項目3-機器人示教編程教學資料

項目(xiàngmù)3弧焊機器人示教編程第一頁，共68頁。弧焊機器人焊接時是按照事先編輯好的程序來進行的，這個程序一般是由操作(cāozuò)人員按照焊縫形狀示教機器人并記錄運動軌跡而形成的。機器人的程序由主程序、子程序及程序數(shù)據(jù)構成。在一個完整的應用程序中，一般只有一個主程序，而子程序可以是一個，也可以是多個。第二頁，共68頁?！緦W習(xuéxí)目標】知識目標1．掌握常用的機器人指令；2．掌握機器人程序的構成特點；3．掌握機器人的程序編寫和編輯方法；技能目標1．學會新建一個程序；2．學會編輯程序，如程序的修改、復制、粘貼、刪除等；3．能夠實現(xiàn)(shíxiàn)程序的連續(xù)運行和單周運行。第三頁，共68頁。任務(rènwu)1新建和加載程序機器人的程序編輯器中存有程序模板，類似計算機辦公(bàngōng)軟件的Word文檔模板，編程時按照模板在里面添加程序指令語句即可。第四頁，共68頁。一、示教與再現(xiàn)(zàixiàn)“示教”就是機器人學習的過程，在這個過程中，操作者要手把手教會機器人做某些動作，機器人的控制系統(tǒng)會以程序的形式將其記憶下來。機器人按照示教時記憶下來的程序展現(xiàn)這些動作，就是“再現(xiàn)”過程。示教再現(xiàn)機器人的工作(gōngzuò)原理如圖3-1所示?！局R(zhīshi)準備】第五頁，共68頁。圖3-1示教-再現(xiàn)機器人控制(kòngzhì)方式第六頁，共68頁。ABB機器人存儲器包含應用程序和系統(tǒng)模塊兩部分。存儲器中只允許存在一個主程序，所有例行程序（子程序）與數(shù)據(jù)無論存在什么位置，全部被系統(tǒng)共享。因此，所有例行程序與數(shù)據(jù)除特殊(tèshū)定以外，名稱不能重復。ABB工業(yè)機器人存儲器組成如圖3-2所示。二、ABB工業(yè)(gōngyè)機器人程序存儲器第七頁，共68頁。圖3-2ABB工業(yè)(gōngyè)機器人存儲器的組成第八頁，共68頁。1.應用程序（Program）的組成(zǔchénɡ)應用程序由主模塊和程序模塊組成(zǔchénɡ)。主模塊(Mainmodule）包含主程序(Mainroutine)、程序數(shù)據(jù)(Programdata)和例行程序(Routine)；程序模塊(Programmodules)包含程序數(shù)據(jù)(Programdata)和例行程序(Routine)。第九頁，共68頁。2.系統(tǒng)模塊（Systemmodules）的組成(zǔchénɡ)系統(tǒng)模塊包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)（Systemdata）和例行程序(Routine)。所有ABB機器人都自帶兩個系統(tǒng)模塊，USER模塊和BASE模塊。使用時對系統(tǒng)自動生成的任何模塊不能進行修改。第十頁，共68頁。1．基本(jīběn)運動指令及其應用常用基本(jīběn)運動指令有：MoveL、MoveJ、MoveCMoveL：直線運動。MoveJ：關節(jié)軸運動。MoveC：圓周運動。三、編程指令(zhǐlìng)及應用第十一頁，共68頁。（1）直線運動指令的應用直線由起點(qǐdiǎn)和終點確定，因此在機器人的運動路徑為直線時使用直線運動指令MoveL，只需示教確定運動路徑的起點(qǐdiǎn)和終點。第十二頁，共68頁。例如，MoveLp1，v100，z10，tool1；（直線運動起始點程序語句）p1：目標位置。v100：機器人運行速度。修改方法：將光標移至速度數(shù)據(jù)(shùjù)處，回車，進入窗口；選擇所需速度。z10：轉彎區(qū)尺寸。修改方法：將光標移至轉彎區(qū)尺寸數(shù)據(jù)(shùjù)處，回車，進入窗口；選擇所需轉彎區(qū)尺寸，也可以進行自定義。tool1：工具坐標。第十三頁，共68頁。小貼士：轉彎(zhuǎnwān)區(qū)尺寸fine指機器人TCP達到目標點（見圖3-3中的P2點），在目標點速度降為零。機器人動作(dòngzuò)有停頓，焊接編程時，必須用fine參數(shù)。zone指機器人TCP不達到目標點，而是在距離目標點一定長度（通過編程確定，如z10）處圓滑繞過目標點，如圖3-3中的P1點。第十四頁，共68頁。