工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)課件

1機器人技術(shù)基礎(chǔ)1機器人技術(shù)基礎(chǔ)2機器人的編程與語言工業(yè)機器人簡介Motoman機器人編程指令機器人的編程方法2機器人的編程與語言工業(yè)機器人簡介31、Motoman機器人簡介工業(yè)機器人作為現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展重要標志之一和新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，已為世人所認同。并正對現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域以至人們的生活產(chǎn)生了重要影響。工業(yè)機器人一般指用于機械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作，如自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機器人。此外，機器人也可用于軟質(zhì)材料的切削加工，如陶泥，泡沫，石蠟，有機玻璃等。31、Motoman機器人簡介工業(yè)機器人作為現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展41、Motoman機器人簡介焊接制造工藝由于其工藝的復(fù)雜性、勞動強度、產(chǎn)品質(zhì)量、批量等要求，使得焊接工藝對自動化對于其工藝的自動化、機械化的要求極為迫切，實現(xiàn)機器人焊接代替人工操作成為焊接工作者追求的目標。41、Motoman機器人簡介5轎車后橋雙機協(xié)調(diào)弧焊系統(tǒng)焊接機器人典型應(yīng)用案例5轎車后橋雙機協(xié)調(diào)弧焊系統(tǒng)焊接機器人典型應(yīng)用案例6車身焊接線

6車身焊接線

7轎車座椅骨架弧焊系統(tǒng)

7轎車座椅骨架弧焊系統(tǒng)

8火車側(cè)梁弧焊系統(tǒng)

8火車側(cè)梁弧焊系統(tǒng)

9激光焊接系統(tǒng)

9激光焊接系統(tǒng)

10等離子焊接系統(tǒng)

10等離子焊接系統(tǒng)

111.1弧焊機器人機器人操作機：日本MOTOMAN－UP20型6軸關(guān)節(jié)式機器人機器人控制器：YASNACXRCUP20型負載能力：20kg自由度：6自由度重復(fù)定位精度：±0.08mm工作范圍：半徑1658mm驅(qū)動：交流伺服電機。焊接電源：MOTOWELD-S350,CO2/MAG焊機，可以實現(xiàn)碳鋼、低合金高強鋼和不銹鋼等的焊接；最大焊接電流350A保護氣體：CO2、Ar+CO2、Ar+CO2+O2焊絲：直徑0.9、1.2、1.6mm實心焊絲或藥芯焊絲，如H08Mn2SiA等111.1弧焊機器人機器人操作機：日本MOTOMAN－U121.2弧焊機器人系統(tǒng)簡介

機器人要完成焊接作業(yè)必須依賴于控制系統(tǒng)與輔助設(shè)備的支持和配合。完整的焊接機器人系統(tǒng)一般由如下幾部分組成：機器人操作機、變位機、控制器、焊接系統(tǒng)、焊接傳感器、中央控制計算機和相應(yīng)的安全設(shè)備等。121.2弧焊機器人系統(tǒng)簡介

機器人要完成焊接131.3弧焊機器人系統(tǒng)的構(gòu)成1.機器人操作機日本安川（YASKAWA）公司：MOTOMAN-UP20型2.機器人控制器YASNACXRCUP20型3.焊接電源MOTOWELD-S350型弧焊電源4.輔助系統(tǒng)送絲機構(gòu)、焊絲、焊接保護氣體等131.3弧焊機器人系統(tǒng)的構(gòu)成1.機器人操作機141415（1）機器人操作機機器人本體機器人操作機是焊接機器人系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，它由驅(qū)動器、傳動機構(gòu)、機器人臂、關(guān)節(jié)以及內(nèi)部傳感器（編碼器）等組成。它的任務(wù)是精確的保證末端操作器所要求的位置、姿態(tài)和實現(xiàn)其運動。由于具有六個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的鉸接開鏈式機器人操作機從運動學上已被證明能以最小的結(jié)構(gòu)尺寸為代價獲取最大的工作空間，并且能以較高的位置精度和最優(yōu)路徑到達指定位置，因此這種類型的機器人操作機在焊接領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。15（1）機器人操作機機器人本體機器人操作機是16（2）機器人控制器機器人控制器是整個機器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它由計算機硬件、軟件和一些專用電路構(gòu)成，其軟件包括控制器系統(tǒng)軟件、機器人專用語言、機器人運動學及動力學軟件、機器人控制軟件、機器人自診斷及自保護軟件等。控制器負責處理焊接機器人工作過程中的全部信息和控制其全部動作?？刂乒裨佻F(xiàn)操作盒示教編程器16（2）機器人控制器機器人控制器是整個機器17（3）焊接系統(tǒng)焊接系統(tǒng)是焊接機器人完成作業(yè)的核心裝備，主要由焊槍、焊接控制器及水、電、氣等輔助部分組成。焊接控制器是由微處理器及部分外圍接口芯片組成的控制系統(tǒng)，它可根據(jù)預(yù)定的焊接監(jiān)控程序，完成焊接參數(shù)輸入、焊接程序控制及焊接系統(tǒng)故障自診斷，并實現(xiàn)與本地計算機及手控盒的通訊聯(lián)系。17（3）焊接系統(tǒng)焊接系統(tǒng)是焊接機器人完成作182、Motoman機器人的指令系統(tǒng)MOTOMAN機器人所采用的編程語言屬于動作級編程語言，該語言是以機器人的動作行為為描述中心，由一系列命令組成，一般一個命令對應(yīng)一個動作，語言簡單，易于編程，缺點是不能進行復(fù)雜的數(shù)學運算。MOTOMAN機器人的指令根據(jù)功能主要包括如下幾種：（1）運動控制功能：運動控制功能是非常重要的一項功能，機器人運動軌跡的控制方式主要是PTP（點對點）控制方式，其中又包括：a.運動速度設(shè)定;b.軌跡插補方式(關(guān)節(jié)插補、直線以及圓弧插補);c.動作定時;d.定位精度的設(shè)定例：MOVLV=138PL=0TIMERT=1.00182、Motoman機器人的指令系統(tǒng)MOTOMAN機器人所19(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)功能機器人語言中采用比較通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如一個點的三維矢量是由其三維坐標以及機器人末端繞x,y,z旋轉(zhuǎn)的角度表示，也可以用六個關(guān)節(jié)各自的脈沖值表示。C0013=50.00,-35.00,0.00,180.0,20.0,0.0(3)數(shù)值運算功能與通用程序語言相比，機器人語言的數(shù)值運算功能大致相當于BASIC語言的水平，如四則運算、關(guān)系運算、計數(shù)、位運算和三角函數(shù)運算等；如：加減：ADD/SUB

