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文檔簡介
第1章工業(yè)機器人系統(tǒng)組成
1.1工業(yè)機器人本體 1.2工業(yè)機器人軟件系統(tǒng)1.3工業(yè)機器人控制柜1.4基本保養(yǎng)1.5日常維護1.6更換電池1.7更換潤滑油第1章工業(yè)機器人系統(tǒng)組成第2章工業(yè)機器人視覺第3章EtherNetIP配置第4章DeviceNet配置第5章FANUC工業(yè)機器人示教編程第6章FANUC工業(yè)機器人綜合應(yīng)用1.1工業(yè)機器人概述
1.工業(yè)機器人的定義:
工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執(zhí)行工作,是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。2.工業(yè)機器人的顯著特點:(1)可編程(2)擬人化(3)通用性(4)廣泛性3.工業(yè)機器人的發(fā)展歷程1920年捷克作家卡雷爾·查培克最早使用機器人一詞,它是最早的工業(yè)機器人設(shè)想。20世紀(jì)40年代中后期,機器人的研究與發(fā)明得到了更多人的關(guān)心與關(guān)注。1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念,并申請了專利。1959年UNIMATION公司的第一臺工業(yè)機器人在美國誕生,開創(chuàng)了機器人發(fā)展的新紀(jì)元。自1954年世界上第一臺機器人誕生以來,世界工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)建立起完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系。工業(yè)機器人的“四大家族”:世界工業(yè)機器人以瑞士的ABB、德國的庫卡(KUKA)、日本的發(fā)那科(FANUC)和安川電機(YASKAWA)最為著名。1.2工業(yè)機器人本體
1.工業(yè)機器人系統(tǒng)由工業(yè)機器人本體、工業(yè)機器人軟件系統(tǒng)(或應(yīng)用工具軟件)、工業(yè)機器人控制裝置構(gòu)成。工業(yè)機器人由伺服電機驅(qū)動的軸和手腕構(gòu)成的機械部件組成的,是具有為進行作業(yè)所需的機械手等末端執(zhí)行器。2.工業(yè)機器人的應(yīng)用FANUC工業(yè)機器人不僅在搬運和焊接作業(yè)上發(fā)揮其優(yōu)異的性能,還在涂膠、噴漆、去毛刺、切割、測量等多領(lǐng)域上占有至關(guān)重要的地位。3.主要參數(shù)與常見規(guī)格工業(yè)機器人的主要參數(shù)有:手部負(fù)重,運動軸數(shù),2、3軸負(fù)重,運動范圍,安裝方式,重復(fù)定位精度,最大運動速度等。其中:手部負(fù)重--使用機器人時根據(jù)法蘭盤不同,機器人在負(fù)載條件下在手部允許的負(fù)載質(zhì)量;運動范圍--各控制軸上,分別有原點位置和可動范圍,各軸都在可動范圍的兩端進行超程檢測;安裝方式--地面安裝、頂?shù)醢惭b,傾斜角安裝等;重復(fù)定位精度--機器人重復(fù)到達一個位置的精度;最大運動速度--機器人運動時各軸所能達到的最高速度。4.工業(yè)機器人軟件系統(tǒng)FANUC工業(yè)機器人軟件系統(tǒng)(或應(yīng)用工具軟件)是內(nèi)嵌在工業(yè)機器人控制裝置內(nèi)的各類工業(yè)機器人作業(yè)專用的軟件包。操作人員通過使用示教器選擇需要的菜單和指令,就可以進行不同種類的作業(yè)。常用的工業(yè)機器人軟件有:用于搬運的HandlingTool,用于弧焊的ArcTool,用于點焊的SpotTool,用于布膠的DispenseTool,用于油漆的PaintTool,用于激光焊接和切割的LaserTool。下圖為系統(tǒng)軟件HandlingTool(N.A.)的界面5、程序通過組對動作指令、I/O指令、數(shù)值寄存器指令、轉(zhuǎn)移指令等指令按順序組合構(gòu)成。通過按照行號碼順序執(zhí)行這些指令,就可以進行所設(shè)計的作業(yè)。程序的創(chuàng)建/修改可以通過示教器來完成。程序由以下指令形式構(gòu)成:動作指令:讓工業(yè)機器人移動到作業(yè)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)位置。動作附加指令:動作中進行特殊的處理。數(shù)值寄存器指令:在數(shù)值寄存器中存儲數(shù)值數(shù)據(jù)。位置寄存器指令:在位置寄存器中存儲位置數(shù)據(jù)。I/O指令:與外圍設(shè)備之間進行信號的發(fā)送/接收。轉(zhuǎn)移指令:改變程序的流程。等待指令:讓工業(yè)機器人在指定程序執(zhí)行的條件成立之前進行等待。程序調(diào)用指令:調(diào)用并執(zhí)行子程序。宏指令:以所指定的名稱調(diào)用并執(zhí)行程序。碼垛堆積指令:進行碼垛堆積操作。程序結(jié)束指令:結(jié)束程序。備注指令:添加程序注解。其他指令。一般的工業(yè)機器人程序如下1.4工業(yè)機器人控制柜
1、工業(yè)機器人控制柜是工業(yè)機器人的控制單元,是由示教器、操作面板及其電路板(OperatePanel)、主板(MainBoard)、主板電池(Battery)、I/O板(I/OBoard)、電源供給單元(PSU)、緊急停止單元(E-StopUnit)、伺服放大器(ServoAmplifier)、變壓器(Transformer)、風(fēng)扇單元(FanUnit)、線路斷開器(Breaker)、再生電阻(DischargeResistor)等構(gòu)成。2、工業(yè)機器人控制柜在接通電源前,檢查工作區(qū)域包括工業(yè)機器人、控制器等。檢查所有的安全設(shè)備是否正常,然后將控制柜面板上的斷路器置于ON后即可使用。工業(yè)機器人控制柜停止使用時,先通過操作面板上的暫停按鈕停止工業(yè)機器人,然后操作面板上的斷路器置于OFF。在此期間需要注意:如果有外部設(shè)備諸如打印機、軟盤驅(qū)動器、視覺系統(tǒng)等和工業(yè)機器人相連的設(shè)備,在關(guān)電之前,要首先將這些外部設(shè)備關(guān)掉,以免損壞。1.5基本保養(yǎng)FANUC工業(yè)機器人的保養(yǎng)周期可以分為日常、三個月、六個月、一年、兩年、三年。1.6日常維護在每天進行系統(tǒng)的運行時,操作人員要對工業(yè)機器人各個部位進行日常清潔和維護工作,并檢查各部位有無裂縫或損壞情形。通電前,檢查是否有油分從密封各關(guān)節(jié)的油封中滲透出來。根據(jù)動作條件和周圍環(huán)境,油封的油唇外側(cè)有油分滲出(微量附著),當(dāng)該油分累積而成為水滴狀時,根據(jù)動作情況恐會滴下。在運轉(zhuǎn)前通過清掃油封部下側(cè)的油分,就可以預(yù)防油分的累積。此外,頻繁的反轉(zhuǎn)動作和在高溫環(huán)境下使用時,電機將會成為高溫部件,潤滑脂和油槽內(nèi)壓在某些情況下會上升。在這種情況下,在運轉(zhuǎn)剛剛結(jié)束后,一度開啟排脂口、排油口,就可以恢復(fù)內(nèi)壓。(打開排脂口、排油口時,注意避免潤滑脂、油的飛散。)通電后,檢查工業(yè)機器人的振動、異常聲音及電機發(fā)熱情況,確認(rèn)各軸是否在沒有異常振動、響聲下平滑運動、電機的溫度是否異常高。檢查是否與上次再生位置偏離,停止位置是否出現(xiàn)離差等。確認(rèn)是否基于工業(yè)機器人、外圍設(shè)備發(fā)出的指令切實動作。確認(rèn)斷開電源后,末端執(zhí)行器安裝面的落下量是否在0.5mm以內(nèi)。1.7更換電池
1、控制器主板電池更換步驟如下:準(zhǔn)備一節(jié)新的3V鋰電池(推薦使用FANUC原裝電池)。工業(yè)機器人通電開機正常后,等待30秒。工業(yè)機器人關(guān)電,打開控制器柜子,拔下接頭取下主板上的舊電池。裝上新電池,插好接頭。2、更換工業(yè)機器人本體電池的步驟如下:保持工業(yè)機器人電源開啟,按下機器急停按鈕。打開電池盒的蓋子,拿出舊電池。換上新電池(推薦使用FANUC原裝電池),注意不要裝錯正負(fù)極(電池盒的蓋子上有標(biāo)識)。蓋好電池盒的蓋子,上好螺絲。1.8更換潤滑油具體步驟如下:工業(yè)機器人關(guān)電。拔掉出油口塞子。從加油嘴處加入潤滑油,直到出油口處有新的潤滑油流出時,停止加油。讓工業(yè)機器人被加油的軸反復(fù)轉(zhuǎn)動,動作一段時間,直到?jīng)]有油從出油口處流出。把出油口的塞子重新裝好。第二章工業(yè)機器人視覺IVersion主要內(nèi)容2.1工業(yè)機器人視覺概述2.2視覺基本操作2.3視覺零點標(biāo)定2.4拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定2.5視覺零點標(biāo)定恢復(fù)2.6單軸視覺零點標(biāo)定2.7全軸視覺零點標(biāo)定2.8手腕軸視覺零點標(biāo)定2.9視覺TCP設(shè)置2.10視覺坐標(biāo)系設(shè)置2.11視覺偏移2.1R-30iB/R-30iBMate控制裝置iRCalibration是對工業(yè)機器人系統(tǒng)的啟動進行輔助的功能的總稱,可利用內(nèi)置視覺功能(對應(yīng)CCD工業(yè)用相機)對機器人或使用機器人的系統(tǒng)實現(xiàn)不僅簡單而且高精度的機構(gòu)校準(zhǔn)。通過使用此功能,不僅能夠有效地簡化機器人系統(tǒng)的示教還能實現(xiàn)高精度的系統(tǒng)檢測。iRCalibration的功能主要包括視覺零點標(biāo)定、拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定、零點標(biāo)定恢復(fù)、單軸視覺零點標(biāo)定、全軸視覺零點標(biāo)定、手腕軸視覺零點標(biāo)定、視覺TCP設(shè)置、視覺坐標(biāo)系設(shè)置、視覺偏移、視覺多組設(shè)置使用相機(視覺系統(tǒng))視覺零點標(biāo)定功能是使用相機對工業(yè)機器人的J2~J5軸進行高精度零點標(biāo)定的功能。