圖3-3轉彎(zhuǎnwān)區(qū)尺寸第十五頁，共68頁。例1：使機器人沿長100mm、寬50mm的長方形路徑運動采用offs函數(shù)進行(jìnxíng)精確確定運動路徑的準確數(shù)值。機器人的運動路徑如圖3-4所示，機器人從起始點P1，經過P2、P3、P4點，回到起始點P1。圖3-4長方形路徑(lùjìng)第十六頁，共68頁。為了精確確定p1、p2、p3、p4點，可以采用offs函數(shù)，通過確定參變量的方法進行點的精確定位。offs（p，x，y，z）代表一個離p1點X軸偏差量為X，Y軸偏差量為y，Z軸偏差量為z的點。將光標移至目標點，按“Enter”鍵，選擇Func,采用切換鍵選擇所用(suǒyònɡ)函數(shù)，并輸入數(shù)值。如P3點程序語句為：MoveLOffs(P1,100,50,0),V100,fine,tool1與Z軸距離(jùlí)與X軸距離(jùlí)與Y軸距離起始點第十七頁，共68頁。機器人長方形路徑(lùjìng)的程序如下：MoveLOffsP1,V100,fine,tool1P1MoveLOffs(P1,100,0,0),V100,fine,tool1P2MoveLOffs(P1,100,50,0),V100,fine,tool1P3MoveLOffs(P1,0,50,0),V100,fine,tool1P4MoveLOffsP1,V100,fine,tool1P1第十八頁，共68頁。（2）圓弧運動指令的應用(yìngyòng)圓弧由起點、中點和終點三點確定，使用圓弧運動指令MoveC，需要示教確定運動路徑的起點、中點和終點。圓弧運動路徑如圖3-5所示。圖3-5圓弧運動(yùndòng)路徑第十九頁，共68頁。起點為P0，也就是機器人的原始位置，使用MoveC指令會自動(zìdòng)顯示需要確定的另外兩點，即中點和終點，程序語句如下：MoveCp1，p2，v100，z1，tool1與直線運動指令MoveL一樣，也可以使用offs函數(shù)精確定義運動路徑。第二十頁，共68頁。例2：如圖3-6所示，令機器人沿圓心(yuánxīn)為P點,半徑為80mm的圓運動：圖3-6整圓路徑(lùjìng)第二十一頁，共68頁。程序(chéngxù)如下：MoveJp，v500，z1，tool1；MoveLoffs（p，80，0，0），v500，z1，tool1；MoveCoffs（p，0，80，0），offs（p，-80，0，0），v500，z1，tool1；MoveCoffs（p，0，-80，0），offs（p，80，0，0），v500，z1，tool1；MoveJp，v500，z1，tool1第二十二頁，共68頁。2．輸入輸出指令(zhǐlìng)Do指機器人輸出信號，di指輸入機器人信號輸入輸出信號有兩種狀態(tài)：“1”為接通；“0”為斷開。1）設置輸出信號指令(zhǐlìng)Setdo12）復位輸出信號指令(zhǐlìng)Resetdo13）輸出脈沖信號指令(zhǐlìng)PulseDOdo1第二十三頁，共68頁。3.通信指令(zhǐlìng)（人機對話）1）清屏指令(zhǐlìng)TPErase2）寫屏指令(zhǐlìng)TPWriteString其中String—在示教器顯示屏上顯示的字符串。每一個寫屏指令(zhǐlìng)最多可顯示80個字符。第二十四頁，共68頁。4．程序流程指令判斷執(zhí)行(zhíxíng)指令IF循環(huán)執(zhí)行(zhíxíng)指令WHILE循環(huán)指令運行時，機器人循環(huán)直到不滿足判斷條件后，才跳出循環(huán)指令，執(zhí)行(zhíxíng)后面的指令。第二十五頁，共68頁。5．機器人停止指令Stop指令：機器人停止運行，軟停止指令，直接在下一句指令啟動機器人；Exit指令：機器人停止運行，并且復位整個運行程序，將程序指針(zhǐzhēn)移至主程序第一行。下次運行程序時，機器人程序必須從頭開始。第二十六頁，共68頁。6．賦值指令Date：=ValueDate：指被賦值的數(shù)據(jù)(shùjù)Value：指該數(shù)據(jù)(shùjù)被賦予的值。7.等待指令WaitTimeTime等待指令是讓機器人運行到該程序是等待一段時間（Time機器人等待的時間）。第二十七頁，共68頁。