FANUC工業(yè)機器人配置與編程技術PPT完整全套教學課件

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)領域的多關節(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)機器人設想。20世紀40年代中后期，機器人的研究與發(fā)明得到了更多人的關心與關注。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)達國家已經建立起完善的工業(yè)機器人產業(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)（或應用工具軟件）、工業(yè)機器人控制裝置構成。工業(yè)機器人由伺服電機驅動的軸和手腕構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、測量等多領域上占有至關重要的地位。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：手部負重，運動軸數(shù)，2、3軸負重，運動范圍，安裝方式，重復定位精度，最大運動速度等。其中：手部負重--使用機器人時根據(jù)法蘭盤不同，機器人在負載條件下在手部允許的負載質量；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；重復定位精度--機器人重復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)（或應用工具軟件）是內嵌在工業(yè)機器人控制裝置內的各類工業(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、轉移指令等指令按順序組合構成。通過按照行號碼順序執(zhí)行這些指令，就可以進行所設計的作業(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成：動作指令：讓工業(yè)機器人移動到作業(yè)區(qū)域內的目標位置。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：與外圍設備之間進行信號的發(fā)送/接收。轉移指令：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。程序調用指令：調用并執(zhí)行子程序。宏指令：以所指定的名稱調用并執(zhí)行程序。碼垛堆積指令：進行碼垛堆積操作。程序結束指令：結束程序。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)、風扇單元(FanUnit)、線路斷開器(Breaker)、再生電阻(DischargeResistor)等構成。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：如果有外部設備諸如打印機、軟盤驅動器、視覺系統(tǒng)等和工業(yè)機器人相連的設備，在關電之前，要首先將這些外部設備關掉，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，油封的油唇外側有油分滲出（微量附著），當該油分累積而成為水滴狀時，根據(jù)動作情況恐會滴下。在運轉前通過清掃油封部下側的油分，就可以預防油分的累積。此外，頻繁的反轉動作和在高溫環(huán)境下使用時，電機將會成為高溫部件，潤滑脂和油槽內壓在某些情況下會上升。在這種情況下，在運轉剛剛結束后，一度開啟排脂口、排油口，就可以恢復內壓。（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。確認是否基于工業(yè)機器人、外圍設備發(fā)出的指令切實動作。確認斷開電源后，末端執(zhí)行器安裝面的落下量是否在0.5mm以內。1.7更換電池

1、控制器主板電池更換步驟如下：準備一節(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），注意不要裝錯正負極（電池盒的蓋子上有標識）。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轉動，動作一段時間，直到沒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視覺零點標定2.4拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定2.5視覺零點標定恢復2.6單軸視覺零點標定2.7全軸視覺零點標定2.8手腕軸視覺零點標定2.9視覺TCP設置2.10視覺坐標系設置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，可利用內置視覺功能（對應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校準。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定、拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定、零點標定恢復、單軸視覺零點標定、全軸視覺零點標定、手腕軸視覺零點標定、視覺TCP設置、視覺坐標系設置、視覺偏移、視覺多組設置使用相機（視覺系統(tǒng)）視覺零點標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定的功能。通過提高工業(yè)機器人的定位精度，進行TCP設置、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，通過對拳頭工業(yè)機器人的機構參數(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定恢復功能是在電機和減速機的更換等對零點標定參數(shù)產生影響的作業(yè)時，恢復已被零點標定的軸的狀態(tài)的功能。單軸視覺零點標定功能是與現(xiàn)有的單軸零點標定或簡易零點標定類似的一種功能，是通過視覺測量來恢復已被零點標定的單軸的狀態(tài)的功能。全軸視覺零點標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定的功能。手腕軸視覺零點標定功能是利用相機以及專用的夾具進行J4～J6軸零點標定的功能。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)進行自動設置的功能?？梢愿呔鹊剡M行工具坐標系的設置。視覺坐標系設置功能這是對于工件或用來固定工件的夾具上所設的3個基準目標標記（基準點），利用安裝在工業(yè)機器人的相機進行測量，自動設置用戶坐標系的功能。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的基準標記（基準點），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)生變化時或將離線編程系統(tǒng)所創(chuàng)建的工業(yè)機器人程序應用到實際工業(yè)機器人上時，能夠以簡單的操作在短暫的時間內進行程序的示教修正。視覺多組設置功能這是進行協(xié)調控制的兩臺工業(yè)機器人或工業(yè)機器人和變位機校準的功能。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置基準標記，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)調對的校準。2.2視覺基本操作2.2.1連接相機相機的設置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鏡頭的調整

