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文檔簡介
工業(yè)機器人編程與操作(ABB)項目分析為適應(yīng)精密加工立體工件的需要,激光加工機器人應(yīng)運而生。項目3循跡模塊的編程與操作
在汽車制造領(lǐng)域,激光切割機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于小汽車頂窗等空間曲線加工,如圖所示。本項目模擬激光切割軌跡完成循跡模塊的編程與操作。激光切割機器人循跡模塊由三角形、正方形、五角星、圓形、“J”、“S”、“H”、“B”八個圖形的軌跡組成,主要學(xué)習(xí)機器人的基本操作及簡單編程,如圖所示。項目3
循跡模塊的編程與操作
循跡模塊示意圖
教學(xué)目標知識目標1.掌握機器人程序的結(jié)構(gòu)與建立方法;2.掌握運動指令的運動特點、格式及使用。能力目標1.獨立完成模塊的新建與保存,進行RAPID程序編寫、調(diào)試、自動運行;2.獨立完成循跡模塊的程序編寫與調(diào)試。素質(zhì)目標1.培養(yǎng)良好的動手能力、溝通能力和團隊合作能力;2.提升邏輯思維能力。項目3
循跡模塊的編程與操作
RAPID程序程序模塊1程序模塊2程序模塊3程序模塊4程序數(shù)據(jù)主程序main例行程序中斷程序功能程序數(shù)據(jù)例行程序中斷程序功能…………程序數(shù)據(jù)例行程序中斷程序功能3.1程序模塊與例行程序RAPID程序的架構(gòu)說明:(1)RAPID程序是由程序模塊與系統(tǒng)模塊組成。一般地,只通過新建程序模塊來構(gòu)建機器人的程序,而系統(tǒng)模塊多用于系統(tǒng)方面的控制。(2)可以根據(jù)不同的用途創(chuàng)建多個程序模塊,如專門用于主控制的程序模塊,用于位置計算的程序模塊,用于存放數(shù)據(jù)的程序模塊,這樣便于歸類管理不同用途的例行程序與數(shù)據(jù)。(3)每一個程序模塊包含了程序數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能四種對象,但不一定在一個模塊中都有這四種對象,程序模塊之間的數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能是可以互相調(diào)用的。(4)在RAPID程序中,只有一個主程序main,并且存在于任意一個程序模塊中,并且是作為整個RAPID程序執(zhí)行的起點。3.1程序模塊與例行程序1.新建程序模塊
機器人處于“手動”模式。第1步:點擊示教器左上角“”,選擇“程序編輯器”,彈出提示框選“取消”。3.1程序模塊與例行程序第2步:示教器中自帶的兩個模塊,BASE和user均為系統(tǒng)模塊,不能在系統(tǒng)模塊中進行編程,應(yīng)新建程序模塊,在示教器左下角單擊“文件”,選擇“新建模塊”;3.1程序模塊與例行程序第3步:在彈出的提示框中選擇“是”;3.1程序模塊與例行程序第4步:更改新建模塊的名稱,命名的時候根據(jù)工程實際情況進行命名,名稱不宜過長,不宜使用關(guān)鍵字,并且名稱的首位必須為字母,其后可以根據(jù)情況添加數(shù)字、下劃線等,名稱命好后,單擊“確定”;3.1程序模塊與例行程序第5步:構(gòu)建完成的程序模塊如圖所示。3.1程序模塊與例行程序2.新建例行程序