通過提高工業(yè)機器人的定位精度,進行TCP設(shè)置、離線程序的利用、使用了視覺傳感器的工業(yè)機器人的動作補償?shù)?,就可以獲得更加良好的效果。拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定功能是利用相機來測量在工業(yè)機器人的工具尖端安裝的專用目標(biāo),通過對拳頭工業(yè)機器人的機構(gòu)參數(shù)的誤差進行計算和補償,來提高拳頭工業(yè)機器人的定位精度的功能零點標(biāo)定恢復(fù)功能是在電機和減速機的更換等對零點標(biāo)定參數(shù)產(chǎn)生影響的作業(yè)時,恢復(fù)已被零點標(biāo)定的軸的狀態(tài)的功能。單軸視覺零點標(biāo)定功能是與現(xiàn)有的單軸零點標(biāo)定或簡易零點標(biāo)定類似的一種功能,是通過視覺測量來恢復(fù)已被零點標(biāo)定的單軸的狀態(tài)的功能。全軸視覺零點標(biāo)定功能是利用相機以及專用的夾具進行與出廠時同等的全軸零點標(biāo)定的功能。手腕軸視覺零點標(biāo)定功能是利用相機以及專用的夾具進行J4~J6軸零點標(biāo)定的功能。在維修作業(yè)中更換工業(yè)機器人的手腕單元等時發(fā)揮作用。視覺TCP設(shè)置功能這是使用相機對工業(yè)機器人的工具尖端點(TCP)進行自動設(shè)置的功能??梢愿呔鹊剡M行工具坐標(biāo)系的設(shè)置。視覺坐標(biāo)系設(shè)置功能這是對于工件或用來固定工件的夾具上所設(shè)的3個基準(zhǔn)目標(biāo)標(biāo)記(基準(zhǔn)點),利用安裝在工業(yè)機器人的相機進行測量,自動設(shè)置用戶坐標(biāo)系的功能。視覺偏移功能利用安裝在工業(yè)機器人上的相機來觀察工件或用來固定工件的夾具上所設(shè)的基準(zhǔn)標(biāo)記(基準(zhǔn)點),測量工件和夾具的正確的位置。并根據(jù)所測得的工件和夾具的位置修正工業(yè)機器人程序的示教點位置。在工業(yè)機器人系統(tǒng)的移動時等工件和夾具的位置發(fā)生變化時或?qū)㈦x線編程系統(tǒng)所創(chuàng)建的工業(yè)機器人程序應(yīng)用到實際工業(yè)機器人上時,能夠以簡單的操作在短暫的時間內(nèi)進行程序的示教修正。視覺多組設(shè)置功能這是進行協(xié)調(diào)控制的兩臺工業(yè)機器人或工業(yè)機器人和變位機校準(zhǔn)的功能。在一方的工業(yè)機器人上安裝相機,在另外一方的工業(yè)機器人或變位機上設(shè)置基準(zhǔn)標(biāo)記,自動測量兩臺工業(yè)機器人或工業(yè)機器人和變位機間的相對位置和姿勢,高精度地進行協(xié)調(diào)對的校準(zhǔn)。2.2視覺基本操作2.2.1連接相機相機的設(shè)置2.2.2顯示執(zhí)行時監(jiān)視畫面可以在示教器iPendant的執(zhí)行時監(jiān)視畫面上顯示相機的圖像。具體實現(xiàn)的步驟如下:按下MENU(菜單)鍵,從畫面選擇“實用工具”,然后按下F1(類型),從菜單選擇“iRCalibntion”,顯示“實用工具iRCalibration”畫面,在這里,顯示iRCalibration的任何—個功能的詳細(xì)畫面時,按下PREV(返回)鍵數(shù)次,就能夠從iRCalibration各功能的列表畫面退出。最后,按下F2(顯示圖像)顯示圖像2.2.3鏡頭的調(diào)整
為了最合適地檢測,需要調(diào)整鏡頭的光圈和焦點。尚未進行調(diào)整時,在這里進行調(diào)整。打開光圈,調(diào)整曝光時間,使其成為適度的亮度,調(diào)整焦點。而后,鎖定光圈,再度調(diào)整曝光時間。
在這里需要注意的是根據(jù)鏡頭的種類,有的附帶有固定用螺絲。在調(diào)整光圈和焦點之前,請擰松該固定用螺絲,調(diào)整后重新擰緊。測量中,需要做到焦點和光圈以及鏡頭與相機本體已被切實固定,請利用膠布等將鏡頭固定到相機上。2.2.4視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面“視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面”是從相機的圖像進行視覺檢測出的物體形狀(模型)的示教和檢測用各類參數(shù)調(diào)整的畫面。另外,需要進行此項操作的只有視覺TCP設(shè)置、視覺坐標(biāo)系設(shè)置、視覺偏移、視覺多組設(shè)置。視覺零點標(biāo)定、零點標(biāo)定恢復(fù)、拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定、單軸視覺零點標(biāo)定、全軸視覺零點標(biāo)定、手腕軸視覺零點標(biāo)定中,在各自的設(shè)置畫面上設(shè)置曝光時間等參數(shù)。1.視覺數(shù)據(jù)設(shè)置按下FCTN(輔助)鍵,顯示輔助菜單。然后再按下“0--下頁--”兩次,選擇“視覺設(shè)置”。顯示如下“視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的列表畫面”功能鍵:F2(顯示圖像)、F3(詳細(xì))、F4(復(fù)制)、F5(初始化)在視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的列表畫面中將光標(biāo)指向VSFT1~VSFT8的任何一個視覺數(shù)據(jù),然后按下F3鍵或者ENTER鍵,可以顯示當(dāng)前項目的視覺數(shù)據(jù)設(shè)置的詳細(xì)畫面
在視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的列表畫面中將光標(biāo)指向VSFT1~VSFT8的任何一個視覺數(shù)據(jù),然后按下F3鍵或者ENTER鍵,可以顯示當(dāng)前項目的視覺數(shù)據(jù)設(shè)置的詳細(xì)畫面
在上圖的情形下按下功能鍵F2(顯示圖像)后,iPendant將成為左右兩個畫面顯示,右邊的畫面上顯示執(zhí)行時監(jiān)視。按下功能鍵F3(實時)將顯示實時圖像。若按下TP的鍵([>]),則功能鍵按如下所示方式變化,如圖所示。鍵([>]),則功能鍵恢復(fù)為原先的狀態(tài)。若再按一次TP的
視覺數(shù)據(jù)是指視覺數(shù)據(jù)的名稱。狀態(tài)是指視覺數(shù)據(jù)的狀態(tài),模型尚未被示教時顯示“示教未完成”,模型已被示教時顯示“示教完成”。注釋是指視覺數(shù)據(jù)的注釋,可輸入至多10個半角字符。相機類型是已選擇此視覺數(shù)據(jù)時使用的相機類型。
可在此畫面上選擇的相機類型如下。SONYXC-56相機,使用控制裝置的主板JRL7端口或復(fù)用器的JRL7A端口上所連接的SONYXC-56相機時予以選擇,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置下已經(jīng)選擇此相機類型。BASLERacA640-20um相機,使用BASLER制iPendantUSB相機ac640-20um時予以選擇。KOWASC36MF相機,使用KOWA制iPendantUSB相機SC36MF時予以選擇。iRVision相機,使用iRVision的示教和試驗畫面上所創(chuàng)建的相機時予以選擇。選擇相機類型只需按下F4[選擇]鍵,從所顯示的彈出式菜單選擇相機類型。2.視覺數(shù)據(jù)的復(fù)制
將光標(biāo)指向視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的列表畫面中的復(fù)制源的視覺數(shù)據(jù)(可以選擇其中任何一個視覺數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源)。再按下F4(復(fù)制),將會顯示視覺數(shù)據(jù)的復(fù)制畫面。
此時若按下F1(是)鍵,則復(fù)制源的視覺數(shù)據(jù)就會被復(fù)制到復(fù)制目標(biāo)視覺數(shù)據(jù)中。但是,復(fù)制源的視覺數(shù)據(jù)與復(fù)制目標(biāo)視覺數(shù)據(jù)同名時就無法復(fù)制。若按下F2(否)鍵,則不進行視覺數(shù)據(jù)的復(fù)制,返回列表畫面。將VSFT1復(fù)制到VSFT3時,成為如下圖所示的情況。3.視覺數(shù)據(jù)的初始化
將光標(biāo)指向希望初始化的視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的列表畫面中視覺數(shù)據(jù)。然后按下F5(初始化)鍵,列表畫面將顯示確認(rèn)消息。此時若按下F4(是)鍵,則所選的視覺數(shù)據(jù)的參數(shù)被重設(shè)到初始值,注釋成為空白。模型示教完成時,模型即被刪除。若按下F5(否)鍵,則不進行視覺數(shù)據(jù)的初始化。4.模型示教畫面若在視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的詳細(xì)畫面上選擇“3模型”并按下ENTER鍵,則顯示如圖所示“模型示教畫面”。不同的曝光時間下的圖像曝光時間返回標(biāo)準(zhǔn)值執(zhí)行時監(jiān)視中顯示圓形的示教窗口使用功能鍵后的結(jié)果若按下TP的鍵([>]),則功能鍵按如下所示方式變化,如圖所示。鍵([>]),則功能鍵恢復(fù)為原先的狀態(tài)。若再按一次TP的功能鍵的變化目標(biāo)標(biāo)記舉例
目標(biāo)標(biāo)記應(yīng)滿足如下條件:要檢測的部位是平面;具有便于判別大小的輪廓。(上例中為“○”的部分);具有便于判別45度左右的范圍的旋轉(zhuǎn)移動的輪廓。(上例中為“十”字的部分)。此外,要在盡量使得相機的受光面和目標(biāo)標(biāo)記正對的狀態(tài)下進行模型示教。5.參數(shù)設(shè)置畫面