為了最合適地檢測，需要調整鏡頭的光圈和焦點。尚未進行調整時，在這里進行調整。打開光圈，調整曝光時間，使其成為適度的亮度，調整焦點。而后，鎖定光圈，再度調整曝光時間。

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。在調整光圈和焦點之前，請擰松該固定用螺絲，調整后重新擰緊。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)設置畫面“視覺數(shù)據(jù)設置畫面”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)調整的畫面。另外，需要進行此項操作的只有視覺TCP設置、視覺坐標系設置、視覺偏移、視覺多組設置。視覺零點標定、零點標定恢復、拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定、單軸視覺零點標定、全軸視覺零點標定、手腕軸視覺零點標定中，在各自的設置畫面上設置曝光時間等參數(shù)。1.視覺數(shù)據(jù)設置按下FCTN（輔助）鍵，顯示輔助菜單。然后再按下“0--下頁--”兩次，選擇“視覺設置”。顯示如下“視覺數(shù)據(jù)設置畫面的列表畫面”功能鍵：F2（顯示圖像）、F3（詳細）、F4（復制）、F5（初始化）在視覺數(shù)據(jù)設置畫面的列表畫面中將光標指向VSFT1～VSFT8的任何一個視覺數(shù)據(jù)，然后按下F3鍵或者ENTER鍵，可以顯示當前項目的視覺數(shù)據(jù)設置的詳細畫面

在視覺數(shù)據(jù)設置畫面的列表畫面中將光標指向VSFT1～VSFT8的任何一個視覺數(shù)據(jù)，然后按下F3鍵或者ENTER鍵，可以顯示當前項目的視覺數(shù)據(jù)設置的詳細畫面

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端口或復用器的JRL7A端口上所連接的SONYXC-56相機時予以選擇，標準設置下已經選擇此相機類型。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)的復制

將光標指向視覺數(shù)據(jù)設置畫面的列表畫面中的復制源的視覺數(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（復制），將會顯示視覺數(shù)據(jù)的復制畫面。

此時若按下F1（是）鍵，則復制源的視覺數(shù)據(jù)就會被復制到復制目標視覺數(shù)據(jù)中。但是，復制源的視覺數(shù)據(jù)與復制目標視覺數(shù)據(jù)同名時就無法復制。若按下F2（否）鍵，則不進行視覺數(shù)據(jù)的復制，返回列表畫面。將VSFT1復制到VSFT3時，成為如下圖所示的情況。3.視覺數(shù)據(jù)的初始化

將光標指向希望初始化的視覺數(shù)據(jù)設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)設置畫面的詳細畫面上選擇“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準值執(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（[>]），則功能鍵恢復為原先的狀態(tài)。若再按一次TP的功能鍵的變化目標標記舉例

目標標記應滿足如下條件：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標記正對的狀態(tài)下進行模型示教。5.參數(shù)設置畫面

在參數(shù)設置畫面進行指定視覺檢測范圍的各種參數(shù)的設置。顯示參數(shù)設置畫面的步驟是，首先在視覺數(shù)據(jù)設置畫面的詳細畫面上，使用上移鍵或者下移鍵移動光標，將光標指向“4參數(shù)”，然后按下ENTER鍵，就可以顯示“參數(shù)設置畫面”?？稍趨?shù)設置畫面上設置的項目如下：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的視覺零點標定、零點標定恢復、視覺TCP設置、視覺偏移、視覺坐標系設置、視覺坐標系偏移、視覺多組設置。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)設置畫面的詳細畫面、視覺零點標定和零點標定恢復的創(chuàng)建程序畫面上選擇。

在視覺數(shù)據(jù)設置畫面上選擇iRVision相機的方法。首先，在視覺數(shù)據(jù)設置畫面的詳細畫面上，將光標指向項目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視覺零點標定

視覺零點標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定，以配合實際生產線上的工業(yè)機器人的負載和動作區(qū)域，使工業(yè)機器人的絕對定位精度提高的方式，使得零點標定數(shù)據(jù)最佳化；第二是零點標定作業(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)定的結果。

視覺零點標定中，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，在短暫的時間內有效進行作業(yè)。2.3.1簡介2.3.2操作概要視覺零點標定的系統(tǒng)構成

