工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與操作 模塊三 KUKA機器人的編程基礎(chǔ)

工業(yè)機器人基礎(chǔ)操作與編程模塊三KUKA機器人的編程基礎(chǔ)0102學(xué)習(xí)任務(wù)二KUKA機器人的零點標(biāo)定學(xué)習(xí)任務(wù)一KUKA機器人的基本運動CONTENTS章節(jié)目錄03學(xué)習(xí)任務(wù)三

KUKA機器人的工具測量04學(xué)習(xí)任務(wù)四KUKA機器人的基坐標(biāo)測量學(xué)習(xí)任務(wù)一

KUKA機器人的基本運動1.KUKA機器人的基本運動—學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握機器人運動軸與坐標(biāo)系。1掌握手動移動機器人的流程和方法。2知識目標(biāo)1.KUKA機器人的基本運動—學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠熟練進(jìn)行機器人坐標(biāo)系和運動軸的選擇。1能力目標(biāo)1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)描述利用實訓(xùn)室的KUKA機器人，完成KUKA機器人在世界坐標(biāo)系等坐標(biāo)系下的移動。具體的任務(wù)要求：1、激活世界坐標(biāo)的手動移動。2、用手動移動鍵和6D鼠標(biāo)以不同的手動倍率(HOV)設(shè)置按世界坐標(biāo)地手動移動機器人。3、了解各軸的移動范圍，注意是否有障礙物，例如：工作臺或裝有固定工具的方形工具庫。4、按教師要求的不同方向按世界坐標(biāo)移動機器人。5、在工具坐標(biāo)系和基坐標(biāo)中重復(fù)此過程。任務(wù)描述1.KUKA機器人的基本運動—知識鏈接一、機器人坐標(biāo)系的種類1、軸坐標(biāo)系軸坐標(biāo)系也稱關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，在軸坐標(biāo)系下，機器人各軸均可實現(xiàn)單獨正向或反向運動。對于大范圍運動，且不要求TCP姿態(tài)的，可選擇軸坐標(biāo)系。由于前面已經(jīng)講過，所以不再贅述。TCP（ToolCentrePoint）稱為工具中心點，為機器人系統(tǒng)的控制點，出廠時默認(rèn)位于最后一個運動軸或安裝法蘭的中心，安裝工具后，TCP將發(fā)生變化。為實現(xiàn)精確運動控制，當(dāng)換裝工具或發(fā)生工具碰撞時，皆需要進(jìn)行TCP標(biāo)定。有關(guān)如何進(jìn)行TCP標(biāo)定操作，在后序課程中將進(jìn)行講解。1.KUKA機器人的基本運動—知識鏈接2、世界坐標(biāo)系一、機器人坐標(biāo)系的種類世界坐標(biāo)系也稱直角坐標(biāo)系，是機器人示教與編程時經(jīng)常使用的坐標(biāo)系之一。世界坐標(biāo)系的原點定義在機器人安裝面與第一轉(zhuǎn)軸的交點處,X軸向前，Z軸向上，Y軸按右手法則確定,如圖3-1-1所示。當(dāng)在世界坐標(biāo)系下使用移動鍵或者6D鼠標(biāo)進(jìn)行手動操作時，機器人是多軸協(xié)調(diào)運動的。而使用世界坐標(biāo)系的有很多優(yōu)點，可歸納為：（1）機器人的動作始終可預(yù)測。（2）動作始終是惟一的，因為原點和坐標(biāo)方向始終是已知的。（3）對于經(jīng)過零點標(biāo)定的機器人始終可用世界坐標(biāo)系。（4）可用6D鼠標(biāo)直觀操作。圖3-1-1世界坐標(biāo)系1.KUKA機器人的基本運動—知識鏈接3、工具坐標(biāo)系一、機器人坐標(biāo)系的種類工具坐標(biāo)系的原點定義在TCP點,并且假定工具的有效方向為X軸(有些機器人廠商將工具的有效方向定義為Z軸),而Y軸、Z軸由右手法則確定。工具坐標(biāo)的方向隨腕部的移動而發(fā)生變化,與機器人的位姿無關(guān)。因此,在進(jìn)行相對于工件不改變工具姿態(tài)的平移操作時,選用該坐標(biāo)系最為適宜，并且要是工具坐標(biāo)系已知，機器人的運動同樣是始終可預(yù)測的。在工具坐標(biāo)系中,TCP點將沿工具坐標(biāo)的X、Y、Z軸方向運動，如圖3-1-2所示。圖3-1-2工具坐標(biāo)系1.KUKA機器人的基本運動—知識鏈接4、基坐標(biāo)系一、機器人坐標(biāo)系的種類基坐標(biāo)系是以目標(biāo)工件或工作臺為基準(zhǔn)的直角坐標(biāo)系。為作業(yè)示教方便,用戶自行定義的坐標(biāo)系,如工作臺坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系,且可根據(jù)需要定義多個基坐標(biāo)系，如圖3-1-3所示。當(dāng)機器人配備多個工作臺時,選擇基坐標(biāo)系可使操作更為簡單，KUKA機器人最多可選擇的基坐標(biāo)系有32個。圖3-1-3基坐標(biāo)系1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施一、在世界坐標(biāo)系中移動機器人1、通過移動滑動調(diào)節(jié)器（1）來調(diào)節(jié)KCP的位置，如圖3-1-4所示。