《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》第6章 典型工業(yè)機器人操作與編程課件

機器人編程，就是針對機器人為完成某項作業(yè)進行程序設(shè)計。工業(yè)機器人編程是機器人技術(shù)的一個重要方面，它是與機器人所采用的控制系統(tǒng)相一致的。為了用簡單的方法描述作業(yè)、操控機器人，機器人的語言應(yīng)運而生。在本節(jié)中，主要詳細介紹示教編程。本節(jié)導(dǎo)入

1、示教編程圖6-1示教再現(xiàn)式機器人控制系統(tǒng)工作原理示教盒記憶裝置伺服放大示教部分再現(xiàn)部分公共部分工作裝置操作簡單、易于掌握示教再現(xiàn)過程很快示教之后即可應(yīng)用隨時監(jiān)視機器人動作避免發(fā)生錯誤指令編程占用機器人作業(yè)時間難以與其他操作同步很難規(guī)劃復(fù)雜的運動軌跡以及準(zhǔn)確的直線運動難以與傳感信息相配合機器人語言編程是指采用專用的機器人語言來描述機器人的動作軌跡。機器人語言編程實現(xiàn)了計算機編程，它具有良好的通用性，同一種機器人語言可用于不同類型的機器人。此外，機器人編程語言可解決多臺機器人之間協(xié)調(diào)工作的問題。2、機器人語言編程離線編程是在專門的軟件環(huán)境支持下，用專用或通用程序在離線情況下進行機器人軌跡規(guī)劃編程的一種方法。這種編程方法與數(shù)控機床中編制數(shù)控加工程序非常相似。一些離線編程系統(tǒng)帶有仿真功能，這使得在編程時就可解決障礙干涉和路徑優(yōu)化問題。3、離線編程離線編程

為了使機器人能夠進行再現(xiàn)示教的動作，就必須把機器人運動命令編成程序?？刂茩C器人運動的命令就是移動命令。在移動命令中，記錄有移動到的位置坐標(biāo)、插補方式、再現(xiàn)速度等參數(shù)。

空走點/作業(yè)點機器人再現(xiàn)時，決定從當(dāng)前程序點到下一個程序點是否實施作業(yè)空走點從當(dāng)前程序點移動到下一個程序點的整個過程不需要實施作業(yè)，主要用于示教作業(yè)開始點和作業(yè)中間點之外的程序點作業(yè)點從當(dāng)前程序點移動到下一個程序點的整個過程需要實施作業(yè)，主要用于作業(yè)開始點和作業(yè)中間點兩種情況機器人語言提供一種通用的人與機器人之間的通信手段。它是一種專用語言，用符號述機器人的運動，與常用的計算機編程語言相似。1、工業(yè)機器人語言的發(fā)展概況1975年IBM公司研制出

ML語言隨后又研制出

AUTOPASS語言1974年在WAVE語言的基礎(chǔ)上開發(fā)了AL語言1973年美國斯坦福大學(xué)開發(fā)了第一種機器人語言——WAVE語言1979年美國Unimation公司開發(fā)了VAL語言1984年Unimation公司又推出了ALI語言20世紀80年代初美國

Automatix公司開發(fā)了RAL語言同時麥道公司研制了

MCL語言任務(wù)程序員能夠指揮機器人系統(tǒng)去完成的分立單一動作就是基本程序功能。這些基本功能包括運算、決策、通信、機械手運動、工具指令以及傳感器數(shù)據(jù)處理等。2、工業(yè)機器人編程語言的基本功能（1）運算功能運算能力是機器人控制系統(tǒng)最重要的能力之一。裝有傳感器的機器人能根據(jù)運算結(jié)果，自行決定工具或手爪下一步應(yīng)到達何處。（2）決策功能機器人系統(tǒng)能夠根據(jù)傳感器輸入信息做出決策，而不必執(zhí)行任何運算。這種決策能力使機器人控制系統(tǒng)的功能更強有力。（3）通信功能機器人系統(tǒng)與操作人員的通信，包括機器人向操作人員要求信息和操作人員知道機器人的狀態(tài)、機器人的操作意圖等。其中，許多通信功能由外設(shè)來協(xié)助提供。（4）機械手運動功能機械手運動是最基本的功能。機械手的運動可由不同方法來描述。最簡單的方法是向各關(guān)節(jié)伺服裝置提供一系列關(guān)節(jié)位置及其姿態(tài)信息，然后等待伺服裝置到達這些規(guī)定位置。（5）工具指令功能一個工具控制指令通常是由閉合某個開關(guān)或繼電器而開始觸發(fā)的，以直接控制工具運動，或者送出一個小功率信號給電子控制器是最簡單的控制方法，而且對控制系統(tǒng)的要求也較少。（6）傳感數(shù)據(jù)處理功能傳感數(shù)據(jù)處理是許多機器人程序編制十分重要而又復(fù)雜的組成部分。用于機械手控制的通用計算機只有與傳感器連接起來，才能發(fā)揮其全部效用。傳感器具有多種形式，按照功能把傳感器概括如下：視覺傳感器用于“看見”工作空間內(nèi)的物體確定物體的位置或識別它們的形狀等內(nèi)體感受器用于感受機械或其他關(guān)節(jié)式機構(gòu)的位置力和力矩傳感器用于感受裝配時所產(chǎn)生的力和力矩觸覺傳感器用于感受工具與物體間的實際接觸接近度或距離傳感器用于感受工具至工件或障礙物的距離傳感器概括

