機器人技術(shù)實驗指導書

1、Word 文檔 工業(yè)機器人實驗指導書 實驗一、工業(yè)機器人的安裝與調(diào)試 、實驗學時：2 2 學時 二、 實驗?zāi)康模?1 1、 學習并掌握六自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)特點。 2 2、 能根據(jù)安裝說明書對機器人套件進行安裝調(diào)試 三、 實驗設(shè)備： 1 1、 六自由度工業(yè)機器人套件 2 2、 LOBOTLOBOT 機器人舵機控制板 3 3、 計算機一臺 四、 實驗原理： 六自由度機械手臂是一套具有 6 6 個自由度的典型串聯(lián)式小型關(guān)節(jié)型機械手臂 ，帶有小型 手抓式；主要由機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大部分組成 ，其機械系統(tǒng)的各部分采用模塊化結(jié)構(gòu) ，每 個部分分別由一個伺服電動機來帶動 ，每個電動機在根據(jù)控制要求以及

2、程序的要求來運動從 而實現(xiàn)運動要求。 此六自由度機械手臂的特點： 1 1手部和手腕連接處可拆卸，手部和手腕連接處為機械結(jié) 構(gòu)。b.b.手部是機械手臂的末端操作器，只能抓握一種工件或幾種在形狀、尺寸、質(zhì)量等方面 相近似的工件，只能執(zhí)行一種作業(yè)任務(wù)。 c.c.手部是決定整個機械手臂作業(yè)完成好壞，作業(yè)柔 性好壞的關(guān)鍵部件之一。此機械手臂的手爪是機械鉗爪式類別中的平行連桿式鉗爪。 五、實驗步驟： 1.1. 首先，先熟悉一下需要用到的螺絲及銅柱 2.2. 取 1 1 個圓盤和 1 1 個金屬舵盤 3.3. 用 4 4 個 M3*6M3*6 螺絲的將金屬舵盤裝在圓盤上面。 4.4. 再取出 1 1 個圓盤

3、和 1 1 個多功能支架，用 M4*15M4*15 螺絲和螺母，將其固定 5.5. 取 2 2 個圓環(huán)+ +大軸承+ +雙通銅柱（長 15mm15mm）+4+4 個 M4*80M4*80 螺絲。 Word 文檔 6.6. 將螺絲穿入圓環(huán)。2 2 個圓環(huán)中間是軸承，下面用銅柱鎖緊。（越緊越好）。 7.7. 取出方孔圓盤+1+1 個 MG996RMG996R 舵機，用 4 4 個 M4*8M4*8 螺絲和 M4M4 螺母將舵機固定在圓盤 上。注意方向不要搞錯，舵機輸出軸在圓盤中心位置。這個舵機要調(diào)到 9090 度（中間） 的位置，即往左往右都可以控制旋轉(zhuǎn) 9090 度。 8.8. 取出之前裝好的帶

4、有金屬舵盤的圓盤。 將其固定在舵機輸出軸上， 注意圖中的位置， 將 小圓盤上 2 2 個孔之間連線和方孔大圓上 2 2 個孔之間的連線處于平行狀態(tài)。 9.9. 將之前裝好的這兩個部分，連到一起 10.10. 方孔大圓盤下面用 M4M4 螺母鎖緊。 11.11. 將另一個小圓盤，放上去，孔位和下面對準，取出 4 4 個 M4*20M4*20 螺絲及螺絲，將上下兩個 圓盤鎖緊，越緊越好?。ㄉ下萁z的時候，手指可以抵著 M4M4 螺母，上緊即可） 12.12. 在多功能支架上，裝上一個杯士軸承，用 M3*10M3*10 螺絲及 M3M3 螺母固定。軸承的法蘭邊 那一面貼著多功能支架 13.13. 取出

5、 1 1 個長 U U 支架和 1 1 個 MG996RMG996R 舵機。將舵機調(diào)到 9090 度，套上金屬舵盤。 14.14. 將長 U U 支架套在軸承上，然后將舵機裝到多功能支架中， 長 U U 支架的孔位對準金屬舵盤 上面的孔位，裝上 M3*6M3*6 螺絲。將舵機用 M4*8M4*8 螺絲和 M4M4 螺母固定在多功能支架上面， 取 1 1 個多功能支架+1+1個 L L 支架，用 4 4 個 M3*8M3*8 平頭螺絲和 4 4 個 M3M3 螺母，將多功能支架 和 L L 支架固定在一起， 注意，螺絲從里往外上（螺母在外面） 。再取一個杯士軸承， 將杯士軸承裝在多功能支架上。

6、15.15. 取一個長 U U 支架，固定在 L L 支架上。 16.16. 取一個舵機，調(diào)到 9090 度，套上金屬舵盤。 17.17. 將舵機套在多功能支架里面，準備好 M4*8M4*8 螺絲和 M3*6M3*6 螺絲。 18.18. 將螺絲固定好舵機和金屬舵盤。 19.19. 取 2 2 個多功能支架+4+4 個 M3*8M3*8 平頭螺絲及 M3M3 螺母。 20.20. 把舵機調(diào)到 9090 度的位置，再套上金屬舵盤，將其裝在機械臂支架里面。然后裝上相應(yīng) 的螺絲。 21.21. 裝上爪子，用 2 2 個 M3*8M3*8 螺絲固定在舵盤上即可。 六、 實驗心得 此次機械手拆裝實驗，鍛

