機器人力覺傳感器的設(shè)定與應(yīng)用課件

1、機器人力覺應(yīng)用1. 力傳感器應(yīng)用2. 硬件介紹3 安裝及初始設(shè)置4 各功能使用介紹目錄力覺傳感器應(yīng)用 力覺機能是通過使用6自由度的力覺傳感器，使機器人增加力度感覺的功能。通過在機器人語言（MELFA-BASIC）中使用專用命令或狀態(tài)變量，實現(xiàn)在以前對于機器人比較難實現(xiàn)的微小的力道增減力覺檢知等工作。主要特征(1) 機器人可以柔性控制，實現(xiàn)對操作的對象邊搜索邊動作功能。(2) 在指定方向施加相對恒定大小的力。(3) 動作中途可以變更機器人的柔軟度或接觸判定條件。(4) 可以檢知接觸狀態(tài)并進行中斷處理。(5) 能夠獲得接觸時的位置信息或力度信息。(6) 可以將與位置數(shù)據(jù)同步的力覺數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)記錄的形

2、式進行保存。(7) 可以將記錄數(shù)據(jù)用 RT ToolBox2 軟件以圖表方式表示。(8) 記錄數(shù)據(jù)文件可以傳送到FTP服務(wù)器上。力覺機能是什么力覺傳感器應(yīng)用連續(xù)作業(yè)位置補正錯誤恢復(fù)可以幫助提高生產(chǎn)效率修正部品的雜亂無章造成的位置偏移，保證穩(wěn)定作業(yè)再試處理實現(xiàn)作業(yè)的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)記錄幫助實現(xiàn)品質(zhì)管理和作業(yè)失誤的原因解析檢知微小外力，插入裝配作業(yè)不損傷部品以位置力信息為觸發(fā)，可以執(zhí)行各種處理作業(yè)途中動作方向或按壓力的変更可能從TB上的位置力數(shù)據(jù)，示教正確位置從波形圖上，作業(yè)可以確認(rèn)調(diào)試作業(yè)狀態(tài)調(diào)試時間短縮力信息可視化，可以迅速進行示教自動化推進復(fù)雜組裝作業(yè)實現(xiàn)運行成本降低抓手夾持部品R56/57TB

3、力覺功能操作畫面狹窄位置的部品插入作業(yè)抓手搬運工件抓手協(xié)調(diào)作業(yè)時工件負(fù)載監(jiān)視柔性控制錯誤檢知柔性控制： 針對外力進行柔性的位置補正控制，根據(jù)工件摸索控制錯誤檢知： 監(jiān)視作業(yè)中的力負(fù)載，錯誤檢知時，動作可以中斷外力發(fā)生通過摸索控制的動作調(diào)整選擇不受外力的位置用戶視點 位置偏移補正：夾具工件抓手間微小位置偏移所引起的外力發(fā)生時，通過力覺傳感器實現(xiàn)高精度的配合作業(yè)高品質(zhì)作業(yè)：檢測出配合異常，防止硬性作業(yè)的品質(zhì)降低力異常停止正常作業(yè)力覺傳感器應(yīng)用推轉(zhuǎn)力控制平面/曲面：根據(jù)形狀保證一定推力軸方向：可以檢知回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)矩針對工件實施一定的推力加以動作力轉(zhuǎn)矩按壓作業(yè)工件接觸用戶視點 平面/曲面：應(yīng)用于打磨去飛邊

4、 毛刺裝配作業(yè)軸方向：鎖螺絲作業(yè)時的轉(zhuǎn)矩檢知力覺檢知，動作変更動作変更：配合接觸狀態(tài)檢知，改變動作 方向力控制模式用戶視點 復(fù)雜高難度的裝配作業(yè)對應(yīng)裝配過程中，針對強度有変化工件 的柔性控制對應(yīng)Z方向按壓回轉(zhuǎn)動作微小方向調(diào)整，Z方向插入位相檢知調(diào)整位相裝配動作変更皮帶一定力調(diào)整皮帶張力裝配作業(yè)力覺傳感器應(yīng)用R56/57TB RT ToolBox2力覺數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)記錄利用示教Box(R56TB,R32TB)的力覺GUI畫面標(biāo)配 使用TB，力覺傳感器操作，力控制功能容易利用位置數(shù)據(jù)與同步的力覺數(shù)據(jù)記錄保存，F(xiàn)TP經(jīng)由PC傳送支持軟件S/W(RT2)支持，數(shù)據(jù)記錄參照功能（可以圖形顯示）R32/33

