工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試-KUKA機器人(高職)全套教學(xué)課件

第一章KUKA機器人的基礎(chǔ)操作高等院校公共課系列精品教材工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試【ch01】KUKA機器人的基礎(chǔ)操作.pptx【ch02】圖形描圖示教編程.pptx【ch03】KUKA機器人IO配置及應(yīng)用.pptx【ch04】軌跡規(guī)劃示教編程.pptx【ch05】搬運示教編程.pptx【ch06】碼垛示教編程.pptx全套可編輯PPT課件機器人的定義、分類及應(yīng)用。KUKA機器人系統(tǒng)構(gòu)成及特點。KUKA機器人示教器基本構(gòu)造及原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)2技能目標(biāo)認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)的各組成部件。掌握KUKA機器人示教器的基本操作。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)。任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作。任務(wù)3KUKA機器人的手動操作。工作任務(wù)01認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)PARTONE學(xué)習(xí)機器人的基本概念，認(rèn)知機器人的基本構(gòu)成。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)一任務(wù)提出本任務(wù)旨在讓學(xué)習(xí)者對工業(yè)機器人系統(tǒng)有個金面的認(rèn)識，因此完成這一任務(wù)需要逐一學(xué)習(xí)工業(yè)機器人的本體、控制器、示教器的結(jié)構(gòu)及其作用等相關(guān)內(nèi)容。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)二任務(wù)分析任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(一)機器人的定義

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)對機器人的定義較為全面和準(zhǔn)確，它涵蓋如下內(nèi)容：①機器人的動作機構(gòu)具有類似于人或其他生物體的某些器官(肢體、感受等)的功能；②機器人具有通用性，工作種類多樣，動作程序靈活易變；③機器人具有不同程度的智能性，如記憶、感知、推理、決策、學(xué)習(xí)等；④機器人具有獨立性，完整的機器人系統(tǒng)在工作中可以不依賴于人的干預(yù)。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(二)機器人的分類國際上通常將機器人分為工業(yè)機器人和服務(wù)機器人兩大類。我國機器人專家將機器人分為工業(yè)機器人和特種機器人兩大類，見表1-1。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(三)工業(yè)機器人的分類根據(jù)工業(yè)機器人關(guān)節(jié)的連接方式不同，工業(yè)機器人可以分為串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人。1.串聯(lián)機器人關(guān)節(jié)機器人(1)SCARA機器人(平面關(guān)節(jié)型機器人)(2)直角坐標(biāo)機器人(3)圓柱坐標(biāo)機器人(4)球坐標(biāo)機器人(5)任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識2.并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人的運動平臺和固定基座間通過至少兩個獨立的運動鏈并聯(lián)連接，是一種以并聯(lián)方式驅(qū)動的閉環(huán)機器人。并聯(lián)機器人常見的有Delta機器人，如圖1-8所示。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(四)工業(yè)機器人的自由度工業(yè)機器人自由度是指機器人所具有的獨立坐標(biāo)軸運動的數(shù)目，不包括手爪(末端操作器)的開合自由度。工業(yè)機器人的每個自由度是由其本體中的獨立驅(qū)動關(guān)節(jié)來實現(xiàn)的，由于關(guān)節(jié)在實際構(gòu)造上是由回轉(zhuǎn)或移動的軸來完成的，所以又習(xí)慣稱為軸。因此，就有了6自由度、6關(guān)節(jié)或6軸工業(yè)機器人的命名方法。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(五)工業(yè)機器人的應(yīng)用及發(fā)展工業(yè)機器人發(fā)展到現(xiàn)階段，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)和各種領(lǐng)域，其在中國應(yīng)用的主要領(lǐng)域如圖1-11所示。工業(yè)機器人的典型應(yīng)用包括機械加工、焊接、噴涂、裝配、采集和放置(例如，包裝、碼垛和SMT)、產(chǎn)品檢驗和測試等。