4、坐標(biāo)示教，如表1-3所示。表1-3 機(jī)器人示教模式關(guān)節(jié)坐標(biāo)示教（Joint）通過示教器（TP）上相應(yīng)的鍵轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人的各個(gè)軸示教。直角坐標(biāo)示教（XYZ）沿著笛卡爾坐標(biāo)系的軸直線移動(dòng)機(jī)器人，分為兩種坐標(biāo)系：1. 全局坐標(biāo)系（World）：機(jī)器人缺省的坐標(biāo)系；2. 用戶坐標(biāo)系（User）：用戶自定義的坐標(biāo)系。工具坐標(biāo)示教（Tool）沿著當(dāng)前工具坐標(biāo)系直線移動(dòng)機(jī)器人。工具坐標(biāo)系是匹配在工具方向上的笛卡爾坐標(biāo)系。 坐標(biāo)示教關(guān)節(jié)坐標(biāo)示教時(shí)，機(jī)器人各個(gè)軸獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)形式如圖1-5所示。示教器上的每個(gè)軸操作鍵只能控制機(jī)器人一個(gè)軸的一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，各軸操作鍵功能如表1-4所示。圖1-5 關(guān)節(jié)坐標(biāo)示教表1-4

5、 關(guān)節(jié)坐標(biāo)示教的軸操作軸操作動(dòng)作 + /J1軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) + /J2軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) + /J3軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) + /J4軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) + /J5軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) + /J6軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)2.直角坐標(biāo)示教直角坐標(biāo)示教時(shí)，機(jī)器人的刀尖點(diǎn)沿著直角坐標(biāo)（全局坐標(biāo)或用戶坐標(biāo)）的X、Y、Z軸直線移動(dòng)或繞著X、Y、Z軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此示教模式下，機(jī)器人的各個(gè)軸并非獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，為了完成指定的運(yùn)動(dòng)軌跡，機(jī)器人各軸聯(lián)動(dòng)配合，呈合成式運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)形式如圖1-6所示。各軸操作鍵功能如表1-5所示。圖1-6 直角坐標(biāo)示教表1-5 直角坐標(biāo)示教的軸操作軸操作動(dòng)作 + /沿直角坐標(biāo)X軸移動(dòng) + /沿直角坐標(biāo)Y軸移動(dòng) + /沿

6、直角坐標(biāo)Z軸移動(dòng) + /沿直角坐標(biāo)X軸轉(zhuǎn)動(dòng) + /沿直角坐標(biāo)Y軸轉(zhuǎn)動(dòng) + /沿直角坐標(biāo)Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)3.工具坐標(biāo)示教 工具坐標(biāo)示教時(shí)，機(jī)器人刀尖點(diǎn)沿著機(jī)器人的機(jī)械手腕部分中所定義的工具坐標(biāo)系的X、Y、Z軸直線移動(dòng)或繞著X、Y、Z軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此示教模式下，機(jī)器人的各個(gè)軸也不是獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，為了完成指定的運(yùn)動(dòng)軌跡，機(jī)器人各軸聯(lián)動(dòng)配合，呈合成式運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)形式如圖1-7所示。各軸操作鍵功能如表1-6所示。圖1-7 工具坐標(biāo)示教表1-6 工具坐標(biāo)示教的軸操作軸操作動(dòng)作 + /沿工具坐標(biāo)X軸移動(dòng) + /沿工具坐標(biāo)Y軸移動(dòng) + /沿工具坐標(biāo)Z軸移動(dòng) + /沿工具坐標(biāo)X軸轉(zhuǎn)動(dòng) + /沿工具坐標(biāo)Y軸轉(zhuǎn)動(dòng) + /沿工具

7、坐標(biāo)Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)二、機(jī)器人點(diǎn)位示教 機(jī)器人的示教過程是依靠操作員觀察機(jī)器人及其挾持工具相對(duì)于作業(yè)對(duì)象的位姿，通過對(duì)示教器的操作，反復(fù)調(diào)整示教點(diǎn)處機(jī)器人的作業(yè)位姿、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等，然后將滿足作業(yè)要求的這些數(shù)據(jù)記錄下來，再轉(zhuǎn)入下一點(diǎn)的示教。由此可見，每一個(gè)示教點(diǎn)位都包含了機(jī)器人的位姿、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等信息，機(jī)器人中用運(yùn)動(dòng)指令來表示這些信息。按下示教器上的功能鍵F1“教點(diǎn)資料”可進(jìn)行點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)指令的示教。運(yùn)動(dòng)指令由動(dòng)作類型、位置數(shù)據(jù)格式、移動(dòng)速度和定位類型構(gòu)成，其格式如圖1-8所示。圖1-8 運(yùn)動(dòng)指令格式動(dòng)作類型指定向指定位置的移動(dòng)軌跡。運(yùn)動(dòng)類型包括：關(guān)節(jié)動(dòng)作（J）、直線動(dòng)作（L）、圓弧動(dòng)作（C）。(1)關(guān)節(jié)動(dòng)作J