5、TB力覺記錄(RT-ToolBox2)R32/33TB畫面 R56/57TB畫面 力覺數(shù)據(jù)參照參照力數(shù)據(jù)，現(xiàn)在的接觸位置可以進行示教。目視確認(rèn)困難的地方，可以通過力覺傳感 器進行示教。力覺控制ON/OFF可以根據(jù)工件形狀的JOG動作。作業(yè)完了位置可以加 以示教。數(shù)據(jù)記錄參照從數(shù)據(jù)記錄可以確認(rèn)作業(yè)狀況，加以調(diào)試。力覺傳感器應(yīng)用硬件介紹 硬件介紹項目單位規(guī)格數(shù)值備考品名-1F-FS001-W200額定負(fù)載Fx、Fy、FzN200Mx、My、MzNm4最大靜止負(fù)載*1Fx、Fy、FzN1000Mx、My、MzNm6破壞負(fù)載*2Fx、Fy、FzN10000Mx、My、MzNm300分解能Fx、Fy、F

6、zN約0.03Mx、My、MzNm約0.0006最小控制力*3Fx、Fy、FzN0.3Mx、My、MzNm0.03直線性%FS3滯后作用%FS5其它軸感度%FS5零點溫度特性Fx、Fy、Fz%FS/0.2Mx、My、Mz%FS/0.2消耗電流mA200輸出形式-RS422重量(傳感器單體)g360外形尺寸mm8032.5參照外形圖材質(zhì)-鋁合金顏色-黑保護構(gòu)造-IP30動作環(huán)境溫度045濕度%RH95以下性能指標(biāo) 使用介紹 力覺日志功能同步數(shù)據(jù):以日志數(shù)據(jù)的形式獲取與位置信息同步的力覺傳感器信息并進行圖表顯示的功能.開始結(jié)束觸發(fā)器:可以在機器人程序中指定日志記錄的開始結(jié)束命令FTP傳輸:將獲取的

7、日志文件傳輸?shù)紽TP服務(wù)器中的功能.力傳感器功能:力覺控制功能柔性控制:控制機器人柔性的功能.力控制:控制機器人力和速度及以指定的力度進行推壓的功能增益變更:在機器人運行中更改控制特性的功能力覺檢知功能中斷執(zhí)行:通過位置信息以及力信息的組合觸發(fā)條件來執(zhí)行中斷處理.數(shù)據(jù)鎖定:獲取接觸時力覺傳感器機器人位置 數(shù)據(jù)的功能數(shù)據(jù)參照:顯示力覺傳感器數(shù)據(jù),保持最大值的功能使用介紹 使用介紹力傳感器坐標(biāo)系(XYZ)力傳感器坐標(biāo)系(機械接口)力傳感器坐標(biāo)系(工具)力傳感器坐標(biāo)系的 X正方向為出線方向使用介紹 左手法（具體是左手法還是右手法可以通過參數(shù)設(shè)置）安裝轉(zhuǎn)接適配器安裝力傳感器,使傳感器 X 軸與 機器人

8、機械坐標(biāo)系 X 軸同向安裝螺絲，要求4個按圖示順序交叉輪流逐步擰緊，最大力矩6Nm安裝時要保證安裝平面度不要把可動部件裝在傳感器上。傳感器上端必須固定好，否則線動作時，輸出的力也會發(fā)生變化。使用介紹 使用介紹 使用介紹 先開力傳感器，再開機器人控制器先關(guān)機器人控制器，再關(guān)力傳感器使用介紹 Power ONPower ONPower OffPower Off使用介紹 選擇ON按鈕，則力覺傳感器有效在參數(shù)畫面中可以選擇控制模式和控制特性當(dāng)抓手的姿態(tài)改變后，需要對力覺進行OFFSET 否則其還是按照原來的方向動作。通過示教器控制傳感器接口參數(shù)AXJNO 傳感器接口軸號 (9,0,0,0,0,0,0,

9、0,0) 最左邊項為力傳感器，附加軸從第二項開始設(shè)定AXMENO 機械號(1,0,0,0,0,0,0,0,0) 最左邊項為力傳感器,只能設(shè)為 1校準(zhǔn)參數(shù)用于定義力傳感器坐標(biāo)系與力傳感器坐標(biāo)系(機械接口)之間關(guān)系FSHAND 傳感器坐標(biāo)系選擇0：左手系統(tǒng) 1：右手系統(tǒng)FSXTL 傳感器控制點校正參數(shù)X,Y,Z,A,B,C 傳感器限制參數(shù)FSLMTMX 傳感器受力限制值Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z，F(xiàn)a，F(xiàn)b，F(xiàn)cFSCORMX 傳感器位置誤差限制值 FSFLCTL 傳感器濾波常數(shù)使用介紹 使用介紹 力覺初始設(shè)定力覺傳感器作為機器人的第9軸進行控制（第7/8軸為附加軸），使用默認(rèn)參數(shù)即可使用介紹 B：因為安裝