視覺零點標定的操作概要如下所示的操作步驟：相機和測量目標的設置，視覺零點標定畫面的顯示，測量所需項目的設置，測量程序的創(chuàng)建（相機類型的選擇，測量時基準位置的測量，相機位置的測量，測量程序創(chuàng)建用最大擺動角度的設置，測量程序的創(chuàng)建），測量程序的執(zhí)行；零點標定數(shù)據(jù)的更新（零點標定數(shù)據(jù)的計算和顯示，零點標定數(shù)據(jù)的更新），零點標定結果的確認和輸出。

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)調整的視覺零點標定功能的特點可使用獨立選項的負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備以及手臂的自重引起的手臂的撓曲量，相應地對電機的位置進行補償，由此來提高絕對位置精度。通過視覺零點標定，除了可進行軸回轉角的零點位置調整外，還可以調整重力補償功能用參數(shù)。通過調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測量姿勢詳細的創(chuàng)建方法如下兩種方法:第一，測量時基準位置各自的姿勢角（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、負的最大擺動角度和0的3個擺動角度。第二，設置為各測量位置中的相機到目標的距離（相機與測量目標的距離）與測量時基準位置下的相機到目標的距離相等。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位置根據(jù)J1軸的旋轉來進行測量時基準位置的調整

第二種情況，相對于工業(yè)機器人的測量時基準位置，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位置不改變手腕姿勢而進行測量時基準位置的調整

工業(yè)機器人的手腕法蘭盤為橫向時，通過測量時基準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，以使得測量時基準位置離開特異姿勢的方式調整工業(yè)機器人姿勢。下面分兩種情況舉例測量時基準位置。第一，工業(yè)機器人較容易動作的測量時基準位置。在這種情況下只要設置如圖所示的測量時基準位置，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)調整的測量時基準位置。這種情況下只要設置如圖所示的測量時基準位置，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相機和測量目標的設置1.相機的設置

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各自的設置精度，但是要以避免在測量中途相機和測量目標移動的方式進行固定設置。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。相機到目標的距離（相機與測量目標的距離）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”，獲得的零點標定結果可能會變差。

參考以下這個例子，能夠適當選定相機的配置和工業(yè)機器人的測量時基準位置。若選擇相機靠向工業(yè)機器人機座的測量時基準位置，則可以更好地提高對根據(jù)測量時基準位置而創(chuàng)建的一系列的測量姿勢的評估指標。2.測量目標的設置首先就是要將測量目標設置在能夠穩(wěn)定設置的場所

點陣板的設置時，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置測量目標。2.3.5重力補償功能不啟時的視覺零點標定操作1.操作概要如下所述順序：相機和測量目標的設置，視覺零點標定畫面的顯示，測量程序的創(chuàng)建，測量程序的執(zhí)行，零點標定數(shù)據(jù)的更新，零點標定結果的顯示和記錄。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。

將光標指向“視覺零點標定”項目，按下F3（詳細）或ENTER（輸入）鍵。示教器上顯示如圖所示的視覺零點標定畫面。3.畫面設置

視覺零點標定畫面上的設置包括兩個設置項目，一個是工業(yè)機器人組，一個是測量用工具坐標系編號。工業(yè)機器人組的設置是將光標指向視覺零點標定畫面的“工業(yè)機器人組”，輸入要標定的工業(yè)機器人的組編號，此處設置編號為1。工具坐標系編號的設置是將光標指向視覺零點標定畫面的“測量用工具坐標系編號”，輸入在視覺測量中要使用的工具坐標系編號，此處設置為9。4.測量程序的創(chuàng)建

在視覺零點標定畫面上將光標指向“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定測量時的曝光時間，使用此畫面上的設置。在“視覺數(shù)據(jù)設置畫面”的“參數(shù)設置畫面”、“模型示教畫面”上設置的曝光時間，無法在視覺零點標定的測量時使用。

