T-02-O-F-任務二 機器人的示教

1、項目一 弧焊機器人的操作【學習目標】知識目標：1） 熟悉機器人使用環(huán)境及安全操作規(guī)程2） 掌握正確啟動、停止機器人的方法3） 熟悉示教器的組成，掌握示教器各部分功能的使用4） 熟悉機器人示教模式的組成，掌握示教模式的使用5） 熟悉機器人點位的組成，掌握機器人點位示教能力目標：1） 能夠檢查機器人使用環(huán)境是否符合安全規(guī)范2） 能夠正確啟動、停止機器人3） 能夠進行示教器的基本操作4） 能夠對機器人進行基本示教【工作任務】任務一 認識機器人的使用任務二 機器人的示教任務二 機器人的示教【任務導讀】針對現代工業(yè)快速多變以及日益增長的復雜性要求，繼柔性制造、計算機集成制造、精良生產以及并行工程，在面向

2、未來工業(yè)應用的生產單元中，機器人不僅被要求“不知疲倦”地進行簡單重復工作，而且能作為一個高度柔性、開放并具有友好的人機交互功能的可編程、可重構制造單元融合到制造業(yè)體系中。這一能力的實現要求現階段機器人技術整體的進步，示教技術就是其中重要的一項。機器人因為能被編程完成不同的任務而被視為柔性的自動化設備。通過某一設備或方式實現對機器人作業(yè)任務的編程，這個過程就是機器人示教過程?！鞠嚓P知識】 一、機器人示教模式目前機器人示教系統(tǒng)可以分為三類：示教再現方式、離線編程方式和基于虛擬現實方式。這里主要介紹示教再現方式。示教再現，也稱為直接示教，是機器人普遍采用的編程方式，典型的示教過程是依靠操作員觀察機器

3、人及其挾持工具相對于作業(yè)對象的位姿，通過對示教器的操作，反復調整示教點處機器人的作業(yè)位姿、運動參數和工藝參數，然后將滿足作業(yè)要求的這些數據記錄下來，再轉入下一點的示教。整個示教過程結束后，機器人實際運行時使用這些被記錄的數據，經過插補運算，就可以再現在示教點上記錄的機器人位姿。這個功能的用戶接口是示教器，操作者通過操作示教器，向主控計算機發(fā)送控制命令，操縱主控計算機上的軟件，完成對機器人的控制。其次示教器將接收到的當前機器人運動和狀態(tài)等信息通過液晶屏完成顯示。為了示教方便以及獲取信息的快捷而準確，操作者可以選擇在不同的示教模式下進行示教。機器人的示教模式可分為:關節(jié)坐標示教、直角坐標示教、工具

4、坐標示教，如表1-3所示。表1-3 機器人示教模式關節(jié)坐標示教（Joint）通過示教器（TP）上相應的鍵轉動機器人的各個軸示教。直角坐標示教（XYZ）沿著笛卡爾坐標系的軸直線移動機器人，分為兩種坐標系：1. 全局坐標系（World）：機器人缺省的坐標系；2. 用戶坐標系（User）：用戶自定義的坐標系。工具坐標示教（Tool）沿著當前工具坐標系直線移動機器人。工具坐標系是匹配在工具方向上的笛卡爾坐標系。 坐標示教關節(jié)坐標示教時，機器人各個軸獨立運動，其運動形式如圖1-5所示。示教器上的每個軸操作鍵只能控制機器人一個軸的一個方向的運動，各軸操作鍵功能如表1-4所示。圖1-5 關節(jié)坐標示教表1-4

5、 關節(jié)坐標示教的軸操作軸操作動作 + /J1軸的正轉、反轉 + /J2軸的正轉、反轉 + /J3軸的正轉、反轉 + /J4軸的正轉、反轉 + /J5軸的正轉、反轉 + /J6軸的正轉、反轉2.直角坐標示教直角坐標示教時，機器人的刀尖點沿著直角坐標（全局坐標或用戶坐標）的X、Y、Z軸直線移動或繞著X、Y、Z軸回轉運動。在此示教模式下，機器人的各個軸并非獨立運動，為了完成指定的運動軌跡，機器人各軸聯(lián)動配合，呈合成式運動。其運動形式如圖1-6所示。各軸操作鍵功能如表1-5所示。圖1-6 直角坐標示教表1-5 直角坐標示教的軸操作軸操作動作 + /沿直角坐標X軸移動 + /沿直角坐標Y軸移動 + /沿