在參數(shù)設(shè)置畫面進行指定視覺檢測范圍的各種參數(shù)的設(shè)置。顯示參數(shù)設(shè)置畫面的步驟是,首先在視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的詳細(xì)畫面上,使用上移鍵或者下移鍵移動光標(biāo),將光標(biāo)指向“4參數(shù)”,然后按下ENTER鍵,就可以顯示“參數(shù)設(shè)置畫面”。可在參數(shù)設(shè)置畫面上設(shè)置的項目如下:曝光時間、多重曝光的張數(shù)、相機距離范圍、旋轉(zhuǎn)角度范圍、最大傾斜角度、評分、對比度。2.2.5使用iRVision的相機數(shù)據(jù)
可以在R-30iB/R-30iBMate控制裝置(7DC2系列02版或更新版)上,使用在iRVision的示教和試驗畫面上所創(chuàng)建的相機數(shù)據(jù)而進行iRCalibration的視覺零點標(biāo)定、零點標(biāo)定恢復(fù)、視覺TCP設(shè)置、視覺偏移、視覺坐標(biāo)系設(shè)置、視覺坐標(biāo)系偏移、視覺多組設(shè)置。iRVision2D、iRVision立體傳感器、iRVision散堆工件取出、iRVision特征點輸出、iRPickToo1/iRVision中必須選擇其中的一項,才能在iCalibration上使用iRVision的相機數(shù)據(jù)。
此外,需要事先創(chuàng)建iRVision相機數(shù)據(jù)。iRVision的相機數(shù)據(jù),可以在視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的詳細(xì)畫面、視覺零點標(biāo)定和零點標(biāo)定恢復(fù)的創(chuàng)建程序畫面上選擇。
在視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面上選擇iRVision相機的方法。首先,在視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面的詳細(xì)畫面上,將光標(biāo)指向項目2“相機類型“,按下F4即“選擇”鍵,在彈出式菜單選擇“iRVision相機”,就可以在項目2的下方選擇iRVision的相機數(shù)據(jù)(項目3),將光標(biāo)移動到項目3后按下F4即“選擇”鍵,通過彈出式菜單顯示iRVision的相機數(shù)據(jù)的列表。這里事先已經(jīng)在iRVision的示教和試驗畫面上創(chuàng)建名為“ANALOG”、“MONOCR”、“COLOR”的相機數(shù)據(jù)。顯示iRVision的相機數(shù)據(jù)的列表2.2.6視覺數(shù)據(jù)的保存和加載
數(shù)據(jù)的保存,可以從文件畫面執(zhí)行“以上所有”,就可以與其它工業(yè)機器人的程序和數(shù)據(jù)文件一起,將iRCalibration的視覺數(shù)據(jù)保存在控制裝置的輸入輸出裝置中。
數(shù)據(jù)的加載,可以在工業(yè)機器人控制裝置上加載已經(jīng)保存在控制裝置的輸入輸出裝置中的iRCalibratjon的視覺數(shù)據(jù)(VSFT1.VD~VSFT8.VD,~XC56.VD等),可以將在別的控制裝置示教的iRCalibration的視覺數(shù)據(jù)加載到其它的控制裝置中進行利用。2.3視覺零點標(biāo)定
視覺零點標(biāo)定的特點可從兩個方面來說。第一是可進行高精度的零點標(biāo)定,以配合實際生產(chǎn)線上的工業(yè)機器人的負(fù)載和動作區(qū)域,使工業(yè)機器人的絕對定位精度提高的方式,使得零點標(biāo)定數(shù)據(jù)最佳化;第二是零點標(biāo)定作業(yè)的自動化,相機安裝以外的作業(yè)已實現(xiàn)自動化,操作簡便,可不依賴于作業(yè)人員而得到穩(wěn)定的結(jié)果。
視覺零點標(biāo)定中,使用工業(yè)機器人的動作程序(下稱“TP程序”)進行一系列的作業(yè)。若執(zhí)行視覺零點標(biāo)定,就會自動創(chuàng)建這些TP程序,但是,利用工業(yè)機器人的離線編程系統(tǒng),還可以預(yù)先創(chuàng)建這些TP程序。這樣,就可以進一步縮短現(xiàn)場的作業(yè)時間,在短暫的時間內(nèi)有效進行作業(yè)。2.3.1簡介2.3.2操作概要視覺零點標(biāo)定的系統(tǒng)構(gòu)成
視覺零點標(biāo)定的操作概要如下所示的操作步驟:相機和測量目標(biāo)的設(shè)置,視覺零點標(biāo)定畫面的顯示,測量所需項目的設(shè)置,測量程序的創(chuàng)建(相機類型的選擇,測量時基準(zhǔn)位置的測量,相機位置的測量,測量程序創(chuàng)建用最大擺動角度的設(shè)置,測量程序的創(chuàng)建),測量程序的執(zhí)行;零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的更新(零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的計算和顯示,零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的更新),零點標(biāo)定結(jié)果的確認(rèn)和輸出。
在此介紹重力補償功能,重力補償功能屬于選項,要使用重力補償功能,需要正確設(shè)置要使用的工具重量和重心位置。工具的重心位置,用參數(shù)調(diào)整的視覺零點標(biāo)定功能的特點可使用獨立選項的負(fù)載推算功能進行測量。
重力補償功能是這樣一種功能,其計算安裝在機械手前端的工具和工件等安裝在手臂的設(shè)備以及手臂的自重引起的手臂的撓曲量,相應(yīng)地對電機的位置進行補償,由此來提高絕對位置精度。通過視覺零點標(biāo)定,除了可進行軸回轉(zhuǎn)角的零點位置調(diào)整外,還可以調(diào)整重力補償功能用參數(shù)。通過調(diào)整重力補償功能用參數(shù),在使用較重的工具或工件時,可以實現(xiàn)更高的絕對位置精度。2.3.3測量姿勢詳細(xì)的創(chuàng)建方法如下兩種方法:第一,測量時基準(zhǔn)位置各自的姿勢角(W、P、R),創(chuàng)建共計27個測量姿勢,其中包括正的最大擺動角度、負(fù)的最大擺動角度和0的3個擺動角度。第二,設(shè)置為各測量位置中的相機到目標(biāo)的距離(相機與測量目標(biāo)的距離)與測量時基準(zhǔn)位置下的相機到目標(biāo)的距離相等。一般情況下在寬廣的作業(yè)區(qū)域使用工業(yè)機器人,因而有的時候難于決定工業(yè)機器人的中心姿勢。這種情況下,著眼于需要最高位置精度的區(qū)域。在若直接使用實際工業(yè)機器人的姿勢,工業(yè)機器人就有可能與周邊發(fā)生干涉的情況下,設(shè)想如下的辦法。
第一種情況,相對于工業(yè)機器人的測量時基準(zhǔn)位置,只改變J1軸的值,將工業(yè)機器人手前端部移動到更加便于運動的場所,將之作為新的測量時基準(zhǔn)位置根據(jù)J1軸的旋轉(zhuǎn)來進行測量時基準(zhǔn)位置的調(diào)整
第二種情況,相對于工業(yè)機器人的測量時基準(zhǔn)位置,不改變工業(yè)機器人手前端部的姿勢而將其移動到更加便于運動的場所,將之作為新的測量時基準(zhǔn)位置不改變手腕姿勢而進行測量時基準(zhǔn)位置的調(diào)整
工業(yè)機器人的手腕法蘭盤為橫向時,通過測量時基準(zhǔn)位置而生成的多個測量姿勢彼此之間有可能橫跨特異姿勢。這種情況下,以使得測量時基準(zhǔn)位置離開特異姿勢的方式調(diào)整工業(yè)機器人姿勢。下面分兩種情況舉例測量時基準(zhǔn)位置。第一,工業(yè)機器人較容易動作的測量時基準(zhǔn)位置。在這種情況下只要設(shè)置如圖所示的測量時基準(zhǔn)位置,就可以增大測量姿勢的最大擺動角度。(1)J2軸、J4軸的角度大致上在0度附近;(2)J3軸的角度為負(fù)值;(3)工業(yè)機器人的手腕法蘭盤朝下。第二,有利于重力補償功能用參數(shù)調(diào)整的測量時基準(zhǔn)位置。這種情況下只要設(shè)置如圖所示的測量時基準(zhǔn)位置,就可以較高的精度計算重力補償功能用參數(shù)。(1)工業(yè)機器人的手腕法蘭盤的法線處于水平方向;(2)J2軸的角度大致上在30度以上。2.3.4相機和測量目標(biāo)的設(shè)置1.相機的設(shè)置
必須將相機切實固定在工業(yè)機器人的工具尖端,原因是雖然不需要相機和測量目標(biāo)各自的設(shè)置精度,但是要以避免在測量中途相機和測量目標(biāo)移動的方式進行固定設(shè)置。使得相機的光軸前端的注視點(下圖所示的視覺TCP)處于從J6軸的中心線偏移的位置。偏移要確保100mm以上。相機到目標(biāo)的距離(相機與測量目標(biāo)的距離)的建議值為400mm
使得相機和工具從工業(yè)機器人機座偏離,進而如圖所示,若使得J3手臂向下方傾斜,手腕部分就難于發(fā)生干涉。
另一方面,相機和工具若在工業(yè)機器人機座附近,或如圖所示那樣J3手臂向上方傾斜,則容易在手腕部分發(fā)生干涉。這種情況下,就需要減小“測量姿勢的擺動角度”,獲得的零點標(biāo)定結(jié)果可能會變差。
參考以下這個例子,能夠適當(dāng)選定相機的配置和工業(yè)機器人的測量時基準(zhǔn)位置。若選擇相機靠向工業(yè)機器人機座的測量時基準(zhǔn)位置,則可以更好地提高對根據(jù)測量時基準(zhǔn)位置而創(chuàng)建的一系列的測量姿勢的評估指標(biāo)。2.測量目標(biāo)的設(shè)置首先就是要將測量目標(biāo)設(shè)置在能夠穩(wěn)定設(shè)置的場所