為使得測量目標的原點映照在相機中心的方式移動工業(yè)機器人，并進行測量時基準位置的示教，在創(chuàng)建程序畫面上將光標指向“測量時基準位置”，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位置存儲。此時若將光標指向“測量時基準位置”，在測量時基準位置處于“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位置。T2模式或AUTO模式時，將工業(yè)機器人的倍率設置為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)視覺測量結果，計算出相機的位置和測量目標的位置。將光標指向“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。設置用來進行視覺零點標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，零點標定參數(shù)的調整精度越好，但是所需的動作區(qū)域將會擴大。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。將光標指向“創(chuàng)建程序”，按下F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。創(chuàng)建程序結束后，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。最后確認評估指標，評估指標越小，越能夠得到精度好的視覺零點標定結果，在評估指標大于4.2時，增大測量時最大擺動角度，從設置用來進行視覺零點標定的測量時最大擺動角度W、P、R開始重新操作。即使經過如此操作評估指標也得不到改善時，以使得相機和測量目標的距離離開的方式再示教測量時基準位置，并從“測量時基準位置”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

將光標指向“更新零點標定數(shù)據(jù)”，示教器上顯示如下零點標定數(shù)據(jù)的更新畫面。在此時刻，尚未更新零點標定參數(shù)。確認所顯示的項目，如果沒有問題，就在按住SHIFT鍵的同時按下F3（更新），更新零點標定數(shù)據(jù)。

零點標定數(shù)據(jù)更新后，需要重新設置簡易零點標定功能的基準點。如果沒有設置基準點，就把所有關節(jié)的角度設置為0度的點作為基準點。7.結果顯示和記錄

零點標定結果的顯示和記錄的操作方式為將光標指向“顯示零點標定結果”，按下F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。示教器上顯示如圖所示的零點標定結果的顯示畫面。

輸出記錄視覺零點標定結果的日志文件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已經存在，則在以往存在的內容之后追加新的內容。2.3.6啟用重力補償功能時的視覺零點標定的操作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載重量足夠輕。

實際上，應根據(jù)工業(yè)機器人的使用條件，建議由客戶進行視覺零點標定的應用研究，在啟動工業(yè)機器人系統(tǒng)前確認其效果。此外，工業(yè)機器人手前端部所承受的負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定中使用的負載數(shù)。若安裝在手前端部的負載不太重，以及只使用一個負載的情況下，傾向于反復進行視覺零點標定的測量和更新，直到“補償角度”變得足夠小。

若進行重力補償功能用參數(shù)的調整，取代默認值而使用經過調整的值。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)返回默認值，再度執(zhí)行視覺零點標定。使得重力補償功能用參數(shù)返回默認值的方法：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]的值全都設定為0。2.操作概要

啟用重力補償功能時的視覺零點標定的操作概要如下所述：相機和測量目標的設置，視覺零點標定畫面的顯示，測量程序的創(chuàng)建，測量程序的執(zhí)行，零點標定數(shù)據(jù)的更新，零點標定結果的顯示和記錄。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。將光標指向“視覺零點標定”項目，按下F3（詳細）或ENTER（輸入）鍵。示教器上顯示如圖所示的視覺零點標定畫面。4.畫面設置

啟用重力補償功能時的視覺零點標定畫面上的設置包括兩個設置項目，一個是工業(yè)機器人組，一個是測量用工具坐標系編號。工業(yè)機器人組的設置是將光標指向視覺零點標定畫面的“工業(yè)機器人組”，輸入要標定的工業(yè)機器人的組編號，此處設置為1。工具坐標系編號的設置是將光標指向視覺零點標定畫面的“測量用工具坐標系編號”，輸入在視覺測量中要使用的工具坐標系編號，此處設置為9。5測量程序創(chuàng)建在視覺零點標定畫面上將光標指向“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，并進行測量時基準位置的示教。在創(chuàng)建程序畫面上將光標指向“測量時基準位置”，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位置存儲，此時若將光標指向“測量時基準位置”，在測量時基準位置處于“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位置。T2模式或AUTO模式時，將工業(yè)機器人的倍率設置為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)視覺測量結果，計算出相機的位置和測量目標的位置。

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載再度進行測量程序的創(chuàng)建和執(zhí)行。將光標指向“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。

設置用來進行視覺零點標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)調整的視覺零點標定的情形時，“測量時最大擺動角度W、P”的建議范圍為35度～45度。“測量時最大擺動角度R”的建議值為45度。測量時最大擺動角度越大，零點標定參數(shù)的調整精度越好，但是所需的動作區(qū)域將會擴大。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，將光標指向“創(chuàng)建程序”，按下F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。創(chuàng)建程序結束后，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，確認點陣板處于相機視野內，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