所有工作的完成都具有高效性、持久性、速度快和準(zhǔn)確性。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(六)工業(yè)機器人系統(tǒng)組成工業(yè)機器人系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)(控制柜)、工業(yè)機器人機械系統(tǒng)、示教器(編程器)以及各部分的連接線組成，如圖1-18所示。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(七)工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)工業(yè)機器人機械系統(tǒng)是工業(yè)機器人的機械主體，是用來完成各種動作的執(zhí)行機構(gòu)。工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)包括機械手、基座和末端執(zhí)行器。其中，機械手是機械系統(tǒng)的主體，它由眾多活動的、相互連接在一起的關(guān)節(jié)(軸)組成，具有多個自由度，它也被稱之為運動鏈。工業(yè)機器人基座，是工業(yè)機器人的基礎(chǔ)部分，起支撐作用。末端執(zhí)行器即工業(yè)機器人最后一根軸的機械接口，可安裝不同的機械操作裝置，如夾爪、吸盤等。任務(wù)1認(rèn)識KUKA機器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(八)KUKA機器人控制系統(tǒng)工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)是機器人的“大腦”，它通過各種控制電路硬件和軟件的結(jié)合來操縱機器人，并協(xié)調(diào)機器人與生產(chǎn)系統(tǒng)中其他設(shè)備之間的關(guān)系。02KUKA機器人示教器的基本操作PARTONE任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作一任務(wù)分析本任務(wù)旨在讓學(xué)生掌握工業(yè)機器人示教器插入和拔出、語言設(shè)置進行編輯操作。因此，完成這一任務(wù)需要了解示教器的顯示屏功能菜單、狀態(tài)欄、主菜單等的組成及功能，掌握示教器的握法并進行相關(guān)任務(wù)的設(shè)置。任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(一)示教器顯示屏界面任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(二)示教器的狀態(tài)欄及功能任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(三)示教器主菜單介紹任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(四)示教器的握法第一種方法，兩手握住示教器，四指按在使能鍵上，對于慣用右手的人來說，則左手手指按下使能鍵，右手進行屏幕和按鈕的操作，或者右手手指按下使能鍵，左手進行操作；第二種方法，左手按使能鍵，右手進行屏幕和按鈕的操作。任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作三任務(wù)實施1.拔下示教器任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作三任務(wù)實施2.插入示教器任務(wù)2KUKA機器人示教器的基本操作三任務(wù)實施3.示教器的言設(shè)置示教器出廠時，默認(rèn)的顯示語言為英語，為了方便操作，可以把顯示語言設(shè)定為中文。03KUKA機器人的手動操作PARTONE任務(wù)3KUKA機器人的手動操作一任務(wù)描述在手動模式下完成機器人A1～A6軸的單軸運動，通過6D鼠標(biāo)完成機器人在世界坐標(biāo)系下沿坐標(biāo)軸(X、Y、Z)方向平移(直線)和環(huán)繞著坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向(A、B、C)轉(zhuǎn)動(旋轉(zhuǎn)/回轉(zhuǎn))。任務(wù)3KUKA機器人的手動操作二任務(wù)分析本任務(wù)主要學(xué)習(xí)示教器單軸運動按鍵和6D鼠標(biāo)的應(yīng)用，進而通過按鍵和6D鼠標(biāo)讓機器人有規(guī)律地運動，所以在操縱機器人之前必須掌握機器人的運動模式、坐標(biāo)軸的方向。任務(wù)3KUKA機器人的手動操作三相關(guān)知識手動運行機器人分為2種方式，笛卡兒式運行和與軸相關(guān)的運行。(一)手動運行機器人任務(wù)3KUKA機器人的手動操作三相關(guān)知識在世界坐標(biāo)系中，可將機器人6D鼠標(biāo)用于沿坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸(X、Y、Z)方向平移(直線)，和環(huán)繞著坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向(A、B、C)轉(zhuǎn)動(旋轉(zhuǎn)/回轉(zhuǎn))。機器人收到一個運行指令時(例如按了移動鍵后)，控制器先計算一行程段，該行程段的起點是工具參照點(TCP)，行程段的方向由世界坐標(biāo)系給定?？