《工業(yè)機(jī)器人編程、仿真及調(diào)試》實(shí)訓(xùn)報告書(word文檔良心出品)

1、廣州城建職業(yè)學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)報告課程名稱:工業(yè)機(jī)器人編程、仿真及調(diào)試實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目:手動操縱ABB工業(yè)機(jī)器人學(xué)生姓名:羅吉祥學(xué)生學(xué)號:1509010430所在班級:15 機(jī)電4班張志杰指導(dǎo)教師:機(jī)電工程學(xué)院2017-2018學(xué)年第1學(xué)期實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目手動操縱工業(yè)機(jī)器人1、掌握各軸的運(yùn)動規(guī)律;2、熟練使用機(jī)器人的三種運(yùn)動方式;3、能夠使用示教器搖桿熟練控制機(jī)器人各軸運(yùn)動;4、能夠使用增量控制機(jī)器人的步進(jìn)運(yùn)動;5、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致的工作態(tài)度;建議學(xué)時：學(xué)習(xí)地點(diǎn)：一體化學(xué)習(xí)工作站、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備1. 主要設(shè)備：工業(yè)機(jī)器人2. 學(xué)習(xí)資料：安全操作規(guī)程、工作頁、多媒體設(shè)備、焊接手冊；3. 勞動保護(hù)用品：工作服、電焊手套、面罩

2、、絕緣鞋、濾光玻璃二、學(xué)習(xí)過程1.請同學(xué)們查閱資料并寫出手動模式下可以進(jìn)行微動控制，無論“示教器”上顯示什么 視圖都可以進(jìn)行微動控制，但在程序執(zhí)行過程中無法進(jìn)行微動控制。答：微動控制就是使用Flex Pen da nt控制桿手動定位或移動機(jī)器人或外軸。什么時候可以微動控制？手動模式下可以進(jìn)行微動控制。無論Flex Pen da nt上顯示什么視圖都可以進(jìn)行微動控 制，但在程序執(zhí)行過程中無法進(jìn)行微動控制。關(guān)于動作模式和機(jī)器人 選定的動作模式和/或坐標(biāo)系確定了機(jī)器人移動的方式。在線性動作模式下，工具中心點(diǎn)沿空間內(nèi)的直線移動，即 "從 A點(diǎn)到 B點(diǎn)移動”方 式。工具中心點(diǎn)按選定的坐標(biāo)系軸的

3、方向移動。在逐軸模式下，一次只能移動一根機(jī)器人軸。因此很難預(yù)測工具中心點(diǎn)將如何移動。關(guān)于動作模式和附加軸 附加軸只能進(jìn)行逐軸微動控制。附加軸可設(shè)計為進(jìn)行某種線性附動作或旋轉(zhuǎn) （角）動 作的軸。線性動作用于傳送帶，旋轉(zhuǎn)動作用于各種工件操縱器。加軸不受選定的坐標(biāo)系影響。關(guān)于坐標(biāo)系 如果工具坐標(biāo)系的其中一個坐標(biāo)與鉆孔平行，能輕而易舉地使用機(jī)械爪將銷子定位于鉆孔內(nèi)。在基坐標(biāo)系中執(zhí)行同樣的任務(wù)時，可能需要同時在 X、和Z坐標(biāo)進(jìn)行微 動控制，從而增加了精確控制的難度。選擇合適的坐標(biāo)系會使微動控制容易一些，但對于選擇哪一種坐標(biāo)系并沒有簡單或唯一的答案2.通過觀察機(jī)器人的移動方式及將其下表填寫:動作模式控制桿

4、圖示說明軸1-3模式機(jī)器人的1、2、3軸必須單獨(dú)運(yùn)動,沒有聯(lián)動關(guān)系。軸4-6模式線性模式L操縱桿方問HQ機(jī)器人的工具姿態(tài)不變，工具中心點(diǎn)（TCP在空間內(nèi)直線移動,各軸的轉(zhuǎn)動角度由控制器運(yùn)算后決定。重定位模式Joystick directions 注：由于機(jī)器本體一般有六個軸且示教器上的操縱桿為三方向控制，所以“單軸模式” 分為“軸1-3模式”與“軸4-6模式”才能完全控制機(jī)器人各個軸運(yùn)動（如下圖）。需要34263.工具中心點(diǎn)定義不精確是否將直接影響到機(jī)器人工作時的質(zhì)量和效率答：是小貼士:1、什么是工具工具是能夠直接或間接安裝在機(jī)器人轉(zhuǎn)動盤上，或能夠裝配在機(jī)器人工作范圍內(nèi)固定位置上的物件。固定裝