8、關(guān)節(jié)動(dòng)作是機(jī)器人移動(dòng)到指定位置的基本的移動(dòng)方法。機(jī)器人沿著所有軸同時(shí)加速，在示教速度下移動(dòng)后，同時(shí)減速后停止。移動(dòng)軌跡通常為非線性。在對(duì)結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行示教時(shí)記述動(dòng)作類型。關(guān)節(jié)移動(dòng)速度的指定，以相對(duì)最大移動(dòng)速度的百分比來記述，或從sec、msec中選擇。移動(dòng)中的工具姿勢(shì)不受到控制。其運(yùn)動(dòng)示意圖如圖1-9所示。圖1-9 關(guān)節(jié)動(dòng)作示意圖(2)直線動(dòng)作L直線動(dòng)作是以線性方式對(duì)從動(dòng)作開始點(diǎn)到結(jié)束點(diǎn)的刀尖點(diǎn)移動(dòng)軌跡進(jìn)行控制的一種移動(dòng)方法。在對(duì)結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行示教時(shí)記述運(yùn)動(dòng)類型。直線移動(dòng)速度的指定，從mm/sec、cm/min、inch/min、sec中選擇。將開始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的姿勢(shì)進(jìn)行分割后對(duì)移動(dòng)中的工具姿勢(shì)進(jìn)行控制

9、。其運(yùn)動(dòng)示意圖如圖1-10所示。圖1-10 直線動(dòng)作示意圖(2)圓弧動(dòng)作C 圓弧動(dòng)作是從動(dòng)作開始點(diǎn)通過經(jīng)由點(diǎn)到結(jié)束點(diǎn)以圓弧方式對(duì)刀尖點(diǎn)移動(dòng)軌跡進(jìn)行控制的一種移動(dòng)方法。其在一個(gè)指令中對(duì)經(jīng)由點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行示教。圓弧移動(dòng)速度的指定，從mm/sec、cm/min、inch/min、sec中選擇。將開始點(diǎn)、經(jīng)由點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)的姿勢(shì)進(jìn)行分割后對(duì)移動(dòng)中的工具姿勢(shì)進(jìn)行控制。其運(yùn)動(dòng)示意圖如圖1-11所示。圖1-11 圓弧動(dòng)作示意圖2.位置數(shù)據(jù)格式Pi為位置變量，是標(biāo)準(zhǔn)的位置資料存儲(chǔ)變量。在對(duì)動(dòng)作指令進(jìn)行示教時(shí)，自動(dòng)記錄位置資料。i為位置號(hào)碼，是用來參照位置變量的號(hào)碼。位置號(hào)碼在每次為程序示教動(dòng)作指令時(shí)都被自動(dòng)分配。

10、第一次分配P1,第二次分配P2,以此類推。3.移動(dòng)速度移動(dòng)速度指機(jī)器人的移動(dòng)速度，在移動(dòng)速度中指定的單位，根據(jù)動(dòng)作指令所示教的動(dòng)作類型而不同。（1）動(dòng)作類型為關(guān)節(jié)動(dòng)作的情況下，按如下方式指定： 在1-100%的范圍內(nèi)指定相對(duì)于最大移動(dòng)速度的比率。 單位為sec時(shí)，在0.1-3200sec范圍內(nèi)指定移動(dòng)所需的時(shí)間。 單位為msec時(shí)，在1-32000msec范圍內(nèi)指定移動(dòng)所需的時(shí)間。（2）動(dòng)作類型為直線動(dòng)作或圓弧動(dòng)作的情況下，按如下方式指定： 單位為mm/sec時(shí)，在1-2000mm/sec之間指定。 單位為cm/min時(shí)，在1-12000cm/sec之間指定。 單位為inch/min時(shí)，在0.1-4724.4inch/min之間指定。 單位為sec時(shí)，在0.1-3200sec范圍內(nèi)指定移動(dòng)所需時(shí)間。 單位為msec時(shí)，在1-32000msec范圍內(nèi)指定移動(dòng)所需時(shí)間。4.定位類型 定位類型用來定義動(dòng)作指令中機(jī)器人動(dòng)作結(jié)束方式。定位類型有兩種：FINE和CNT。FINE：機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)位置停止（定位）后，向著下一個(gè)目標(biāo)位置移動(dòng)。CNT:機(jī)器人靠近目標(biāo)位置，但是不到達(dá)目標(biāo)位置，即向著下一個(gè)目標(biāo)位置移動(dòng)。機(jī)器人靠近目標(biāo)位置的程