將光標指向“更新零點標定數(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。要調整重力補償功能用參數(shù)時，按下F4（是）。不調整重力補償功能用參數(shù)，只調整零點標定參數(shù)時，按下F5（否）。在進行只對零點標定參數(shù)予以調整的視覺零點標定時，能夠選擇的負載只有1種，請勿將2個以上的負載狀態(tài)設置為“啟用”。若在確認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的的零點標定數(shù)據(jù)的更新畫面。在此時刻，尚未更新零點標定參數(shù)。

確認所顯示的項目，如果沒有問題，就在按住SHIFT鍵的同時按下F3（更新），更新零點標定數(shù)據(jù)。8.結果的顯示和記錄

啟用重力補償功能時的零點標定結果的顯示和記錄的操作方式為將光標指向“顯示零點標定結果”，按下F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。則在示教器上顯示零點標定結果的顯示畫面。2.3.7可使用的測量目標

視覺零點標定，只可以使用點陣板來作為通過視覺檢測的測量目標。視覺零點標定中使用的點陣板，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）相機校準點陣板A1007.5相機校準點陣板B20015相機校準點陣板C400302.4拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定2.4.1簡介

拳頭工業(yè)機器人視覺零點標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，通過對拳頭工業(yè)機器人的機構參數(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)機器人視覺零點標定的特點和制約可從三個方面來說。第一是本功能只對應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。此外，本功能只有在工業(yè)機器人的設置角為0度時可應用；第二是要應用本功能，工業(yè)機器人必須處在已經進行了專用夾具零點標定的狀態(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移動，所以為避免引起外圍設備和工業(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)機器人視覺零點標定的系統(tǒng)構成(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)機器人視覺零點標定的操作1.操作概要

操作概要為如下所述順序：相機的準備，目標的安裝，測量所需參數(shù)的設制和執(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)機器人視覺零點標定畫面的顯示，更新機構參數(shù)，相機和目標的移除。2.相機的準備安裝到相機上的鏡頭和近攝環(huán)3.測量目標的安裝M-1iA/0.5S的拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定專用測量目標M-1iA/0.5S的拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定專用測量目標的安裝4.測量所需參數(shù)的設置和執(zhí)行時監(jiān)視的顯示

測量所需參數(shù)的設置和執(zhí)行時監(jiān)視的顯示部分主要包括：示教器被設定為禁用時，無法變更TP程序的值。必須在將示教器設定為啟用后變更值。通過TP程序VCGMM05S的執(zhí)行，設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)機器人視覺零點標定的測量中使用的相機種類。輸入的數(shù)字，對應如下相機：1、SONYXC-56；2、BASLERacA640-20um；3、KOWASC36MF；將光標指向“CALLVT_M05S（‘GROUP’，1）”，輸入進行拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定的工業(yè)機器人的組編號；如有需要，將光標指向“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和外圍設備的相互干涉。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。這些值是在應用拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定中計算的機構參數(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“請將相機設置在目標的下方?！?，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。

將相機固定設置在測量目標的下方。需要以滿足如下條件的方式進行固定設置。使得鏡頭的尖端和測量目標之間的距離處在如下所述值的范圍內的方式設置相機。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正對的方式設置相機，要使得相對測量目標的相機的傾斜處在3°以內，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上多個排列的點陣板中被拍入位于中央的點的內部。圖像上所顯示的點的輪廓看不到太清楚時，請確認鏡頭的焦點和光圈的設置、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的表面看上去呈白色時，圖像過于明亮，所以要在確認鏡頭的光圈設置是否正確后，減小曝光時間。

相機設置后，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和外圍設備的相互干涉，絕對不要在視覺測量中移動已被固定設置的相機，將工業(yè)機器人的倍率設定為30%以下而執(zhí)行程序。

首先，通過視覺測量確認相機位置和測量目標位置是否適當。然后，將相機的光軸作為旋轉軸，以每次旋轉30°的方式將測量目標從0°旋轉到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。將光標指向“拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定”項目，按下F3（詳細）或ENTER（輸入）鍵。示教器上顯示如圖所示的拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定畫面。將光標指向“J4驅動軸的相位”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軸驅動軸的相位。對于將J4軸移動到0度時的圖中所示的驅動軸端部分的形狀，從正面用肉眼觀察而判斷相位。下圖表示J4軸為0度時從正面觀察驅動軸端部分的形狀。7.更新機構參數(shù)

