實(shí)驗(yàn)八-工業(yè)機(jī)器人作業(yè)空間測定實(shí)驗(yàn)教案課件

PAGE實(shí)驗(yàn)八工業(yè)機(jī)器人作業(yè)空間測定實(shí)驗(yàn)機(jī)器人工作空間：根據(jù)機(jī)器人的構(gòu)型、連桿及腕關(guān)節(jié)的大小，機(jī)器人能到達(dá)的點(diǎn)的集合稱為工作空間，簡單機(jī)器人的工作空間可以通過列寫方程通過數(shù)學(xué)表達(dá)式確定，工作空間也可以通過經(jīng)驗(yàn)確定，通過實(shí)驗(yàn)使機(jī)器人每一個關(guān)節(jié)在其運(yùn)動范圍內(nèi)運(yùn)動，然后將其可以到達(dá)的所有區(qū)域連接起來，再除去機(jī)器人無法到達(dá)的區(qū)域就可以得到機(jī)器人的工作空間。本實(shí)驗(yàn)將在對機(jī)器人進(jìn)行深入操作研究前，先通過各個運(yùn)動關(guān)節(jié)的單軸運(yùn)動測定作業(yè)范圍，熟悉6自由度機(jī)器人的作業(yè)空間，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備，同時可以掌握機(jī)器人的正確操作方法。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)備REBot6自由度工業(yè)機(jī)器人二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)機(jī)器人控制軟件的使用，掌握機(jī)器人示教重演的基本方法，通過單軸全范圍運(yùn)動，深入了解REBot6自由度機(jī)器人的作業(yè)空間。三、實(shí)驗(yàn)步驟在機(jī)器人動作時，所有人員不得進(jìn)入機(jī)器人的運(yùn)動范圍內(nèi)。使用控制軟件操作機(jī)器人時，應(yīng)該確保機(jī)器人緊急停止操作盒放置在操作者面前，確保在發(fā)生緊急情況時能夠快速通過急停按鈕切斷機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)電源。在機(jī)器人正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不能隨意按下緊急停止按鈕或者拔下機(jī)器人控制柜電源，只有在緊急情況發(fā)生時才可以在機(jī)器人運(yùn)行過程中通過按下急停按鈕切斷機(jī)器人伺服電機(jī)強(qiáng)電。運(yùn)行機(jī)器人圖形示教程序，依次執(zhí)行“打開控制器”，“伺服上電”和“自動回零”操作，使機(jī)器人處于運(yùn)動待命狀態(tài)。1、檢查機(jī)器人本體到控制柜間連接電纜正確連接，檢查控制柜到控制計(jì)算機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)電纜和串口電纜連接正確，檢查控制柜前面板上的急停按鈕和操作盒上的急停按鈕能夠正常按下和通過順時針旋轉(zhuǎn)解除急停狀態(tài)。2、檢查機(jī)器人是否處于如下圖1所式停機(jī)位位姿。每次機(jī)器人正常運(yùn)行結(jié)束后通過“回到停機(jī)位”操作指令機(jī)器人回到停機(jī)位置然后再退出控制程序，按下緊急停止按鈕關(guān)閉機(jī)器人伺服電源。如果機(jī)器人初始位置與圖示停機(jī)位位姿差別較大（主要比較L，U兩個關(guān)節(jié)），說明上一次機(jī)器人操作異常停止（需要先查明異常停止原因并且排除故障后在關(guān)閉控制柜電源情況下手動緩慢推動機(jī)器人L，U兩個關(guān)節(jié)到停機(jī)位硬件擋塊位置）或者機(jī)器人在停止后位置被人為移動。圖1機(jī)器人正常的停機(jī)位置（L，U軸?？