點陣板的設(shè)置時,要使得點陣板的面與相機的光軸幾乎垂直,以使得點陣板的X軸方向在相機圖像上成為上方向的方式設(shè)置測量目標(biāo)。2.3.5重力補償功能不啟時的視覺零點標(biāo)定操作1.操作概要如下所述順序:相機和測量目標(biāo)的設(shè)置,視覺零點標(biāo)定畫面的顯示,測量程序的創(chuàng)建,測量程序的執(zhí)行,零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的更新,零點標(biāo)定結(jié)果的顯示和記錄。2.畫面的顯示在示教器上按下MENU(菜單)鍵,選擇“實用工具”,按下F1(類型),選擇“iRCalibration"。示教器上顯示如下所示的畫面。在此畫面上,顯示可使用的iRCalibration功能的項目列表,如圖所示。所顯示的項目因選項的狀況而有所不同。
將光標(biāo)指向“視覺零點標(biāo)定”項目,按下F3(詳細(xì))或ENTER(輸入)鍵。示教器上顯示如圖所示的視覺零點標(biāo)定畫面。3.畫面設(shè)置
視覺零點標(biāo)定畫面上的設(shè)置包括兩個設(shè)置項目,一個是工業(yè)機器人組,一個是測量用工具坐標(biāo)系編號。工業(yè)機器人組的設(shè)置是將光標(biāo)指向視覺零點標(biāo)定畫面的“工業(yè)機器人組”,輸入要標(biāo)定的工業(yè)機器人的組編號,此處設(shè)置編號為1。工具坐標(biāo)系編號的設(shè)置是將光標(biāo)指向視覺零點標(biāo)定畫面的“測量用工具坐標(biāo)系編號”,輸入在視覺測量中要使用的工具坐標(biāo)系編號,此處設(shè)置為9。4.測量程序的創(chuàng)建
在視覺零點標(biāo)定畫面上將光標(biāo)指向“創(chuàng)建程序”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵,示教器上顯示如圖所示的創(chuàng)建程序畫面。同時顯示執(zhí)行時監(jiān)視和創(chuàng)建程序畫面的狀態(tài)
在這里需要說明的是視覺零點標(biāo)定測量時的曝光時間,使用此畫面上的設(shè)置。在“視覺數(shù)據(jù)設(shè)置畫面”的“參數(shù)設(shè)置畫面”、“模型示教畫面”上設(shè)置的曝光時間,無法在視覺零點標(biāo)定的測量時使用。
為使得測量目標(biāo)的原點映照在相機中心的方式移動工業(yè)機器人,并進行測量時基準(zhǔn)位置的示教,在創(chuàng)建程序畫面上將光標(biāo)指向“測量時基準(zhǔn)位置”,在按住SHIFT鍵的同時按下F5(記錄位置)。現(xiàn)在位置即被作為測量基準(zhǔn)位置存儲。此時若將光標(biāo)指向“測量時基準(zhǔn)位置”,在測量時基準(zhǔn)位置處于“已記錄”的狀態(tài)下,若在按住SHIFT鍵的同時按下F4(移至),則工業(yè)機器人移動到所存儲的測量時基準(zhǔn)位置。T2模式或AUTO模式時,將工業(yè)機器人的倍率設(shè)置為30%以下,測量相機位置。在T1模式下,更高的倍率也無妨。將測量時基準(zhǔn)位置作為測量的開始姿勢,工業(yè)機器人向著X、Y、Z的正交方向移動數(shù)cm,在沿W、P、R的姿勢方向發(fā)生15度左右變化的多個姿勢下自動移動的同時執(zhí)行相機位置的測量。根據(jù)視覺測量結(jié)果,計算出相機的位置和測量目標(biāo)的位置。將光標(biāo)指向“測量相機的位置”,在按住SHlFT鍵的同時按下F4(執(zhí)行),執(zhí)行相機位置的測量。測量中,示教器上顯示“正在測量相機位置”。
測量結(jié)束后,示教器的畫面按如下所示方式變化:(1)“測量相機的位置”的狀態(tài)成為“完成”。(2)顯示“相機位置已測量”的消息。(3)顯示測量結(jié)果,包括“相機位置”即視覺TCP的位置和“點陣板位置”即點陣板的原點位置。設(shè)置用來進行視覺零點標(biāo)定的測量時最大擺動角度W、P、R。此處三項數(shù)值分別為:20.0deg、20.0deg、30.0deg?!皽y量時最大擺動角度W、P”的建議范圍為20度~45度?!皽y量時最大擺動角度R”的建議范圍為30度~45度。測量時最大擺動角度越大,零點標(biāo)定參數(shù)的調(diào)整精度越好,但是所需的動作區(qū)域?qū)U大。測量時最大擺動角度W、P若超過45度,則有可能無法進行視覺測量。
創(chuàng)建測量程序。將光標(biāo)指向“創(chuàng)建程序”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。創(chuàng)建程序結(jié)束后,示教器的畫面中“創(chuàng)建程序”的狀態(tài)成為“完成”和顯示“測量程序已創(chuàng)建”的消息。
工業(yè)機器人組為1時,創(chuàng)建TP程序VMAST11和VMDATA11。VMAST和VMDATA之后的最初的數(shù)字表示工業(yè)機器人組編號。最后確認(rèn)評估指標(biāo),評估指標(biāo)越小,越能夠得到精度好的視覺零點標(biāo)定結(jié)果,在評估指標(biāo)大于4.2時,增大測量時最大擺動角度,從設(shè)置用來進行視覺零點標(biāo)定的測量時最大擺動角度W、P、R開始重新操作。即使經(jīng)過如此操作評估指標(biāo)也得不到改善時,以使得相機和測量目標(biāo)的距離離開的方式再示教測量時基準(zhǔn)位置,并從“測量時基準(zhǔn)位置”開始重新操作。重新執(zhí)行測量程序的創(chuàng)建示教器畫面5.測量程序執(zhí)行
將光標(biāo)指向“執(zhí)行”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵,顯示測量程序的編輯畫面,如圖所示。T2模式或AUTO模式時,將工業(yè)機器人的倍率設(shè)置為30%以下,執(zhí)行所顯示的程序。在T1模式下,更高的倍率也無妨。6.數(shù)據(jù)更新
將光標(biāo)指向“更新零點標(biāo)定數(shù)據(jù)”,示教器上顯示如下零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的更新畫面。在此時刻,尚未更新零點標(biāo)定參數(shù)。確認(rèn)所顯示的項目,如果沒有問題,就在按住SHIFT鍵的同時按下F3(更新),更新零點標(biāo)定數(shù)據(jù)。
零點標(biāo)定數(shù)據(jù)更新后,需要重新設(shè)置簡易零點標(biāo)定功能的基準(zhǔn)點。如果沒有設(shè)置基準(zhǔn)點,就把所有關(guān)節(jié)的角度設(shè)置為0度的點作為基準(zhǔn)點。7.結(jié)果顯示和記錄
零點標(biāo)定結(jié)果的顯示和記錄的操作方式為將光標(biāo)指向“顯示零點標(biāo)定結(jié)果”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。示教器上顯示如圖所示的零點標(biāo)定結(jié)果的顯示畫面。
輸出記錄視覺零點標(biāo)定結(jié)果的日志文件VCMT_LOG.TXT,將會被寫入到在文件畫面上選擇的輸入輸出裝置(存儲卡、USB存儲器等)中。若VCMT_LOG.TXT已經(jīng)存在,則在以往存在的內(nèi)容之后追加新的內(nèi)容。2.3.6啟用重力補償功能時的視覺零點標(biāo)定的操作1.功能簡介
工業(yè)機器人會被在各種不同的條件下使用,因而不該一概而論,但是大致上在如下所示的情況下,只要同時進行重力補償用參數(shù)的調(diào)整,就可得到理想的定位精度。第一種情況:工業(yè)機器人的可搬運重量超過100kg。第二種情況:安裝在手前端部的負(fù)載超過工業(yè)機器人可搬運重量的1/2。第三種情況:J3手臂上的機器安裝面放置有裝置等的情況下,其重量比工業(yè)機器人手前端部的負(fù)載重量足夠輕。
實際上,應(yīng)根據(jù)工業(yè)機器人的使用條件,建議由客戶進行視覺零點標(biāo)定的應(yīng)用研究,在啟動工業(yè)機器人系統(tǒng)前確認(rèn)其效果。此外,工業(yè)機器人手前端部所承受的負(fù)載有多個種類或工業(yè)機器人的作業(yè)范圍比較大時,傾向于增大在視覺零點標(biāo)定中使用的負(fù)載數(shù)。若安裝在手前端部的負(fù)載不太重,以及只使用一個負(fù)載的情況下,傾向于反復(fù)進行視覺零點標(biāo)定的測量和更新,直到“補償角度”變得足夠小。
若進行重力補償功能用參數(shù)的調(diào)整,取代默認(rèn)值而使用經(jīng)過調(diào)整的值。萬一因此而定位精度不佳時,通過如下處理使得重力補償功能用參數(shù)返回默認(rèn)值,再度執(zhí)行視覺零點標(biāo)定。使得重力補償功能用參數(shù)返回默認(rèn)值的方法:使得系統(tǒng)變量$GRAVC_GRP[n].$MODE_SW,$GRAVC__GRP[n].$PCONS[1-9]的值返回視覺零點標(biāo)定執(zhí)行前的值,重新通電。n為工業(yè)機器人組編號。大多數(shù)情況下,將$GRAVC_GRP[n].$MODE_SW,$GRAVC_GRP[n].$SPCONS[1-9]的值全都設(shè)定為0。2.操作概要
啟用重力補償功能時的視覺零點標(biāo)定的操作概要如下所述:相機和測量目標(biāo)的設(shè)置,視覺零點標(biāo)定畫面的顯示,測量程序的創(chuàng)建,測量程序的執(zhí)行,零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的更新,零點標(biāo)定結(jié)果的顯示和記錄。3.畫面顯示
按下MENU(菜單)鍵,選擇“實用工具”,按下F1(類型),選擇“iRCalibration",示教器上顯示可使用的iRCalibration功能的項目列表。所顯示的項目因選項的狀況而有所不同。將光標(biāo)指向“視覺零點標(biāo)定”項目,按下F3(詳細(xì))或ENTER(輸入)鍵。示教器上顯示如圖所示的視覺零點標(biāo)定畫面。4.畫面設(shè)置