確認已經設置J4軸驅動軸的相位值后，進行更新機構參數(shù)的步驟。

在拳頭工業(yè)機器人視覺零點標定畫面上將光標指向“更新機構參數(shù)”項目，按下F4（執(zhí)行）鍵或ENTER鍵。執(zhí)行機構參數(shù)的計算，計算成功時，在示教器的畫面上顯示更新機構參數(shù)畫面。在示教器畫面的最下面一行顯示“機構參數(shù)計算失敗”時，無法顯示更新機構參數(shù)畫面，請在重新確認測量目標的安裝、相機設置、鏡頭設置后再執(zhí)行視覺測量。

在確認畫面上所顯示的工業(yè)機器人組和J4軸驅動軸的相位設置正確后，在按住SHIFT鍵的同時按下F3(更新)鍵進行機構參數(shù)的更新。2.4.4機構參數(shù)的重置

機構參數(shù)的重置方法，比如創(chuàng)建如下的TP程序：CALLVT_M05S（‘RESET’，1）。調用程序VT_M05S時的第一個自變量設置“RESET”，第二個自變量的值設置用來重置機構參數(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“機構參數(shù)已經被重置?！?。

再次執(zhí)行零點標定時的處理是在對應用本功能的工業(yè)機器人通過機構的部件更換等而再次執(zhí)行零點標定時，通過本功能計算而得的機構參數(shù)將會無效。請在通過上述方法重置機構參數(shù)后再度進行視覺測量，并進行機構參數(shù)的更新。2.5視覺零點標定恢復2.5.1簡介視覺零點標定恢復功能的特點和制約可從五個方面來說。（1）本功能只對應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，可確保精度地恢復已被零點標定的狀態(tài)。（3）在進行多個軸的部件更換時，可同時恢復這些軸的零點標定狀態(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)構成視覺零點標定的系統(tǒng)構成2.操作概要

操作概要如下所述順序：相機和點陣板的設置，視覺零點標定恢復畫面的顯示，測量所需項目的設置，設置要恢復的工業(yè)機器人軸畫面的顯示，此處是要恢復的軸的設置，創(chuàng)建程序畫面的顯示，部件更換前測量程序的執(zhí)行，檢查基準測量結果畫面的顯示，部件的更換作業(yè)和暫時的零點標定，部件更換后測量程序的執(zhí)行，恢復零點標定數(shù)據(jù)畫面的顯示，恢復結果的顯示。2.5.3視覺零點標定恢復的測量姿勢視覺零點標定恢復中使用多個測量姿勢。根據(jù)測量時基準位置（初始值）自動創(chuàng)建這些測量姿勢。詳細的創(chuàng)建方法如下所示。測量時基準位置各自的姿勢角（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、負的最大擺動角度和0的3個擺動角度。設置為各測量位置中的相機到目標的距離（相機與點陣板的距離）與測量時基準位置下的相機到目標的距離相等，如圖所示。

測量時基準位置，在所創(chuàng)建的多個測量姿勢中設置在工業(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動作的位置。

只要設置如圖所示的測量時基準位置，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相機和點陣板的設置

首先介紹相機的設置，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定恢復中途相機位置發(fā)生變動的方式進行固定設置。

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，或將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”，零點標定狀態(tài)的恢復結果可能會變差。2.5.5視覺零點標定恢復的操作1．操作概要

首先介紹操作概要，如下所述順序：相機和點陣板的設置，視覺零點標定恢復畫面的顯示，設置要恢復的工業(yè)機器人軸畫面的顯示，創(chuàng)建程序面面的顯示，進行基準測量，檢查基準測量結果畫面的顯示，部件的更換作業(yè)和暫時的零點標定，進行恢復測量，零點標定狀態(tài)的恢復，恢復結果的顯示和記錄。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。將光標指向“視覺零點標定恢復”項目，按下F3（詳細）或ENTER（輸入）鍵。示教器上顯示如圖2.55所示的視覺零點標定恢復畫面。3．設置要恢復的工業(yè)機器人軸

在視覺零點標定恢復畫面上將光標指向“設置要恢復的工業(yè)機器人軸”，按下F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。示教器顯示設置要恢復的工業(yè)機器人軸畫面。將光標指向要恢復零點標定狀態(tài)的軸，在按住SHIFT鍵的同時按下F4（啟用），就可設置要恢復的軸?？梢赃x擇多個恢復零點標定狀態(tài)的軸。此外，在按住SHIFT鍵的同時按下F5（禁用），就可以解除要恢復的軸設置。要恢復的軸設置完成后，按下PREV鍵，返回視覺零點標定恢復畫面。4．創(chuàng)建程序