本節(jié)導(dǎo)入IRB14000YUMI協(xié)作機器人

6.2ABB機器人圖6-8ABB示教器正面急停開關(guān)手動操縱搖桿按鍵底座顯示屏圖6-9ABB示教器背面使能按鍵

6.2.1示教器的基本操作

按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明【使能按鍵】為了保證操作人員的人身安全而設(shè)置，按住才能手動移動機器人【快捷鍵】設(shè)置

I/O口【急停按鈕】用于使機器人緊急停止【機器人/外軸切換】切換成外部軸6.2.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明【線型/重復(fù)定位運動切換】

機器人線性，切換重復(fù)定位的模式【關(guān)節(jié)運動軸切換】切換運動的軸【啟動程序】手動運行程序時，啟動程序或繼續(xù)程序【單步前進】

機器人單步前進，按住則連續(xù)執(zhí)行【單步后退】機器人單步后退

【停止】在機器人執(zhí)行程序時使機器人停止【增量開/關(guān)】增量調(diào)節(jié)，控制手動移動機器人時的速度【手動操作搖桿】用于機器人六個軸的運動，每次最多可以使三個軸運動，搖桿的擺動幅度越大，軸移動的速度越快6.2.1示教器的基本操作

1、示教器顯示屏的界面介紹圖6-10示教器操作界面6.2.1示教器的基本操作選

項

名

稱說

明程序模塊下軌跡點位置的補償設(shè)置窗口輸入輸出設(shè)備及查看視圖窗口手動操縱動作模式設(shè)置、坐標(biāo)系選擇、操縱桿鎖定及載荷屬性的更改窗口，也可顯示實際位置自動生產(chǎn)窗口在自動模式下，可直接調(diào)試程序并運行程序編輯器建立程序模塊及例行程序的窗口程序數(shù)據(jù)選擇編程時所需程序數(shù)據(jù)的窗口備份與恢復(fù)可備份和恢復(fù)系統(tǒng)校準(zhǔn)進行轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器和電機校準(zhǔn)的窗口控制面板進行示教器的相關(guān)設(shè)定事件日志查看系統(tǒng)出現(xiàn)的各種提示信息資源管理器查看系統(tǒng)的系統(tǒng)文件系統(tǒng)信息查看控制器及當(dāng)前系統(tǒng)的相關(guān)信息6.2.1示教器的基本操作

圖6-11ABB控制面板6.2.1示教器的基本操作選

項

名

稱說

明外觀可自定義顯示器的亮度和設(shè)置左手或右手的操作習(xí)慣監(jiān)控動作觸碰監(jiān)控設(shè)置和執(zhí)行設(shè)置示教器操作特性的設(shè)置配置常用列表，在輸入輸出選項中顯示語言控制器當(dāng)前語言的設(shè)置為指定輸入輸出信號配置快捷鍵日期和時間控制器的日期和時間配置診斷創(chuàng)建診斷文件配置系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置觸摸屏觸摸屏重新校準(zhǔn)6.2.1示教器的基本操作

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

6.2.2示教編程

圖6-12軌跡

6.2.3應(yīng)用實例指令：MoveLp1,v200,z10,tool1\Wobj:=wobj1;

//機器人的TCP從當(dāng)前位置向p1點（圖6-11）以線性運動方式前進，速度是200mm/s，轉(zhuǎn)彎區(qū)數(shù)據(jù)是10mm，距離p1點還有10mm的時候開始轉(zhuǎn)彎，使用的工具數(shù)據(jù)是tool1，工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)是wobj1。指令：MoveLp2,v100,fine,tool1\Wobj:=wobj1;//機器人的TCP從p1向p2點（圖6-11）以線性運動方式前進，速度是100mm/s，轉(zhuǎn)彎區(qū)數(shù)據(jù)是fine，機器人在p2點稍作停頓，使用的工具數(shù)據(jù)是tool1，工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)是wobj1。指令：MoveJp3,v500,fine,tool1\Wobj:=wobj1;//機器人的TCP從p2向p3點（圖6-11）以關(guān)節(jié)運動方式前進，速度是100mm/s，轉(zhuǎn)彎區(qū)數(shù)據(jù)是fine，機器人在p3點停止，使用的工具數(shù)據(jù)是tool1，工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)是wobj1。6.2.3應(yīng)用實例