刂破骺刂扑休S相應(yīng)運動，使工具沿該行程段運動(平動）或繞其旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動)。(二)6D鼠標(biāo)的功能任務(wù)3KUKA機器人的手動操作四任務(wù)實施單軸運動的手動操作即與軸相關(guān)的運行操作，每個軸均可以獨立地正向或反向運行。一般地，KUKA機器人是由6個伺服電動機分別驅(qū)動機器人的6個關(guān)節(jié)軸，那么每次手動操縱一個關(guān)節(jié)軸的運動，就稱為單軸運動。(一)單軸運動的手動操作機器人的線性運動是指安裝在機器人第六軸法蘭盤上工具的TCP在空間中做線性運動，KUKA機器人通過6D鼠標(biāo)控制機器人的線性運動。(二)6D鼠標(biāo)的手動操作謝謝觀看第二章圖形描圖示教編程高等院校公共課系列精品教材工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識目標(biāo)KUKA機器人用戶權(quán)限。(1)工具坐標(biāo)系測量原理及方法。(2)基坐標(biāo)系測量原理及方法。(3)工具坐標(biāo)測量和基坐標(biāo)測量的優(yōu)點(4)工具負(fù)載的定義及影響。(5)程序模塊的創(chuàng)建、編輯及運行。(6)運動指令PTP、LIN、CIRC。(7)學(xué)習(xí)目標(biāo)2技能目標(biāo)掌握XYZ4點法、XYZ參照法的測量方法及步驟。(1)掌握ABC世界坐標(biāo)系法、ABC2點法的測量方法及步驟。(2)通過對工具坐標(biāo)系測量的學(xué)習(xí)，完成尖點工具的測量。(3)掌握輸入負(fù)載數(shù)據(jù)和附加負(fù)載數(shù)據(jù)的操作方法及步驟。(4)掌握3點法創(chuàng)建基坐標(biāo)的方法及步驟。(5)掌握PTP、LIN、CIRC指令的應(yīng)用。(6)任務(wù)1工具TCP設(shè)定。任務(wù)2有效載荷及基坐標(biāo)設(shè)定。任務(wù)3平面圖形描圖示教編程。工作任務(wù)01工具TCP設(shè)定PARTONE通過XYZ4點法和ABC世界坐標(biāo)系法測量尖點工具的TCP。任務(wù)1工具TCP設(shè)定一任務(wù)描述本任務(wù)旨在讓學(xué)生掌握工具的測量方法及工具測量的準(zhǔn)確性。因此完成這一任務(wù)需要了解工具測量的原理，及正確使用示教器進行操作。任務(wù)1工具TCP設(shè)定二任務(wù)分析任務(wù)1工具TCP設(shè)定三相關(guān)知識工具坐標(biāo)系測量

工具坐標(biāo)系是一個直角(笛卡兒)坐標(biāo)系，其原點在工具上。工具坐標(biāo)系的取向一般是坐標(biāo)系的X軸與工具的工作方向一致。工具坐標(biāo)系總是隨著工具的移動而移動。工具的測量是依托工具參照點為原點來創(chuàng)建一個坐標(biāo)系為基礎(chǔ)的，該參照點被稱為TCP點，該坐標(biāo)系即為工具坐標(biāo)系。工具坐標(biāo)系的測量分為工具原點的確定和姿態(tài)的確定。任務(wù)1工具TCP設(shè)定三相關(guān)知識1.確定坐標(biāo)系的原點(1)XYZ4點法將工具的TCP從4個不同的方向移向一個參考點(一般選擇尖端點或具有明顯特征的點)，機器人控制系統(tǒng)從不同的法蘭位置值中計算出TCP點，XYZ4點法如圖所示。注：4個不同方向的工具的姿態(tài)差距越大越好。任務(wù)1工具TCP設(shè)定三相關(guān)知識(2)XYZ參照法對一件新工具與一件已測量過的工具進行比較測量，機器人控制系統(tǒng)比較法蘭位置，并對工具的TCP進行計算。此種方法適用于幾何相似的同類工件，XYZ參照法如圖所示。任務(wù)1工具TCP設(shè)定三相關(guān)知識2.確定坐標(biāo)系姿態(tài)(1)ABC世界坐標(biāo)系法ABC世界坐標(biāo)系法是將工具坐標(biāo)系的軸平行于世界坐標(biāo)系的軸進行校準(zhǔn)，機器人控制系統(tǒng)從而得知工具坐標(biāo)系的姿態(tài)。該方法具體有兩種方式，即5D法和6D法，如圖所示。任務(wù)1工具TCP設(shè)定三相關(guān)知識(2)ABC2點法ABC2點法是通過移動X軸上一個點和XY平面上一個點，機器人控制系統(tǒng)即可得知工具坐標(biāo)系各軸的方向的方法，ABC2點法測量坐標(biāo)系方向如圖所示。02有效載荷及基坐標(biāo)識PARTONE任務(wù)2有效載荷及基坐標(biāo)識一任務(wù)分析本任務(wù)主要讓學(xué)生掌握機器人有效載荷的設(shè)定和基坐標(biāo)的設(shè)定。在完成此任務(wù)前，需要先學(xué)習(xí)機器人上的負(fù)載和工具負(fù)載的含義及應(yīng)用、基坐標(biāo)的測量原理、基坐標(biāo)測量的意義等知識。任務(wù)2有效載荷及基坐標(biāo)識二相關(guān)知識(一)工具負(fù)載數(shù)據(jù)1.工具負(fù)載的定義工具負(fù)載數(shù)據(jù)是指所有裝在機器人法蘭上的負(fù)載的數(shù)值,它是另外安裝在機器人上并同機器人一起移動的負(fù)載的質(zhì)量。需要輸入的值有質(zhì)量、重心位置(質(zhì)量受重力作用的點)質(zhì)量轉(zhuǎn)動慣量以及所屬的主慣性軸。負(fù)載數(shù)據(jù)必須輸入機器人控制系統(tǒng)，并分配給正確的工具。任務(wù)2有效載荷及基坐標(biāo)識二相關(guān)知識2.