確認“設置要恢復的工業(yè)機器人軸”的狀態(tài)已經是“完成”的狀態(tài)下，就可以進行創(chuàng)建程序了。具體步驟如下：在視覺零點標定恢復畫面上將光標指向“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．進行基準測量

將光標指向“進行基準測量”，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．檢查基準測量結果

將光標指向“檢查基準測量結果”，按下F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。顯示檢查基準測量結果畫面，如圖所示。7．部件的更換作業(yè)和暫時的零點標定

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定數(shù)據(jù)無效的軸，通過單軸零點標定等執(zhí)行暫時的零點標定，進行位置匹配。暫時的零點標定精度只要是視覺精度就足夠了。8．恢復測量

將光標指向“進行恢復測量”，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定的結果與部件更換前的零點標定狀態(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定。

測量完成后，根據(jù)相關步驟恢復到視覺零點標定恢復畫面。9．恢復零點標定數(shù)據(jù)

將光標指向“恢復零點標定數(shù)據(jù)”，按F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。示教器上顯示如圖2.61所示的恢復零點標定數(shù)據(jù)畫面。在此時刻，尚未恢復零點標定的狀態(tài)。確認所顯示的項目，如果沒有問題，按住SHIFT鍵的同時按下F3（更新），更新零點標定數(shù)據(jù)。10.顯示和記錄恢復結果

將光標指向“顯示恢復結果”，按下F4（執(zhí)行）或ENTER鍵。示教器上顯示如下所示的零點標定結果的顯示畫面。2.5.6可使用的測量目標

視覺零點標定恢復，只可以使用點陣板來作為通過視覺檢測的測量目標。視覺零點標定恢復中使用的點陣板，必須滿足與視覺零點標定相同的規(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。

需要使用大小對應相機視野尺寸的點陣板。作為點陣板的選擇標準，在將相機和點陣板的距離設為大約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單軸視覺零點標定2.6.1簡介

單軸視覺零點標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，可確保精度地恢復已被零點標定的狀態(tài)。第二，需要本功能專用的目標標記和AMU(AxisMeasuringUnit：軸測量單元)。2.6.2單軸視覺零點標定功能的概要1.系統(tǒng)配置單軸視覺零點標定的系統(tǒng)構成2．目標標記

目標標記是安裝在工業(yè)機器人的關節(jié)上的單軸視覺零點標定專用的視覺測量用標記。這些目標標記屬于工業(yè)機器人機構部的選項，需要在購買工業(yè)機器人時一起訂購。R-2000iB/250F的目標標記安裝位首先介紹貼紙式目標標記和可裝卸式目標標記，包括三個方面：第一，目標標記包括兩種，即貼紙式目標標記和可裝卸式目標標記。第二，貼紙式目標標記在標貼于工業(yè)機器人的狀態(tài)下出廠。為了避免破損或弄臟，貼紙式目標標記上安裝有蓋板，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標記上的螺絲或磁性來將可裝卸式目標標記安裝在工業(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標記。R-2000iB/250F的J2軸（貼紙式目標標記）R-2000iB/250F的J6軸（可裝卸式目標標記）下面介紹1個孔標記和4個孔標記，目標標記如圖所示，可裝卸式目標標記上有的標貼有記載了校準值的貼紙如圖所示。3．AMU(AxisMeasuringUnit)概要AMU是單軸視覺零點標定專用的相機單元。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標記的4個孔標記（貼紙式目標標記時為標貼有貼紙的一面）。通過將托架推壓至目標標記，即可相對于目標標記將內置在AMU中的相機保持在適當?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，從目標標記的正面在短暫時的時間內推壓AMU的托架前端。

通過視覺來測量如圖中所示的、目標標記的1個孔標記和4個孔標記的偏移值，以及反復地以使偏移值逐漸變小的方式自動移動標定軸，就會使得該軸向著目標標記的3個圓點呈縱向排列在一條直線上的叫作“基準位置”的位置移動。當控制裝置判斷反復測量的偏移值變得充分小時，從正面測量結束。如圖是從左右測量中，從目標標記的右側在短暫時間內推壓AMU，然后從目標標記的左側在短暫的時間內推壓AMU。

根據(jù)工業(yè)機器人機構部的個體差，有時會在1個孔標記和4個孔標記之間產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