啟用重力補償功能時的視覺零點標(biāo)定畫面上的設(shè)置包括兩個設(shè)置項目,一個是工業(yè)機器人組,一個是測量用工具坐標(biāo)系編號。工業(yè)機器人組的設(shè)置是將光標(biāo)指向視覺零點標(biāo)定畫面的“工業(yè)機器人組”,輸入要標(biāo)定的工業(yè)機器人的組編號,此處設(shè)置為1。工具坐標(biāo)系編號的設(shè)置是將光標(biāo)指向視覺零點標(biāo)定畫面的“測量用工具坐標(biāo)系編號”,輸入在視覺測量中要使用的工具坐標(biāo)系編號,此處設(shè)置為9。5測量程序創(chuàng)建在視覺零點標(biāo)定畫面上將光標(biāo)指向“創(chuàng)建程序”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。示教器上顯示如圖所示的創(chuàng)建程序畫面。
設(shè)置為能夠同時看到圖像和創(chuàng)建程序畫面。示教器成為如圖所示的情形。
為使得測量目標(biāo)的原點映照在相機中心的方式移動工業(yè)機器人,并進行測量時基準(zhǔn)位置的示教。在創(chuàng)建程序畫面上將光標(biāo)指向“測量時基準(zhǔn)位置”,在按住SHIFT鍵的同時按下F5(記錄位置)?,F(xiàn)在位置即被作為測量基準(zhǔn)位置存儲,此時若將光標(biāo)指向“測量時基準(zhǔn)位置”,在測量時基準(zhǔn)位置處于“已記錄”的狀態(tài)下,若在按住SHIFT鍵的同時按下F4(移至),則工業(yè)機器人移動到所存儲的測量時基準(zhǔn)位置。T2模式或AUTO模式時,將工業(yè)機器人的倍率設(shè)置為30%以下,測量相機位置。在T1模式下,更高的倍率也無妨。將測量時基準(zhǔn)位置作為測量的開始姿勢,工業(yè)機器人向著X、Y、Z的正交方向移動數(shù)cm,在沿W、P、R的姿勢方向發(fā)生15度左右變化的多個姿勢下自動移動的同時執(zhí)行相機位置的測量。根據(jù)視覺測量結(jié)果,計算出相機的位置和測量目標(biāo)的位置。
若測量相機位置,則將影響到使用相同相機位置編號的所有負(fù)載條件。對已測量的相機位置進行再測量時,需要對使用該相機位置編號的所有負(fù)載再度進行測量程序的創(chuàng)建和執(zhí)行。將光標(biāo)指向“測量相機的位置”,在按住SHlFT鍵的同時按下F4(執(zhí)行),執(zhí)行相機位置的測量。測量中,示教器上顯示“正在測量相機位置”。
測量結(jié)束后,示教器的畫面按如下所示方式變化:(1)“測量相機的位置”的狀態(tài)成為“完成”。(2)顯示“相機位置已測量”的消息。(3)顯示測量結(jié)果,包括“相機位置”即視覺TCP的位置和“點陣板位置”即點陣板的原點位置。
設(shè)置用來進行視覺零點標(biāo)定的測量時最大擺動角度W、P、R,此處三項值分別為20.0deg、20.0deg、30.0deg。在進行包括重力補償功能用參數(shù)調(diào)整的視覺零點標(biāo)定的情形時,“測量時最大擺動角度W、P”的建議范圍為35度~45度?!皽y量時最大擺動角度R”的建議值為45度。測量時最大擺動角度越大,零點標(biāo)定參數(shù)的調(diào)整精度越好,但是所需的動作區(qū)域?qū)U大。測量時最大擺動角度W、P若超過45度,則有可能無法進行視覺測量,設(shè)置為測量時最大擺動角度W、P不易超過45度。
創(chuàng)建測量程序,將光標(biāo)指向“創(chuàng)建程序”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。創(chuàng)建程序結(jié)束后,示教器的畫面按如下所示方式變化:(1)“創(chuàng)建程序”的狀態(tài)成為“完成”;(2)顯示“測量程序已創(chuàng)建”的消息。重新執(zhí)行測量程序的創(chuàng)建示教器畫面6.測量程序執(zhí)行
將光標(biāo)指向“7執(zhí)行:VMAST11(~3)”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。顯示測量程序的編輯畫面,如圖2.36所示。T2模式或AUTO模式時,將工業(yè)機器人的倍率設(shè)置為30%以下,執(zhí)行所顯示的程序。在T1模式下,更高的倍率也無妨。在執(zhí)行測量程序的中途,無法從P[1]移動到[27]中的任何一個位置時,確認(rèn)點陣板處于相機視野內(nèi),對可移動的位置進行再示教。測量程序的編輯畫面7.數(shù)據(jù)更新
將光標(biāo)指向“更新零點標(biāo)定數(shù)據(jù)”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。示教器上顯示“更新重力補償參數(shù)嗎?”的消息。要調(diào)整重力補償功能用參數(shù)時,按下F4(是)。不調(diào)整重力補償功能用參數(shù),只調(diào)整零點標(biāo)定參數(shù)時,按下F5(否)。在進行只對零點標(biāo)定參數(shù)予以調(diào)整的視覺零點標(biāo)定時,能夠選擇的負(fù)載只有1種,請勿將2個以上的負(fù)載狀態(tài)設(shè)置為“啟用”。若在確認(rèn)是否對重力補償功能用參數(shù)進行補償?shù)漠嬅嫔习聪翭4(是),或者在確認(rèn)是否對重力補償功能用參數(shù)進行補償?shù)漠嬅嫔习聪翭5(否)則會在示教器上顯示相應(yīng)的的零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的更新畫面。在此時刻,尚未更新零點標(biāo)定參數(shù)。
確認(rèn)所顯示的項目,如果沒有問題,就在按住SHIFT鍵的同時按下F3(更新),更新零點標(biāo)定數(shù)據(jù)。8.結(jié)果的顯示和記錄
啟用重力補償功能時的零點標(biāo)定結(jié)果的顯示和記錄的操作方式為將光標(biāo)指向“顯示零點標(biāo)定結(jié)果”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。則在示教器上顯示零點標(biāo)定結(jié)果的顯示畫面。2.3.7可使用的測量目標(biāo)
視覺零點標(biāo)定,只可以使用點陣板來作為通過視覺檢測的測量目標(biāo)。視覺零點標(biāo)定中使用的點陣板,必須滿足如圖所示規(guī)格。也可以使用如下iRVision用點陣板。種類尺寸(mm)點陣間距(mm)相機校準(zhǔn)點陣板A1007.5相機校準(zhǔn)點陣板B20015相機校準(zhǔn)點陣板C400302.4拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定2.4.1簡介
拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定功能是利用相機來測量在工業(yè)機器人的工具尖端安裝的專用測量目標(biāo),通過對拳頭工業(yè)機器人的機構(gòu)參數(shù)的誤差進行計算和補償,來提高拳頭工業(yè)機器人的定位精度的一種功能。該功能對于提高基于TCP設(shè)置、視覺測量的位置補償?shù)鹊木扔行А?/p>
拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定的特點和制約可從三個方面來說。第一是本功能只對應(yīng)M-1i/0.5S(4軸類型),與M-1iA的其它類型(6軸類型、3軸類型、長臂型)、M-2iA、M-3iA不對應(yīng)。此外,本功能只有在工業(yè)機器人的設(shè)置角為0度時可應(yīng)用;第二是要應(yīng)用本功能,工業(yè)機器人必須處在已經(jīng)進行了專用夾具零點標(biāo)定的狀態(tài)。第三是為了進行視覺測量,工業(yè)機器人將會在廣闊的范圍內(nèi)移動,所以為避免引起外圍設(shè)備和工業(yè)機器人的相互干涉,需要確保充分的動作區(qū)域。2.4.2功能概要拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定的系統(tǒng)構(gòu)成(M-1iA/0.5S)視覺測量執(zhí)行用TP程序,如下所示。
在TP程序VCGMM05S的執(zhí)行中,程序會多次成為暫停狀態(tài),但是請勿在此時使得工業(yè)機器人點動,或者執(zhí)行其他程序。2.4.3拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定的操作1.操作概要
操作概要為如下所述順序:相機的準(zhǔn)備,目標(biāo)的安裝,測量所需參數(shù)的設(shè)制和執(zhí)行時監(jiān)視的顯示,相機位置1、2、3、4的視覺測量的執(zhí)行,拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定畫面的顯示,更新機構(gòu)參數(shù),相機和目標(biāo)的移除。2.相機的準(zhǔn)備安裝到相機上的鏡頭和近攝環(huán)3.測量目標(biāo)的安裝M-1iA/0.5S的拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定專用測量目標(biāo)M-1iA/0.5S的拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定專用測量目標(biāo)的安裝4.測量所需參數(shù)的設(shè)置和執(zhí)行時監(jiān)視的顯示
測量所需參數(shù)的設(shè)置和執(zhí)行時監(jiān)視的顯示部分主要包括:示教器被設(shè)定為禁用時,無法變更TP程序的值。必須在將示教器設(shè)定為啟用后變更值。通過TP程序VCGMM05S的執(zhí)行,設(shè)置本功能的測量中所使用的相機種類、進行本功能測量的工業(yè)機器人的組編號,調(diào)整相機的曝光時間,并顯示執(zhí)行時監(jiān)視。具體步驟如下:
