項目6--工業(yè)機器人的離線編程

1、【學習目標】知識目標知識目標1了解工業(yè)機器人的編程方法；2了解工業(yè)機器人離線編程系統(tǒng)的組成；3了解ABB焊接仿真工作站的使用。技能目標技能目標1正確理解離線編程系統(tǒng)。2能夠使用ABB焊接仿真工作站軟件進行簡單的離線編程。 任務 工業(yè)機器人的離線系統(tǒng)（ABB焊接機器人仿真工作站）中編程。機器人編程是指為了使機器人完成某項作業(yè)而進行的程序設計。早期的機器人只具有簡單的動作功能，采用固定的程序進行控制，動作適應性較差。隨著機器人技術的發(fā)展及對機器人功能要求的提高，需要一臺機器人通過相應的程序完成各種工作，并具有較好的通用性?！竟ぷ魅蝿铡恳?、機器人編程方法一、機器人編程方法目前，應用于機器人的編程方法

2、主要有三種。1.示教編程示教編程示教編程是一項成熟的技術，它是目前大多數(shù)工業(yè)機器人的編程方式。采用這種方法時，程序編制是在機器人現(xiàn)場進行的。示教編程是目前廣泛使用的一種示教編程方式。 2、機器人語言編程、機器人語言編程機器人語言編程是指采用專用的機器人語言來描述機器人的運動軌跡。目前應用于工業(yè)中的機器人語言是動作級和對象級語言。3、離線編程、離線編程離線編程是在專門的軟件環(huán)境下，用專用或通用程序在離線情況下進行機器人軌跡規(guī)劃編程的一種方法。 離線編程程序通過支持軟件的解釋或編譯產(chǎn)生目標程序代碼，最后生成機器人路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)。一些離線編程系統(tǒng)帶有仿真功能，可以在不接觸實際機器人機器工作環(huán)境的情況下

3、，在三維軟件中提供一個和機器人進行交互作用的虛擬環(huán)境。 示教編程離線編程需要實際機器人系統(tǒng)和工作環(huán)境編程時機器人停止工作在實際系統(tǒng)上試驗程序編程的質量取決于編程者的經(jīng)驗難以實現(xiàn)復雜的機器人運行軌跡需要機器人系統(tǒng)和工作環(huán)境的圖形模型編程時不影響機器人工作通過仿真試驗程序可用CAD方法進行最佳軌跡規(guī)劃可實現(xiàn)復雜運行軌跡的編程表表6-1 示教編程與離線編程的比較示教編程與離線編程的比較與在線示教編程相比，離線編程具有如下優(yōu)點：1）減少機器人不工作時間。當對機器人下一個任務進行編程時，機器人仍可在生產(chǎn)線上工作，變成不占用機器人的工作時間。2）使編程者遠離危險的編程環(huán)境。3）使用范圍廣。 離線編程系統(tǒng)可

4、對機器人的各種工作對象進行編程。4）便于和CAD/CAM系統(tǒng)結合，做CAD/CAM/Robotics一體化。5）可使用高級計算機編程語言對復雜任務進行編程。6）便于修改機器人程序。二、機器人離線編程系統(tǒng)的組成二、機器人離線編程系統(tǒng)的組成離線編程系統(tǒng)是當前機器人實際應用的一個必要手段，也是開發(fā)和研究任務級規(guī)劃方式的有力工具。離線編程系統(tǒng)主要由用戶接口、機器人系統(tǒng)三維幾何構型，運動學計算、軌跡規(guī)劃、三維圖形動態(tài)仿真、通信接口和誤差校正等部分組成。其相互關系如圖6-1所示。 圖圖6-1 機器人離線編程系統(tǒng)組成機器人離線編程系統(tǒng)組成1用戶接口用戶接口工業(yè)機器人一般提供兩個用戶接口，一個用于示教編程，另

5、一個用于語言編程。示教編程可以用示教器直接編制機器人程序。語言編程則是用機器人語言編制程序，使機器人完成給定的任務。2.機器人系統(tǒng)的三維幾何構型機器人系統(tǒng)的三維幾何構型離線編程系統(tǒng)中的一個基本功能是利用圖形描述對機器人和工作單元進行仿真，這就要求對工作單元中的機器人所有的卡具、零件和刀具等進行三維實體幾何構型。目前用于機器人系統(tǒng)三維幾何構型的主要有以下三種方法：結構的立體幾何表示、掃描變換表示、邊界表示。3運動學計算運動學計算運動學計算就是利用運動學方法在給出機器人運動參數(shù)和關節(jié)變量的情況下，計算出機器人的末端位姿；或者是在給定末端位姿的情況下計算出機器人的關節(jié)變量值。4軌跡規(guī)劃軌跡規(guī)劃在離線