每個程序模塊中,需要有一個主程序。因此需要先新建一個Main程序,然后再新建一個普通的例行程序。Main作為程序模塊的主運行程序,其他程序為子程序。第1步:選擇“Project”程序模塊,點擊“顯示模塊”;3.1程序模塊與例行程序第2步:在顯示的界面點擊“例行程序”,可以看到新程序模塊中沒有程序;3.1程序模塊與例行程序第3步:在顯示的例行程序界面點擊“文件”,選擇“新建例行程序”;3.1程序模塊與例行程序第4步:將例行程序名稱更改為“Main”,其他參數(shù)默認,點擊“確定”,主程序建立完成;3.1程序模塊與例行程序第5步:再次點擊“文件——新建例行程序”,建立子程序“Routine1”;3.1程序模塊與例行程序第6步:選擇新建的例行程序“Routine1”,點擊“顯示例行程序”;3.1程序模塊與例行程序第7步:在藍色高亮顯示的“<SMT>”處可以添加指令開始編程。3.1程序模塊與例行程序3.例行程序的編輯第1步:選擇“文件”菜單,可進行復(fù)制例行程序、移動例行程序、更改聲明、重命名、刪除例行程序等操作;3.1程序模塊與例行程序第2步:單擊復(fù)制例行程序,可對復(fù)制的程序名稱、類型、存儲模塊進行修改;3.1程序模塊與例行程序第3步:單擊移動例行程序,可將選中的例行程序移動到其他程序模塊中;3.1程序模塊與例行程序第4步:單擊更改聲明,可對例行程序的類型、所屬模塊進行修改;3.1程序模塊與例行程序第5步:單擊重命名,在彈出鍵盤中輸入新的名稱,單擊確定;3.1程序模塊與例行程序第6步:單擊刪除例行程序,確定是否進行刪除操作,確定刪除單擊確定。3.1程序模塊與例行程序4.示教器中查看RAPID程序的操作第1步:在操作界面單擊“程序編輯器”;3.1程序模塊與例行程序第2步:直接進入到主程序中,單擊“例行程序”,查看例行程序列表;3.1程序模塊與例行程序第3步:程序模塊中包含的所有例行程序都被顯示出來;3.1程序模塊與例行程序第4步:單擊“后退”,點擊“模塊”,可以查看模塊列表;3.1程序模塊與例行程序第5步:單擊關(guān)閉按鈕,就可以退出程序編輯器。3.1程序模塊與例行程序1.關(guān)節(jié)運動(MoveJ)
關(guān)節(jié)運動指令是在對路徑精度要求不高的情況下,機器人的工具中心點TCP從一個位置移動到另一個位置,兩個位置之間的路徑不一定是直線,而是由機器人自己規(guī)劃的一條路徑,適用于較大范圍的運動,運動路徑如圖所示。關(guān)節(jié)運動路徑
3.2機器人運動指令
關(guān)節(jié)運動適合機器人大范圍運動時使用,不容易在運動過程中出現(xiàn)關(guān)節(jié)軸進入機械死點的問題,在搬運這類點對點的作業(yè)場合廣泛應(yīng)用,其指令結(jié)構(gòu)如圖所示。
3.2機器人運動指令
關(guān)節(jié)運動指令“MoveJp10,v200,fine,JiGuangBi_tool\Wobj:=XunJi_wobj;”包含5個程序數(shù)據(jù)參數(shù),其參數(shù)功能及說明如下。參數(shù)含義說明p10/p20目標點位置數(shù)據(jù)包含6個關(guān)節(jié)軸數(shù)據(jù),在“修改位置”記錄v200運動速度數(shù)據(jù),200mm/s值越大機器人運動速度越快,最高5000mm/s,在手動操縱中一律限速為250mm/s
3.2機器人運動指令
參數(shù)含義說明fine轉(zhuǎn)彎區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)域數(shù)據(jù)描述了所生成拐角路徑的大小,單位為mm,設(shè)置為fine表示無拐角JiGuangBi_tool運動期間使用的工具坐標數(shù)據(jù)在“手動操縱”中設(shè)置機器人的工具坐標系,在程序編輯時將自動生成該工具坐標系XunJi_wobj運動期間使用的工件坐標數(shù)據(jù)在“手動操縱”中設(shè)置機器人的工件坐標系,在程序編輯時將自動生成該工件坐標系
3.2機器人運動指令