通過打開程序一覽畫面,選擇TP程序VCGMM05S來打開TP程序VCGMM05S的編輯畫面。將光標(biāo)指向“CALLVT_M05S(‘CAMERA’,1)”的被下圖的邊框圈起來的部位,選擇在拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定的測量中使用的相機種類。輸入的數(shù)字,對應(yīng)如下相機:1、SONYXC-56;2、BASLERacA640-20um;3、KOWASC36MF;將光標(biāo)指向“CALLVT_M05S(‘GROUP’,1)”,輸入進行拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定的工業(yè)機器人的組編號;如有需要,將光標(biāo)指向“CALLVT_M05S(‘EXPOS’,80)”,輸入相機的曝光時間的(單位:ms)。此處首先將曝光時間設(shè)置為80ms而開始視覺測量,在圖像過于明亮或者過去暗淡時,變更曝光時間,并重新測量。最后將光標(biāo)指向畫面第一行后,執(zhí)行TP程序VCGMM05S。5.視覺測量的執(zhí)行
視覺測量的執(zhí)行是通過TP程序VCGMM05S的執(zhí)行,進行基于相機的視覺測量,相機的設(shè)置部位共有4處。
相機位置1的視覺測量的執(zhí)行步驟如下:
重新運行處于暫停狀態(tài)的TP程序VCGMM05S時,工業(yè)機器人向著原點位置移動后,向著相機位置1的測量開始位置移動。這里需要注意在工業(yè)機器人移動中,要注意避免引起測量目標(biāo)和外圍設(shè)備的相互干涉。所謂原點位置,就是(J1,.J2,.J3,.J4)=(25度,25度,25度,0度)的姿勢,相機位置1的測量開始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(-6度,-27度,-34度,-165度)的姿勢。這些值是在應(yīng)用拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定中計算的機構(gòu)參數(shù)前的值,小數(shù)點以下部分的數(shù)值已被四舍五入。在向原點位置的移動中,示教器的顯示“正在向原點位置移動…”。在向相機位置1的測量開始位置的移動中,示教器的顯示成為“正在向測量開始位置移動…”。在向測量開始位置移動后,在示教器的最上面一行顯示“請將相機設(shè)置在目標(biāo)的下方?!?,相機成為實時狀態(tài),TP程序成為暫停狀態(tài)。此處需要注意請勿在TP程序VCGMM05S處于暫停狀態(tài)期間點動工業(yè)機器人,或者執(zhí)行其他程序。
將相機固定設(shè)置在測量目標(biāo)的下方。需要以滿足如下條件的方式進行固定設(shè)置。使得鏡頭的尖端和測量目標(biāo)之間的距離處在如下所述值的范圍內(nèi)的方式設(shè)置相機。SONYXC-56的情形時是110~130mm、BASLERacA640-20um的情形時是145~170mm、KOWASC36MF的情形時是135~160mm。
盡量使得相機與測量目標(biāo)正對的方式設(shè)置相機,要使得相對測量目標(biāo)的相機的傾斜處在3°以內(nèi),如圖所示
配置相機,使得圖像上顯示的紅色十字線的交點如圖2.47所示那樣在測量目標(biāo)上多個排列的點陣板中被拍入位于中央的點的內(nèi)部。圖像上所顯示的點的輪廓看不到太清楚時,請確認(rèn)鏡頭的焦點和光圈的設(shè)置、以及鏡頭和近攝環(huán)是否已被正確安裝。圖像上所顯示的測量目標(biāo)的表面看上去呈白色時,圖像過于明亮,所以要在確認(rèn)鏡頭的光圈設(shè)置是否正確后,減小曝光時間。
相機設(shè)置后,重新運行處于暫停狀態(tài)的TP程序時,將會開始相機位置1的視覺測量。要注意避免在工業(yè)機器人移動中引起測量目標(biāo)和外圍設(shè)備的相互干涉,絕對不要在視覺測量中移動已被固定設(shè)置的相機,將工業(yè)機器人的倍率設(shè)定為30%以下而執(zhí)行程序。
首先,通過視覺測量確認(rèn)相機位置和測量目標(biāo)位置是否適當(dāng)。然后,將相機的光軸作為旋轉(zhuǎn)軸,以每次旋轉(zhuǎn)30°的方式將測量目標(biāo)從0°旋轉(zhuǎn)到330°,使得工業(yè)機器人移動,由此共在12處的測量姿勢下進行視覺測量。
視覺測量中,在示教器最上面一行顯示用來表示在共12處的測量中進行了第幾個測量的數(shù)字。比如“[3/12]正在測量...請不要移動相機”表示進行第三個測量姿勢的視覺測量。測量完成后,在示教器的最上面一行顯示“[1/4]測量已經(jīng)完成?!?。
在相機位置1的測量完成后,重新運行處于暫停狀態(tài)的TP程序VCGMM05S時,工業(yè)機器人在向著原點位置移動后,向著相機位置2的測量開始位置移動。相機位置2,相機位置3,相機位置4的測量的執(zhí)行步驟,與相機位置1的測量一樣,所以,請參照相機位置1的視覺測量的執(zhí)行步驟執(zhí)行測量。需要知道的是相機位置2的測量開始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(12度,33度,23度,-165度)的姿勢,相機位置3的測量開始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(44度,-16度,14度,-165度)的姿勢,相機位置4的測量開始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(40度,17度,-25度,-165度)的姿勢。6.畫面操作
按下MENU(菜單)鍵,從彈出式菜單中選擇“實用工具”。按下F1(類型)鍵,從彈出式菜單中選擇“iRCalibration”。示教器上顯示iRCalibration的列表畫面。將光標(biāo)指向“拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定”項目,按下F3(詳細(xì))或ENTER(輸入)鍵。示教器上顯示如圖所示的拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定畫面。將光標(biāo)指向“J4驅(qū)動軸的相位”項目,按下F4(選擇)鍵。
從彈出式列表的“-60”、“-30”、“0”、“+30”、“+60”、“+90”中選擇J4軸驅(qū)動軸的相位。對于將J4軸移動到0度時的圖中所示的驅(qū)動軸端部分的形狀,從正面用肉眼觀察而判斷相位。下圖表示J4軸為0度時從正面觀察驅(qū)動軸端部分的形狀。7.更新機構(gòu)參數(shù)
確認(rèn)已經(jīng)設(shè)置J4軸驅(qū)動軸的相位值后,進行更新機構(gòu)參數(shù)的步驟。
在拳頭工業(yè)機器人視覺零點標(biāo)定畫面上將光標(biāo)指向“更新機構(gòu)參數(shù)”項目,按下F4(執(zhí)行)鍵或ENTER鍵。執(zhí)行機構(gòu)參數(shù)的計算,計算成功時,在示教器的畫面上顯示更新機構(gòu)參數(shù)畫面。在示教器畫面的最下面一行顯示“機構(gòu)參數(shù)計算失敗”時,無法顯示更新機構(gòu)參數(shù)畫面,請在重新確認(rèn)測量目標(biāo)的安裝、相機設(shè)置、鏡頭設(shè)置后再執(zhí)行視覺測量。
在確認(rèn)畫面上所顯示的工業(yè)機器人組和J4軸驅(qū)動軸的相位設(shè)置正確后,在按住SHIFT鍵的同時按下F3(更新)鍵進行機構(gòu)參數(shù)的更新。2.4.4機構(gòu)參數(shù)的重置
機構(gòu)參數(shù)的重置方法,比如創(chuàng)建如下的TP程序:CALLVT_M05S(‘RESET’,1)。調(diào)用程序VT_M05S時的第一個自變量設(shè)置“RESET”,第二個自變量的值設(shè)置用來重置機構(gòu)參數(shù)的工業(yè)機器人的組編號。執(zhí)行該TP程序。示教器畫面上顯示“機構(gòu)參數(shù)已經(jīng)被重置。”。
再次執(zhí)行零點標(biāo)定時的處理是在對應(yīng)用本功能的工業(yè)機器人通過機構(gòu)的部件更換等而再次執(zhí)行零點標(biāo)定時,通過本功能計算而得的機構(gòu)參數(shù)將會無效。請在通過上述方法重置機構(gòu)參數(shù)后再度進行視覺測量,并進行機構(gòu)參數(shù)的更新。2.5視覺零點標(biāo)定恢復(fù)2.5.1簡介視覺零點標(biāo)定恢復(fù)功能的特點和制約可從五個方面來說。(1)本功能只對應(yīng)6軸工業(yè)機器人,無法在4軸和5軸工業(yè)機器人上使用。此外,無法在拳頭工業(yè)機器人上使用本功能。(2)相機安裝以外的作業(yè)已實現(xiàn)自動化。操作簡單,不依賴于作業(yè)人員,可確保精度地恢復(fù)已被零點標(biāo)定的狀態(tài)。(3)在進行多個軸的部件更換時,可同時恢復(fù)這些軸的零點標(biāo)定狀態(tài)。(4)使用本功能的條件是,在進行部件的更換作業(yè)之前工業(yè)機器人能夠移動。(5)本功能需要在部件更換作業(yè)的前后用相機和點陣板進行視覺測量。部件更換作業(yè)前后進行視覺測量時,相機和點陣板的位置需要保持完全一致。因此,從部件更換作業(yè)前的視覺測量開始,到部件更換后的視覺測量結(jié)束為止,不能改變相機和點陣板的位置。2.5.2功能的概要1.系統(tǒng)構(gòu)成視覺零點標(biāo)定的系統(tǒng)構(gòu)成2.操作概要
操作概要如下所述順序:相機和點陣板的設(shè)置,視覺零點標(biāo)定恢復(fù)畫面的顯示,測量所需項目的設(shè)置,設(shè)置要恢復(fù)的工業(yè)機器人軸畫面的顯示,此處是要恢復(fù)的軸的設(shè)置,創(chuàng)建程序畫面的顯示,部件更換前測量程序的執(zhí)行,檢查基準(zhǔn)測量結(jié)果畫面的顯示,部件的更換作業(yè)和暫時的零點標(biāo)定,部件更換后測量程序的執(zhí)行,恢復(fù)零點標(biāo)定數(shù)據(jù)畫面的顯示,恢復(fù)結(jié)果的顯示。2.5.3視覺零點標(biāo)定恢復(fù)的測量姿勢視覺零點標(biāo)定恢復(fù)中使用多個測量姿勢。根據(jù)測量時基準(zhǔn)位置(初始值)自動創(chuàng)建這些測量姿勢。詳細(xì)的創(chuàng)建方法如下所示。測量時基準(zhǔn)位置各自的姿勢角(W、P、R),創(chuàng)建共計27個測量姿勢,其中包括正的最大擺動角度、負(fù)的最大擺動角度和0的3個擺動角度。設(shè)置為各測量位置中的相機到目標(biāo)的距離(相機與點陣板的距離)與測量時基準(zhǔn)位置下的相機到目標(biāo)的距離相等,如圖所示。