6、編程系統(tǒng)中，除需要對機器人的靜態(tài)位置進行運動學計算之外，還需要對機器人的空間運動軌跡進行仿真。5三維圖形動態(tài)仿真三維圖形動態(tài)仿真機器人動態(tài)仿真是離線編程系統(tǒng)的重要組成部分，它能逼真地模擬機器人的實際工作過程，為編程者提供直觀的可視圖形，進而可以檢驗編程的正確性和合理性。6通信接口通信接口在離線編程系統(tǒng)中，通信接口起著連接軟件系統(tǒng)和機器人控制柜的橋梁作用。7誤差校正誤差校正離線編程系統(tǒng)中的仿真模型和實際的機器人模型之間存在誤差。產(chǎn)生誤差的原因主要是由于機器人本身結構上的誤差、工作空間內難以準確確定物體（機器人、工件等）的相對位置和離線編程系統(tǒng)的數(shù)字精度等。三、三、ABB離線變成系統(tǒng)離線變成系統(tǒng)1

7、.安裝安裝LicenseRobotStudio5.09是ABB公司開發(fā)的機器人離線編程軟件。該軟件是網(wǎng)絡版，有一定的使用期限，超過期限后軟件將不能運行，用戶需要向ABB公司申請License文件，文件，安裝之后才能從新運行。 安裝License的步驟如下：1）單）單擊“開始/所有程序/ABB Industrial IT/Robotics IT/Licensing/Software Product Administrator”，打開“ABB Software Product Administrator”界面，如圖6-2所示。 圖6-2 “ABB Software Product Administ

8、rator”界面2）單）單擊“操作”，在下拉菜單中選擇“Specify License Server”，界面如圖6-3所示。3）在“Specify License Server”界面中，確認“Set Server”按鈕右邊的文本框內為“LENOVO-BJMech02”，點擊“Set Server”按鈕。4）關閉所有打開的界面。圖圖6-3 “Specify License Server”窗口窗口5）單）單擊“開始/所有程序/ABB Industrial IT/Robotics IT/Licensing/License Key Installation Wizard”，打開“License Key

9、 Installation Wizard”界面，如圖6-4所示。圖6-4 “License Key Installation Wizard”界面6）單）單擊“Browse”按鈕，選擇License文件，單擊“下一步”按鈕則進入下一界面，如圖6-5所示。圖圖6-5 License文件選擇文件選擇7）選中“Install the floating license keys on the License Server computer”前的復選框，點擊“Install”按鈕即可完成License安裝。2.導入仿真工作站導入仿真工作站首先將仿真工作站文件“A4322-1390=Beijing Mech

10、_ver02”復制到文件夾“E:ABB RS Station”中，將仿真機器人系統(tǒng)“IRB1410_5kg_1.44m_A4322-1390_ver02”、“IRB2400_16kg_1.5m_A4322-1390_ver02”及備份復制到文件夾“E:ABB Robotics”中。然后，按以下步驟完成工作站的導入操作。）雙擊工作站文件“A4322-1390=Beijing Mech_ver02”，打開RobotStudio5.09軟件。系統(tǒng)將會出現(xiàn)提示“系統(tǒng)似乎被移動或刪除。想要手動查找此系統(tǒng)目錄嗎？”，選擇是，找到“E:ABB Robotics”中的仿真系統(tǒng)位置，如圖6-6所示。圖圖6-6

11、打開工作站文件打開工作站文件）打開工作站后，首先單擊工具欄中的“保存”按鈕，如圖6-7所示。 圖圖6-7 保存工作站窗口保存工作站窗口3）單擊“控制器”菜單中的“Virtual FlexPendant”選項，在“選擇系統(tǒng)”界面中選擇要打開虛擬示教器的系統(tǒng)，相應的虛擬示教器即可打開。第一次啟動虛擬示教器時，由于軟件設置的因素，示教器上的“自動生產(chǎn)窗口”界面中會顯示“程序指針不可用”的信息。）點擊示教器左上角的“ABB”按鈕，將出現(xiàn)示教器的主界面，如圖6-8所示。圖圖6-8 虛擬示教器主界面虛擬示教器主界面）單擊“備份與恢復”菜單，選擇“恢復系統(tǒng)”，用保存在“E:ABB Robotics”中的備份

12、來恢復系統(tǒng)，如圖6-9所示。 圖圖6-9 系統(tǒng)備份窗口系統(tǒng)備份窗口）重復3）5），為第二個系統(tǒng)做恢復。在恢復過程中，虛擬示教器會自動關閉，直至RobotStudio軟件右下角“控制器狀態(tài)”變?yōu)榫G色，表示控制系統(tǒng)重啟完成。）單擊工具欄中的“保存”按鈕。至此，仿真工作站已完成導入操作。 操作方式操作方式功能描述功能描述鼠標左鍵點擊選中被點擊的物體Ctrl+Shift+鼠標左鍵旋轉工作站Ctrl+鼠標左鍵整體移動工作站Ctrl+鼠標右鍵放大或縮小工作站.仿真工作站基本操作仿真工作站基本操作（）（）RobotStudio基本操作基本操作 見表見表6-1。表表6-1 RobotStudio基本操作基本操作（）虛擬示教器的基本操作）打開E:ABB RS Station A4322-1390=Beijing Mech_ver02仿真工作站文件。）單擊“控制器”菜單中的“Virtual FlexPendant”選項。）在“運行系統(tǒng)”界面選中想要打開的機器人示教器，單擊“運行VFP”按鈕，則打開虛擬示教器，如圖6-10。圖圖6-10 虛擬示教器界面虛擬示教器界面）點擊示教