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6.3廣州數(shù)控機器人圖6-24示教器的基本按鍵及功能

模式開關(guān)：示教—再現(xiàn)—遠程啟動按鈕（綠）：啟動程序暫停按鈕（紅）：暫停程序主頁面：快捷菜單、狀態(tài)顯示區(qū)、主菜單、坐標(biāo)值顯示區(qū)、程序目錄、人機交互窗使能開關(guān)：（示教盒背面）軸操作鍵：點動控制機器人急停按鈕：緊急停止快捷鍵：F1、F2、F3、F4、F5方向鍵：移動光標(biāo)方向選擇鍵：確認選取目標(biāo)手動速度鍵：調(diào)節(jié)速度軸操作鍵：點動控制機器人編輯鍵：編輯程序6.3.1示教器的基本操作

按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明急停鈕按按下按鈕，機器人停止運行，屏幕上顯示急停提示信息，松開急停鍵，系統(tǒng)自動恢復(fù)正?！炯蓖！挎I按下此鍵，機器人驅(qū)動及電機電源被切斷，機器人停止運行，松開急停鍵后需對控制柜進行重新上電暫停按鈕再現(xiàn)運行程序時，按下該鍵，機器人暫停運行程序模式選擇按鈕選擇示教、再現(xiàn)、遠程模式，模式切換時，使能斷開，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)6.3.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明啟動按鈕

再現(xiàn)模式下，

伺服就緒后，按下此鍵開始運行程序【使能開關(guān)】按鍵位于示教器左后方，主要用于開關(guān)使能；示教前須將使能開關(guān)按下再按軸運動按鍵，機器人才能運動；編輯程序時需要使用使能開關(guān)【】按鍵{主頁面

}界面快捷鍵【】按鍵{編輯

}界面快捷鍵【】按鍵{程序

}界面快捷鍵【】鍵{顯示

}界面快捷鍵6.3.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明【】按鍵{工具

}界面快捷鍵數(shù)值按鍵0-9為數(shù)字鍵，“.”為小數(shù)點，“-”為負號

方向按鍵用來改變光標(biāo)焦點；【轉(zhuǎn)換】鍵+【上方】鍵，光標(biāo)移動到程序首行；【轉(zhuǎn)換】鍵+【下方】鍵，光標(biāo)移動到程序末行【選擇】按鍵相當(dāng)于確認的功能6.3.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明軸操作按鍵示教模式下，

按下使能開關(guān)，再按軸操作鍵（松開按鍵或使能開關(guān)，軸停止運動）【伺服準(zhǔn)備】按鍵再現(xiàn)模式下按下此鍵，指示燈亮，然后按下啟動按鈕實現(xiàn)再現(xiàn)運行（需保證機器人在起始位置）；在示教模式下，按下【使能】按鍵和【前進】按鍵或【后退】按鍵時，【伺服準(zhǔn)備】按鍵也會亮起來【←】按鍵在編輯框/數(shù)字框中按下該鍵可以刪除字符【應(yīng)用】按鍵一個外部開關(guān)，【轉(zhuǎn)換】+【應(yīng)用】按鍵，用于焊接啟動和關(guān)閉信號6.3.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明【坐標(biāo)設(shè)定】按鍵當(dāng)系統(tǒng)處于非外部軸坐標(biāo)系時，按下此鍵可切換機器人的動作坐標(biāo)系；此鍵沒每按下一次，坐標(biāo)就按以下順序變化：關(guān)節(jié)(J)—直角(B)—工具(T)—用戶(U)—關(guān)節(jié)，并顯示在系統(tǒng)狀態(tài)區(qū)【轉(zhuǎn)換】按鍵用于切換大小寫字母、符號字符，也可用于切換指令參數(shù)或指令格式，如ON->OFF【取消】按鍵用于關(guān)閉退出頁面，返回上一層頁面/主界面