7、煉了我們的動手能力，更重要的是使 我們了解了六自由度工 業(yè)機械手的工作原理與方式， 及其操作方法。此外，我們對機械手各個關(guān)節(jié)里面的零部件組 成跟各部件所其功能都有了一定的認識，這無疑是增長了我們的知識與見識。 七、 問題： 六自由度機器人安裝時的難點有哪些，如何在實踐中解決的？ 實驗二、工業(yè)機器人平面軌跡控制實驗 一、 實驗學時：2 2 學時 二、 實驗?zāi)康模?1 1、學習并掌握六自由度工業(yè)機器人的平面軌跡運動方式 Word 文檔 2 2、 掌握工業(yè)機器人模塊化軟件的安裝調(diào)試 3 3、 掌握工業(yè)機器人平面軌跡的軟件編程方法 三、 實驗設(shè)備： 1 1、 六自由度工業(yè)機器人套件 2 2、 LOBO

8、TLOBOT 機器人舵機控制板 3 3、 計算機一臺 四、 實驗原理： 通常機器人運動軸按其功能可劃分為機器人軸、 基座軸和工裝軸，基座軸和工裝軸統(tǒng) 稱外部軸。目前，大部分商用工業(yè)機器人系統(tǒng)中，均可使用關(guān)節(jié)坐標系、直角坐標系、工 具坐標系和用戶坐標系， 而工具坐標系和用戶坐標系同屬于直角坐標系疇 。 （1 1）關(guān)節(jié)坐標系 在關(guān)節(jié)坐標系下，機器人各軸均可實現(xiàn)單獨正向或反向運動。對大圍 運動，且不要求 TCPTCP 姿態(tài)的，可選擇關(guān)節(jié)坐標系。 （2 2）直角坐標系（世界坐標系、坐標系） 原點定義在機器人安裝面與第一轉(zhuǎn)動軸 的交點處，X X 軸向前，Z Z 軸向上，Y Y 軸按右手法則確定。 （3

9、3）工具坐標系 原點定義在 TCPTCP 點，并且假定工具的有效方向為 X X 軸（有些機器人 廠商將工具的有效方向定義為 Z Z 軸），而 Y Y 軸、Z Z 軸由右手法則確定。 在進行相對于工 件不改變工具姿態(tài)的平移操作時選用該坐標系最為適宜。 （4 4）用戶坐標系 可根據(jù)需要定義用戶坐標系。 當機器人配備多個工作臺時，選擇用 戶坐標系可使操作更為簡單 。在用戶坐標系中， TCPTCP 點將沿用戶自定義的坐標軸方向運 動。 五、 實驗步驟 1 1 ）安裝驅(qū)動 詳見驅(qū)動文件夾，按照里面的說明自行操作。 2 2）上位機軟件頁面介紹說明 LobDt_U!iJ_Ccn 雙擊上位機軟件 機 ，打開軟

10、件界面，如下圖： Word 文檔 左邊為舵機圖標操作窗口， 打鉤顯示該舵機口、 取消就關(guān)閉該舵機口。 舵機圖標可自由 拖拉?！氨４嫖恢谩保罕４娴奈恢靡欢ㄒ衔粰C軟件在同一個目錄下，以后才能從選擇那里 直接打開，保存到其他文件夾無效。 “復位圖標”：3232 個滑竿圖標可以全部恢復到初始位置。 “極限切換”：極限值有兩種狀態(tài)，分別是 P5002500P5002500 和 P6002400P6002400，針對不用的舵機使用， 此按鈕可以切換滑竿圖標的極限狀態(tài)。一般情況下不使用。 “舵機回中”：可以使得 3232 個滑竿全部歸位到 P1500P1500 的狀態(tài)（中間位置），故稱舵機回中。 “打開

11、偏差 B B “：打開機器人偏差文件。 “保存偏差 B B”：保存機器人偏差文件。 COM COM 口選擇端，選擇正確的 COM COM 口后，點擊連接?！岸嗦贰笆怯糜诙嗯_機器人控制，一般情 況下不使用。 初始化：上位機軟件初始化，表示從開始地址 256256 號位置開始寫動作，只是對軟件操作， 而不改變已經(jīng)下載到主板上的動作。 擦除：對下載到主板上的動作組做清空操作。擦除后需要點擊初始化。 運行動作組：運行已經(jīng)下載到主板上的動作組。 停止：停止運行動作組。 脫機運行：運行已經(jīng)下載到主板上的動作組， 并且下次開機直接執(zhí)行該動作組。Word 文檔 禁用：禁用脫機運行。 可以添加音樂，添加后，在播