吭谟布鯄K上）3、接通控制柜220V輸入電源，此時控制柜前面板上的紅色電源指示燈亮表明控制柜中已經(jīng)有電源輸入；4、確認(rèn)機(jī)器人運(yùn)動范圍內(nèi)沒有人和障礙物，此時可以通過按下手持操作盒上的中間按鈕給機(jī)器人伺服電機(jī)上電，此時可以聽到控制柜中斷路器吸合聲，控制柜前面板上中間伺服上電指示燈點(diǎn)亮，操作盒上第一個燈點(diǎn)亮，此時機(jī)器人伺服電機(jī)已經(jīng)處于伺服上電狀態(tài)準(zhǔn)備接受控制命令。注意：如果機(jī)器人在運(yùn)動過程中動作異常，請立即按下操作盒或者控制柜前面板上的緊急停止按鈕！5、運(yùn)行機(jī)器人控制程序REBot6V.exe，顯示如圖2所式控制程序界面：圖2機(jī)器人控制界面6、點(diǎn)擊系統(tǒng)操作區(qū)中的“連接控制器”，如果控制器連接成功，則“通訊故障”圖標(biāo)改變?yōu)椤奥?lián)機(jī)待命”，表明機(jī)器人運(yùn)動控制器已經(jīng)正確連接?！盎亓泓c(diǎn)標(biāo)定”按鈕變?yōu)榭梢渣c(diǎn)擊。7、點(diǎn)擊系統(tǒng)操作區(qū)中的“回零點(diǎn)標(biāo)定”，彈出提示對話框提示機(jī)器人將依次運(yùn)動各個軸到零點(diǎn)位置，如果確認(rèn)點(diǎn)擊“是”機(jī)器人將依次運(yùn)動到零點(diǎn)標(biāo)定位置。執(zhí)行完成回零點(diǎn)標(biāo)定后就可以操作機(jī)器人各個運(yùn)動軸，開始示教作業(yè)。8、下面我們嘗試通過示教作業(yè)測試機(jī)器人“T”軸（手爪連接末端軸）的運(yùn)動范圍：8-1點(diǎn)擊“示教作業(yè)文件”區(qū)中的“新建”按鈕新建一個示教文件，此時原有的示教記錄列表中內(nèi)容被清空，剩余兩條空格式語句“0000NOP”，“0001END”，示教文件名顯示：New1.jbi;8-2選擇示教速度為“Low”，點(diǎn)選“腕部旋轉(zhuǎn)軸”區(qū)中的“T-”，鼠標(biāo)左鍵一直按住著機(jī)器人末端T軸將緩慢向反方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，松開鼠標(biāo)左鍵則運(yùn)動停止；選擇示教速度為“Middle”，繼續(xù)點(diǎn)選“腕部旋轉(zhuǎn)軸”區(qū)中的“T-”則T軸將中速向反方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，按住鼠標(biāo)直到機(jī)器人末端運(yùn)動到軟件限位位置停止運(yùn)動，此時機(jī)器人T關(guān)節(jié)已經(jīng)運(yùn)動到工作范圍的反方向最遠(yuǎn)端。8-3鼠標(biāo)選擇示教列表中的“0000NOP”語句，選擇示教列表下面的插補(bǔ)模式：點(diǎn)位運(yùn)動，插補(bǔ)速度：100%，點(diǎn)選“插入示教點(diǎn)”，則將當(dāng)前機(jī)器人6個關(guān)節(jié)點(diǎn)位置作為點(diǎn)位運(yùn)動命令的目標(biāo)插入到“0000NOP”語句之后，語句顯示“0001MOVEJVJ=1.00”8-4選擇示教速度為“Middle”，繼續(xù)點(diǎn)選“腕部旋轉(zhuǎn)軸”區(qū)中的“T+”則T軸將中速向正方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，按住鼠標(biāo)直到機(jī)器人末端運(yùn)動到軟件限位位置停止運(yùn)動，此時機(jī)器人T關(guān)節(jié)已經(jīng)運(yùn)動到工作范圍的正方向最遠(yuǎn)端，與8-3操作相同在語句“0001MOVEJVJ=1.00”之后插入示教點(diǎn)“0002MOVEJVJ=1.008-4通過“示教作業(yè)文件”區(qū)中的“保存…”，彈出提示保存對話框，輸入文件名，后綴為“.jbi”，則將我們示教好的記錄文件保存到計(jì)算機(jī)硬盤，可以供以后重新調(diào)入使用。