10、完的力覺坐標(biāo)與機器人坐標(biāo)的Y軸相差180度， 為使兩者保持一致，故設(shè)為180。Z：指機器人法蘭面到力覺坐標(biāo)中心Z軸方向的距離。 本設(shè)備為：17mm+18mm=35mm力覺坐標(biāo)原點力覺初始設(shè)定使用介紹 力覺初始設(shè)定當(dāng)外力推動機器人動作，移動的距離超過200mm，或旋轉(zhuǎn)的角度超過90度時，會報警。外力推動機器人的最大力及扭矩值的設(shè)定使用介紹 力覺初始設(shè)定位置控制：無力覺控制力控制： 有外力推動時，機器人動作 外力停止時，保持在原位硬度控制：有外力推動時，機器人動作 外力停止時，機器人返回原位共有9種控制模式可以設(shè)置，實際使用時通過指令進行切換。使用介紹 力覺初始設(shè)定和伺服的增益含義一致，設(shè)置的越高

11、，響應(yīng) 越快但是設(shè)置的過高會有振動一般開始設(shè)置全部設(shè)置為1，實際調(diào)試過程中再一個個往上累加測試效果。使用介紹 力覺初始設(shè)定力覺傳感器的輸出力的值如Z軸設(shè)置為10N，當(dāng)通過指令啟動時，會沿Z軸方向動作，并輸出10N的力，當(dāng)在移動過程中，遇到外力（也為10N），移動停止，超過10N，則往反方向動作，直到移動的距離超過最大限制值，報警發(fā)生，停止動作。注意：1.機器人Servo OFF 情況下測試2.如設(shè)定了工具坐標(biāo)系，需首先取消工具參數(shù)（即設(shè)置MEXTL 所有項目為 0）。使用介紹 檢查力傳感器附加坐標(biāo)系是否正確給傳感器施加外力，讀取數(shù)據(jù)確認(rèn)數(shù)據(jù)變化與外力方向是否匹配。力控制功能力覺控制功能（以指定

12、力量推動對象，對物體保持指定力）力控制功能速度模式力模式彈性控制功能位置控制功能使用介紹 共可定義11種控制模式和控制品質(zhì)每種控制模式包括以下內(nèi)容FSCOD0# 力傳感器坐標(biāo)系統(tǒng) 0：工具坐標(biāo)系 1：XYZ坐標(biāo)系 FSFMD0# 力傳感器控制模式 0: 位置控制 1：力控制 2：彈性控制FSSTF0# 彈性控制系數(shù) 6項 0.0 - 1000.0FSDMP0# 阻尼系數(shù) 6項 0.0 - 1.0每種控制品質(zhì)包括以下內(nèi)容FSFCMD0# 力指令值 6項 -限制值 - +限制值FSSPD0# 速度指令值 6項 0.0-50.0FSSWF0# 模式切換值 6項 -限制值 - +限制值 FSFGN0#

13、 力控制增益 6項 0.0-300.0FSFLMT0# 力檢測預(yù)設(shè)值 6項 0.0 - 限制值阻尼系數(shù)：減小振動，數(shù)值越大，效果越好，但低當(dāng)力突然改變，可能造成對工件較大的力。力偏置設(shè)定：可以兩種方法 用 Fsc On指令 或 用示教設(shè)定。設(shè)定時必須保證 機器人處于停止?fàn)顟B(tài)，并且沒有外力施加到手臂，如沒有抓手和工件。使用介紹 力覺控制功能指令指令： Fsc On 力覺控制功能打開Fsc On, , , 第一項：控制模式 指定控制模式號 -1 至 9 第二項：控制品質(zhì) 指定控制品質(zhì)號 -1 至 9第三項：力偏置指令 0 不設(shè)定 / 1 設(shè)定彈性控制系數(shù)：數(shù)值越大，力越大 力大小= 彈性系數(shù)*當(dāng)前

14、點與目標(biāo)點距離偏差使用介紹 指令： Fsc Off 力覺控制功能關(guān)閉Fsc Off使用介紹 彈性控制系數(shù)F = 0.5 N/mm 5 mm = 2.5 N指令：FsGChg 力覺增益切換FsGChg , , 第一項：改變開始位置 0 - 100%第二項：改變時間 1 - 1000ms第三項：改變后特性號 -1 - 9指令：FsCTrg Mo力覺增益切換觸發(fā)信號設(shè)定FsCTrg , , , ， , 第一項：觸發(fā)號 1 - 3第二項：改變時間 1 - 1000ms第三項：改變后特性號 -1 - 9第四項：超時 0 - 60s第五項：執(zhí)行方式 0：執(zhí)行下一程序，1：等待第六項：錯誤處理 0：提示錯誤