圖3-1-4滑動調(diào)節(jié)器1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施一、在世界坐標(biāo)系中移動機器人2、選擇世界坐標(biāo)系作為6D鼠標(biāo)的選項，如圖3-1-5所示。圖3-1-56D鼠標(biāo)選擇坐標(biāo)系1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施一、在世界坐標(biāo)系中移動機器人3、設(shè)置手動倍率，如圖3-1-6所示。圖3-1-6設(shè)置手動倍率1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施一、在世界坐標(biāo)系中移動機器人4、將確認(rèn)開關(guān)按至中間檔位并按住，如圖3-1-7所示。圖3-1-7確認(rèn)開關(guān)操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施一、在世界坐標(biāo)系中移動機器人5、用3D鼠標(biāo)將機器人朝所需方向移動，如圖3-1-8所示。圖3-1-86D鼠標(biāo)操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施一、在世界坐標(biāo)系中移動機器人6、此外也可使用移動鍵，如圖3-1-9所示。圖3-1-9移動鍵操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施二、在工具坐標(biāo)系中移動機器人1、選擇工具作為所用的坐標(biāo)系，如圖3-1-10所示。圖3-1-10移動鍵選擇坐標(biāo)系1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施二、在工具坐標(biāo)系中移動機器人2、選擇工具編號，如圖3-1-11所示。圖3-1-11選擇工具編號1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施二、在工具坐標(biāo)系中移動機器人3、設(shè)置手動倍率，如圖3-1-12所示。圖3-1-12設(shè)置手動倍率1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施二、在工具坐標(biāo)系中移動機器人4、將確認(rèn)開關(guān)按至中間檔位并按住，如圖3-1-13所示。圖3-1-13確認(rèn)開關(guān)操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施二、在工具坐標(biāo)系中移動機器人5、用移動鍵移動機器人，如圖3-1-14所示。圖3-1-14移動鍵操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施二、在工具坐標(biāo)系中移動機器人6、或者：用6D鼠標(biāo)將機器人朝所需方向移動，如圖3-1-15所示。圖3-1-156D鼠標(biāo)操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施三、在基坐標(biāo)系中移動機器人1、選擇基坐標(biāo)作為所用的坐標(biāo)系，如圖3-1-16所示。圖3-1-16移動鍵選擇坐標(biāo)系1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施三、在基坐標(biāo)系中移動機器人2、選擇工具坐標(biāo)和基坐標(biāo)，如圖3-1-17所示。圖3-1-17選擇工具坐標(biāo)和基坐標(biāo)1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施三、在基坐標(biāo)系中移動機器人3、設(shè)置手動倍率，如圖3-1-18所示。圖3-1-18設(shè)置手動倍率1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施三、在基坐標(biāo)系中移動機器人3、設(shè)置手動倍率，如圖3-1-18所示。圖3-1-18設(shè)置手動倍率1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施三、在基坐標(biāo)系中移動機器人4、將確認(rèn)開關(guān)按至中間檔位并按住，如圖3-1-19所示。圖3-1-19確認(rèn)開關(guān)操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施三、在基坐標(biāo)系中移動機器人5、用移動鍵移動機器人，如圖3-1-20所示。圖3-1-20移動鍵操作1.KUKA機器人的基本運動—任務(wù)實施三、在基坐標(biāo)系中移動機器人6、或者：用6D鼠標(biāo)將機器人朝所需方向移動，如圖3-1-21所示。圖3-1-216D鼠標(biāo)操作1.KUKA機器人的基本運動—課后作業(yè)在任務(wù)實施完成后，你能回答出以下問題嗎？KUKA機器人常用的坐標(biāo)系有哪幾種？哪個圖標(biāo)代表世界坐標(biāo)？各種坐標(biāo)系都應(yīng)在哪種運行模式下才能手動移動？KUKA機器人最多能存儲多少個工具坐標(biāo)系？什么是TCP？1.KUKA機器人的基本運動—考核評價成功了嗎？