8-5完成了作業(yè)的示教后，需要通過“示教作業(yè)確認(rèn)”來驗(yàn)證記錄的示教點(diǎn)是否滿足要求，通過點(diǎn)選“示教作業(yè)確認(rèn)”區(qū)中的“前進(jìn)”，每點(diǎn)選一次機(jī)器人將從示教列表中的第一條語句開始依次向前執(zhí)行一條示教記錄，為了安全“示教作業(yè)確認(rèn)”模式下的運(yùn)動速度設(shè)定為示教速度的50%。點(diǎn)選“前進(jìn)”直到驗(yàn)證完示教列表中的所有示教記錄。確認(rèn)無誤后也可以通過點(diǎn)選“試運(yùn)行”讓機(jī)器人低速（50%示教速度）完整執(zhí)行一遍示教記錄文件。8-6如果“示教作業(yè)確認(rèn)”通過，則可以通過“示教作業(yè)再現(xiàn)”來連續(xù)重演已經(jīng)示教好的記錄點(diǎn)。通過選擇再現(xiàn)速度倍率可以改變重演的整體速度，比如選擇再現(xiàn)速度倍率=200%將使機(jī)器人重演的整體速度倍率為示教速度的2倍，也可以通過在回放次數(shù)編輯框中輸入數(shù)字設(shè)定連續(xù)重復(fù)回放的次數(shù)。點(diǎn)選“回放”根據(jù)再現(xiàn)速度倍率和回放次數(shù)設(shè)定開始回放作業(yè)，點(diǎn)選“暫?！笨梢詴和；胤抛鳂I(yè)，“繼續(xù)”繼續(xù)暫停的回放作業(yè)，“停止”停止回放作業(yè)。注意：機(jī)器人示教和再現(xiàn)回放過程中，速度的設(shè)定都應(yīng)該遵守先低速后高速的漸原則，在不確定的情況下一定要先設(shè)定為低速示教或者不要改變回放操作的再現(xiàn)速度倍率。9、我們也可以通過打開以前的示教記錄文件來再次重演。我們通過打開提供的測試機(jī)器人作業(yè)空間的示教程序來測試機(jī)器人各個軸的作業(yè)空間。9-1點(diǎn)選示教作業(yè)文件區(qū)中的“打開…”，彈出打開文件對話框，選擇“TestRBT_High.jbi”的示教記錄文件，此示教文件記錄了R，B，T三個軸作業(yè)空間的依次測試運(yùn)動作業(yè)；9-2點(diǎn)選“試運(yùn)行”，低速驗(yàn)證一遍示教記錄文件；9-2設(shè)定再現(xiàn)速度倍率為150%，設(shè)定回放次數(shù)為3次，點(diǎn)選“回放”以150%的示教速度執(zhí)行示教記錄作業(yè)3次；9-3觀察機(jī)器人回放過程中R，B，T三個軸的作業(yè)范圍。10、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后點(diǎn)選“系統(tǒng)操作”區(qū)中的“回到停機(jī)位”，機(jī)器人將依次移動各個運(yùn)動軸到達(dá)安全停止位置，參考圖1，到達(dá)停機(jī)位后可以點(diǎn)選“退出程序”退出機(jī)器人控制程序。注意：機(jī)器人實(shí)驗(yàn)結(jié)束后請將機(jī)器人運(yùn)行到停機(jī)位再退出控制程序，便于延長機(jī)器人的使用壽命。11、到達(dá)停機(jī)位置后如果不再需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以通過按下操作盒上的緊急停止按鈕切斷機(jī)器人伺服電源，最后關(guān)閉機(jī)器人220V輸入電源，結(jié)束機(jī)器人操作實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1）畫出6自由度機(jī)器人的機(jī)構(gòu)見圖；2）畫出通過各個關(guān)節(jié)的操作測試的機(jī)器人6各關(guān)節(jié)軟件限位內(nèi)的作業(yè)范圍；3）示教機(jī)器人R，B，T三個軸從角度“0，0，0”運(yùn)動到“45，45，45”，然后運(yùn)動到“-45，-30，-45”，然后再運(yùn)動到“下課啦，咱們來聽個小故事吧:活動目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬代。