工具負(fù)載數(shù)據(jù)的影響輸入的負(fù)載數(shù)據(jù)會影響許多控制過程，包括控制算法(計算加速度)、速度和加速度監(jiān)控、力矩監(jiān)控、碰撞監(jiān)控、能量監(jiān)控等，所以，正確輸入負(fù)載數(shù)據(jù)是非常重要的。如果機器人以正確輸入的負(fù)載數(shù)據(jù)執(zhí)行其運動，則可以從它的高精度中受益，使運動過程具有最佳的節(jié)拍時間，最終使機器人具有長的使用壽命。任務(wù)2有效載荷及基坐標(biāo)識二相關(guān)知識(二)基坐標(biāo)系測量原理基坐標(biāo)系測量分為兩個步驟：確定坐標(biāo)系原點和定義坐標(biāo)系方向，具體測量方法如表所示。03平面圖形描圖示教編程PARTONE任務(wù)3平面圖形描圖示教編程一任務(wù)分析本任務(wù)旨在學(xué)習(xí)KUKA機器人的編程、調(diào)試及程序運行的基礎(chǔ)上完成給定圖形的運動軌跡。因此完成這一任務(wù)需要掌握程序文件的創(chuàng)建、編輯方式，運動指令的定義及應(yīng)用，機器人程序運行等相關(guān)知識。任務(wù)3平面圖形描圖示教編程二相關(guān)知識1.程序模塊創(chuàng)建(1)導(dǎo)航器中的程序模塊程序模塊應(yīng)始終保存在文件夾“Program”(程序)中，也可建立新的文件夾并將程序模塊存放在那里。模塊用字母“M”標(biāo)識。一個模塊中可以加入注釋，此類注釋中可含有程序的簡短功能說明，如圖所示。(一)程序模塊任務(wù)3平面圖形描圖示教編程二相關(guān)知識1.程序模塊創(chuàng)建(2)程序模塊的屬性程序模塊由SRC文件和DAT文件兩個部分組成，如圖所示。(一)程序模塊任務(wù)3平面圖形描圖示教編程二相關(guān)知識2.程序編輯方式通過KUKA導(dǎo)航器編輯SmartPad程序模塊，編輯方式與常見的文件系統(tǒng)類似。編輯方式包含復(fù)制、刪除、重命名。在用戶組“專家”權(quán)限下，每個模塊的SRC文件和DAT文件都映射在導(dǎo)航器中。(一)程序模塊任務(wù)3平面圖形描圖示教編程二相關(guān)知識運動指令定義(1)點到點運動PTP指令是機器人沿最快的軌道將TCP從起始點引至目標(biāo)點。(2)線性運動時機器人沿著一條直線以定義的速度移動至目標(biāo)點，即在線性移動過程中，機器人轉(zhuǎn)軸之間將進行配合，使工具及工件參照點沿著一條通往目標(biāo)點的直線移動。(3)圓周運動是機器人沿圓形軌道以定義的速度將TCP移動至目標(biāo)點。(二)KUKA運動指令任務(wù)3平面圖形描圖示教編程二相關(guān)知識1.執(zhí)行初始化運行KUKA機器人的初始化運行稱為BCO運行。在進行選擇程序、程序復(fù)位、程序執(zhí)行時，手動移動、在程序中更改或選擇語句行時，要進行BCO運行。2.選擇和啟動機器人程序在KUKA機器人中，如果要執(zhí)行一個機器人程序，則必須事先將其選中，并以“選定”方式打開。機器人程序在導(dǎo)航器中的用戶界面上供選擇。通常，在文件夾中創(chuàng)建移動程序。(三)機器人程序運行謝謝觀看第三章KUKA機器人I/O配置及應(yīng)用高等院校公共課系列精品教材工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識目標(biāo)WorkVisual4.0軟件的安裝。數(shù)字輸入、輸出信號的配置。機器人內(nèi)置電磁閥結(jié)構(gòu)及信號IO配置數(shù)字輸入、輸出信號的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)2技能目標(biāo)掌握I/O配置的項目上傳、I/O配置、項目下載的步驟及方法。(1)掌握數(shù)字輸入、輸出信號的連接。(2)掌握項目信號傳輸給控制器的方法(3)掌握電磁閥信號的IO配置方法及步驟。(4)掌握配置信號的監(jiān)測及信號應(yīng)用。(5)工作任務(wù)任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置。任務(wù)2KUKA機器人內(nèi)部電磁閥的l/O配置。01KUKA機器人外部電器的I/O配置PARTONE本任務(wù)旨在讓學(xué)習(xí)者掌握數(shù)字輸入/輸出信號的配置，因此完成這個任務(wù)需要了解配置軟件工具WorkVisual的使用、添加總線模塊、信號的連接等相關(guān)內(nèi)容。任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置一任務(wù)分析任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置二相關(guān)知識1.

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(1)單擊WorkVisual圖標(biāo)，打開軟件界面、(2)單擊菜單欄中的“文件”菜單，在下拉菜單選擇“查找項目”命令、(3)在出現(xiàn)的“WorkVisual項目瀏覽器”對話框中單擊“查找”，確定PC與機器人連接好后，單擊“更新”按鈕。(4)在出現(xiàn)的“CellWINDOWS-QVN3EST”目錄下，單擊“+”，可出現(xiàn)子目錄，并顯示機器人的WorkVisual項目。(5)選擇項目，單擊“打開”按鈕，顯示機器人激活并正在使用的項目。(一)WorkVisual軟件的使用任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置二相關(guān)知識2.