2.線性運動(MoveL)線性運動是機器人的TCP從起點到終點之間的路徑始終保持為直線,一般如焊接、涂膠等應(yīng)用對路徑要求高的場合進行使用此指令,如圖所示。但需要注意,空間直線距離不宜太遠,否則容易到達機器人的軸限位或死點。如想獲得精確路徑,則兩點距離較短為宜。MoveL指令運動路徑
3.2機器人運動指令
線性運動指令MoveL調(diào)用格式如圖所示,其指令參數(shù)調(diào)用同MoveJ相似。
3.2機器人運動指令
3.圓弧運動(MoveC)圓弧路徑是在機器人可到達的空間范圍內(nèi)定義三個位置點,第一個點是圓弧的起點,第二個點用于圓弧的曲率控制,第三個點是圓弧的終點,如圖所示。MoveC指令運動路徑
3.2機器人運動指令
由于確定一段圓弧需要三個數(shù)據(jù)才能完成,而圓弧運動指令里面只有兩個數(shù)據(jù)即確定圓弧所需的第二個點和第三個點,因此,確定圓弧所需的第一個點實際是上一條指令執(zhí)行完畢后機器人所停的位置,所以圓弧運動指令一般不能應(yīng)用到所編寫程序的第一條。
3.2機器人運動指令
4.絕對位置運動(MoveAbsJ)絕對位置運動指令是機器人的運動使用六個軸和外軸的角度值來定義目標位置數(shù)據(jù),其調(diào)用格式如圖所示。
3.2機器人運動指令
該運動指令包含“MoveAbsJ*\NoEoffs,v200,fine,JiGuangBi_tool\Wobj:=XunJi_wobj;”包含6個程序數(shù)據(jù)參數(shù),其參數(shù)功能及說明如表所示。參數(shù)含義說明*目標點位置數(shù)據(jù)包含6個關(guān)節(jié)軸數(shù)據(jù),可直接在“調(diào)試”欄目中進行修改關(guān)節(jié)軸數(shù)據(jù)\NoEOffs外軸不帶偏移數(shù)據(jù)無v200運動速度數(shù)據(jù)值越大機器人運動速度越快,最高5000mm/s,在手動操縱中一律限速為250mm/s
3.2機器人運動指令
參數(shù)含義說明fine轉(zhuǎn)彎區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)域數(shù)據(jù)描述了所生成拐角路徑的大小,單位為mm,設(shè)置為fine表示無拐角JiGuangBi_tool運動期間使用的工具坐標數(shù)據(jù)在“手動操縱”中設(shè)置機器人的工具坐標系,在程序編輯時將自動生成該工具坐標系XunJi_wobj運動期間使用的工件坐標數(shù)據(jù)在“手動操縱”中設(shè)置機器人的工件坐標系,在程序編輯時將自動生成該工件坐標系
3.2機器人運動指令
第1步:首先進入“手動操縱”畫面,確認已選定工具坐標與工件坐標(在添加或修改機器人的運動指令之前,一定要首先確認所選用的工具坐標與工件坐標);MoveAbsJ常用于機器人六個軸回到機械零點的位置注意
3.2機器人運動指令
第2步:添加絕對位置運動指令,并選中位置數(shù)據(jù)變量;
3.2機器人運動指令
第3步:為選中的目標點命名,并單擊確認按鈕;
3.2機器人運動指令
第4步:選中新建的目標點jpos10,在“調(diào)試”菜單中點擊“查看值”;
3.2機器人運動指令
第5步:可查看1~6軸當前值;
3.2機器人運動指令
第6步:將各軸值改為0,點擊確定,該點即變?yōu)闄C器人的機械零點。此時,再進行程序調(diào)試,則機器人會回到機械零點。
3.2機器人運動指令
1.建立一個可以運行的RAPID運動程序(以三角形為例)
3.3編寫循跡程序
1.添加指令操作第1步:在操作界面單擊“程序編輯器”;3.3編寫循跡程序
第2步:確定已選定的工具坐標與工件坐標;3.3編寫循跡程序
第3步:選中<SMT>為添加指令位置,打開添加指令菜單;3.3編寫循跡程序
第4步:在指令列表中選擇MoveJ指令;3.3編寫循跡程序
第5步:單擊“*”,編輯MoveJ指令中的數(shù)據(jù);3.3編寫循跡程序