檢查了嗎？

評價了嗎？

反饋了嗎？TextTextTextText分值

評價（10分）項目自我評價小組評價教師綜合評價感興趣程度

任務(wù)明確程度

學(xué)習(xí)主動性

工作表現(xiàn)

協(xié)作精神

時間觀念

任務(wù)完成熟練程度

理論知識掌握程度

任務(wù)完成效果

文明安全生產(chǎn)

總評

學(xué)習(xí)任務(wù)二

KUKA機器人的零點標(biāo)定2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會選擇正確的零點標(biāo)定方式。1掌握“電子控制儀”（EMD）的使用。2知識目標(biāo)2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—學(xué)習(xí)目標(biāo)能借助EMD給所有軸標(biāo)定零點。1能力目標(biāo)2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)描述利用實訓(xùn)室的KUKA機器人，根據(jù)任務(wù)要求對KUKA機器人進(jìn)行零點標(biāo)定。具體的任務(wù)要求：1、刪除所有機器人軸的零點。2、將所有機器人軸按軸坐標(biāo)方式移動到預(yù)零點標(biāo)定位置。3、通過EMD對所有軸進(jìn)行帶偏量的負(fù)載零點標(biāo)定。4、按軸坐標(biāo)顯示實際位置。任務(wù)描述2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—知識鏈接一、零點標(biāo)定的原理機器人的零點標(biāo)定是需要將機器人軸的機械位置和電氣位置保持一致，使每一個軸都有一個唯一的角度值，從而使機器人能夠達(dá)到它最高的點精度和軌跡精度或者完全能夠以編程設(shè)定的動作運動。提示：對于刪除零點的機器人，軟限位開關(guān)是關(guān)閉的。機器人可能會駛向終端止擋上的緩沖器，由此可能使緩沖器受損，以致必須更換。所以盡可能不運行刪除零點的機器人。在本任務(wù)中，要刪除所有機器人軸的零點，所以一定要在老師一旁指導(dǎo)時才可以運行機器人，且盡量要減少手動倍率。如果機器人軸未經(jīng)零點標(biāo)定，則會嚴(yán)重限制機器人的功能，出現(xiàn)以下情況：無法編程運行：不能沿編程設(shè)定的點運行。無法在手動運行模式下手動平移：不能在坐標(biāo)系中移動。軟件限位開關(guān)關(guān)閉。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—知識鏈接一、零點標(biāo)定的原理KUKA機器人在首次投入運行時須進(jìn)行零點標(biāo)定。此外，在對參與定位值感應(yīng)測量的部件采取了維護(hù)措施之后或?qū)C器人關(guān)節(jié)軸進(jìn)行像更換齒輪箱、碰撞后機械修理之后或未用控制器使機器人關(guān)節(jié)軸發(fā)生移動后機器人重新投入運行時也應(yīng)檢查零點標(biāo)定，如有問題，重新標(biāo)定各軸零點，其過程如圖3-2-1所示。圖3-2-1零點標(biāo)定過程2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—知識鏈接一、零點標(biāo)定的原理為了讓機器人能夠精確到達(dá)機械零點，需要使用機器人軸零點校正工具：EMD（ElectronicMasteringDevice，電子控制儀）或千分表，如圖,3-2-2所示。其中，使用EMD零點校正，機器人各軸會自動移動至機械零位，而要是使用千分表，必須在軸坐標(biāo)系運動模式下，手動移動各軸至機械零位。圖3-2-2KUKA機器人軸零點校正工具a)EMDb)千分表2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—知識鏈接二、關(guān)于偏量學(xué)習(xí)在機器人首次投入運行時，必須要進(jìn)行首次零點標(biāo)定，而首次零點標(biāo)定是不得安裝工具和附加負(fù)載時才執(zhí)行的標(biāo)定。當(dāng)機器人承受額外負(fù)載，如固定在法蘭處的工具重量，機器人承受著靜態(tài)載荷。由于部件和齒輪箱上材料固有的彈性，未承載的機器人與承載的機器人相比其位置上會有所區(qū)別。這些相當(dāng)于幾個增量的區(qū)別將影響到機器人的精確度。如果機器人以各種不同負(fù)載工作，則必須對每個負(fù)載都進(jìn)行“偏量學(xué)習(xí)”。對于抓取沉重部件的抓爪來說，則必須對抓爪分別在不帶構(gòu)件和帶構(gòu)件時進(jìn)行“偏量學(xué)習(xí)”。因此，“偏量學(xué)習(xí)”帶負(fù)載進(jìn)行，它是以與首次零點標(biāo)定（無負(fù)載）的差值被儲存的，原理如圖3-2-3所示，零點標(biāo)定偏量值文件如圖3-2-4所示。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—知識鏈接二、關(guān)于偏量學(xué)習(xí)圖3-2-3KUKA機器人偏量學(xué)習(xí)圖3-2-4KUKA機器人零點標(biāo)定偏量值文件2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施一、將所有機器人軸按軸坐標(biāo)方式移動到預(yù)零點標(biāo)定位置，如圖3-2-5所示。a）軸不在預(yù)零點標(biāo)定位置