I012I013；乘除：MUL/DIVI012I013；給變量加1：INCI04319(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)功能20(4)程序控制功能主要用于跳出運行或轉(zhuǎn)入循環(huán)運行。如“JUMP”跳轉(zhuǎn)到指定標號或程序，“CALL”調(diào)出指定程序，“IF”是判斷語句。如：JUMPJOB：TEST1IFIN#(14)=OFF;CALLJOB:TEST1IFIN#（24）=ON；(5)輸入輸出功能

用來與外部傳感器進行信息交互和中斷。如“DOUT”執(zhí)行外部輸出信號的開關(guān)，“DIN”給變量讀入輸入信號，“WAIT”待機至外部輸入信號與指定狀態(tài)相符。如：DINB016IN#(16);——把通道16的輸入信號賦給變量B016。WAITIN#(12)=ONT=10.00;;——當通道12信號為開時，等待10秒20(4)程序控制功能213、機器人的編程方法

根據(jù)機器人不同的工作要求，主要有下面兩種編程方法：(1)示教編程示教編程是機器人最基本和最簡單的編程方法，目前，相當數(shù)量的機器人仍采用示教方式編程，機器人示教后可以立即應(yīng)用。顧名思義，就是我們通常所說的手把手示教，由人直接通過示教盒控制機器人的手臂按照我們所要求的軌跡運動，其優(yōu)點是：簡單方便；不需要環(huán)境模型；對實際的機器人進行示教時，可以修正機械結(jié)構(gòu)帶來的誤差。其缺點是：功能編輯比較困難；難以使用傳感器；只能進行簡單的軌跡編輯；示教時需要占用機器人，效率低；編程的質(zhì)量取決于編程者的熟練程度與經(jīng)驗。213、機器人的編程方法 22(2)離線編程

離線編程可以脫離機器人，直接在計算機上使用離線編程軟件，編輯所需的軌跡程序。其優(yōu)點是：效率高，編程時可不用機器人，機器人可進行其他工作；可預(yù)先優(yōu)化操作方案和運行周期時間；可用傳感器探測外部信息，從而使機器人做出相應(yīng)的響應(yīng)；控制功能中可以包括現(xiàn)有的CAD和CAM的信息，可以使用仿真軟件預(yù)先模擬運行程序，從而不會出現(xiàn)危險；可以利用CAD軟件編輯復(fù)雜的軌跡程序。但離線編程中所需要的能補償機器人系統(tǒng)誤差的功能、坐標系數(shù)據(jù)仍難以得到；仿真軟件并不能完全仿真真實的工作環(huán)境，還需要到現(xiàn)場進行調(diào)試。22(2)離線編程233.1示教編程3.1.1示教編程基礎(chǔ)知識（1）機器人的運動方式機器人的運動方式分為PTP方式和CP方式。PTP方式為點到點方式（即機器人以全速從起始點運動到終點，而對兩點間軌跡不做規(guī)定）。CP方式為連續(xù)軌跡方式（即機器人以設(shè)定的速度按特定軌跡從起始點運動到終點）?；谝陨咸攸c可知，對弧焊機器人進行編程時，如果僅僅是空間運動或位置變換，應(yīng)該使用PTP運動方式，而機器人進行焊接操作時（即對焊縫軌跡編程），宜采用CP運動方式。233.1示教編程3.1.1示教編程基礎(chǔ)知識24 （2）機器人的動作模式機器人有如下動作模式：TECH模式：示教方式，對所有工作點進行示教操作。PLAY模式：再現(xiàn)方式，對示教任務(wù)進行再現(xiàn)操作。24 （2）機器人的動作模式25（3）機器人的坐標系機器人的坐標系分為：關(guān)節(jié)坐標系和直角坐標系等。關(guān)節(jié)坐標系是單軸運動方式，在關(guān)節(jié)坐標模式下通過示教盒可以控制機器人各軸圍繞關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運動，該運動方式適合機器人進行大范圍運動時使用。關(guān)節(jié)坐標系

基本軸

S軸本體回轉(zhuǎn)±180°L軸下臂前后擺動＋155°、－110°U軸上臂上下擺動＋210°、－80°R軸手腕回轉(zhuǎn)±190°B軸手腕上下擺動＋230°、－50°T軸手腕回轉(zhuǎn)±360°25（3）機器人的坐標系關(guān)節(jié)坐標系2626272728S軸:本體回旋U軸:上臂上下擺動R軸:上臂回旋T軸:手腕回旋B軸:手腕上下擺動下臂前后擺動L軸:關(guān)

