機器人控制與軌跡規(guī)劃實驗

機器人控制與軌跡規(guī)劃實驗報告姓名：學(xué)號：學(xué)院：電話：郵箱：2016年5月論述題（每題10分）SSF2000機器人有哪幾個軸，請對每一個軸的性能進(jìn)行詳細(xì)說明；對于示教模式、再現(xiàn)模式、遠(yuǎn)程模式進(jìn)行詳細(xì)說明；對于關(guān)節(jié)插補、直線插補、圓弧插補、自由曲線插補方法進(jìn)行詳細(xì)說明；如何實現(xiàn)程序內(nèi)容的刪除；請詳細(xì)說明在示教模式下如何實現(xiàn)機器人第7軸的運動控制；請對機器人常用坐標(biāo)系進(jìn)行詳細(xì)說明；機器人安全模式分為哪幾種？試述機器人示教編程的過程及特點。現(xiàn)場操作題（20分）一、SSF2000機器人有哪幾個軸，請對每一個軸的性能進(jìn)行詳細(xì)說明：答：SSF2000機器人具有6個控制軸，其中，基本軸3個，分別為S軸、L軸、U軸；腕部軸3個，分別為R軸、B軸、T軸。各個軸的作用及性能如下：S軸，控制本體左右回轉(zhuǎn)，最大動作范圍：±170°，最大速度：3.67rad/s，210?/s；L軸，控制下臂前后運動，最大動作范圍：+155°，-90°，最大速度：3.32rad/s，190?/s；U軸，控制上臂上下運動，最大動作范圍：+250°，-175°，最大速度：3.67rad/s，210?/s；R軸，控制上臂帶手腕回旋，最大動作范圍：±180°，最大速度：6.98rad/s，400?/s，允許力矩：11.8N2m，允許慣性力矩：0.24Kg2m2；5、B軸，控制手腕上下運動，最大動作范圍：+225°，-45°，最大速度：6.98rad/s，400?/s，允許力矩：8.8N2m，允許慣性力矩：0.17Kg2m2；6、T軸，控制手臂回旋，最大動作范圍：±360°，最大速度：10.47rad/s，600?/s，允許力矩：5.9N2m，允許慣性力矩：0.06Kg2m2。二、對于示教模式、再現(xiàn)模式、遠(yuǎn)程模式進(jìn)行詳細(xì)說明答：1、示教模式：即“TEACH”模式，可用示教編程器進(jìn)行軸操作和編輯，在此模式中，外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號無效。在示教模式下可以進(jìn)行：編制、示教程序、修改已登錄程序、各種特性文件和參數(shù)的設(shè)定。示教時，必須把示教編程器的模式旋鈕旋至“TEACH”。2、再現(xiàn)模式：即“PLAY”模式，可對示教完的程序進(jìn)行再現(xiàn)運行，在此模式中，外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號無效。在再現(xiàn)模式下可以進(jìn)行：示教程序的再現(xiàn)、各種條件文件的設(shè)定、修改或刪除。再現(xiàn)時，機器人從程序點1開始移動，把光標(biāo)移到程序開頭，用軸操作鍵把機器人移到程序點1。3、遠(yuǎn)程模式：即“REMOTE”模式，可通過外部信號進(jìn)行操作，在此模式中，[START]按鈕無效。在遠(yuǎn)程模式下，可以通過外部輸入信號指定進(jìn)行以下操作：接通伺服電源、啟動、調(diào)出主程序、設(shè)定循環(huán)等與開始運行有關(guān)的操作，在遠(yuǎn)程模式下，外部輸入信號有效，示教編程器上的[START]按鈕失效，在遠(yuǎn)程模式下，數(shù)據(jù)傳輸功能（選項功能）有效。下表顯示了各種模式下的操作方式：示教模式再現(xiàn)模式遠(yuǎn)程模式伺服準(zhǔn)備PPPP外部輸入信號啟動無效PP外部輸入信號循環(huán)變更PPPP外部輸入信號調(diào)出主程序PPPP外部輸入信號注：“PP”表示示教編程器。三、對于關(guān)節(jié)插補、直線插補、圓弧插補、自由曲線插補方法進(jìn)行詳細(xì)說明答：1、關(guān)節(jié)插補:按[插補方式]鍵，將插補方式設(shè)定為關(guān)節(jié)插補[MOVJ]。機器人在未規(guī)定采取何種軌跡移動時，使用關(guān)節(jié)插補。用關(guān)節(jié)插補示教機器人軸時，移動命令為MOVJ。出于安全方面的考慮，通常在程序點1用關(guān)節(jié)插補示教。設(shè)定關(guān)節(jié)插補的再現(xiàn)速度：把光標(biāo)移到再現(xiàn)速度上，按[轉(zhuǎn)換]+光標(biāo)鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。直線插補：按[插補方式]鍵，將插補方式設(shè)定為直線插補[MOVL]。用直線插補示教的程序點，以直線軌跡移動。設(shè)定直線插補的再現(xiàn)速度：把光標(biāo)移到再現(xiàn)速度上，按[轉(zhuǎn)換]+光標(biāo)鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。圓弧插補：按[插補方式]鍵，將插補方式設(shè)定為關(guān)節(jié)插補[MOVC]。機器人沿著用圓弧插補示教的三個程序點執(zhí)行圓弧軌跡移動。設(shè)定圓弧插補的再現(xiàn)速度：把光標(biāo)移到再現(xiàn)速度上，按[轉(zhuǎn)換]+光標(biāo)鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。A：單一圓?。