12、放音樂前打勾勾， 點擊動作組運行，可以使得音樂同步播放！ 六、 實驗心得 通過對工業(yè)機器人平面空之軌跡的學習， 了解了控制機器人的基本方法。 學習了機器 人控制軟件，并可以自己進行安裝。 提高了自己對機器人的認識水平。 也增強了自己的動手 能力。 七、 提問： 如何解決六自由度機器人頭重腳輕的問題？ 實驗三、工業(yè)機器人空間軌跡控制實驗 一、實驗學時：2 2 學時 二、 實驗?zāi)康模?1 1 學習并掌握六自由度工業(yè)機器人的空間軌跡運動方式 2 2、 熟練運用工業(yè)機器人模塊化軟件 3 3、 掌握工業(yè)機器人空間軌跡的軟件編程方法 三、 實驗設(shè)備： 1 1、 六自由度工業(yè)機器人套件 2 2、 LOBOT

13、LOBOT 機器人舵機控制板 3 3、 計算機一臺 四、 實驗原理： 在關(guān)節(jié)空間中的軌跡規(guī)劃 以關(guān)節(jié)變星描述操作習的空間運動.并以 關(guān)節(jié)變最的時間函數(shù)來規(guī)劃苴運動軌跡的稱為 在關(guān)節(jié)空間小規(guī)劃。 Word 文檔 *在直角坐標空間中的軌跡規(guī)劃 以末端執(zhí)行器在直角坐標系中的位姿、速度 和加速度描述其空間運動，并以此規(guī)劃機黠人運動 的稱為在直角坐標空間中規(guī)劃 五、實驗步驟 現(xiàn)存我們來対機器人輸人以卜從 I件 A點到 IR點的 U1T 科序.此郴序由 1辛 M個規(guī)序點組成口 1）程序點 1 一開始位置 般怙況F-叫以將機器人操作卄始侍說選 擇“機器人的-冋零“位K.也就是程序心功氐 何服準備好.點山“

14、F動操作”功能區(qū)的 r 即些” 按仏 a. 點冋零”按i禮確保機器人冋零就緒.id錄此位超 h設(shè)咒機器人運仟速度.不論衽關(guān)節(jié)坐標系還是在直角坐標系模式下血， 均可 以通過設(shè)注關(guān)節(jié)勞熱”功能K的步長枚速度指令進懺運行步長和速度設(shè)管h d.血擊杯不教列農(nóng)操作”區(qū)的乍披鈕，記求該點。 遼曰戶睥 2 3 4 JU Bfcl 1 S13 迅 M ”:吊序點汽 用加丫4 j 斗呼山 2 耐=、 1 e 圖 3-5示教件業(yè)過程示資 鼻止 Word 文檔 打產(chǎn) e 牛 殳件：加agcrteLLtM | 遲錄 J 刪 | 圏 3T記錄運功路徑R點 2）程序點2 -抓取位置附五（孤取前 乩 用枷操件鍵設(shè)観機as人

15、可以狐取丄件的賽態(tài)*必礒選取機器人接近.什時不 與工件發(fā)生十涉的力杯 位紙 （常業(yè)抓収位買的正上方） H 煉I小教列尙操作樺區(qū)的“紅朋”按凱，記戒該點. 3）程序點3 一抓取位置 九設(shè)神操作規(guī)式為直用坐杯系，設(shè)料運仃迷哎為較低建度； K保舶腳序點2的姿態(tài)水變*用軸操作鍵將機器人移動到夾取慮3位留 e點占夾緊”.抓取牛； d.點擊“町；教列占操柞” X 的“紀錄”按位*記求該點n 4）程序點4 一抓取位置附近（抓取后的退讓位置 a.用軸按作鍵把抓宦件的機器人閒到孤取r/.inFH近。移動時.選擇與闔邊訟 得和工具不發(fā)鑒十涉的力1泳位乩（通常在弧取位禮的|卜：上方口和稈序點 2冑同一位賢也町）.

16、b點擊4示教列農(nóng)操作”區(qū)刖紀錄”按訊*記呆該點. 5）程序點5 -同程序點1 SL點擊&冋零”按鈕:異記錄冋零位置. 6）程序點6 放置位置附近（啟置前） 弘用軸檢作健設(shè)定機器人能夠放置工件的姿態(tài)爐龍機務(wù)人接近 I作臺時. 要選幷把持的工件和堆積的I：件不干涉的場所， 片決定位矍 （通常，OS 輔助位賢的正上方 . b+點汕“示教列表操作區(qū)的“紀冉按鈕,記錄該點勺 Word 文檔 7） 程序點7 -放置輔助位置 乩 從程序點6直接移到放逼位胃，已經(jīng)放國的【.件和夾持著的1件町能發(fā) 上卡涉這時為了避開干涉.要用輛操杵捉設(shè)定一個輔助位乩姿態(tài)和秤序 點6和同 b. 點擊竹教列衣操作“區(qū)的“紀求”按聞記錄諫點. 8） 程序點8 一放置位置 H.甬軸操伯建把機器人移到放爭血胃這時諂 ft!持秫序點7的姿態(tài)不芟 x 點擊松開掙桜鈕,釋放工件。 c, 點山商示教列表操作區(qū)的USL 按扭,記錄該點. 9）程序點9 一放置位置附近（放置后的退讓位置） 匕用軸操作犍把機器人移到放置愎世附近移功的選