在WorkVisual軟件中打開項目

(1)單擊菜單欄中的“文件”菜單，選擇“打開項國”命令。(2)在出現(xiàn)的“WorkVisual項目瀏覽器”對話框中，選擇“項目打開”。(3)單擊“打開”按鈕。(4)選中“WINDOWS-7KL7LKN(KRC4compact-8.3.22)，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“設(shè)為激活的控制器”命令。(5)激活控制器后，出現(xiàn)“KRC輸入/輸出”和“現(xiàn)場總線”等選項的顯示界面。任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置二相關(guān)知識1.輸入/輸出接線窗口(二)用WorkVisual進行profibusl/O現(xiàn)場總線配置任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置二相關(guān)知識2.輸入/輸出接線窗口(1)添加現(xiàn)場總線主機EL67311①在串口的項目結(jié)構(gòu)中，選擇EBus，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“添加”命令，此時添加ProfiBus現(xiàn)場總線模塊。②在出現(xiàn)的對話框中，按最新的版本及使用設(shè)備，選擇ProfiBus的型號，單擊“OK”按鈕。③選中EL6731-0010，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“添加”命令。④在彈出的對話框中選擇EL6731-0010，單擊“OK”按鈕，ProfiBus總線加載完成。(二)用WorkVisual進行profibusl/O現(xiàn)場總線配置任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置二相關(guān)知識3.連接數(shù)字輸入端信號①單擊并打開“輸入輸出接線”對話框。②在對話框的“KRC輸入/輸出端”選項卡中選定“數(shù)字輸入端”，顯示出信號信息。③在對話框的“現(xiàn)場總線”選項卡中選定設(shè)備“EL180916Ch”。④連接信號。選擇“KRC輸入/輸出端”選項卡中的信號，然后選擇對應(yīng)“現(xiàn)場總線”選項卡中的信號，單擊“連接”按鈕，即信號連接成功；也可按住Shift按鍵同時選定多個信號，一次連接。任務(wù)1KUKA機器人外部電器的I/O配置二相關(guān)知識3.連接數(shù)字輸出端信號①單擊并打開“輸入輸出接線”對話框。②在“KRC輸入/輸出端”選項卡中選定“數(shù)字輸出端”，顯示出信號。③在“現(xiàn)場總線”選項卡中選定設(shè)備“EL280916Ch”。④連接信號。選擇“KRC輸入/輸出端”選項卡中的信號然后選擇對應(yīng)“現(xiàn)場總線”選項卡中的信號，單擊“連接”按鈕，即信號連接成功；也可按住shift，按鍵同時選定多個信號，一次連接。02KUKA機器人內(nèi)部電磁閥的I/O配置PARTONE任務(wù)2KUKA機器人內(nèi)部電磁閥的I/O配置KUKA機器人KR6R70OSIXX內(nèi)置3個帶自保持功能的電磁閥。因此，完成這個任務(wù)需要了解配置軟件工具WorkVisual的使用，了解電磁閥的工作原理、信號的連接等相關(guān)知識。一任務(wù)分析任務(wù)2KUKA機器人內(nèi)部電磁閥的I/O配置二相關(guān)知識1.機器人電磁閥原理圖如圖所示。(一)機器人電磁閥原理任務(wù)2KUKA機器人內(nèi)部電磁閥的I/O配置三任務(wù)實施①將PC通過網(wǎng)線與機器人控制器連接后打開軟件，單擊“查找”命令，找到項目"20170314-V1.49.0”(如果開始找不到，則單擊“更新”按鈕后查找)。②選中“WINDOWS-7KLTLKN(KRC4compact-8.3.22)”，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“設(shè)為激活的控制器”命令。③激活控制器后，出現(xiàn)“KRC輸入/輸出”和“現(xiàn)場總線”等選項的界面。1.控制器與PC連接讀取項目信息任務(wù)2KUKA機器人內(nèi)部電磁閥的I/O配置三任務(wù)實施選擇總線面板，分別選擇“KRC輸入/輸出端”→“數(shù)字輸出端”和“現(xiàn)場總線”→“KUKAcontrollerBus(KCB)”-“EM8905-1001TO-Modul(電磁閥型號)”。按照機器人與內(nèi)置電磁閥IO配置對照表進行信號的配置。2.分配輸出信號到電磁閥的兩端在WorkVisual中配置完成的項目需要傳輸?shù)綑C器人控制系統(tǒng)中，在這之前，需要將配置生成總代碼，傳輸?shù)牟僮餍柙诎踩{(diào)試員的權(quán)限下進行。3.將項目傳輸給機器人控制系統(tǒng)謝謝觀看第四章軌跡規(guī)劃示教編程高等院校公共課系列精品教材工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識目標(biāo)熟知機器人數(shù)據(jù)的存檔與還原，了解機器人程序和狀態(tài)的變更。(1)理解編程指令、邏輯功能指令、等待函數(shù)指令等的概念及格式。(2)了解變量的含義、類型、創(chuàng)建方法、計算方法等。(3)熟知機器人局部子程序、全局子程序的概念和創(chuàng)建方法等。(4)了解樣條曲線聯(lián)機表單的格式、軌跡逼近的含義、樣條組的編程等(5)學(xué)習(xí)目標(biāo)2技能目標(biāo)根據(jù)實際編程需求，能有效地更改程序指令，使編程優(yōu)化。