15、，1不提示使用介紹 力覺控制功能指令使用介紹 速度/力模式切換使用介紹 力控制：Z向加力使用介紹 使用介紹 柔性控制使用介紹 力檢知功能力覺檢知功能Mo觸發(fā)功能Mo觸發(fā)功能用于當(dāng)比較出指定監(jiān)視變量數(shù)據(jù)數(shù)值達到預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，即Mo觸發(fā)信號。此信號使?fàn)顟B(tài)變量M_MoTig變化。監(jiān)視數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容P_Curr 當(dāng)前位置值P_Fbc 伺服反饋當(dāng)前位置值J_Curr 當(dāng)前關(guān)節(jié)值J_Fbc 伺服反饋當(dāng)前關(guān)節(jié)值P_FsCurp 力控制下位置指令值P_FsCurD 力傳感器數(shù)據(jù)（取消刷新偏置后的值，轉(zhuǎn)換工具坐標(biāo)系）M_InM_Out通過使用本功能，當(dāng)非正常工作被執(zhí)行（如 Def ACT指令），可

16、以指定觸發(fā)條件依靠工作完成/中斷操作。改變傳感器控制品質(zhì)等。使用介紹 用Def Mo Trg 指令定義觸發(fā)條件，最多可指定3種類型條件。用SetMoTrg 指令允許觸發(fā)執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)視和中斷操作用值輸出到狀態(tài)變量M_MoTrg使用介紹 使用方法：指令：Def MoTrg 定義觸發(fā)條件Def MoTrg , 第一項：觸發(fā)號 1 - 3第二項：條件 可用于觸發(fā)變量： P_Curr, P_Fbc, J_Curr, J_Fbc, P_FsCurP,P_FsCurD M_In , M_Out指令： SetMoTrg力覺觸發(fā)有效無效指令例：Def MoTrg 1, (P_Fbc.Z = 10) And (P_

17、FsCurP.C -45DEG)SetMoTrg 1 Enables Mo trigger No.1. SetMoTrg 0 Disables the Mo trigger.使用介紹 力覺控制功能指令狀態(tài) M_FsLmtS:：檢知受力是否超過“控制特性”參數(shù)組中設(shè)定的值。用于當(dāng)出 現(xiàn)碰撞時，中斷操作。狀態(tài) P_FsLmtR：用于輸出相對于“控制特性”參數(shù)組中設(shè)定的值的各軸受力狀態(tài)。-2 設(shè)定限制值-1 =設(shè)定限制值2 設(shè)定限制值例1. Mvs P2 Wthif P_DsLmtR.X=1 ,Skip X方向超過限制，忽略下一指令例2 M1=-1Def ACT 1，P_FsLmtR.Z=M1 Go

18、To *PCEN，S當(dāng)Z方向值小于設(shè)定值，執(zhí)行中斷操作使用介紹 超限檢知功能數(shù)據(jù)鎖存狀態(tài) P_FsLmtX/ P_FsLmtP/ P_FsLmtD當(dāng)受力超過預(yù)設(shè)值，軸數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、力傳感器數(shù)據(jù)鎖存在以上3個狀態(tài)變量中。數(shù)據(jù)監(jiān)視狀態(tài) P_FsMaxD/ P_FsCurD力傳感器數(shù)據(jù)最大值和當(dāng)前值保存在上面兩個變量中。使用介紹 力日志記錄功能力日志功能 記錄數(shù)據(jù)：力傳感器數(shù)據(jù)（），位置指令，實際位置，實際電流采樣時間：7.111ms記錄長度：最大45 sec觸發(fā)方式：使用 指令 FsLog On、FsLog Off記錄格式：CSV最大存儲文件個數(shù)：2 （斷電后丟失）使用介紹 使用介紹 FTP功能通過FTP 功能上傳到計算機相關(guān)參數(shù)： FSLOGFN： 第一項：允許不允許 記錄功能 0：否 1：是第二項：記錄數(shù)據(jù)選擇0：RAW （offset cancel） 1：RAW （without offset cancel） 2：坐標(biāo)系變換后數(shù)據(jù)第三項：是否用FTP0：否 1：是FTPID：FTP登錄用戶名FTPPASS：FTP登錄密碼FTPSVRIP：服務(wù)器 IP地址使用介紹 相關(guān)指令：指令：Fs Log On 開始記錄指令：Fs Log Off 結(jié)束記錄 Fs Log Off 記錄文件號范圍 1 至 999999999指令：FsO