節(jié)坐標系28S軸:本體回旋U軸:上臂上下擺動T軸:手腕回旋下臂前29直角坐標系為多軸合成運動方式，機器人以末端執(zhí)行器尖端為相對坐標原點，按笛卡兒直角坐標運動，該方式適合靠近工件時的小范圍機器人運動姿態(tài)調(diào)整和示教?；据SX方向沿X軸平行移動Y方向沿Y軸平行移動Z方向沿Z軸平行移動直角坐標系腕部軸X繞X軸轉(zhuǎn)動Y繞Y軸轉(zhuǎn)動Z繞Z軸轉(zhuǎn)動29直角坐標系為多軸合成運動方式，機器人以末端執(zhí)行器尖端為相30Z軸X軸Y軸30Z軸X軸Y軸3131323.1.2示教編程實際操作(1)XRC介紹主電源開關(guān)和門鎖再現(xiàn)操作盒示教編程器1、前言323.1.2示教編程實際操作(1)XRC介紹主電源33主電源開關(guān)急停鍵報警按鈕暫停按鈕啟動按鈕伺服電源顯示再現(xiàn)模式/示教模式切換33主電源開關(guān)急停鍵報警按鈕暫停按鈕啟動按鈕伺服電源顯示再現(xiàn)34(2)再現(xiàn)操作盒34(2)再現(xiàn)操作盒35(3)示教編程器35(3)示教編程器36