(1)掌握通過IO控制夾爪工具工作的方法。(2)掌握變量在程序中的應(yīng)用，簡化程序并進行程序修改及優(yōu)化。(3)具備矩形圖形的編程、調(diào)試及實際操作能力。(4)具備給定圖形的編程、調(diào)試及實際操作能力。(5)具備樣條曲線的編程、調(diào)試及實際操作能力。(6)工作任務(wù)任務(wù)1矩形圖形現(xiàn)場編程。任務(wù)2給定閣形書寫編程。任務(wù)3樣條曲線書寫編程。01矩形圖形現(xiàn)場編程PARTONE本任務(wù)旨在讓學(xué)習(xí)者掌握通過I/O信號控制夾爪的張開與關(guān)閉、矩形軌跡的運行。完成這個任務(wù)，需要對邏輯功能函數(shù)、等待函數(shù)、切換函數(shù)等指令的使用，以及IO信號的應(yīng)用等知識點進行學(xué)習(xí)。任務(wù)1矩形圖形現(xiàn)場編程一任務(wù)分析任務(wù)1矩形圖形現(xiàn)場編程二相關(guān)知識OUT：在程序中的某個位置上關(guān)閉輸出端。WAITFOR：與信號有關(guān)的等待函數(shù)，控制系統(tǒng)在此等待信號，如輸入端IN、輸出端OUT、時間信號TIMER。WAIT：與時間相關(guān)的等待函數(shù)，控制系統(tǒng)根據(jù)輸入的時間在程序中的該位置上等待。(一)邏輯功能編程對KUKA機器人進行編程時，使用的是表示邏輯指令的輸入端和輸出端信號。任務(wù)1矩形圖形現(xiàn)場編程二相關(guān)知識運動程序中的等待功能可以很簡單地通過聯(lián)機表單進行編程，在這種情況下，等待功能被區(qū)分為與時間有關(guān)的等待功能和與信號有關(guān)的等待功能。1.等待函數(shù)WAIT用WAIT函數(shù)可以使機器人的運動按編程設(shè)定的時間暫停。WAIT函數(shù)的聯(lián)機表格如圖所示。WAIT：函數(shù)總是觸發(fā)一次預(yù)進停止。(二)等待函數(shù)的編程任務(wù)1矩形圖形現(xiàn)場編程二相關(guān)知識2.等待函數(shù)WAITFOR：WAITFOR函數(shù)用于設(shè)定一個與信號有關(guān)的等待功能，需要時可將多個信號(最多12個)按邏輯連接。如果添加了一個邏輯連接，則聯(lián)機表單中會出現(xiàn)用于附加信號和其他邏輯連接的欄。WAITFOR函數(shù)的聯(lián)機表格如圖所示。任務(wù)1矩形圖形現(xiàn)場編程二相關(guān)知識簡單切換函數(shù)通過簡單切換函數(shù)可將數(shù)字信號傳送給外圍設(shè)備，為此要使用先前相應(yīng)分配給接口的輸出端編號。信號設(shè)為靜態(tài)，即它一直存在，直至賦予輸出端另一個值，如圖所示。與簡單切換函數(shù)一樣，在此輸出端的數(shù)值也變化。然而，當(dāng)有脈沖時，定義的時間過去之后，信號又重新取消。脈沖電平如圖所示。(三)簡單切換函數(shù)的編程任務(wù)1矩形圖形現(xiàn)場編程二相關(guān)知識夾爪工具關(guān)閉和張開的動作由機器人數(shù)字輸出信號OUT23和OUT20控制，信號對照表如圖所示。(四)確定控制夾爪開閉I/O信號02給定圖形書寫編程PARTONE通過學(xué)習(xí)KUKA機器人程序的調(diào)用、變量的使用、偏移等知識點，利用書寫工具，完成如圖所示圖形的軌跡程序。任務(wù)2給定圖形書寫編程一任務(wù)描述通過給定圖形的形狀可知，機器人需要沿著4個大小相同的圓的軌跡運行，并且相連兩個圓之間的圓心距都為60mm。為了按要求使機器人按圖形軌跡運行，機器人可以先走圓P1的軌跡，然后通過偏移完成剩下圓弧的軌跡。為實現(xiàn)通過偏移的方式完成圖形軌跡的運行，需要先學(xué)習(xí)和掌握變量的定義與使用、程序的調(diào)用、循環(huán)指令、偏移指令等相關(guān)知識。任務(wù)2給定圖形書寫編程二任務(wù)分析任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識1.顯示和更改變量值變量是運算過程中出現(xiàn)的計算值的通配符。變量由存儲位置、類型、名稱和內(nèi)容標(biāo)識。一個全局變量建立在系統(tǒng)文件中，適用于所有程序。一個局部變量建立于應(yīng)用程序中，因此僅適用于正在運行的程序。如果變量為全局變量，則隨時都可以顯示。局部變量可以分為程序文件(.src)中的局部變量和局部數(shù)據(jù)列表(*.dat)中的局部變量。如果變量是在.src文件中定義的，則該變量僅在程序運行時存在。我們將該變量稱為“運行時間變量”。如果變量是在.dat文件中被定義為局部變量，并且僅在相關(guān)程序文件中己知，則其值在關(guān)閉程序后保持不變。(一)變量的使用任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識顯示并更改一個變量值的步驟如下：①在主菜單中選擇“顯示”→“變量”→“單項”，即打開單項變量對話框。②在名稱欄輸入變量名稱。③如果選擇了一個程序，則在模塊欄中將自動填寫該程序。④按回車鍵，在當(dāng)前值欄中將顯示該變量的當(dāng)前數(shù)值。如果無任何顯示，則說明還未給該變量賦值。⑤在新值欄中輸入所需數(shù)值。⑥按回車鍵，在當(dāng)前值欄中將顯示此新值。任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識2.訪問機器人狀態(tài)有關(guān)機器人狀態(tài)的眾多信息可通過查詢系統(tǒng)內(nèi)部值獲得。系統(tǒng)內(nèi)部值稱為“系統(tǒng)變量”。變量是一個預(yù)留的存儲位置。