單軸視覺零點標定功能包括4個基本功能，即“基準數(shù)據(jù)設置”、“單軸零點標定”、“編碼器零點標定”、“高低差測量”。（1）基準數(shù)據(jù)設置

對于已經設置了有效的零點標定數(shù)據(jù)的工業(yè)機器人關節(jié)的目標標記，進行從正面測量，將測量剛剛結束的軸位置（將其叫作基準位置）的值作為基準數(shù)據(jù)保存在工業(yè)機器人的控制裝置中。旋轉軸時的單位為deg，直動軸時的單位為mm。為了進行“單軸零點標定”和“編碼器零點標定”，需要進行基準數(shù)據(jù)設置。工業(yè)機器人在出廠時，在沒有安裝工具的狀態(tài)下進行基準數(shù)據(jù)設置。但是，若根據(jù)將工具安裝在工業(yè)機器人上的狀態(tài)下出廠時的基準數(shù)據(jù)進行零點標定狀態(tài)的恢復，就會產生誤差，該誤差相當于因為工具的負荷造成的軸（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)下設置別的基準數(shù)據(jù)，進行零點標定狀態(tài)的恢復時，選擇該基準數(shù)據(jù)。

基準數(shù)據(jù)有10個，即基準數(shù)據(jù)1、基準數(shù)據(jù)2、‥、基準數(shù)據(jù)10，可以在各基準數(shù)據(jù)存儲通過測量而求得的關節(jié)的基準位置值。基準數(shù)據(jù)10中存儲有上述出廠時所設置的關節(jié)的基準位置值。（將基準數(shù)據(jù)10中存儲的基準數(shù)據(jù)叫作“出廠值”），請在1至9號基準數(shù)據(jù)中，根據(jù)安裝在工業(yè)機器人上的工具種類設置基準數(shù)據(jù)。（可至多對應9個工具）。需要注意的是基準數(shù)據(jù)設置，在存在零點標定尚未完成的軸的狀態(tài)下將無法進行。（2）單軸零點標定

這是在因電機的更換等而弄丟了零點標定數(shù)據(jù)時進行的零點標定。對于弄丟了零點標定數(shù)據(jù)的軸的目標標記進行從正面測量，基于該軸的基準數(shù)據(jù)恢復已被零點標定的狀態(tài)?？刹灰蕾囉谧鳂I(yè)人員的技能而在短暫的時間內進行高精度的零點標定。

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用單軸零點標定，要進行對應工具負荷的零點標定狀態(tài)的恢復，需要預先將安裝了該工具的狀態(tài)下的基準位置值作為基準數(shù)據(jù)予以設置。（3）編碼器零點標定

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定數(shù)據(jù)時進行的零點標定。有關關節(jié)，對目標標記進行從正面測量，基于該軸的基準數(shù)據(jù)而正確恢復已被零點標定的狀態(tài)。其效果與現(xiàn)有的簡易零點標定相同，但是其長處在于，與簡易零點標定相比，無須關注工業(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用編碼器零點標定，要進行對應工具負荷的零點標定狀態(tài)的恢復，需要預先將安裝了該工具的狀態(tài)下的基準位置值作為基準數(shù)據(jù)予以設置。（4）高低差測量

高低差測量通過對于標定軸進行從正面測量和從左右測量，測量該軸的基準位置和1個孔標記與4個孔標記之間的高低差。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，建議用戶再設置該軸的基準數(shù)據(jù)。2.6.3單軸視覺零點標定的操作1．操作概要單軸視覺零點標定的操作步驟的順序如下：AMU的連接和目標標記的準備，單軸視覺零點標定畫面的顯示，選擇基準數(shù)據(jù)畫面的操作，顯示基準數(shù)據(jù)畫面的操作，選擇標定軸畫面的操作，輸入夾具cv編號，AMU托架的安裝，向測量姿勢移動，進行測量，顯示結果／更新數(shù)據(jù)。從單軸視覺零點標定畫面啟動測量結果的顯示／數(shù)據(jù)的更新畫面，完成單軸視覺零點標定的操作。2．AMU的連接和目標標記的準備

將單軸視覺零點標定專用相機單元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標記，貼紙式目標標記要拆除蓋板，可裝卸式目標標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，將光標指向“實用工具”，按下ENTER（輸入）鍵。按下F1[類型]鍵，將光標指向“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；將光標指向“單軸視覺零點標定”項目，按下F3（詳