活動過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來?！?/p>

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會現(xiàn)在開始。

水說：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道?！?/p>

甲：如果沒有水，我們?nèi)祟惥蜔o法生存。

小熊說：我們動物可喜歡你了，沒有水我們會死掉的。

花說：我們花草樹木更喜歡和你做朋友，沒有水，我們早就枯死了，就不能為美化環(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請聽快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來說話，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開它。

栽小樹，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚兒河馬大對蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學(xué)們，聽完了這個快板，你們說水的用處大不大？

甲說：看了他們的快板表演，我知道日常生活種離不了水。

乙說：看了表演后，我知道水對莊稼、植物是非常重要的。

丙說：我還知道水對美化城市起很大作用。

2.主持人：水有這么多用處，你們該怎樣做呢？

（1）（生）：我要節(jié)約用水，保護(hù)水源。

（2）（生）：我以前把水壺剩的水隨便就到掉很不對，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前幾天，我看到了學(xué)校電視里轉(zhuǎn)播的“水日談水”的節(jié)目，很受教育，同學(xué)們看得可認(rèn)真了，知道了我們北京是個缺水城市，我們再不能浪費(fèi)水了。

（4）（生）：我要用洗腳水沖廁所。

3.主持人：大家談得都很好，下面誰想出題考考大家，答對了請給點(diǎn)掌聲。

（1）（生）：小明讓爸爸刷車時把水龍頭開小點(diǎn)，請回答對不對。

（2）（生）：小蘭告訴奶奶把洗菜水別到掉，留沖廁所用。

（3）一生跑上說：主持人請把手機(jī)借我用用好嗎？我想現(xiàn)在就給姥姥打個電話，告訴她做飯時別把淘米水到掉了，用它沖廁所或澆花用。（電話內(nèi)容略寫）

（4）一生說：主持人我們想給大家表演一個小品行嗎？

主持人：可以，大家歡迎！請看小品《這又不是我家的》

大概意思是：學(xué)校男廁所便池堵了，水龍頭又大開，水流滿地。學(xué)生甲乙丙三人分別上廁所，看見后又皺眉又罵，但都沒有關(guān)水管，嘴里還念念有詞，又說：“反正不是我家的。”

旁白：“那又是誰家的呢？”

主持人：看完這個小品，你們有什么想法嗎？誰愿意給大家說說？

甲：剛才三個同學(xué)太自私了，公家的水也是大家的，流掉了多可惜，應(yīng)該把水龍頭關(guān)上。

乙：上次我去廁所看見水龍頭沒關(guān)就主動關(guān)上了。

主持人：我們給他鼓鼓掌，今后你們發(fā)現(xiàn)水龍頭沒關(guān)會怎樣做呢？

齊：主動關(guān)好。

小記者：同學(xué)們，你們好！我想打擾一下，聽說你們正在開班會，我想采訪一下，行嗎？

主持人：可以。

小記者：這位同學(xué)，你好！通過參加今天的班會你有什么想法，請談?wù)労脝幔?/p>

答：我要做節(jié)水的主人，不浪費(fèi)一滴水。

小記者：請這位同學(xué)談?wù)労脝幔?/p>

答：今天參加班會我知道了節(jié)約每一滴水要從我們每個人做起。我想把每個廁所都貼上“節(jié)約用水”的字條，這樣就可以提醒同學(xué)們節(jié)約用水了。

小記者：你們談得很好，我的收獲也很大。我還有新任務(wù)先走了，同學(xué)們再見！

水跑上來說：同學(xué)們，今天我很高興，我“水伯伯”今天很開心，你們知道了有了我就有了生命的源泉，請你們今后一定節(jié)約用水呀！讓人類和動物、植物共存，迎接美好的明天！

主持人：你們還有發(fā)言的嗎？

答：有。

生：我代表人們謝謝你，水伯伯，節(jié)約用水就等于保護(hù)我們?nèi)祟愖约骸?/p>

動物：小熊上場說：我代表動物家族謝謝你了，我們也會保護(hù)你的！

花草樹木跑上場說：我們也不會忘記你的貢獻(xiàn)！

水伯伯：（手舞足蹈地跳起了舞蹈）……同學(xué)們的笑聲不斷。

主持人：水伯伯，您這是干什么呢？

水伯伯：因?yàn)槲姨吲d了，今后還請你們多關(guān)照我呀！

主持人：水伯伯，請放心，今后我們一定會做得更好！再見！

4.主持人：大家歡迎老師講話！

同學(xué)們，今天我們召開的班會非常生動，非常有意義。水是生命之源，無比珍貴，愿同學(xué)們能加倍珍惜它，做到節(jié)約一滴水，造福子孫后代。

5.主持人宣布：“水”是萬物之源主題班會到此結(jié)束。

6.活動效果：

此次活動使學(xué)生明白了節(jié)約用水的道理，浪費(fèi)水的現(xiàn)象減少了，宣傳節(jié)約用水的人增多了，人人爭做節(jié)水小標(biāo)兵

活動目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬代。

活動過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來。”

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會現(xiàn)在開始。

水說：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道?！?/p>

甲：如果沒有水，我們?nèi)祟惥蜔o法生存。

小熊說：我們動物可喜歡你了，沒有水我們會死掉的。

花說：我們花草樹木更喜歡和你做朋友，沒有水，我們早就枯死了，就不能為美化環(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請聽快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來說話，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開它。

栽小樹，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚兒河馬大對蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學(xué)們，聽完了這個快板，你們說水的用處大不