b）軸在預(yù)零點標(biāo)定位置圖3-2-5KUKA機器人預(yù)零點標(biāo)定位置2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施二、將EMD正確連接至機器人。圖3-2-6用EMD取測量筒的防護(hù)蓋圖3-2-7已將EMD擰到測量筒上將翻轉(zhuǎn)過來的EMD可用作螺絲刀，從待標(biāo)定的軸上取下測量筒的防護(hù)蓋，如圖3-2-6所示。將EMD擰到測量筒上，如圖3-2-7所示。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施二、將EMD正確連接至機器人。圖3-2-8將測量導(dǎo)線連到EMD圖3-2-9連接到機器人接線盒的接口X32然后將測量導(dǎo)線連到EMD上，如圖3-2-8所示。并連接到機器人接線盒的接口X32上，如圖3-2-9所示。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施三、通過投入運行菜單進(jìn)行零點標(biāo)定。圖3-2-10預(yù)零點標(biāo)定位置示例1、首次零點標(biāo)定的操作步驟（1）將機器人移到預(yù)零點標(biāo)定位置，如圖3-2-10所示。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施三、通過投入運行菜單進(jìn)行零點標(biāo)定。圖

3-2-11確認(rèn)鍵和啟動鍵1、首次零點標(biāo)定的操作步驟（2）在主菜單中選擇投入運行>零點標(biāo)定>EMD>帶負(fù)載校正>首次零點標(biāo)定。一個窗口自動打開。所有待零點標(biāo)定的軸都顯示出來。編號最小的軸已被選定。（3）將EMD正確連接至機器人。（4）點擊零點標(biāo)定（5）將確認(rèn)開關(guān)按至中間擋位并按住，然后按下并按住啟動鍵，如圖3-2-11所示。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施三、通過投入運行菜單進(jìn)行零點標(biāo)定。1、首次零點標(biāo)定的操作步驟如果EMD通過了測量切口的最低點，則已到達(dá)零點標(biāo)定位置。機器人自動停止運行。數(shù)值被儲存。該軸在窗口中消失。（6）將測量導(dǎo)線從EMD上取下。然后從測量筒上取下EMD，并將防護(hù)蓋重新裝好。（7）對所有待零點標(biāo)定的軸重復(fù)步驟（2）至（5）。（8）關(guān)閉窗口。（9）將測量導(dǎo)線從接口X32上取下。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施三、通過投入運行菜單進(jìn)行零點標(biāo)定。2、偏量學(xué)習(xí)操作步驟進(jìn)行帶負(fù)載的“偏量學(xué)習(xí)”。與首次零點標(biāo)定的差值被儲存。（1）將機器人置于預(yù)零點標(biāo)定位置（2）在主菜單中選擇投入運行>零點標(biāo)定>EMD>帶負(fù)載校正>偏量學(xué)習(xí)。（3）輸入工具編號。用工具OK確認(rèn)。隨即打開一個窗口。所有工具尚未學(xué)習(xí)的軸都顯示出來。編號最小的軸已被選定。（4）從窗口中選定的軸上取下測量筒的防護(hù)蓋。將EMD擰到測量筒上。然后將測量導(dǎo)線連到EMD上，并連接到底座接線盒的接口X32上。（5）按學(xué)習(xí)。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施三、通過投入運行菜單進(jìn)行零點標(biāo)定。2、偏量學(xué)習(xí)操作步驟（6）按確認(rèn)開關(guān)和啟動鍵。當(dāng)EMD識別到測量切口的最低點時，則已到達(dá)零點標(biāo)定位置。機器人自動停止運行。隨即打開一個窗口。該軸上與首次零點標(biāo)定的偏差以增量和度的形式顯示出來。（7）用OK鍵確認(rèn)該軸在窗口中消失。（8）將測量導(dǎo)線從EMD上取下。然后從測量筒上取下EMD，并將防護(hù)蓋重新裝好。（9）對所有待零點標(biāo)定的軸重復(fù)步驟（3）至（7）。（10）將測量導(dǎo)線從接口X32上取下。（11）用關(guān)閉來關(guān)閉窗口。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施三、通過投入運行菜單進(jìn)行零點標(biāo)定。3、帶偏量的負(fù)載零點標(biāo)定檢查/設(shè)置的操作步驟帶偏量的負(fù)載零點標(biāo)定在有負(fù)載的情況下進(jìn)行。計算首次零點標(biāo)定量。（1）將機器人移到預(yù)零點標(biāo)定位置（2）在主菜單中選擇投入運行>零點標(biāo)定>EMD>帶負(fù)載校正>負(fù)載零點標(biāo)定>帶偏量。（3）輸入工具編號。用工具OK確認(rèn)。.（4）取下接口X32上的蓋子，然后將測量導(dǎo)線接上。（5）從窗口中選定的軸上取下測量筒的防護(hù)蓋。（6）將EMD擰到測量筒上。（7）將測量導(dǎo)線接到EMD上。在此過程中，將插頭的紅點對準(zhǔn)EMD內(nèi)的槽口。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—任務(wù)實施三、通過投入運行菜單進(jìn)行零點標(biāo)定。3、帶偏量的負(fù)載零點標(biāo)定檢查/設(shè)置的操作步驟（8）按下檢查。（9）按住確認(rèn)開關(guān)并按下啟動鍵。（10）需要時，使用“保存”來儲存這些數(shù)值。舊的零點標(biāo)定值因而被刪除。如果要恢復(fù)丟失的首次零點標(biāo)定，必須保存這些數(shù)值。（11）將測量導(dǎo)線從EMD上取下。然后從測量筒上取下EMD，并將防護(hù)蓋重新裝好。（12）對所有待零點標(biāo)定的軸重復(fù)步驟（4）至（10）。（13）關(guān)閉窗口。（14）將測量導(dǎo)線從接口X32上取下。2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—課后作業(yè)在任務(wù)實施完成后，你能回答出以下問題嗎？零點標(biāo)定目的是什么？刪除機器人零點時必須注意些什么？請給出機械零位時的所有6根軸的角度？擰入EMD（千分表）后手動移動機器人會有哪些危險？2.KUKA機器人的零點標(biāo)定—考核評價成功了嗎？