四、新建與加載程序(chéngxù)新建與加載一個程序的步驟如下：（1）在主菜單下，選擇程序編輯器；（2）選擇任務與程序；（3）若創(chuàng)建新程序，按新建，然后打開軟件盤對程序進行命名；若編輯已有程序，則選加載程序，顯示文件搜索(sōusuǒ)工具；（4）在搜索(sōusuǒ)結果中選擇需要的程序，按確認，程序被加載，如圖3-7所示。為了給新程序騰出空間，可以先刪除先前加載的程序。第二十八頁，共68頁。圖3-7機器人程序(chéngxù)第二十九頁，共68頁。例行程序有不同的語句組成，如運動指令(zhǐlìng)，等待指令(zhǐlìng)等。每句指令(zhǐlìng)又由不同的變量組成，變量視它們自己的類型，可改變或省略。程序中各指令(zhǐlìng)的含義如圖3-8所示。第三十頁，共68頁。如圖3-8機器人程序(chéngxù)中指令含義A-直線運動指令名稱

B-點位被隱藏(yǐncáng)的數(shù)值

C-可定義的運動速度D-可定義的運動點類型（精確點）

E-有效工具第三十一頁，共68頁。（1）調節(jié)運行速度在開始運行程序前，為了保證(bǎozhèng)操作人員和設備的安全，應將機器人的運動速度調整到75%。速度調節(jié)方法如下：1）按快捷鍵；2）按速度模式鍵，顯示如圖3-9所示的快捷速度調節(jié)按鈕；3）將速度調整為75%或50%；4）按快捷菜單鍵關閉窗口。圖3-9快捷速度(sùdù)調節(jié)第三十二頁，共68頁。（2）運行程序運行剛才打開的程序，先用手動低速，單步執(zhí)行，再連續(xù)執(zhí)行。運行時是從程序指針指向的程序語句開始，圖3-10的“A”指示的即為程序指針。運行步驟如下：1）將機器人切換至手動模式(móshì)2）按住示教器上的使能鍵3）按單步向前或單步向后，單步執(zhí)行程序。執(zhí)行完一句即停止。第三十三頁，共68頁。圖3-10程序(chéngxù)指針第三十四頁，共68頁。五、自動(zìdòng)運行程序自動運行程序的步驟如下：（1）插入鑰匙，將運轉模式(móshì)切換到自動模式(móshì)，示教器上顯示狀態(tài)切換對話框，如圖3-11所示；圖3-11運行(yùnxíng)模式轉換第三十五頁，共68頁。（2）按OK，關閉(guānbì)對話框，示教器上顯示生產窗口，如圖3-12所示；圖3-12機器人自動運行(yùnxíng)時的生產窗口第三十六頁，共68頁。（3）按馬達上電/失電按鈕激活電機；（4）按連續(xù)運行鍵開始(kāishǐ)執(zhí)行程序；（5）按停止鍵停止程序；（6）插入鑰匙,運轉模式返回手動狀態(tài)。第三十七頁，共68頁?！局R(zhīshi)拓展】工業(yè)機器人的控制(kòngzhì)系統(tǒng)大多數(shù)工業(yè)機器人屬于示教-再現(xiàn)方式的工業(yè)機器人。無論是示教過程和還是再現(xiàn)過程，工業(yè)機器人的控制(kòngzhì)系統(tǒng)均處于邊工作邊計算的狀態(tài)中。要求工業(yè)機器人控制(kòngzhì)系統(tǒng)是具有實時中斷控制(kòngzhì)與多任務處理功能的專用計算機控制(kòngzhì)系統(tǒng)。第三十八頁，共68頁。一、控制系統(tǒng)的軟、硬件任務分配一般工業(yè)(gōngyè)機器人控制系統(tǒng)的軟硬件任務分配如下：速度平滑控制、自動加減速控制與防振控制采用軟件方式處理。硬件系統(tǒng)應配合其它軟件完成以下模塊功能：1）系統(tǒng)控制。2）示教操作、編程與CRT顯示。3）多軸位置、速度協(xié)調控制（再現(xiàn)）。4）I/O通訊與控制接口。5）各種安全與連鎖控制。工業(yè)(gōngyè)機器人控制系統(tǒng)的典型硬件結構如圖3-13所示。第三十九頁，共68頁。圖3-13工業(yè)(gōngyè)機器人控制系統(tǒng)的典型硬件結構第四十頁，共68頁。二、控制系統(tǒng)軟件(ruǎnjiàn)功能工業(yè)機器人的基本動作概念與軟件功能如圖3-14所示。工業(yè)機器人的柔性體現(xiàn)在其運動軌跡、作業(yè)條件和作業(yè)順序能自由變更，變更的靈活程度取決于其軟件水平(shuǐpíng)。工業(yè)機器人按照操作人員的示教動作及要求進行作業(yè)，操作人員可以根據(jù)作業(yè)結果或條件進行修正，直到滿足要求為止。第四十一頁，共68頁。圖3-14工業(yè)機器人的基本動作概念(gàiniàn)與軟件功能第四十二頁，共68頁。