光標鍵手動速度鍵軸操作鍵選擇鍵回車鍵安全開關(guān)在內(nèi)側(cè),握住時,伺服電源接通.坐標鍵插入鍵插補方式鍵連鎖+試運行示教鎖定36光標鍵手動速度鍵軸操作鍵選擇鍵回車鍵安全開關(guān)坐標鍵插入鍵37（4）簡單的基本操作究竟怎樣才能讓機器人工作呢？接通電源示教：教機器人工作。再現(xiàn)：機器人執(zhí)行示教的工作。切斷電源基本工作過程可以用下圖說明：37（4）簡單的基本操作究竟怎樣才能讓機器人工作呢？3838392接通電源注意：接通電源時，請務(wù)必按照先開主電源再開伺服電源的順序。接通電源前，必須充分確認機器人周圍是否安全。（1）接通主電源把XRC正面主電源開關(guān)旋至“ON”位，接通主電源，XRC內(nèi)部進行初始化診斷后，在示教編程器上顯示初始畫面。392接通電源（1）接通主電源40（2）接通伺服電源把XRC正面主電源開關(guān)旋至“ON”位，接通主電源，XRC內(nèi)部進行初始化診斷后，在示教編程器上顯示初始畫面。（a）再現(xiàn)模式時按再現(xiàn)操作盒的[SERVOONREADY]鍵，接通伺服電源，該鍵燈亮。40（2）接通伺服電源（a）再現(xiàn)模式時41(b)示教模式時按再現(xiàn)操作盒的[SERVOONREADY]鍵，該鍵閃爍，此時伺服電源未通。在示教編程器上按[示教鎖定]鍵。握住安全開關(guān)，接通伺服電源。再現(xiàn)操作盒上的[SERVOONREADY]鍵燈亮。注意：伺服電源接通時可聽見伺服電機帶電后的聲音。41(b)示教模式時注意：伺服電源接通時可聽見伺服電機帶電后42注意：伺服電源的ON/OFF——安全開關(guān)的使用。握住安全開關(guān)，接通伺服電源，伺服電源的燈亮，但是用力握至喀噠聲響，伺服電源反而被切斷。如下圖所示：42注意：伺服電源的ON/OFF——安全開關(guān)的使用。433.示教(1)示教前的準備開始示教前，請做以下準備：使再現(xiàn)操作盒能有效操作把動作模式定為示教模式示教鎖定輸入程序名再現(xiàn)操作盒上的按鍵示教盒上的按鍵(a)確認再現(xiàn)操作盒的[REMOTE]鍵的燈是熄滅狀態(tài)，以保證再現(xiàn)操作盒的操作有效。(b)按再現(xiàn)操作盒的[TEACH]鍵，定為示教模式。(c)按示教盒上的[示教鎖定]鍵，如未加示教鎖定時，不能通過安全開關(guān)接通伺服電源。433.示教再現(xiàn)操作盒上的按鍵示教盒上的按鍵(a)確認再44(d)在主菜單選擇【程序】，然后在子菜單中選擇【新建程序】。44(d)在主菜單選擇【程序】，然后在子菜單中選擇【新建45(e)顯示新建程序畫面，按[選擇]鍵。45(e)顯示新建程序畫面，按[選擇]鍵。46(f)顯示字母表畫面。以名為“TEST”的程序為例進行說明。注意：程序名稱可使用數(shù)字、英文字母及其他符號，最大長度為8個字符。46(f)顯示字母表畫面。以名為“TEST”的程序為例進行47(g)光標放在“T”上按[選擇]鍵。以同樣的方法輸入“E”、“S”、“T”。47(g)光標放在“T”上按[選擇]鍵。以同樣的方法輸入48(h).按[回車]鍵，程序名“TEST”被輸入。48(h).按[回車]鍵，程序名“TEST”被輸入。49(e)光標移動到“執(zhí)行”上，按[選擇]鍵，程序“TEST”被輸入到XRC的內(nèi)存中，程序被顯示，“NOP”和“”END命令自動生成。49(e)光標移動到“執(zhí)行”上，按[選擇]鍵，程序“TEST50（2）示教利用MOTOMAN-UP20弧焊機器人完成下圖所示角焊縫的焊接。圖中1點為機器人起始位置、2點為準備點完成焊槍姿態(tài)的調(diào)整、3點為起焊點、4點為焊接結(jié)束點、5點為焊槍返回起始位置過程中的安全點。3～4點間的直線為焊縫位置。№50（2）示教利用MOTOMAN-UP20弧51程序點1——開始位置移動到完全離開機器人周邊物體的位置輸入程序點1。1.握住安全開關(guān)，接通伺服電源，機器人進入可動作狀態(tài)。2.用軸操作鍵把機器人移動到適合作業(yè)的位置點1。3.按[插補方式]鍵，把插補方式定為關(guān)節(jié)插補。輸入緩沖行中以MOVJ表示關(guān)節(jié)插補。51程序點1——開始位置移動到完全離開機器人周邊物體的位置輸524.光標在行號0000處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移到輸入緩沖顯示行處，繼續(xù)按光標鍵將光標移至設(shè)定速度處，然后設(shè)定相應(yīng)的再現(xiàn)速度，設(shè)定再現(xiàn)速度為50。5.按[回車]鍵，輸入程序點1（行0001）。524.光標在行號0000處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移53程序點2——作業(yè)開始位置附近在該點處調(diào)整機器人姿態(tài)至合適的作業(yè)姿態(tài)。1.用軸操作鍵，設(shè)定機器人姿態(tài)為合適的作業(yè)姿態(tài)。2.按[回車]鍵，輸入程序點2（行0002）。53程序點2——作業(yè)開始位置附近在該點處調(diào)整機器人姿態(tài)至合適54程序點3——作業(yè)開始位置保持程序點2的姿態(tài)不變，并移向作業(yè)開始位置。此時，改變機器人的關(guān)節(jié)坐標系為直角坐標系即可保證在移動的過程中機器人姿態(tài)不變。1.用手動速度[高]或[低]鍵，改變機器人移動的速度至中速，狀態(tài)區(qū)域顯示如下。2.按[坐標]鍵，設(shè)定機器人坐標系為直角坐標系，用軸操作鍵把機器人移到作業(yè)開始位置。54程序點3——作業(yè)開始位置保持程序點2的姿態(tài)不變，并移向作553.光標在行號0002處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移到輸入緩沖顯示行處，繼續(xù)按光標鍵將光標移至設(shè)定速度處，然后設(shè)定相應(yīng)的再現(xiàn)速度，設(shè)定再現(xiàn)速度為12.5。4.按[回車]鍵，輸入程序點3（行0003）。553.光標在行號0002處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移56程序點4——作業(yè)結(jié)束位置1.保持直角坐標系不變，用軸操作鍵把機器人移動到焊接作業(yè)結(jié)束位置。2.按[插補方式]鍵，將插補方式設(shè)定為直線插補（MOVL）。輸入緩沖顯示行顯示如下：3.光標在行號0003處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移到輸入緩沖顯示行處，繼續(xù)按光標鍵將光標移至設(shè)定速度處，然后設(shè)定相應(yīng)的再現(xiàn)速度，設(shè)定再現(xiàn)速度為138mm/s。4.按[回車]鍵，輸入程序點4（行0004）。56程序點4——作業(yè)結(jié)束位置1.保持直角坐標系不變，用軸操57程序點5——不碰觸工件、夾具的位置1.用軸操作鍵將機器人移到不碰觸工件和夾具的地方。2.按[插補方式]鍵，將插補方式設(shè)定為關(guān)節(jié)插補（MOVJ）。輸入緩沖顯示行顯示如下：3.光標在行號0004處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移到輸入緩沖顯示行處，繼續(xù)按光標鍵將光標移至設(shè)定速度處，然后設(shè)定相應(yīng)的再現(xiàn)速度，設(shè)定再現(xiàn)速度為50。4.按[回車]鍵，輸入程序點5（行0005）。57程序點5——不碰觸工件、夾具的位置1.用軸操作鍵將機器58程序點6——開始位置附近1.用軸操作鍵把機器人移開始點附近。4.按[回車]鍵，輸入程序點6（行0006）。示教結(jié)束58程序點6——開始位置附近1.用軸操作鍵把機器人移開始點59最初的程序點和最后的程序點重合現(xiàn)在機器人停在第1程序點附近的第6程序點處。這時，如果能從作業(yè)結(jié)束位置的程序點5直接移動到程序點1的位置，即可進行下面的作業(yè)，從而提高工作效率。因此，作如下修改：把最終位置的程序點6與最初位置的程序點1設(shè)為同一位置。59最初的程序點和最后的程序點重合現(xiàn)在機器人停在第1程序點附601.把光標移到程序1所在行。2.按下[前進]鍵，機器人移到程序點1的位置。3.把光標移到程序6所在行。4.按下[修改]鍵。5.按下[回車]鍵，程序點6的位置被修改到與程序點1相同的位置。程序點位置的修改：601.把光標移到程序1所在行。2.按下[前進]鍵，機器61（3）示教軌跡的確認1.把光標移到程序1所在行。3.按下[前進]鍵，利用機器人的動作確認每一個程序點。每按一次[前進]鍵，機器人移動一個程序點。2.按手動速度的[高]或[低]鍵，設(shè)定速度為中。4.程序點完成確認后，將光標放回程序起始處。5.所有程序點的連續(xù)動作：按下[聯(lián)鎖]鍵的同時，按下[試運行]鍵，機器人連續(xù)再現(xiàn)所有程序點，1個循環(huán)后停止。61（3）示教軌跡的確認1.把光標移到程序1所在行。3.62（4）程序的修改對程序進行位置修改、程序點插入或刪除時，按以下步驟來編輯程序。修改程序點的位置數(shù)據(jù)1.連續(xù)按下[前進]鍵，把機器人移至待修改的程序點2。2.用軸操作鍵把機器人移至修改后的位置。3.按下[修改]鍵。4.按下[回車]鍵，程序點的位置數(shù)據(jù)被修改。62（4）程序的修改對程序進行位置修改、程序點插入或刪除時63插入程序點1.連續(xù)按下[前進]鍵，把機器人移至程序點5。2.用軸操作鍵把機器人移至欲插入的位置。3.按下[插入]鍵。4.按下[回車]鍵，則完成程序點的插入。所插入的程序點之后的各程序點號碼自動加1。63插入程序點1.連續(xù)按下[前進]鍵，把機器人移至程序點564刪除程序點1.連續(xù)按下[前進]鍵，把機器人移至要刪除的程序點6。2.確認光標位于要刪除的程序點處，按下[刪除]鍵。3.按下[回車]鍵，完成程序點的刪除。所刪除的程序點之后的各程序點號碼自動減1。64刪除程序點1.連續(xù)按下[前進]鍵，把機器人移至要刪除的65（5）再現(xiàn)（a）再現(xiàn)前的準備按下[示教鎖定鍵]解除示教鎖定，確認[示教鎖定]鍵上的燈處于熄滅狀態(tài)。（b）再現(xiàn)（i）確認機器人附近沒有人再開始操作。(ii)按下再現(xiàn)操作盒上的[PLAY]鍵，設(shè)定為再現(xiàn)模式。（iii）按下再現(xiàn)操作盒上的[START]鍵，機器人把示教過的程序再現(xiàn)運行一次后停止。注意：為了從程序頭開始運行，務(wù)必進行以下操作：