褐挥幸粋€圓弧時，如圖所示，用圓弧插補示教P1至P3三點。用關(guān)節(jié)插補或直線插補示教進(jìn)入圓弧插補前的P0時，P0至P1的軌跡自動成為直線。B：連續(xù)圓弧：兩個以上圓弧相連時，必須執(zhí)行圓弧分離，在如圖的P4點，即前圓弧與后圓弧的連接點處，同一點加入關(guān)節(jié)插補或直線插補的程序點。自由曲線插補：按[插補方式]鍵，將插補方式設(shè)定為自由曲線插補[MOVS]。對于有不規(guī)則曲線的工件，使用自由曲線插補方式后，可使此類示教更為簡單。軌跡為經(jīng)過三點的拋物線。設(shè)定自由曲線插補的再現(xiàn)速度：把光標(biāo)移到再現(xiàn)速度上，按[轉(zhuǎn)換]+光標(biāo)鍵，設(shè)定再現(xiàn)速度。A：單一自由曲線：如圖，用自由曲線插補示教P1至P3三點。用關(guān)節(jié)插補或直線插補示教進(jìn)入自由曲線前的P0后，P0至P1的軌跡自動成為直線。B：連續(xù)自由曲線：用重疊的拋物線的合成作為軌跡。與圓弧插補不同，兩個自由曲線的連接點不用加入同點程序點。為重疊拋物線時，作成合成的軌跡。四、如何實現(xiàn)程序內(nèi)容的刪除答：五、請詳細(xì)說明在示教模式下如何實現(xiàn)機器人第7軸的運動控制答：在使用7軸機器人時，同時按[轉(zhuǎn)換]+[S-]或[轉(zhuǎn)換]+[S+]，移動第7軸。六、請對機器人常用坐標(biāo)系進(jìn)行詳細(xì)說明答：機器人常用的坐標(biāo)系有關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，直角坐標(biāo)系，圓柱坐標(biāo)系，工具坐標(biāo)系，以及用戶坐標(biāo)系。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系：機器人各軸進(jìn)行單獨動作，稱關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，設(shè)定關(guān)節(jié)坐標(biāo)系時，機器人的S、L、U、R、B、T各軸分別運動，按軸操作鍵時各軸的動作情況如下圖所示；直角坐標(biāo)系：不管機器人處于什么位置，均可沿設(shè)定的X軸、Y軸、Z軸平行移動，設(shè)定為直角坐標(biāo)系時，機器人控制點沿X、Y、Z軸平行移動，按住軸操作鍵時，各軸的動作情況如下圖所示；33、圓柱坐標(biāo)系：θ軸繞S軸運動，R軸沿L軸臂、U軸臂軸線的投影方向運動，Z軸運動方向與直角坐標(biāo)完全相同，設(shè)定為圓柱坐標(biāo)系時，機器人控制點以本體軸S軸為中心回旋運動，或與Z軸成直角平行移動。按住軸操作鍵時，各軸的動作情況如下圖所示；4、工具坐標(biāo)系：工具坐標(biāo)系把機器人腕部法蘭盤所持工具的有效方向作為Z軸，并把坐標(biāo)定義在工具的尖端點，設(shè)定為工具坐標(biāo)系時，機器人控制點沿設(shè)定在工具尖端點的X，Y，Z軸做平行移動，按住軸操作鍵時，各軸的動作情況如下圖所示；工具坐標(biāo)系把機器人腕部法蘭盤所握工具的有效方向定為Z軸，把坐標(biāo)定義在工具尖端點，所以工具坐標(biāo)的方向隨腕部的移動而發(fā)生變化；工具坐標(biāo)的移動，以工具的有效方向為基準(zhǔn)，與機器人的位置、姿勢無關(guān)，所以進(jìn)行相對于工件不改變工具姿勢的平行移動操作時最為適宜；5、用戶坐標(biāo)系：機器人沿所指定的用戶坐標(biāo)系各軸平行移動。在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系以外的其他坐標(biāo)系中，均可只改變工具姿態(tài)而不改變工具尖端點（控制點）位置，這叫做控制點不變動作，在機器人動作允許范圍內(nèi)的任意位置，設(shè)定任意角度的X、Y、Z軸，機器人均可沿所設(shè)各軸平行移動，如下圖所示。七、機器人安全模式分為哪幾種？答：安全模式有三種類型；分別為操作模式、編輯模式、管理模式。在編輯模式和管理模式下的任何操作，都要設(shè)定用戶口令。用戶口令由4至8位字母、數(shù)字或符號組成。操作模式：是面向生產(chǎn)線中進(jìn)行機器人動作監(jiān)視的操作者的模式，主要可進(jìn)行機器人啟動、停止、監(jiān)視操作等?？蛇M(jìn)行生產(chǎn)線異常時的恢復(fù)作業(yè)等；編輯模式：是面向進(jìn)行示教作業(yè)的操作者的模式，比操作模式可進(jìn)行的作業(yè)有所增加，可進(jìn)行機器人的緩慢動作、程序編輯、以及各種動作文件的編輯；管理模式：是面向進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)定及維護的操作者的模式，比編輯模式可進(jìn)行的作業(yè)有所增加，可進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、時間設(shè)定、用戶口令的修改等機器管理。八、試述機器人示教編程的過程及特點答：過程：操作者根據(jù)機器人作業(yè)的需要把機器人末端執(zhí)行器送到目標(biāo)位置，且處于相應(yīng)的姿態(tài)，然后把這一位置、姿態(tài)所對應(yīng)的關(guān)節(jié)角度信息記錄到存儲器保存。對機器人作業(yè)空間的各點重復(fù)以上操作，就把整個作業(yè)過程記