檢查了嗎？

評價了嗎？

反饋了嗎？TextTextTextText分值

評價（10分）項目自我評價小組評價教師綜合評價感興趣程度

任務(wù)明確程度

學(xué)習(xí)主動性

工作表現(xiàn)

協(xié)作精神

時間觀念

任務(wù)完成熟練程度

理論知識掌握程度

任務(wù)完成效果

文明安全生產(chǎn)

總評

學(xué)習(xí)任務(wù)三

KUKA機器人的工具測量3.KUKA機器人的工具測量—學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會什么是TCP。1掌握用XYZ4點法和ABC世界坐標(biāo)系法測量工具。2知識目標(biāo)3.KUKA機器人的工具測量—學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠熟練激活一個測定的工具，可以實現(xiàn)將工具圍繞工具中心點（TCP）改變姿態(tài)。1能力目標(biāo)3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)描述公司新引進(jìn)了幾臺KUKA機器人，由于是新引進(jìn)的，加裝外部工具后，需要對其進(jìn)行工具測量，請你幫助完成此任務(wù)。具體的任務(wù)要求：1、用XYZ4點法測量尖觸頭的TCP。使用示教錐作為參照頂尖。工具編號1-16自選并指定名稱為學(xué)生姓名的首字母。誤差不得大于0.90mm。并且要求對誤差值進(jìn)行記錄。2、保存工具數(shù)據(jù)。3、采用ABC世界坐標(biāo)系5D法測量工具姿態(tài)。4、保存TOOL（工具坐標(biāo)）數(shù)據(jù)，并在工具坐標(biāo)系中測試尖觸頭的移動。任務(wù)描述3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、機器人上的負(fù)載KUKA機器人上的負(fù)載包括機器人上的附加負(fù)載和工具負(fù)載，附加負(fù)載是在基座、小臂或大臂上附加安裝的部件，如供能系統(tǒng)、閥門、上料系統(tǒng)、材料儲備等。而工具負(fù)載是指所有裝在機器人法蘭盤上的負(fù)載，如安裝的焊槍、焊鉗、抓手、吸盤等工具。1、設(shè)定了機器人負(fù)載后有以下優(yōu)點：（1）提高機器人的精度，有利于軌跡規(guī)劃。（2）可以使運動過程具有最佳的節(jié)拍時間。（3）可以提高機器人的使用壽命，減少磨損。3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、機器人上的負(fù)載2、負(fù)載數(shù)據(jù)的來源負(fù)載數(shù)據(jù)的主要可能來源為：（1）KUKA.LoadDetect軟件選項（僅用于負(fù)載）（2）廠商數(shù)據(jù)（3）人工計算（4）CAD程序3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、機器人上的負(fù)載3、工具負(fù)載數(shù)據(jù)的設(shè)定步驟（1）選擇主菜單投入運行>測量>工具>工具負(fù)載數(shù)據(jù)。（2）在工具編號欄中輸入工具的編號。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（3）輸入負(fù)載數(shù)據(jù)：