測量時基準(zhǔn)位置,在所創(chuàng)建的多個測量姿勢中設(shè)置在工業(yè)機器人與周圍不會相互干涉,工業(yè)機器人能夠在廣闊的范圍內(nèi)動作的位置。
只要設(shè)置如圖所示的測量時基準(zhǔn)位置,就可以增大測量姿勢的最大擺動角度。第一,J2軸、J4軸的角度大致上在0度附近;第二,J3軸的角度為負(fù)值;第三,工業(yè)機器人的手腕法蘭盤朝下。2.5.4相機和點陣板的設(shè)置
首先介紹相機的設(shè)置,將相機切實固定在工業(yè)機器人的工具上。相機可以固定在工業(yè)機器人的工具上的任意位置。要避免在視覺零點標(biāo)定恢復(fù)中途相機位置發(fā)生變動的方式進行固定設(shè)置。
使得相機的光軸前端的注視點(如圖2.54所示的視覺TCP)處于從J6軸的中心線偏移的位置。偏移要確保100mm以上。相機到目標(biāo)的距離(相機與點陣板的距離)的建議值約為500mm。
使得相機和工具從工業(yè)機器人機座偏離,若使得J3手臂向下方傾斜,手腕部分就難于發(fā)生干涉。
另一方面,相機和工具若在工業(yè)機器人機座附近,或?qū)3手臂向上方傾斜,則容易在手腕部分發(fā)生干涉。這種情況下,就需要減小“測量姿勢的擺動角度”,零點標(biāo)定狀態(tài)的恢復(fù)結(jié)果可能會變差。2.5.5視覺零點標(biāo)定恢復(fù)的操作1.操作概要
首先介紹操作概要,如下所述順序:相機和點陣板的設(shè)置,視覺零點標(biāo)定恢復(fù)畫面的顯示,設(shè)置要恢復(fù)的工業(yè)機器人軸畫面的顯示,創(chuàng)建程序面面的顯示,進行基準(zhǔn)測量,檢查基準(zhǔn)測量結(jié)果畫面的顯示,部件的更換作業(yè)和暫時的零點標(biāo)定,進行恢復(fù)測量,零點標(biāo)定狀態(tài)的恢復(fù),恢復(fù)結(jié)果的顯示和記錄。2.畫面顯示
按下MENU(菜單)鍵,選擇“實用工具”,按下F1[類型],選擇“iRCalibration”。示教器上顯示可使用的iRCalibration功能的項目列表。所顯示的項目因選項的狀況而有所不同。將光標(biāo)指向“視覺零點標(biāo)定恢復(fù)”項目,按下F3(詳細(xì))或ENTER(輸入)鍵。示教器上顯示如圖2.55所示的視覺零點標(biāo)定恢復(fù)畫面。3.設(shè)置要恢復(fù)的工業(yè)機器人軸
在視覺零點標(biāo)定恢復(fù)畫面上將光標(biāo)指向“設(shè)置要恢復(fù)的工業(yè)機器人軸”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。示教器顯示設(shè)置要恢復(fù)的工業(yè)機器人軸畫面。將光標(biāo)指向要恢復(fù)零點標(biāo)定狀態(tài)的軸,在按住SHIFT鍵的同時按下F4(啟用),就可設(shè)置要恢復(fù)的軸??梢赃x擇多個恢復(fù)零點標(biāo)定狀態(tài)的軸。此外,在按住SHIFT鍵的同時按下F5(禁用),就可以解除要恢復(fù)的軸設(shè)置。要恢復(fù)的軸設(shè)置完成后,按下PREV鍵,返回視覺零點標(biāo)定恢復(fù)畫面。4.創(chuàng)建程序
確認(rèn)“設(shè)置要恢復(fù)的工業(yè)機器人軸”的狀態(tài)已經(jīng)是“完成”的狀態(tài)下,就可以進行創(chuàng)建程序了。具體步驟如下:在視覺零點標(biāo)定恢復(fù)畫面上將光標(biāo)指向“創(chuàng)建程序”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。示教器上顯示如圖所示的創(chuàng)建程序畫面。在iPendant上同時顯示執(zhí)行時監(jiān)視和創(chuàng)建程序畫面重新執(zhí)行測量程序的創(chuàng)建示教器畫面5.進行基準(zhǔn)測量
將光標(biāo)指向“進行基準(zhǔn)測量”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。顯示如圖所示測量程序的編輯畫面。6.檢查基準(zhǔn)測量結(jié)果
將光標(biāo)指向“檢查基準(zhǔn)測量結(jié)果”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。顯示檢查基準(zhǔn)測量結(jié)果畫面,如圖所示。7.部件的更換作業(yè)和暫時的零點標(biāo)定
進行部件的更換作業(yè),注意部件更換作業(yè)前后進行視覺測量時,要保證相機和點陣板的位置需要完全一致,部件的更換作業(yè)中,要注意避免相機和點陣板的安裝位置發(fā)生變動。
部件的更換作業(yè)后,對于進行部件的更換而零點標(biāo)定數(shù)據(jù)無效的軸,通過單軸零點標(biāo)定等執(zhí)行暫時的零點標(biāo)定,進行位置匹配。暫時的零點標(biāo)定精度只要是視覺精度就足夠了。8.恢復(fù)測量
將光標(biāo)指向“進行恢復(fù)測量”,按F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。顯示測量程序的編輯畫面。T2模式或AUTO模式時,將工業(yè)機器人的倍率設(shè)置為30%以下,執(zhí)行所顯示的程序。在T1模式下,更高的倍率也無妨。在執(zhí)行部件更換后的測量程序時,請勿變更測量程序的P[1]至[27]的示教位置。
部件更換后的測量程序執(zhí)行中,點陣板的4個較大的黑色圓圈越出拍攝的圖像而檢測失敗,顯示錯誤消息“CVIS-20大圓無法找到”時,可能是由于暫時零點標(biāo)定的結(jié)果與部件更換前的零點標(biāo)定狀態(tài)相比大幅度偏移所致,請再度重新進行部件已更換的軸的暫時零點標(biāo)定。
測量完成后,根據(jù)相關(guān)步驟恢復(fù)到視覺零點標(biāo)定恢復(fù)畫面。9.恢復(fù)零點標(biāo)定數(shù)據(jù)
將光標(biāo)指向“恢復(fù)零點標(biāo)定數(shù)據(jù)”,按F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。示教器上顯示如圖2.61所示的恢復(fù)零點標(biāo)定數(shù)據(jù)畫面。在此時刻,尚未恢復(fù)零點標(biāo)定的狀態(tài)。確認(rèn)所顯示的項目,如果沒有問題,按住SHIFT鍵的同時按下F3(更新),更新零點標(biāo)定數(shù)據(jù)。10.顯示和記錄恢復(fù)結(jié)果
將光標(biāo)指向“顯示恢復(fù)結(jié)果”,按下F4(執(zhí)行)或ENTER鍵。示教器上顯示如下所示的零點標(biāo)定結(jié)果的顯示畫面。2.5.6可使用的測量目標(biāo)
視覺零點標(biāo)定恢復(fù),只可以使用點陣板來作為通過視覺檢測的測量目標(biāo)。視覺零點標(biāo)定恢復(fù)中使用的點陣板,必須滿足與視覺零點標(biāo)定相同的規(guī)格。
所有黑色圓圈都排列成正方的格子狀。中間附近有4個較大的黑色圓圈,表示如圖示那樣的坐標(biāo)系的原點和方向。較大的黑色圓圈,其半徑是其它黑色圓圈的大約1.5倍。
需要使用大小對應(yīng)相機視野尺寸的點陣板。作為點陣板的選擇標(biāo)準(zhǔn),在將相機和點陣板的距離設(shè)為大約500mm時,拍入相機圖像的X軸方向的3個黑色圓圈的最大距離占相機視野寬的1/5至1/4。2.6單軸視覺零點標(biāo)定2.6.1簡介
單軸視覺零點標(biāo)定的特點和制約可從兩個方面來說。第一,操作簡單,不依賴于作業(yè)人員的技能,可確保精度地恢復(fù)已被零點標(biāo)定的狀態(tài)。第二,需要本功能專用的目標(biāo)標(biāo)記和AMU(AxisMeasuringUnit:軸測量單元)。2.6.2單軸視覺零點標(biāo)定功能的概要1.系統(tǒng)配置單軸視覺零點標(biāo)定的系統(tǒng)構(gòu)成2.目標(biāo)標(biāo)記
目標(biāo)標(biāo)記是安裝在工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)上的單軸視覺零點標(biāo)定專用的視覺測量用標(biāo)記。這些目標(biāo)標(biāo)記屬于工業(yè)機器人機構(gòu)部的選項,需要在購買工業(yè)機器人時一起訂購。R-2000iB/250F的目標(biāo)標(biāo)記安裝位首先介紹貼紙式目標(biāo)標(biāo)記和可裝卸式目標(biāo)標(biāo)記,包括三個方面:第一,目標(biāo)標(biāo)記包括兩種,即貼紙式目標(biāo)標(biāo)記和可裝卸式目標(biāo)標(biāo)記。第二,貼紙式目標(biāo)標(biāo)記在標(biāo)貼于工業(yè)機器人的狀態(tài)下出廠。為了避免破損或弄臟,貼紙式目標(biāo)標(biāo)記上安裝有蓋板,進行測量時,請拆除蓋板。第三,為了因避免破損或被弄臟而電纜發(fā)生干涉,只有在進行測量時通過安裝在目標(biāo)標(biāo)記上的螺絲或磁性來將可裝卸式目標(biāo)標(biāo)記安裝在工業(yè)機器人上。如果機種相同,則可以在多個工業(yè)機器人上輪回使用可裝卸式目標(biāo)標(biāo)記。R-2000iB/250F的J2軸(貼紙式目標(biāo)標(biāo)記)R-2000iB/250F的J6軸(可裝卸式目標(biāo)標(biāo)記)下面介紹1個孔標(biāo)記和4個孔標(biāo)記,目標(biāo)標(biāo)記如圖所示,可裝卸式目標(biāo)標(biāo)記上有的標(biāo)貼有記載了校準(zhǔn)值的貼紙如圖所示。3.AMU(AxisMeasuringUnit)概要AMU是單軸視覺零點標(biāo)定專用的相機單元。AMU上安裝有LED指示燈。若將AMU連接到工業(yè)機器人控制裝置上,接通工業(yè)機器人控制裝置的電源,安裝在AMU上的LED指示燈就會呈紅色點亮。安裝在AMU上的托架包括從兩種,即正面測量用托架和高低差測量用托架,如圖所示。安裝了從正面測量用托架的AMU安裝了高低差測量用托架的AMU