【翻頁】按鍵按下按鍵可實現(xiàn)向下翻頁的功能，按下【轉(zhuǎn)換】+【翻頁】按鍵可實現(xiàn)向上翻頁的功能6.3.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明【獲取示教點】按鍵可獲取示教點（機器人當(dāng)前的位置）【手動--速度】按鍵用于示教再現(xiàn)兩種方式的速度調(diào)節(jié)，手動速度有5個等級：微動(I)、低速(L)、中速(M)、高速(H)、超高速(S)【單段連續(xù)】按鍵示教模式下，可在單段、連續(xù)兩個動作循環(huán)模式之間切換，再現(xiàn)模式下無效【外部軸切換】按鍵可切換機器人與外部軸的動作坐標(biāo)系，被選中的坐標(biāo)系顯示在系統(tǒng)狀態(tài)區(qū)域【清除】按鍵清除報警信息（伺服報警除外）：清除人機接口顯示區(qū)的提示信息等【刪除】按鍵用于刪除程序文件、指令等；（完成一次刪除操作需要按三次【刪除】按鍵）6.3.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明【添加】按鍵在程序編輯頁面，按下該按鍵，系統(tǒng)就進入程序編輯的添加模式【剪切】按鍵編輯的一般模式下，有剪切指令的功能；（完成一次剪切操作需要按三次【剪切】鍵）【修改】按鍵在程序編輯頁面，按下該鍵，系統(tǒng)就進入程序編輯的修改模式【前進】按鍵示教模式下，按住【使能開關(guān)】按鍵和此按鍵時，機器人按示教的程序點軌跡順序運行6.3.1示教器的基本操作按鍵/按鈕功能說明按鍵/按鈕功能說明【TAB】按鍵按下此鍵后，可在當(dāng)前界面顯示區(qū)域間切換光標(biāo)；通?！綯AB】按鍵和四個方向鍵共同配合，用于移動光標(biāo)，選擇圖形元素【輸入】按鍵在軟鍵盤界面，【輸入】按鍵用于確認當(dāng)前的輸入內(nèi)容，在修改指令時，用于確認當(dāng)前指令修改的內(nèi)容【復(fù)制】按鍵編輯的一般模式下，該鍵有復(fù)制指令的功能；（完成一次復(fù)制操作需要按三次【復(fù)制】按鍵）【后退】按鍵示教模式下按住【使能開關(guān)】按鍵和此按鍵時，機器人按示教的程序點軌跡逆向運行6.3.1示教器的基本操作

圖6-25示教器顯示屏快捷菜單區(qū)系統(tǒng)狀態(tài)顯示區(qū)6.3.1示教器的基本操作（2）快捷菜單區(qū)要進入{編輯}菜單頁面有兩種方法，下面以編輯頁面的進入為例來說明。把光標(biāo)移動到快捷區(qū)，按左右鍵切換光標(biāo)到{編輯}上，按下【選擇】按鍵即可進入{編輯}頁面

6.3.1示教器的基本操作

坐標(biāo)系圖標(biāo)關(guān)節(jié)坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系工具坐標(biāo)系用戶坐標(biāo)系外部軸坐標(biāo)系

6.3.1示教器的基本操作②速度等級顯示系統(tǒng)當(dāng)前的執(zhí)行速度（包括手動速度和再現(xiàn)速度）；有微動(I)、低速(L)、中速(M)、高速(H)、超高速(S)五個速度等級；通過示教器上【手動速度】按鍵可手動增減速度等級；系統(tǒng)開機初始默認速度為微動等級。微動（I）： 低速（L）：中速（M）： 高速（H）：超高速（S）：6.3.1示教器的基本操作③安全模式操作模式面向生產(chǎn)線中進行機器人動作監(jiān)視的操作者模式，可進行機器人啟動、停止、監(jiān)視操作等編輯模式面向進行示教作業(yè)的操作者的模式，只有進入了編輯模式才能進行新建程序等一系列操作管理模式面向進行系統(tǒng)設(shè)計以及維護的操作者模式，比編輯模式可進行的作業(yè)有所增加廠家模式為最高權(quán)限，可修改所有參數(shù)（一般操作時不需進入該模式）6.3.1示教器的基本操作④動作循環(huán)（示教模式下進行）顯示當(dāng)前的動作循環(huán)，該循環(huán)僅在示教模式通過【使能開關(guān)】+【前進】/【后退】按鍵檢查程序時有效，再現(xiàn)模式下無效。單步：連續(xù)：⑤程序執(zhí)行狀態(tài)顯示系統(tǒng)當(dāng)前程序執(zhí)行狀態(tài)。停止中：暫停中：急停中：運行中：6.3.1示教器的基本操作1、運行模式示教模式手動移動機器人或示教、編寫、修改運行程序或者進行各種參數(shù)設(shè)置和文件操作，但必須獲得相應(yīng)的權(quán)限再現(xiàn)模式機器人執(zhí)行用戶程序，完成各種預(yù)定動作和任務(wù)的過程，可選擇運行程序，查看各種監(jiān)控信息，但不能執(zhí)行程序的編輯或系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的操作遠程模式可通過外部輸入信號指定進行接通伺服電源、啟動、暫停、急停、調(diào)出主程序等有關(guān)操作6.3.2示教編程所有程序文件共享這些變量，使用系統(tǒng)全局變量前需要給變量初始化2、機器人系統(tǒng)變量全局變量全局字節(jié)型變量(B)全局整數(shù)型變量(I)全局雙精度型變量(D)全局實數(shù)型變量(R)全局笛卡爾位姿變量(PX)6.3.2示教編程

6.3.2示教編程

6.3.2示教編