M欄：質(zhì)量

X、Y、Z欄：相對于法蘭的重心位置

A、B、C欄：主慣性軸相對于法蘭的取向JX、JY、JZ欄：慣性矩（JX是坐標(biāo)系繞X軸的慣性，該坐標(biāo)系通過A、B和C相對于法蘭轉(zhuǎn)過一定角度。以此類推，JY和JZ是指繞Y軸和Z軸的慣性。）（4）用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（5）按下“保存”鍵。3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量工業(yè)機器人使用的途徑就是要裝上工具（TOOL）來操作對象，測量工具意味著生成一個以工具參照點為原點的坐標(biāo)系。該參照點被稱為TCP（ToolCenterPoint，即工具中心點），該坐標(biāo)系即為工具坐標(biāo)系。在機器人軌跡編程時，就是將工具在另外定義的工作坐標(biāo)系中的若干位置X/Y/Z和姿態(tài)Rx/Ry/Rz記錄在程序中。當(dāng)程序執(zhí)行時，機器人就會把TCP點移動到這些編程的位置。3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量1、工具測量的優(yōu)點（1）工具測定后即給工具的連續(xù)運動、旋轉(zhuǎn)、運動方向等，提供了原點參考。如圖3-3-1所示。圖3-3-1原點參考作用3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量1、工具測量的優(yōu)點（2）工具測定后工具可以沿著TCP旋轉(zhuǎn)改變姿態(tài)。如圖3-3-2所示。圖3-3-2繞TCP改變姿態(tài)3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量1、工具測量的優(yōu)點（3）這個TCP可以圍繞工具任何位置旋轉(zhuǎn)，而不改變TCP的位置。如圖3-3-3所示。圖3-3-3圍繞工具任何位置旋轉(zhuǎn)3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量1、工具測量的優(yōu)點（4）機器人可以沿著工具方向做直線運動。如圖3-3-4所示。圖3-3-4作業(yè)方向TCP3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量1、工具測量的優(yōu)點（5）當(dāng)支架與機器人世界坐標(biāo)系不一致時，為了取出里面的工件，當(dāng)使用世界坐標(biāo)系時，你不得不多次調(diào)整機器人動作，當(dāng)工具測定后，可以輕松的指揮機器人沿著工具方向前進(jìn)。如圖3-3-5所示。圖3-3-5取支架內(nèi)工件3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量1、工具測量的優(yōu)點（6）沿著TCP上的軌跡保持已編程的運行速度。如圖3-3-6所示。圖3-3-6帶TCP編程的模式3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接二、工具測量2、工具測量的設(shè)定工具測量分為兩步：一是確定工具坐標(biāo)系的原點，即TCP點；二是確定工具坐標(biāo)系的姿態(tài)。工具設(shè)定步驟如表3-3-1所示。表3-3-1工具測量設(shè)定步驟步驟說明1確定工具坐標(biāo)系的原點可選擇以下方法：XYZ4點法XYZ參照法2確定工具坐標(biāo)系的姿態(tài)可選擇以下方法：ABC世界坐標(biāo)法ABC2點法3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施一、TCP的測量圖3-3-7XYZ4點法1、XYZ4點法XYZ4點法的原理：將待測量工具的TCP從4個不同方向移向任意選擇的一個參照點。機器人控制系統(tǒng)從不同的法蘭位置計算出TCP。其中，要求這4個方向必須有一定的間隔，且不能在同一平面上。如圖3-3-7所示。3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施一、TCP的測量其具體操作實施步驟如下：（1）選擇菜單序列投入運行>測量>工具>XYZ4點。（2）為待測量的工具給定一個號碼和一個名稱。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（3）用TCP移至任意一個參照點。按下“測量”鍵，出現(xiàn)對話框“是否應(yīng)用當(dāng)前位置？繼續(xù)測量”，按下“是”鍵進(jìn)行確認(rèn)。（4）用TCP從一個其他方向移向參照點。重新按下“測量”鍵，再用“是”回答對話框提問。（5）把第（4）步重復(fù)兩次。（6）此時負(fù)載數(shù)據(jù)輸入窗口會自動打開。正確輸入負(fù)載數(shù)據(jù)，然后按下“繼續(xù)”鍵。（7）包含測得的TCPX、Y、Z值的窗口自動打開，測量精度可在誤差項中讀取。數(shù)據(jù)可通過“保存”鍵直接保存。3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施一、TCP的測量圖3-3-8XYZ參照法2、XYZ參照法采用XYZ參照法時，將對一件新工具與一件已測量過的工具進(jìn)行比較測量。機器人控制系統(tǒng)比較法蘭位置，并對新工具的TCP進(jìn)行計算。如圖3-3-8所示。其中采用XYZ參照法的前提條件是：在連接法蘭上裝有一個已測量過的工具，并且TCP的數(shù)據(jù)已知。