把光標移到程序開頭。用軸操作鍵先把機器人移到程序點1。再現(xiàn)時，機器人從程序點1開始動作。65（5）再現(xiàn)（a）再現(xiàn)前的準備按下[示教鎖定鍵]解除示教666667機器人技術(shù)基礎(chǔ)1機器人技術(shù)基礎(chǔ)68機器人的編程與語言工業(yè)機器人簡介Motoman機器人編程指令機器人的編程方法2機器人的編程與語言工業(yè)機器人簡介691、Motoman機器人簡介工業(yè)機器人作為現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展重要標志之一和新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，已為世人所認同。并正對現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域以至人們的生活產(chǎn)生了重要影響。工業(yè)機器人一般指用于機械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作，如自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機器人。此外，機器人也可用于軟質(zhì)材料的切削加工，如陶泥，泡沫，石蠟，有機玻璃等。31、Motoman機器人簡介工業(yè)機器人作為現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展701、Motoman機器人簡介焊接制造工藝由于其工藝的復(fù)雜性、勞動強度、產(chǎn)品質(zhì)量、批量等要求，使得焊接工藝對自動化對于其工藝的自動化、機械化的要求極為迫切，實現(xiàn)機器人焊接代替人工操作成為焊接工作者追求的目標。41、Motoman機器人簡介71轎車后橋雙機協(xié)調(diào)弧焊系統(tǒng)焊接機器人典型應(yīng)用案例5轎車后橋雙機協(xié)調(diào)弧焊系統(tǒng)焊接機器人典型應(yīng)用案例72車身焊接線

6車身焊接線

73轎車座椅骨架弧焊系統(tǒng)

7轎車座椅骨架弧焊系統(tǒng)

74火車側(cè)梁弧焊系統(tǒng)

8火車側(cè)梁弧焊系統(tǒng)

75激光焊接系統(tǒng)

9激光焊接系統(tǒng)

76等離子焊接系統(tǒng)

10等離子焊接系統(tǒng)

771.1弧焊機器人機器人操作機：日本MOTOMAN－UP20型6軸關(guān)節(jié)式機器人機器人控制器：YASNACXRCUP20型負載能力：20kg自由度：6自由度重復(fù)定位精度：±0.08mm工作范圍：半徑1658mm驅(qū)動：交流伺服電機。焊接電源：MOTOWELD-S350,CO2/MAG焊機，可以實現(xiàn)碳鋼、低合金高強鋼和不銹鋼等的焊接；最大焊接電流350A保護氣體：CO2、Ar+CO2、Ar+CO2+O2焊絲：直徑0.9、1.2、1.6mm實心焊絲或藥芯焊絲，如H08Mn2SiA等111.1弧焊機器人機器人操作機：日本MOTOMAN－U781.2弧焊機器人系統(tǒng)簡介

機器人要完成焊接作業(yè)必須依賴于控制系統(tǒng)與輔助設(shè)備的支持和配合。完整的焊接機器人系統(tǒng)一般由如下幾部分組成：機器人操作機、變位機、控制器、焊接系統(tǒng)、焊接傳感器、中央控制計算機和相應(yīng)的安全設(shè)備等。121.2弧焊機器人系統(tǒng)簡介

