機器人示教與編程

6 6機器人編程及示教 再現(xiàn) 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 6 6 1機器人編程 目前 不像數(shù)控機床那樣有APT語言 機器人編程還沒有公認的國際標準 各制造廠商有各自的機器人編程語言 機器人編程可分為三個水平 1 用示教盒進行現(xiàn)場編程 2 直接的機器人語言編程 包括 a 專用機器人語言 b 添加了機器人庫的已有計算機語言 3 面向任務(wù)的機器人編程語言 機器人編程技術(shù)的一種發(fā)展方向是 離線編程與仿真 像CAD CAM那樣 現(xiàn)在的機器人 一般都具有前兩種編程方法 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 以焊接機器人為例 焊接時機器人是按照事先編輯好的程序運動的 這個程序一般是由操作人員按照焊縫形狀示教機器人并記錄運動軌跡而形成的 示教是一種機器人的編程方法 示教分為三個步驟 1 示教 2 存儲 3 再現(xiàn) 6 6 2機器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 什么是示教與再現(xiàn) 示教 就是機器人學(xué)習的過程 在這個過程中 操作者要手把手教會機器人做某些動作 存儲 就是機器人的控制系統(tǒng)以程序的形式將示教的動作記憶下來 機器人按照示教時記憶下來的程序展現(xiàn)這些動作 就是 再現(xiàn) 過程 示教可分為 在線示教方式和離線示教方式 6 6 2機器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 一 在線示教方式 在現(xiàn)場直接對操作對象進行的一種編程方法 常用的有 1 人工引導(dǎo)示教由有經(jīng)驗的操作人員移動機器人的末端執(zhí)行器 計算機記憶各自由度的運動過程 特點 簡單 但精度受操作者的技能限制 2 輔助裝置示教對一些人工難以牽動的機器人 例如一些大功率或高減速比機器人 可以用特別的輔助裝置幫助示教 3 示教盒為了方便現(xiàn)場示教 一般工業(yè)機器人都配有示教盒 它相當于鍵盤 有回零 示教方式 數(shù)字 輸入 編輯 啟動 停止等鍵 6 6 2機器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 示教盒 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 二 離線示教原因 1 不便于現(xiàn)場操作 2 工作量大 精度低 方法包括 1 解析示教將計算機輔助設(shè)計的數(shù)據(jù)直接用于示教 并利用傳感技術(shù)進行必要的修正 2 任務(wù)示教指定任務(wù) 以及操作對象的位置 形狀 由控制系統(tǒng)自動規(guī)劃運動路徑 任務(wù)示教是一種發(fā)展方向 具有較高的智能水平 目前仍處于研究中 6 6 2機器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 一 應(yīng)用程序的組成應(yīng)用程序由主模塊和程序模塊組成 主模塊包含主程序 程序模塊包含程序數(shù)據(jù)和完成特定任務(wù)的例行程序 二 系統(tǒng)模塊的組成系統(tǒng)模塊包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)和例行程序 所有ABB機器人都自帶兩個系統(tǒng)模塊 USER模塊和BASE模塊 使用時對系統(tǒng)自動生成的任何模塊不能進行修改 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 三 編程指令及應(yīng)用1 基本運動指令及其應(yīng)用常用基本運動指令有 MoveL MoveC 1 MoveL 直線運動 只需確定起點和終點 可示教輸入或鍵輸入 例如 MoveLp1 v100 z10 tool1 p1 目標位置 v100 機器人運行速度 z10 轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸 tool1 工具坐標 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 圖 轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸 zone指機器人TCP 即toolcentreposition 不達到目標點 而是在距離目標點一定長度 通過編程確定 如z10 處圓滑繞過目標點 如下圖中的P1點 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 2 圓弧運動指令MoveC圓弧由起點 中點和終點三點確定 使用圓弧運動指令MoveC 需要示教確定運動路徑的起點 中點和終點 圓弧運動路徑如圖所示 圖 圓弧運動路徑 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 起點為P0 也就是機器人的當前位置 使用MoveC指令會自動顯示需要確定的另外兩點 即中點和終點 程序語句如下 例 MoveCp1 p2 v100 z1 tool1 3 輸入輸出指令Do指機器人輸出信號 di指輸入機器人信號 輸入輸出信號有兩種狀態(tài) 1 為接通 0 為斷開 1 設(shè)置輸出信號指令Setdo12 復(fù)位輸出信號指令Resetdo13 輸出脈沖信號指令PulseDOdo1 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 4 程序流程指令判斷執(zhí)行指令I(lǐng)F循環(huán)執(zhí)行指令WHILE循環(huán)指令運行時 機器人循環(huán)直到不滿足判斷條件后 才跳出循環(huán)指令 執(zhí)行后面的指令 5 機器人停止指令Stop指令 機器人停止運行 軟停止指令 直接在下一句指令啟動機器人 Exit指令 機器人停止運行 并且復(fù)位整個運行程序 將程序指針移至主程序第一行 下次運行程序時 機器人程序必須從頭開始 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 6 賦值指令Date ValueDate 指被賦值的數(shù)據(jù)Value 指該數(shù)據(jù)被賦予的值 7 等待指令WaitTimeTime等待指令是讓機器人運行到該程序是等待一段時間 Time機器人等待的時間 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 6 6 3ABB機器人編程簡介 新建與加載程序 新建與加載一個程序的步驟如下 1 在主菜單下 選擇程序編輯器 2 選擇任務(wù)與程序 3 若創(chuàng)建新程序 按新建 然后打開軟件盤對程序進行命名 若編輯已有程序 則選加載程序 顯示文件搜索工具 4 在搜索結(jié)果中選擇需要的程序 按確認 程序被加載 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 運行程序 先用手動低速 單步執(zhí)行 再連續(xù)執(zhí)行 1 單步運行運行時是從程序指針指向的程序語句開始 運行步驟如下 1 將機器人切換至手動模式2 按住示教器上的使能鍵3 按單步向前或單步向后 單步執(zhí)行程序 執(zhí)行完一句即停止 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 2 自動運行程序自動運行程序的步驟如下 1 插入鑰匙 將運轉(zhuǎn)模式切換到自動模式 2 按馬達上電 失電按鈕激活電機 3 按連續(xù)運行鍵開始執(zhí)行程序 4 按停止鍵停止程序 5 插入鑰匙 運轉(zhuǎn)模式返回手動狀態(tài) 6 6 3ABB機器人編程簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 為什么要進行主從操作 1 目前機器人智能水平有限 單靠機器人還很難達到人們的要求 2 工作環(huán)境惡劣 人類無法直接完成 最好的辦法是遙控操作 所謂主從操作就是在人的監(jiān)控下機器人完成特定的工作 與它對應(yīng)的是自主操作 主從操作也稱為遙控操作 可分為近距離主從操作和遠距離遙控操作 6 7主從操作簡介 山東大學(xué)機械工程學(xué)院機電工程研究所2010 09 02 6 7主從操作簡介 目前最常見的主從操