3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施一、TCP的測量其具體操作實施步驟如下：（1）在主菜單中選擇投入運行>測量>工具>XYZ參照。（2）為新工具指定一個編號和一個名稱。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（3）輸入已測量工具的TCP數(shù)據(jù)。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（4）用TCP移至任意一個參照點。點擊“測量”鍵。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（5）將工具撤回，然后拆下。裝上新工具。（6）將新工具的TCP移至參照點。點擊“測量”鍵。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（7）按下“保存”鍵。數(shù)據(jù)被保存，窗口自動關(guān)閉。或按下“負(fù)載數(shù)據(jù)”鍵。數(shù)據(jù)被保存，一個窗口將自動打開，可以在此窗口中輸入負(fù)載數(shù)據(jù)。3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施二、工具坐標(biāo)系的姿態(tài)/朝向的測量1、ABC世界坐標(biāo)系法ABC世界坐標(biāo)系法是將TOOL坐標(biāo)系的軸調(diào)整為與世界坐標(biāo)系的軸平行。機器人控制系統(tǒng)從而得知TOOL坐標(biāo)系的姿態(tài)和取向。如圖3-3-9所示。此方法有兩種方式：5D：只將工具的作業(yè)方向告知機器人控制器。該作業(yè)方向默認(rèn)為X軸。其它軸的方向由系統(tǒng)確定，對于用戶來說不是很容易識別。應(yīng)用范圍：例如：MIG/MAG焊接，激光切割或水射流切割6D：將所有3個軸的方向均告知機器人控制系統(tǒng)。應(yīng)用范圍：例如：焊鉗、抓爪或粘膠噴嘴圖3-3-9ABC世界坐標(biāo)系法3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施二、工具坐標(biāo)系的姿態(tài)/朝向的測量其具體操作實施步驟如下：（1）在主菜單中選擇投入運行>測量>工具>ABC世界坐標(biāo)。（2）輸入工具的編號。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（3）在5D/6D欄中選擇一種方式。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（4）如果選擇了5D：將+XTOOL調(diào)整至平行于-ZWORLD的方向。（+XTOOL=作業(yè)方向）如果選擇了6D：將+XTOOL調(diào)整至平行于-ZWORLD的方向。（+XTOOL=作業(yè)方向）將+YTOOL調(diào)整至平行于+YWORLD的方向。將+ZTOOL調(diào)整至平行于+XWORLD的方向。3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施二、工具坐標(biāo)系的姿態(tài)/朝向的測量其具體操作實施步驟如下：（5）用“測量”鍵來確認(rèn)。出現(xiàn)對話框“是否應(yīng)用當(dāng)前位置？測量將繼續(xù)”，按下“是”鍵進(jìn)行確認(rèn)。（6）隨即打開另一個窗口。在此輸入負(fù)荷數(shù)據(jù)。（7）然后用“繼續(xù)”鍵和“保存”鍵結(jié)束此過程。（8）關(guān)閉菜單。3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施二、工具坐標(biāo)系的姿態(tài)/朝向的測量2、ABC2點法ABC2點法是通過趨近X軸上一個點和XY平面上一個點的方法，機器人控制系統(tǒng)即可得知工具坐標(biāo)系的各軸。當(dāng)軸方向必須特別精確地確定時，將使用此方法。并且使用此方法的前提條件是，TCP已通過XYZ法測定。如圖3-3-10所示。圖3-3-10ABC世界坐標(biāo)系法3.KUKA機器人的工具測量—任務(wù)實施二、工具坐標(biāo)系的姿態(tài)/朝向的測量其具體操作實施步驟如下：（1）在主菜單中選擇投入運行>測量>工具>ABC2點。（2）輸入已安裝工具的編號。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（3）用TCP移至任意一個參照點。點擊“測量”鍵。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（4）移動工具，使參照點在X軸上與一個為負(fù)X值的點重合（即與作業(yè)方向相反）。點擊“測量”鍵。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（5）移動工具，使參照點在XY平面上與一個在正Y向上的點重合。點擊“測量”鍵。用“繼續(xù)”鍵確認(rèn)。（6）按“保存”鍵。數(shù)據(jù)被保存，窗口關(guān)閉?；虬聪仑?fù)載數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被保存，另一個窗口將自動打開，可以在此窗口中輸入負(fù)載數(shù)據(jù)。3.KUKA機器人的工具測量—課后作業(yè)在任務(wù)實施完成后，你能回答出以下問題嗎？為什么要進(jìn)行工具測量？通過XYZ4點法確定的是什么？工具測量方法有哪些？控制器最多可管理多少工具？3.KUKA機器人的工具測量—考核評價成功了嗎？