機器人要完成焊接791.3弧焊機器人系統(tǒng)的構(gòu)成1.機器人操作機日本安川（YASKAWA）公司：MOTOMAN-UP20型2.機器人控制器YASNACXRCUP20型3.焊接電源MOTOWELD-S350型弧焊電源4.輔助系統(tǒng)送絲機構(gòu)、焊絲、焊接保護氣體等131.3弧焊機器人系統(tǒng)的構(gòu)成1.機器人操作機801481（1）機器人操作機機器人本體機器人操作機是焊接機器人系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，它由驅(qū)動器、傳動機構(gòu)、機器人臂、關(guān)節(jié)以及內(nèi)部傳感器（編碼器）等組成。它的任務(wù)是精確的保證末端操作器所要求的位置、姿態(tài)和實現(xiàn)其運動。由于具有六個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的鉸接開鏈式機器人操作機從運動學上已被證明能以最小的結(jié)構(gòu)尺寸為代價獲取最大的工作空間，并且能以較高的位置精度和最優(yōu)路徑到達指定位置，因此這種類型的機器人操作機在焊接領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。15（1）機器人操作機機器人本體機器人操作機是82（2）機器人控制器機器人控制器是整個機器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它由計算機硬件、軟件和一些專用電路構(gòu)成，其軟件包括控制器系統(tǒng)軟件、機器人專用語言、機器人運動學及動力學軟件、機器人控制軟件、機器人自診斷及自保護軟件等?？刂破髫撠熖幚砗附訖C器人工作過程中的全部信息和控制其全部動作。控制柜再現(xiàn)操作盒示教編程器16（2）機器人控制器機器人控制器是整個機器83（3）焊接系統(tǒng)焊接系統(tǒng)是焊接機器人完成作業(yè)的核心裝備，主要由焊槍、焊接控制器及水、電、氣等輔助部分組成。焊接控制器是由微處理器及部分外圍接口芯片組成的控制系統(tǒng)，它可根據(jù)預(yù)定的焊接監(jiān)控程序，完成焊接參數(shù)輸入、焊接程序控制及焊接系統(tǒng)故障自診斷，并實現(xiàn)與本地計算機及手控盒的通訊聯(lián)系。17（3）焊接系統(tǒng)焊接系統(tǒng)是焊接機器人完成作842、Motoman機器人的指令系統(tǒng)MOTOMAN機器人所采用的編程語言屬于動作級編程語言，該語言是以機器人的動作行為為描述中心，由一系列命令組成，一般一個命令對應(yīng)一個動作，語言簡單，易于編程，缺點是不能進行復(fù)雜的數(shù)學運算。MOTOMAN機器人的指令根據(jù)功能主要包括如下幾種：（1）運動控制功能：運動控制功能是非常重要的一項功能，機器人運動軌跡的控制方式主要是PTP（點對點）控制方式，其中又包括：a.運動速度設(shè)定;b.軌跡插補方式(關(guān)節(jié)插補、直線以及圓弧插補);c.動作定時;d.定位精度的設(shè)定例：MOVLV=138PL=0TIMERT=1.00182、Motoman機器人的指令系統(tǒng)MOTOMAN機器人所85(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)功能機器人語言中采用比較通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如一個點的三維矢量是由其三維坐標以及機器人末端繞x,y,z旋轉(zhuǎn)的角度表示，也可以用六個關(guān)節(jié)各自的脈沖值表示。C0013=50.00,-35.00,0.00,180.0,20.0,0.0(3)數(shù)值運算功能與通用程序語言相比，機器人語言的數(shù)值運算功能大致相當于BASIC語言的水平，如四則運算、關(guān)系運算、計數(shù)、位運算和三角函數(shù)運算等；如：加減：ADD/SUB

I012I013；乘除：MUL/DIVI012I013；給變量加1：INCI04319(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)功能86(4)程序控制功能主要用于跳出運行或轉(zhuǎn)入循環(huán)運行。如“JUMP”跳轉(zhuǎn)到指定標號或程序，“CALL”調(diào)出指定程序，“IF”是判斷語句。如：JUMPJOB：TEST1IFIN#(14)=OFF;CALLJOB:TEST1IFIN#（24）=ON；(5)輸入輸出功能

用來與外部傳感器進行信息交互和中斷。如“DOUT”執(zhí)行外部輸出信號的開關(guān)，“DIN”給變量讀入輸入信號，“WAIT”待機至外部輸入信號與指定狀態(tài)相符。如：DINB016IN#(16);——把通道16的輸入信號賦給變量B016。WAITIN#(12)=ONT=10.00;;——當通道12信號為開時，等待10秒20(4)程序控制功能873、機器人的編程方法

根據(jù)機器人不同的工作要求，主要有下面兩種編程方法：(1)示教編程示教編程是機器人最基本和最簡單的編程方法，目前，相當數(shù)量的機器人仍采用示教方式編程，機器人示教后可以立即應(yīng)用。顧名思義，就是我們通常所說的手把手示教，由人直接通過示教盒控制機器人的手臂按照我們所要求的軌跡運動，其優(yōu)點是：簡單方便；不需要環(huán)境模型；對實際的機器人進行示教時，可以修正機械結(jié)構(gòu)帶來的誤差。其缺點是：功能編輯比較困難；難以使用傳感器；只能進行簡單的軌跡編輯；示教時需要占用機器人，效率低；編程的質(zhì)量取決于編程者的熟練程度與經(jīng)驗。213、機器人的編程方法 88(2)離線編程