該存儲位置(也稱為“值的通配符”)在計算機的存儲器中始終有一個固定的名稱和位址。主要的系統(tǒng)變量用于機器人狀態(tài)查詢的有定時器(Timer)、標(biāo)記(旗標(biāo)Flag)、計數(shù)器、輸入和輸出信號(IN/OUT)。任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識3.使用KRL變量(1)命名規(guī)范KRL中的名稱長度最多允許為24個字符。KRL中的名稱允許包含字母(A~Z)、數(shù)字(0~9)以及特殊字符“_”和“$”。KRL中的名稱不允許以數(shù)字開頭。KRL中的名稱不允許為關(guān)鍵詞。不區(qū)分大小寫。任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識(2)KRL數(shù)據(jù)類型任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識(3)建立變量①變量聲明②創(chuàng)建常量常量用關(guān)鍵詞CONST建立。常量只允許在數(shù)據(jù)列表中建立。任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識(4)變量聲明的原理SRC文件中的程序結(jié)構(gòu)：任務(wù)2給定圖形書寫編程三相關(guān)知識(4)變量聲明的原理特點：在聲明部分必須聲明變量。初始化部分從第一個賦值開始，但通常都是從“INI”行開始。在指令部分會賦值或更改值。03樣條曲線書寫編程PARTONE樣條曲線是由高階曲線擬合而成的。這種運動軌跡原則上也可以通過LIN運動和CIRC運動生成，但是相比較下樣條運動更具有優(yōu)勢。樣條運動是適用于復(fù)雜曲線軌跡的運動方式，機器人運行軌跡更接近實際曲線軌跡要求。完成本任務(wù)需掌握樣條曲線的指令、運動原理、運動速度等相關(guān)知識。任務(wù)3樣條曲線書寫編程一任務(wù)分析任務(wù)3樣條曲線書寫編程二相關(guān)知識1.樣條速度軌跡曲線始終保持不變，不受倍率、速度或加速度的影響。機器人控制系統(tǒng)在規(guī)劃時就已經(jīng)考慮到機器人的物理極限了。機器人在編程設(shè)定的速度范圍內(nèi)盡可能快速移動，即在其物理極限的范圍內(nèi)快速移動。與常規(guī)的LIN和CIRC運動相比，這是一個優(yōu)點，因為在這兩種運動中不會在規(guī)劃時考慮物理極限。物理極限在運動期間才會起作用并在必要時觸發(fā)停止。(一)樣條運動的速度曲線任務(wù)3樣條曲線書寫編程二相關(guān)知識2.減速樣條運動必須低于編程設(shè)定速度的情況主要包括：突出的角、姿態(tài)改變過大、附加軸進行較大運動、在奇點附近。通過選擇姿態(tài)導(dǎo)引無取向，可在樣條段中避免因姿態(tài)改變過大而引起的減速。3.速度減至0速度減至0適用于以下情況：(1)連續(xù)的點具有相同坐標(biāo)；(2)連續(xù)的SLIN段和(或)SCIRC段。任務(wù)3樣條曲線書寫編程二相關(guān)知識1.CP樣條組SAK(初始化運行)運行將作為常規(guī)LIN運動被執(zhí)行，通常由一則必須應(yīng)答的信息加以提示。2.PTP樣條組SAK運行將作為常規(guī)PTP運動被執(zhí)行，運行時不會通過信息加以提示。選擇語句后，軌跡通常與正常程序運行中的樣條一樣延伸。(二)樣條運動的語句的選擇任務(wù)3樣條曲線書寫編程二相關(guān)知識所有樣條組和所有樣條單個運動均可相互軌跡逼近。無論是CP或PTP樣條組還是仕一單個運動，都無關(guān)緊要。從運動類型的角度來看，軌跡逼近弧線始終相當(dāng)于第二個運動。如果因為時間原因或因預(yù)進停止而無法軌跡逼近，則機器人在軌跡逼近弧線的起始處等待。如果因為時間原因：只要可以繼續(xù)下一個語句，則機器人繼續(xù)移動。如果因為預(yù)進停止：軌跡逼近弧線的起始處即是當(dāng)前語句的終點。即預(yù)進停止被取消，機器人控制系統(tǒng)可以繼續(xù)下一個語句，機器人繼續(xù)移動。(三)樣條運動的軌跡逼近任務(wù)3樣條曲線書寫編程二相關(guān)知識1.更改點的位置如果移動了一個樣條組中的一個點，則軌跡最多會在此點前的兩個段中和在此點后的兩個段中發(fā)生變化。小幅度地平移點通常不會引起軌跡變化。但如果相鄰的兩個段，一段非常長而另一段非常短，則小小的變化就會產(chǎn)生較大的影響。2.更改段類型如果將一個SPL段變成一個SLIN段或反過來,則前一個段和后一個段的軌跡會改變。(四)更改樣條組謝謝觀看第五章搬運示教編程高等院校公共課系列精品教材工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識目標(biāo)掌握計數(shù)循環(huán)FOR、當(dāng)型循環(huán)WHILE、直到循環(huán)REPEAT等指令的編程格式及含義。(1)掌握PTP、LIN、CIRC運動的編程原理。(2)掌握相對運動和絕對運動編程的概念和原理。(3)掌握機器人目標(biāo)位置的含義。(4)掌握讀卡器的概念和原理。(5)掌握絕對目標(biāo)位置的計算方法。(6)學(xué)習(xí)目標(biāo)2技能目標(biāo)掌握FOR、WHILE、REPEAT等指令的應(yīng)用，并能進行合理的編程。(1)掌握偏移坐標(biāo)的應(yīng)用。(2)掌握局部變量、全局變量的創(chuàng)建及應(yīng)用方法。(3)掌握通過IO控制央爪和吸盤工具工作的方法。(4)掌握程序的相互調(diào)用，并能進行程序優(yōu)化。(5)掌握搬運編程的技巧和方法。(6)工作任務(wù)任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程。