軟件系統(tǒng)應具有以下基本功能1）示教信息輸入；2）工業(yè)機器人本體及對外部設備的動作控制；3）運動軌跡(guǐjì)在線修正；4）實時安全系統(tǒng)等。第四十三頁，共68頁。一、修改位置點修改位置點的步驟如下：1）在主菜單中選程序編輯器。2）單步(dānbù)運行程序，使機器人軸或外部軸到達希望修改的點位或附近。3）移動機器人軸或外部軸到新的位置，此時指令中的工件或工具坐標已自動選擇。任務2編輯(biānjí)程序編輯程序包括修改位置點、編輯運動指令(zhǐlìng)、添加指令(zhǐlìng)，程序語句的復制、粘貼及刪除等。第四十四頁，共68頁。圖3-15修改位置(wèizhi)確認4）按“修改位置”，系統(tǒng)(xìtǒng)提示確認，如圖3-15所示；第四十五頁，共68頁。5）確認修改按“Modify”，保留原有點按“Cancel”。6）重復步驟3)～5)，修改其他需要修改的點；7）單步(dānbù)運行，測試程序。第四十六頁，共68頁。二、編輯指令變量例如，修改程序的第一個MoveL指令，改變精確(jīngquè)點（fine）為轉彎半徑z10。步驟如下：第四十七頁，共68頁。1）在主菜單下，選程序編輯器，進入程序，選擇要修改(xiūgǎi)變量的程序語句，如圖3-16所示；圖3-16修改變量(biànliàng)程序語句第四十八頁，共68頁。2）按“Edit”，打開(dǎkāi)編輯窗口，如圖3-17所示。；圖3-17程序(chéngxù)編輯窗口第四十九頁，共68頁。3）按“ChangeSelected”，進入當前(dāngqián)語句菜單，如圖3-18所示；圖3-18ChangeSelected菜單(càidān)第五十頁，共68頁。4）點“Zone”進入(jìnrù)當前變量菜單，如圖3-19所示。圖3-19當前(dāngqián)變量菜單第五十一頁，共68頁。5）選擇(xuǎnzé)Z10，如圖3-20所示，即可將fine改變?yōu)閆10；6）確認OK。圖3-20變量數(shù)值(shùzí)選擇菜單第五十二頁，共68頁。三、添加指令(zhǐlìng)在程序中添加運動指令(zhǐlìng)的方法有兩種：一是在程序編輯器編輯狀態(tài)下復制、粘貼需要的運動指令(zhǐlìng)；二是在程序編輯器中，將光標移動到需要添加運動指令(zhǐlìng)的位置，手動搖動操縱搖桿使機器人到達新位置，使用“修改位置”指令(zhǐlìng)添加新的運動指令(zhǐlìng)。第五十三頁，共68頁。方法一步驟如下：1）在主菜單下，選“程序編輯器”，進入程序，選“Edit”，再選擇需要復制的變量或指令，再按“Copy”，如圖3-17所示。2）按“Paste”插入被復制的指令，新的語句(yǔjù)會插在光標行的下面，如圖3-21所示；第五十四頁，共68頁。圖2-22粘貼程序(chéngxù)窗口第五十五頁，共68頁。方法(fāngfǎ)二步驟如下：：1）使用搖桿，將機器人移動到需要的位置；2）按“ModifyPosition”，會顯示一個確認框，如圖3-23所示；3）按“Modify”確認修改并記錄修改點。4）在連續(xù)運行狀態(tài)下測試程序。第五十六頁，共68頁。圖3-23修改(xiūgǎi)位置確認對話框第五十七頁，共68頁。四、添加延遲等待指令例如，機器人在某位置（對應程序第4行）等待3s后，再執(zhí)行下一個動作。步驟如下：1）在主菜單下，選程序編輯器，進入程序；2）將光標移到第四行，按“AddInstruction”，選擇”Common”(常用)鍵顯示滾動的指令類別列表，出現(xiàn)(chūxiàn)如圖3-23所示的窗口。第五十八頁，共68頁。圖3-23常用指令(zhǐlìng)列表第五十九頁，共68頁。3）在指令列表中按“Next”，選中“WaitTime”，出現(xiàn)(chūxiàn)如圖3-24所示窗口。圖3-24WaitTime窗口(chuāngkǒu)第六十頁，共68頁。4）按“Show123”鍵，顯示軟件(ruǎnjiàn)盤，如圖3-25所示，然后按數(shù)字鍵3。圖3-25Show123軟件(ruǎnjiàn)盤第六十一頁，共68頁。5）按“OK”鍵，然后關閉(guānbì)菜單，即在程序第4行后添加了等待3秒鐘的延遲指令，如圖3-26所示。6）在連續(xù)運行狀態(tài)下測試程序。圖3-26延遲(yánchí)指令第六十二頁，共68頁?！拘≠N士】當一個程序較長，屏幕不能全部顯示而需要查看時，可以使用屏幕上的黃色(huángsè)光標