離線編程可以脫離機器人，直接在計算機上使用離線編程軟件，編輯所需的軌跡程序。其優(yōu)點是：效率高，編程時可不用機器人，機器人可進行其他工作；可預(yù)先優(yōu)化操作方案和運行周期時間；可用傳感器探測外部信息，從而使機器人做出相應(yīng)的響應(yīng)；控制功能中可以包括現(xiàn)有的CAD和CAM的信息，可以使用仿真軟件預(yù)先模擬運行程序，從而不會出現(xiàn)危險；可以利用CAD軟件編輯復(fù)雜的軌跡程序。但離線編程中所需要的能補償機器人系統(tǒng)誤差的功能、坐標系數(shù)據(jù)仍難以得到；仿真軟件并不能完全仿真真實的工作環(huán)境，還需要到現(xiàn)場進行調(diào)試。22(2)離線編程893.1示教編程3.1.1示教編程基礎(chǔ)知識（1）機器人的運動方式機器人的運動方式分為PTP方式和CP方式。PTP方式為點到點方式（即機器人以全速從起始點運動到終點，而對兩點間軌跡不做規(guī)定）。CP方式為連續(xù)軌跡方式（即機器人以設(shè)定的速度按特定軌跡從起始點運動到終點）?；谝陨咸攸c可知，對弧焊機器人進行編程時，如果僅僅是空間運動或位置變換，應(yīng)該使用PTP運動方式，而機器人進行焊接操作時（即對焊縫軌跡編程），宜采用CP運動方式。233.1示教編程3.1.1示教編程基礎(chǔ)知識90 （2）機器人的動作模式機器人有如下動作模式：TECH模式：示教方式，對所有工作點進行示教操作。PLAY模式：再現(xiàn)方式，對示教任務(wù)進行再現(xiàn)操作。24 （2）機器人的動作模式91（3）機器人的坐標系機器人的坐標系分為：關(guān)節(jié)坐標系和直角坐標系等。關(guān)節(jié)坐標系是單軸運動方式，在關(guān)節(jié)坐標模式下通過示教盒可以控制機器人各軸圍繞關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運動，該運動方式適合機器人進行大范圍運動時使用。關(guān)節(jié)坐標系

基本軸

S軸本體回轉(zhuǎn)±180°L軸下臂前后擺動＋155°、－110°U軸上臂上下擺動＋210°、－80°R軸手腕回轉(zhuǎn)±190°B軸手腕上下擺動＋230°、－50°T軸手腕回轉(zhuǎn)±360°25（3）機器人的坐標系關(guān)節(jié)坐標系9226932794S軸:本體回旋U軸:上臂上下擺動R軸:上臂回旋T軸:手腕回旋B軸:手腕上下擺動下臂前后擺動L軸:關(guān)

節(jié)坐標系28S軸:本體回旋U軸:上臂上下擺動T軸:手腕回旋下臂前95直角坐標系為多軸合成運動方式，機器人以末端執(zhí)行器尖端為相對坐標原點，按笛卡兒直角坐標運動，該方式適合靠近工件時的小范圍機器人運動姿態(tài)調(diào)整和示教?；据SX方向沿X軸平行移動Y方向沿Y軸平行移動Z方向沿Z軸平行移動直角坐標系腕部軸X繞X軸轉(zhuǎn)動Y繞Y軸轉(zhuǎn)動Z繞Z軸轉(zhuǎn)動29直角坐標系為多軸合成運動方式，機器人以末端執(zhí)行器尖端為相96Z軸X軸Y軸30Z軸X軸Y軸9731983.1.2示教編程實際操作(1)XRC介紹主電源開關(guān)和門鎖再現(xiàn)操作盒示教編程器1、前言323.1.2示教編程實際操作(1)XRC介紹主電源99主電源開關(guān)急停鍵報警按鈕暫停按鈕啟動按鈕伺服電源顯示再現(xiàn)模式/示教模式切換33主電源開關(guān)急停鍵報警按鈕暫停按鈕啟動按鈕伺服電源顯示再現(xiàn)100(2)再現(xiàn)操作盒34(2)再現(xiàn)操作盒101(3)示教編程器35(3)示教編程器102