任務(wù)2物聯(lián)網(wǎng)信息追溯現(xiàn)場編程。01圓盤搬運現(xiàn)場編程PARTONE通過機器人編程,利用吸盤工具，把坐標(biāo)系B1下的圓盤按順序搬運到坐標(biāo)系B2的對應(yīng)位置上，如圖所示。任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程一任務(wù)描述本任務(wù)旨在讓學(xué)習(xí)者通過示教點偏移功能完成圓盤的搬運編程。因此完成這個任務(wù)，需要掌握程序流程控制指令、運動指令的編程原理、機器人相對運動原理、程序的調(diào)用等相關(guān)知識。任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程二任務(wù)分析任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識1.計數(shù)循環(huán)FOR用計數(shù)循環(huán)(FOR循環(huán)語句)可定義重復(fù)的次數(shù)。FOR循環(huán)語句程序流程圖如圖所示，循環(huán)的次數(shù)借助于一個計數(shù)變量控制。(一)程序流程控制任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識2.當(dāng)型循環(huán)WHILEWHILE循環(huán)是一種當(dāng)型或者先判斷型循環(huán)，這種循環(huán)會在執(zhí)行循環(huán)的指令部分前先判斷終止條件是否成立。WHILE程序流程圖如圖所示。任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識3.直到循環(huán)REPEATREPEAT循環(huán)是一種直到型或者檢驗型循環(huán)，這種循環(huán)會在第一次執(zhí)行完循環(huán)的指令部分后才會檢測終止條件，程序流程如圖所示。任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識4.條件性分支IF條件性分支(IF語句)由一個條件和兩個指令部分組成。如果滿足條件，則可處理第一個指令；如果未滿足條件，則執(zhí)行第二個指令。IF語句程序流程如圖所示。任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識5.分配器SWITCHSWITCH分支語句是一個分配器或多路分支。表達式的值與一個案例段(CASE)的值進行比較，值一致時執(zhí)行相應(yīng)案例的指令，流程圖如圖所示。任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識1.PTP運動編程原理(二)KRL運動編程任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識2.LIN運動編程原理任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識1.運動概念(三)KRL相對運動和絕對運動編程絕對運動，借助于絕對值運動至目標(biāo)位置。在此軸A3定位于45°。相對運動，從目前的位置繼續(xù)移動給定的值，運動至目標(biāo)位置。在此軸A3繼續(xù)轉(zhuǎn)過45°。任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識2.相對運動原理(1)相對運動PTP_REL①PTP_REL目標(biāo)點(軌跡逼近)。②軸A2沿負(fù)方向移動30°，其他的軸都不動。③機器人從當(dāng)前位置沿X軸方向移動100mm，沿Z軸負(fù)方向移動200mm，Y、A、B、C和S保存不變，T值將根據(jù)最短路徑加以計算。(三)KRL相對運動和絕對運動編程任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識2.相對運動原理(2)相對運動LIN_REL①LIN_REL目標(biāo)點(軌跡逼近)(參照坐標(biāo)系)。②TCP從當(dāng)前位置沿基坐標(biāo)系中的X軸方向移動100mm，沿Z軸負(fù)方向移動200mm，Y、A、B、C和S保存不變，T值則從運動中得出。③TCP從當(dāng)前位置沿工具坐標(biāo)系中的X軸負(fù)方向移動100mm，Y、Z、A、B、C和S保存不變，T值則從運動中得出?？赏ㄟ^修改參數(shù)使工具沿作業(yè)方向的反向運動，前提是已經(jīng)在X軸方向測量過工具作業(yè)方向。(三)KRL相對運動和絕對運動編程任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程三相關(guān)知識2.相對運動原理(3)相對運動CIRC_REL①CIRC_REL輔助點、目標(biāo)點(圓心角(CA))(軌跡逼近)。②圓周運動的目標(biāo)點通過500°的圓心角加以規(guī)定，目標(biāo)點被軌跡逼近。(三)KRL相對運動和絕對運動編程任務(wù)1圓盤搬運現(xiàn)場編程四任務(wù)實施確定圓盤搬運路徑02物聯(lián)網(wǎng)信息追溯現(xiàn)場編程PARTONE通過機器人機械手抓取吸盤工具，然后通過吸盤吸取抓取位中的任意工件，放置在讀碼器上讀取該產(chǎn)品的信息，機器人收到信息后，對工件進行排序，效果圖如圖所示。任務(wù)2物聯(lián)網(wǎng)信息追溯現(xiàn)場編程一任務(wù)描述本任務(wù)旨在使學(xué)習(xí)者掌握物聯(lián)網(wǎng)信息追溯搬運編程。因此