視覺測量中,作業(yè)人員手拿AMU,將AMU的托架前端輕輕推壓至目標(biāo)標(biāo)記的4個孔標(biāo)記(貼紙式目標(biāo)標(biāo)記時為標(biāo)貼有貼紙的一面)。通過將托架推壓至目標(biāo)標(biāo)記,即可相對于目標(biāo)標(biāo)記將內(nèi)置在AMU中的相機保持在適當(dāng)?shù)奈恢茫鐖D所示。4.視覺測量概要視覺測量包括兩種,即“從正面測量”和“從左右測量”。如圖所示是從正面測量中,從目標(biāo)標(biāo)記的正面在短暫時的時間內(nèi)推壓AMU的托架前端。
通過視覺來測量如圖中所示的、目標(biāo)標(biāo)記的1個孔標(biāo)記和4個孔標(biāo)記的偏移值,以及反復(fù)地以使偏移值逐漸變小的方式自動移動標(biāo)定軸,就會使得該軸向著目標(biāo)標(biāo)記的3個圓點呈縱向排列在一條直線上的叫作“基準(zhǔn)位置”的位置移動。當(dāng)控制裝置判斷反復(fù)測量的偏移值變得充分小時,從正面測量結(jié)束。如圖是從左右測量中,從目標(biāo)標(biāo)記的右側(cè)在短暫時間內(nèi)推壓AMU,然后從目標(biāo)標(biāo)記的左側(cè)在短暫的時間內(nèi)推壓AMU。
根據(jù)工業(yè)機器人機構(gòu)部的個體差,有時會在1個孔標(biāo)記和4個孔標(biāo)記之間產(chǎn)生微小的高低差如下圖所示。從左右測量,如圖所示,是為了求取此高低差尺寸的視覺測量。為了在進行從正面測量時確保精度地使得工具向著基準(zhǔn)位置移動,需要求得高低差尺寸。5.基本功能
單軸視覺零點標(biāo)定功能包括4個基本功能,即“基準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置”、“單軸零點標(biāo)定”、“編碼器零點標(biāo)定”、“高低差測量”。(1)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置
對于已經(jīng)設(shè)置了有效的零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的工業(yè)機器人關(guān)節(jié)的目標(biāo)標(biāo)記,進行從正面測量,將測量剛剛結(jié)束的軸位置(將其叫作基準(zhǔn)位置)的值作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存在工業(yè)機器人的控制裝置中。旋轉(zhuǎn)軸時的單位為deg,直動軸時的單位為mm。為了進行“單軸零點標(biāo)定”和“編碼器零點標(biāo)定”,需要進行基準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置。工業(yè)機器人在出廠時,在沒有安裝工具的狀態(tài)下進行基準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置。但是,若根據(jù)將工具安裝在工業(yè)機器人上的狀態(tài)下出廠時的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行零點標(biāo)定狀態(tài)的恢復(fù),就會產(chǎn)生誤差,該誤差相當(dāng)于因為工具的負(fù)荷造成的軸(包括減速機等)的撓度部分。為了避免這一問題,在將平時使用的工具安裝在工業(yè)機器人的狀態(tài)下設(shè)置別的基準(zhǔn)數(shù)據(jù),進行零點標(biāo)定狀態(tài)的恢復(fù)時,選擇該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
基準(zhǔn)數(shù)據(jù)有10個,即基準(zhǔn)數(shù)據(jù)1、基準(zhǔn)數(shù)據(jù)2、‥、基準(zhǔn)數(shù)據(jù)10,可以在各基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲通過測量而求得的關(guān)節(jié)的基準(zhǔn)位置值。基準(zhǔn)數(shù)據(jù)10中存儲有上述出廠時所設(shè)置的關(guān)節(jié)的基準(zhǔn)位置值。(將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)10中存儲的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)叫作“出廠值”),請在1至9號基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中,根據(jù)安裝在工業(yè)機器人上的工具種類設(shè)置基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。(可至多對應(yīng)9個工具)。需要注意的是基準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置,在存在零點標(biāo)定尚未完成的軸的狀態(tài)下將無法進行。(2)單軸零點標(biāo)定
這是在因電機的更換等而弄丟了零點標(biāo)定數(shù)據(jù)時進行的零點標(biāo)定。對于弄丟了零點標(biāo)定數(shù)據(jù)的軸的目標(biāo)標(biāo)記進行從正面測量,基于該軸的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)恢復(fù)已被零點標(biāo)定的狀態(tài)??刹灰蕾囉谧鳂I(yè)人員的技能而在短暫的時間內(nèi)進行高精度的零點標(biāo)定。
需要注意的是在更換工業(yè)機器人的手臂和手腕單元時將無法應(yīng)用單軸零點標(biāo)定,要進行對應(yīng)工具負(fù)荷的零點標(biāo)定狀態(tài)的恢復(fù),需要預(yù)先將安裝了該工具的狀態(tài)下的基準(zhǔn)位置值作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)予以設(shè)置。(3)編碼器零點標(biāo)定
這是在因后備有脈沖計數(shù)的電池電壓下降而弄丟了零點標(biāo)定數(shù)據(jù)時進行的零點標(biāo)定。有關(guān)關(guān)節(jié),對目標(biāo)標(biāo)記進行從正面測量,基于該軸的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)而正確恢復(fù)已被零點標(biāo)定的狀態(tài)。其效果與現(xiàn)有的簡易零點標(biāo)定相同,但是其長處在于,與簡易零點標(biāo)定相比,無須關(guān)注工業(yè)機器人向參考點的點動的精度,能夠切實進行零點標(biāo)定。
需要注意的是在更換了工業(yè)機器人的手臂、手腕單元、減速機、電機、脈沖編碼器等時將無法應(yīng)用編碼器零點標(biāo)定,要進行對應(yīng)工具負(fù)荷的零點標(biāo)定狀態(tài)的恢復(fù),需要預(yù)先將安裝了該工具的狀態(tài)下的基準(zhǔn)位置值作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)予以設(shè)置。(4)高低差測量
高低差測量通過對于標(biāo)定軸進行從正面測量和從左右測量,測量該軸的基準(zhǔn)位置和1個孔標(biāo)記與4個孔標(biāo)記之間的高低差。出廠時已進行高低差測量,通常無須進行此操作。
需要注意的是在更換了工業(yè)機器人的手臂和減速機時,高低差尺寸會變大,因而需要再度進行該軸的高低差測量,在存在零點標(biāo)定尚未完成的軸的狀態(tài)下將無法進行高低差測量,在沒有安裝工具的無負(fù)荷的狀態(tài)下進行高低差測量,進行高低差測量時,對于要使用的所有工具,建議用戶再設(shè)置該軸的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。2.6.3單軸視覺零點標(biāo)定的操作1.操作概要單軸視覺零點標(biāo)定的操作步驟的順序如下:AMU的連接和目標(biāo)標(biāo)記的準(zhǔn)備,單軸視覺零點標(biāo)定畫面的顯示,選擇基準(zhǔn)數(shù)據(jù)畫面的操作,顯示基準(zhǔn)數(shù)據(jù)畫面的操作,選擇標(biāo)定軸畫面的操作,輸入夾具cv編號,AMU托架的安裝,向測量姿勢移動,進行測量,顯示結(jié)果/更新數(shù)據(jù)。從單軸視覺零點標(biāo)定畫面啟動測量結(jié)果的顯示/數(shù)據(jù)的更新畫面,完成單軸視覺零點標(biāo)定的操作。2.AMU的連接和目標(biāo)標(biāo)記的準(zhǔn)備
將單軸視覺零點標(biāo)定專用相機單元AMU連接到工業(yè)機器人控制裝置上。AMU的連接方法與通常的相機相同,AMU中內(nèi)置有SONYXC-56。需要注意,將AMU連接到工業(yè)機器人控制裝置上,接通工業(yè)機器人控制裝置的電源時,需要確認(rèn)AMU上附帶的LED指示燈呈紅色點亮。
對于進行測量的軸的目標(biāo)標(biāo)記,貼紙式目標(biāo)標(biāo)記要拆除蓋板,可裝卸式目標(biāo)標(biāo)記要將其安裝在工業(yè)機器人上。3.畫面顯示
按下MENU(菜單)鍵,將光標(biāo)指向“實用工具”,按下ENTER(輸入)鍵。按下F1[類型]鍵,將光標(biāo)指向“iRCalibration”,按下ENTER鍵。示教器上顯示可使用的iRCalibration功能的項目列表。所顯示的項目因選項的狀況而有所不同;將光標(biāo)指向“單軸視覺零點標(biāo)定”項目,按下F3(詳
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