光標鍵手動速度鍵軸操作鍵選擇鍵回車鍵安全開關(guān)在內(nèi)側(cè),握住時,伺服電源接通.坐標鍵插入鍵插補方式鍵連鎖+試運行示教鎖定36光標鍵手動速度鍵軸操作鍵選擇鍵回車鍵安全開關(guān)坐標鍵插入鍵103（4）簡單的基本操作究竟怎樣才能讓機器人工作呢？接通電源示教：教機器人工作。再現(xiàn)：機器人執(zhí)行示教的工作。切斷電源基本工作過程可以用下圖說明：37（4）簡單的基本操作究竟怎樣才能讓機器人工作呢？104381052接通電源注意：接通電源時，請務(wù)必按照先開主電源再開伺服電源的順序。接通電源前，必須充分確認機器人周圍是否安全。（1）接通主電源把XRC正面主電源開關(guān)旋至“ON”位，接通主電源，XRC內(nèi)部進行初始化診斷后，在示教編程器上顯示初始畫面。392接通電源（1）接通主電源106（2）接通伺服電源把XRC正面主電源開關(guān)旋至“ON”位，接通主電源，XRC內(nèi)部進行初始化診斷后，在示教編程器上顯示初始畫面。（a）再現(xiàn)模式時按再現(xiàn)操作盒的[SERVOONREADY]鍵，接通伺服電源，該鍵燈亮。40（2）接通伺服電源（a）再現(xiàn)模式時107(b)示教模式時按再現(xiàn)操作盒的[SERVOONREADY]鍵，該鍵閃爍，此時伺服電源未通。在示教編程器上按[示教鎖定]鍵。握住安全開關(guān)，接通伺服電源。再現(xiàn)操作盒上的[SERVOONREADY]鍵燈亮。注意：伺服電源接通時可聽見伺服電機帶電后的聲音。41(b)示教模式時注意：伺服電源接通時可聽見伺服電機帶電后108注意：伺服電源的ON/OFF——安全開關(guān)的使用。握住安全開關(guān)，接通伺服電源，伺服電源的燈亮，但是用力握至喀噠聲響，伺服電源反而被切斷。如下圖所示：42注意：伺服電源的ON/OFF——安全開關(guān)的使用。1093.示教(1)示教前的準備開始示教前，請做以下準備：使再現(xiàn)操作盒能有效操作把動作模式定為示教模式示教鎖定輸入程序名再現(xiàn)操作盒上的按鍵示教盒上的按鍵(a)確認再現(xiàn)操作盒的[REMOTE]鍵的燈是熄滅狀態(tài)，以保證再現(xiàn)操作盒的操作有效。(b)按再現(xiàn)操作盒的[TEACH]鍵，定為示教模式。(c)按示教盒上的[示教鎖定]鍵，如未加示教鎖定時，不能通過安全開關(guān)接通伺服電源。433.示教再現(xiàn)操作盒上的按鍵示教盒上的按鍵(a)確認再110(d)在主菜單選擇【程序】，然后在子菜單中選擇【新建程序】。44(d)在主菜單選擇【程序】，然后在子菜單中選擇【新建111(e)顯示新建程序畫面，按[選擇]鍵。45(e)顯示新建程序畫面，按[選擇]鍵。112(f)顯示字母表畫面。以名為“TEST”的程序為例進行說明。注意：程序名稱可使用數(shù)字、英文字母及其他符號，最大長度為8個字符。46(f)顯示字母表畫面。以名為“TEST”的程序為例進行113(g)光標放在“T”上按[選擇]鍵。以同樣的方法輸入“E”、“S”、“T”。47(g)光標放在“T”上按[選擇]鍵。以同樣的方法輸入114(h).按[回車]鍵，程序名“TEST”被輸入。48(h).按[回車]鍵，程序名“TEST”被輸入。115(e)光標移動到“執(zhí)行”上，按[選擇]鍵，程序“TEST”被輸入到XRC的內(nèi)存中，程序被顯示，“NOP”和“”END命令自動生成。49(e)光標移動到“執(zhí)行”上，按[選擇]鍵，程序“TEST116（2）示教利用MOTOMAN-UP20弧焊機器人完成下圖所示角焊縫的焊接。圖中1點為機器人起始位置、2點為準備點完成焊槍姿態(tài)的調(diào)整、3點為起焊點、4點為焊接結(jié)束點、5點為焊槍返回起始位置過程中的安全點。3～4點間的直線為焊縫位置?！?0（2）示教利用MOTOMAN-UP20弧117程序點1——開始位置移動到完全離開機器人周邊物體的位置輸入程序點1。1.握住安全開關(guān)，接通伺服電源，機器人進入可動作狀態(tài)。2.用軸操作鍵把機器人移動到適合作業(yè)的位置點1。3.按[插補方式]鍵，把插補方式定為關(guān)節(jié)插補。輸入緩沖行中以MOVJ表示關(guān)節(jié)插補。51程序點1——開始位置移動到完全離開機器人周邊物體的位置輸1184.光標在行號0000處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移到輸入緩沖顯示行處，繼續(xù)按光標鍵將光標移至設(shè)定速度處，然后設(shè)定相應(yīng)的再現(xiàn)速度，設(shè)定再現(xiàn)速度為50。5.按[回車]鍵，輸入程序點1（行0001）。524.光標在行號0000處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移119程序點2——作業(yè)開始位置附近在該點處調(diào)整機器人姿態(tài)至合適的作業(yè)姿態(tài)。1.用軸操作鍵，設(shè)定機器人姿態(tài)為合適的作業(yè)姿態(tài)。2.按[回車]鍵，輸入程序點2（行0002）。53程序點2——作業(yè)開始位置附近在該點處調(diào)整機器人姿態(tài)至合適120程序點3——作業(yè)開始位置保持程序點2的姿態(tài)不變，并移向作業(yè)開始位置。此時，改變機器人的關(guān)節(jié)坐標系為直角坐標系即可保證在移動的過程中機器人姿態(tài)不變。1.用手動速度[高]或[低]鍵，改變機器人移動的速度至中速，狀態(tài)區(qū)域顯示如下。2.按[坐標]鍵，設(shè)定機器人坐標系為直角坐標系，用軸操作鍵把機器人移到作業(yè)開始位置。54程序點3——作業(yè)開始位置保持程序點2的姿態(tài)不變，并移向作1213.光標在行號0002處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移到輸入緩沖顯示行處，繼續(xù)按光標鍵將光標移至設(shè)定速度處，然后設(shè)定相應(yīng)的再現(xiàn)速度，設(shè)定再現(xiàn)速度為12.5。4.按[回車]鍵，輸入程序點3（行0003）。553.光標在行號0002處時，按[選擇]鍵，此時光標轉(zhuǎn)移