第6步:編輯指令中程序數(shù)據(jù)參數(shù);3.3編寫循跡程序
第7步:關(guān)閉指令列表,可以看到MoveJ指令,并手動操作機器人完成點的示教;3.3編寫循跡程序
第8步:完成程序的編輯。3.3編寫循跡程序
2.程序調(diào)試第1步:將機器人控制柜調(diào)整到手動限速模式,單擊示教器下方“調(diào)試”菜單;3.3編寫循跡程序
第2步:單擊“pp移至例行程序”,在彈出的菜單中選擇Routine1例行程序;3.3編寫循跡程序
第3步:光標移動到Routine1程序的第一行,將機器人使能上電,點擊單步調(diào)試按鈕,逐條調(diào)試程序,重點查看機器人位置是否合適;3.3編寫循跡程序
第4步:如果想對某一條程序進行調(diào)試,可以先將需要調(diào)試的程序選中,然后在“調(diào)試”菜單下選擇“pp移至光標”,以調(diào)試第2條程序為例,此功能只能將PP在同一個例行程序中跳轉(zhuǎn)。如要將PP移至其他例行程序,可使用“PP移至例行程序”功能。3.3編寫循跡程序
3.程序的自動運行在手動調(diào)試沒有發(fā)現(xiàn)任何問題的情況下,就可以對機器人程序進行自動運行,其步驟如表所示。第1步:將機器人控制柜調(diào)整到“自動”模式;3.3編寫循跡程序
第2步:單擊“確定”,完成狀態(tài)切換;3.3編寫循跡程序
第3步:在彈出的界面中選擇“pp移至main”,并單擊“是”;3.3編寫循跡程序
第4步:此時光標跳轉(zhuǎn)到主程序第一行,按下控制柜上白色確認按鈕,機器人程序開始自動運行;3.3編寫循跡程序
第5步:自動運行時的速度調(diào)整,可以通過示教器的快捷菜單進行,通過“+”和“-”按鈕調(diào)整。3.3編寫循跡程序
程序設(shè)計3.3編寫循跡程序
循跡模塊路徑規(guī)劃
針對圖中各圖像的軌跡點,循跡模塊需要示教的點如表所示。序號點序號注釋備注1xunji_home機器人循跡初始位置需示教2xunji_1~xunji_3等邊三角形軌跡點需示教3xunji_4~xunji_7方形軌跡點需示教4xunji_8~xunji_12五角星軌跡點需示教5xunji_13~xunji_16圓形軌跡點需示教6xunji_17~xunji_20“j”軌跡點需示教7xunji_21~xunji_27“s”軌跡點需示教8xunji_28~xunji_33“h”軌跡點需示教9xunji_34~xunji_41“b”軌跡點需示教3.3編寫循跡程序
程序編寫3.3編寫循跡程序
(1)主程序編寫主程序編寫,在“main()”程序中,我們只需調(diào)用“xj_xunji()”子程序即可,如下面程序所示。PROCmain()
xj_xunij;//調(diào)用“xj_xunji”子程序;ENDPROC
3.3編寫循跡程序
(2)循跡程序編寫循跡程序編寫,在“xj_xunji()”程序中,考慮好機器人運動過程,調(diào)用各個子程序,如下面程序所示.PROCxj_xunji()
jiguangbi_qu;//調(diào)用“jiguangbi_qu”子程序,夾取激光筆;xj_sanjiaoxing;//調(diào)用“xj_sanjiaoxing”子程序,畫三角形;xj_zhengfangxing;//調(diào)用“xj_zhengfangxing”子程序,畫正方形;xj_wujiaoxing;//調(diào)用“xj_wujiaoxing”子程序,畫五角星;3.3編寫循跡程序
xj_yuanxing;//調(diào)用“xj_yuanxing”子程序,畫圓形;xj_j;//調(diào)用“xj_j”子程序,畫字母“J”;x
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