5、置（夾具）不是工具。所有工具必須用TCP （工具中心點(diǎn)）定義。為了獲取精確的工具中心點(diǎn)位置，必須測量機(jī)器人使用的所有工具并保存測量數(shù)據(jù)。A - -Axe漳2I上匚2、工具數(shù)據(jù)tooldata工具數(shù)據(jù)tooldata用于描述安裝在機(jī)器人第六軸上的工具的TCP質(zhì)量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。一般不同的機(jī)器人應(yīng)用配置不同的工具，比如說弧焊的機(jī)器人就使用弧焊槍作為工具（如下圖），而用于搬運(yùn)板材的機(jī)器人就會使用吸盤式的夾具作為工具。3、工具中心點(diǎn) TCP (Tool Center Ponit)以下是圍繞工具中心點(diǎn)（TC P）定義工具/操縱器機(jī)械腕方向的示意圖:/ rZ ZTCP通常TCP定義為與操縱器轉(zhuǎn)動盤上的工

6、具中心點(diǎn)（TC P）是定義所有機(jī)器人定位的參照點(diǎn)。位置相對。TCP。TCP可以微調(diào)或移動到預(yù)設(shè)目標(biāo)位置。工具中心點(diǎn)也是工具坐標(biāo)系的原點(diǎn)。 機(jī)器人系統(tǒng)可處理若干 TCP定義，但每次只能存在一個有效TCP有兩種基本類型：移動或靜止。移動TCP多數(shù)應(yīng)用中TCP都是移動的，即 TCP會隨操縱器在空間移動。典型的移動TCP可參照弧焊槍的頂端、點(diǎn)焊的中心或是手錐的末端等位置定義。靜止TCP此時，TCP要參照靜止設(shè)備而某些應(yīng)用程序中使用固定 TCP,例如使用固定的點(diǎn)焊槍時。 不是移動的操縱器來定義。A點(diǎn)就是默認(rèn)工具（toolO ）的工具中心點(diǎn)位于機(jī)器人安裝法蘭的中心，如下圖示，圖中的 原始的TCP點(diǎn)。圖示A

7、厲2t«?10的匚貝中七點(diǎn).TCPTC啲設(shè)定原理如下:1）、2）、3）、首先在機(jī)器人工作范圍內(nèi)找一個非常精確的固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)。然后在工具上確定一個參考點(diǎn)（最好是工具的中心點(diǎn)）。用之前介紹的手動操縱機(jī)器人的方法，去移動工具上的參考點(diǎn)，以四種以上不同的機(jī) 器人姿態(tài)盡可能與固定點(diǎn)剛好碰上。為了獲得更準(zhǔn)確的TCP,在以下的例子中使用六點(diǎn)法進(jìn)行操作，第四點(diǎn)是用工具的參考點(diǎn)垂直于固定點(diǎn)，第五點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為TCP的X方向移動，第六點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為TCP的Z方向移動。4）、機(jī)器人通過這四個位置點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)計算求得TCP的數(shù)據(jù)，然后TCP的數(shù)據(jù)就保存在toold

8、ata這個程序數(shù)據(jù)中被程序進(jìn)行調(diào)用。4如何定義焊接機(jī)器人（IRC1410 ）焊槍的工具中心點(diǎn)，并使得工具中心點(diǎn)的平均誤差在0.5mm以下。答：用四種以上不同的機(jī)器人姿態(tài)進(jìn)行更精確的TCP定位小貼士:1、三、評價工件；工件是擁有特定附加屬性的坐標(biāo)系。它主要用于簡化編程（因置換特定任務(wù)和工件進(jìn) 程等而需要編輯程序時）。工件坐標(biāo)系必須定義于兩個框架：用戶框架（與大地基座相關(guān)）和工件框架（與用戶框架相關(guān)）。創(chuàng)建工件可用于簡化對工件表面的微動控制?？梢詣?chuàng)建若干不同的工件，這樣，您就 必須選擇一個用于微動控制的工件。2、機(jī)器人目標(biāo)和位置通過沿坐標(biāo)系軸坐標(biāo)系從一個稱為原點(diǎn)的固定點(diǎn)通過軸定義平面或空間。的測量

9、來定位。機(jī)器人使用若干坐標(biāo)系，每一坐標(biāo)系都適用于特定類型的微動控制或編程。?基坐標(biāo)系位于機(jī)器人基座。它是最便于機(jī)器人從一個位置移動到另一個位置的坐標(biāo)系。?工件坐標(biāo)系與工件相關(guān)，通常是最適于對機(jī)器人進(jìn)行編程的坐標(biāo)系。?工具坐標(biāo)系定義機(jī)器人到達(dá)預(yù)設(shè)目標(biāo)時所使用工具的位置。？大地坐標(biāo)系可定義機(jī)器人單元，所有其他的坐標(biāo)系均與大地坐標(biāo)系直接或間接相關(guān)。它適用于微動控制、 一般移動以及處理具有若干機(jī)器人或外軸移動機(jī)器人的工作站和工作單元。?用戶坐標(biāo)系在表示持有其他坐標(biāo)系的設(shè)備（如工件）時非常有用?；鴺?biāo)系Xzi3a«>SQ0i?E基坐標(biāo)系在機(jī)器人基座中有相應(yīng)的零點(diǎn)，這使固定安裝的機(jī)器人的移