6、直角坐標Z軸移動 + /沿直角坐標X軸轉動 + /沿直角坐標Y軸轉動 + /沿直角坐標Z軸轉動3.工具坐標示教 工具坐標示教時，機器人刀尖點沿著機器人的機械手腕部分中所定義的工具坐標系的X、Y、Z軸直線移動或繞著X、Y、Z軸回轉運動。在此示教模式下，機器人的各個軸也不是獨立運動，為了完成指定的運動軌跡，機器人各軸聯(lián)動配合，呈合成式運動。其運動形式如圖1-7所示。各軸操作鍵功能如表1-6所示。圖1-7 工具坐標示教表1-6 工具坐標示教的軸操作軸操作動作 + /沿工具坐標X軸移動 + /沿工具坐標Y軸移動 + /沿工具坐標Z軸移動 + /沿工具坐標X軸轉動 + /沿工具坐標Y軸轉動 + /沿工具

7、坐標Z軸轉動二、機器人點位示教 機器人的示教過程是依靠操作員觀察機器人及其挾持工具相對于作業(yè)對象的位姿，通過對示教器的操作，反復調整示教點處機器人的作業(yè)位姿、運動參數等，然后將滿足作業(yè)要求的這些數據記錄下來，再轉入下一點的示教。由此可見，每一個示教點位都包含了機器人的位姿、運動參數等信息，機器人中用運動指令來表示這些信息。按下示教器上的功能鍵F1“教點資料”可進行點位運動指令的示教。運動指令由動作類型、位置數據格式、移動速度和定位類型構成，其格式如圖1-8所示。圖1-8 運動指令格式動作類型指定向指定位置的移動軌跡。運動類型包括：關節(jié)動作（J）、直線動作（L）、圓弧動作（C）。(1)關節(jié)動作J

8、關節(jié)動作是機器人移動到指定位置的基本的移動方法。機器人沿著所有軸同時加速，在示教速度下移動后，同時減速后停止。移動軌跡通常為非線性。在對結束點進行示教時記述動作類型。關節(jié)移動速度的指定，以相對最大移動速度的百分比來記述，或從sec、msec中選擇。移動中的工具姿勢不受到控制。其運動示意圖如圖1-9所示。圖1-9 關節(jié)動作示意圖(2)直線動作L直線動作是以線性方式對從動作開始點到結束點的刀尖點移動軌跡進行控制的一種移動方法。在對結束點進行示教時記述運動類型。直線移動速度的指定，從mm/sec、cm/min、inch/min、sec中選擇。將開始點和目標點的姿勢進行分割后對移動中的工具姿勢進行控制

9、。其運動示意圖如圖1-10所示。圖1-10 直線動作示意圖(2)圓弧動作C 圓弧動作是從動作開始點通過經由點到結束點以圓弧方式對刀尖點移動軌跡進行控制的一種移動方法。其在一個指令中對經由點和目標點進行示教。圓弧移動速度的指定，從mm/sec、cm/min、inch/min、sec中選擇。將開始點、經由點、目標點的姿勢進行分割后對移動中的工具姿勢進行控制。其運動示意圖如圖1-11所示。圖1-11 圓弧動作示意圖2.位置數據格式Pi為位置變量，是標準的位置資料存儲變量。在對動作指令進行示教時，自動記錄位置資料。i為位置號碼，是用來參照位置變量的號碼。位置號碼在每次為程序示教動作指令時都被自動分配。

10、第一次分配P1,第二次分配P2,以此類推。3.移動速度移動速度指機器人的移動速度，在移動速度中指定的單位，根據動作指令所示教的動作類型而不同。（1）動作類型為關節(jié)動作的情況下，按如下方式指定： 在1-100%的范圍內指定相對于最大移動速度的比率。 單位為sec時，在0.1-3200sec范圍內指定移動所需的時間。 單位為msec時，在1-32000msec范圍內指定移動所需的時間。（2）動作類型為直線動作或圓弧動作的情況下，按如下方式指定： 單位為mm/sec時，在1-2000mm/sec之間指定。 單位為cm/min時，在1-12000cm/sec之間指定。 單位為inch/min時，在0.1-4724.4inch/min之間指定。 單位為sec時，在0.1-3200sec范圍內指定移動所需時間。 單位為msec時，在1-32000msec范圍內指定移動所需時間。4.定位類型 定位類型用來定義動作指令中機器人動作結束方式。定位類型有兩種：FINE和CNT。FINE：機器人到達目標位置停止（定位）后，向著下一個目標位置移動。CNT:機器人靠近目標位置，但是不到達目標位置，即向著下一個目標位置移動。機器人靠近目標位置的程