檢查了嗎？

評價了嗎？

反饋了嗎？TextTextTextText分值

評價（10分）項目自我評價小組評價教師綜合評價感興趣程度

任務(wù)明確程度

學(xué)習(xí)主動性

工作表現(xiàn)

協(xié)作精神

時間觀念

任務(wù)完成熟練程度

理論知識掌握程度

任務(wù)完成效果

文明安全生產(chǎn)

總評

學(xué)習(xí)任務(wù)四

KUKA機器人的基坐標(biāo)測量4.KUKA機器人的基坐標(biāo)測量—學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會測量基坐標(biāo)。1知識目標(biāo)4.KUKA機器人的基坐標(biāo)測量—學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠確定任意一個基坐標(biāo)。1能夠激活已測量過的、用于手動移動的基坐標(biāo)。2能力目標(biāo)4.KUKA機器人的基坐標(biāo)測量—任務(wù)描述根據(jù)任務(wù)要求利用實訓(xùn)室KUKA機器人對工作臺進(jìn)行基坐標(biāo)的測量。具體的任務(wù)要求：1、以機器人所帶工具作為測量工具，以工作臺一個直角的兩邊作為坐標(biāo)系的X和Y，用基坐標(biāo)3點法進(jìn)行測量。2、請保存已測量過的基坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。3、將該工具移到該基坐標(biāo)系的原點，并同時以笛卡爾坐標(biāo)顯示實際位置。任務(wù)描述4.KUKA機器人的基坐標(biāo)測量—知識鏈接一、基坐標(biāo)測量基坐標(biāo)系測量表示根據(jù)世界坐標(biāo)系在機器人周圍的某一個位置上創(chuàng)建坐標(biāo)系。其目的是使機器人的運動以及編程設(shè)定的位置均以該坐標(biāo)系為參照。因此，設(shè)定的工件支座和抽屜的邊緣、貨盤或機器的外緣均可作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中合理的參照點，如圖3-4-1所示?；鴺?biāo)系測量分為兩個步驟：確定坐標(biāo)原點定義坐標(biāo)方向圖3-4-1基坐標(biāo)測量3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、基坐標(biāo)測量1、基坐標(biāo)測量的優(yōu)點（1）沿著工件邊緣移動：可以沿著工作面或工件的邊緣手動移動TCP，如圖3-4-2所示。圖3-4-2基坐標(biāo)測量的優(yōu)點：移動方向3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、基坐標(biāo)測量1、基坐標(biāo)測量的優(yōu)點（2）參照坐標(biāo)系：示教的點以所選的坐標(biāo)系為參照。如圖3-4-3所示。圖3-4-3基坐標(biāo)測量的優(yōu)點：以所需坐標(biāo)系為參照3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、基坐標(biāo)測量1、基坐標(biāo)測量的優(yōu)點（3）坐標(biāo)系的修正/推移：可以參照基坐標(biāo)對點進(jìn)行示教。如果必須推移基坐標(biāo)，例如由于工作面被移動，這些點也隨之移動，不必重新進(jìn)行示教，如圖3-4-4所示。圖3-4-4基坐標(biāo)測量的優(yōu)點：基坐標(biāo)系的位移3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、基坐標(biāo)測量1、基坐標(biāo)測量的優(yōu)點（4）多個基坐標(biāo)系的益處：最多可建立32個不同的坐標(biāo)系，并根據(jù)程序流程加以應(yīng)用，如圖3-4-5所示。圖3-4-5基坐標(biāo)測量的優(yōu)點：使用多個基坐標(biāo)系3.KUKA機器人的工具測量—知識鏈接一、基坐標(biāo)測量2、基坐標(biāo)測量的方法表3-4-1基坐標(biāo)測量方法方法說明3點法1.定義原點2.定義X軸正方向3.定義Y軸正方向（XY平面）間接法當(dāng)無法移至基坐標(biāo)原點時，例如，由于該點位于工件內(nèi)部，或位于機器人工作空間之外時，須采用間接法。此時須移至基坐標(biāo)的4個點，其坐標(biāo)值必須已知（CAD