10、動具有可預(yù)測性。因此它對于將機(jī)器人從一個位置移動到另一個位置很有幫助。對機(jī)器人編程來說， 其它如工件坐X軸移動；向兩側(cè)移動控制桿 Z軸移動。標(biāo)系等坐標(biāo)系通常是最佳選擇。在正常配置的機(jī)器人系統(tǒng)中，當(dāng)您站在機(jī)器人的前方并在基 坐標(biāo)系中微動控制，將控制桿拉向自己一方時，機(jī)器人將沿 時，機(jī)器人將沿 丫軸移動。扭動控制桿，機(jī)器人將沿大地坐標(biāo)系VBABC.r卷人I ttjr慕聯(lián)一 aUL 2 少 I”, it大地坐標(biāo)系在工作單元或工作站中的固定位置有其相應(yīng)的零點(diǎn)。這有助于處理若干個機(jī)器人或由外軸移動的機(jī)器人。在默認(rèn)情況下，大地坐標(biāo)系與基坐標(biāo)系是一致的。工件坐標(biāo)系J”工件坐標(biāo)系對應(yīng)工件：它定義工件相對于大地

11、坐標(biāo)系（或其它坐標(biāo)系）的位置。工件坐標(biāo)系必須定義于兩個框架：用戶框架（與大地基座相關(guān)）和工件框架（與用戶框架相關(guān)）。機(jī)器人可以擁有若干工件坐標(biāo)系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。您對機(jī)器人進(jìn)行編程時就是在工件坐標(biāo)系中創(chuàng)建目標(biāo)和路徑。這帶來很多優(yōu)點(diǎn):?重新定位工作站中的工件時，您只需更改工件坐標(biāo)系的位置，所有路徑將即刻隨之更新。?允許操作以外軸或傳送導(dǎo)軌移動的工件，因?yàn)檎麄€工件可連同其路徑一起移動。位移坐標(biāo)系T"9®®bMCOOM 佇匸ABCJ有時，會在若干位置對同一對象或若干相鄰工件執(zhí)行同一路徑。 位置編程，可以定義一個位移坐標(biāo)系。此坐標(biāo)系

12、還可與搜索功能結(jié)合使用，以抵消單個部件的位置差異。 位移坐標(biāo)系基于工件坐標(biāo)系而定義。為了避免每次都必須為所有工具坐標(biāo)系XYX33口 OOECC工具坐標(biāo)系經(jīng)常被TCP（ Tool Center工具坐標(biāo)系將工具中心點(diǎn)設(shè)為零位。它會由此定義工具的位置和方向?？s寫為TCPF （Tool Center Point Frame），而工具坐標(biāo)系中心縮寫為Point）。執(zhí)行程序時，機(jī)器人就是將 TCP移至編程位置。這意味著，如果您要更改工具 （以 及工具坐標(biāo)系），機(jī)器人的移動將隨之更改，以便新的TCP到達(dá)目標(biāo)。所有機(jī)器人在手腕處都有一個預(yù)定義工具坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系被稱為tool0。這樣就能將一個或多個新工具坐標(biāo)

13、系定義為tool0的偏移值。微動控制機(jī)器人時，如果您不想在移動時改變工具方向（例如移動鋸條時不使其彎曲），工具坐標(biāo)系就顯得非常有用。用戶坐標(biāo)系A(chǔ)B尢地F杯展W叨時戶坐杓號I h Vtd ¥,與引4學(xué)七卜菇一冋用戶坐標(biāo)系可用于表示固定裝置、工作臺等設(shè)備。這就在相關(guān)坐標(biāo)系鏈中提供了一個額外級別，有助于處理持有工件或其它坐標(biāo)系的處理設(shè)備。反饋討論與總結(jié)1.請分組思、考當(dāng)定義好焊槍工具中心點(diǎn)后除了看平均誤差越小越精確之外，還有沒有 其它方法能檢驗(yàn)工具中心點(diǎn)定義夠精確。形成書面總結(jié)報告（不少于300字）答： 進(jìn)行工具標(biāo)定.就是確定工具坐標(biāo)系相對于機(jī)器人末端坐標(biāo)系的變換矩陣.為此提出一種基于視覺相機(jī)空間的自但傳統(tǒng)的解決方案是通過人工示教點(diǎn)約束的方法，動工具標(biāo)定方法。在末端工具上增加特征點(diǎn)如圓環(huán)標(biāo)志，禾j用相機(jī)建立機(jī)器人三維空間 與相機(jī)二維空間之間的關(guān)系，通過自動的三維空間視覺定位，實(shí)現(xiàn)對圓環(huán)標(biāo)志的中心點(diǎn) 的點(diǎn)約束，視覺定位不需要相機(jī)的標(biāo)定等繁瑣過程。基于機(jī)器人的正運(yùn)動學(xué)和相機(jī)空間 點(diǎn)約束完成工具中心點(diǎn)（TCP）求解。重復(fù)實(shí)驗(yàn)的