《工業(yè)機器人現場編程》課件-任務3.2.2-3.2.3創(chuàng)建涂膠機器人坐標系與工作站數據

創(chuàng)建涂膠機器人坐標系與工作站數據工業(yè)機器人現場編程3421課堂導入新知學習訓練鞏固評價總結知識目標1.掌握工具坐標系的概念和意義；2.掌握工具坐標系的設定和切換。3.掌握涂膠機器人工作站數據技能目標1.根據工況要求，來定義工具坐標系的方向；2.能分清操縱搖桿與坐標系方向的關系。3.能夠創(chuàng)建涂膠機器人工作站數據重點難點1.掌握工具坐標系的概念和意義；2.掌握工具坐標系的設定及切換。1.根據工況要求，來定義工具坐標系的方向；2.能分清操縱搖桿與坐標系方向的關系。機器人為什么可以繞著一個點做空間旋轉運動，機器人是何種運動1.機器人是用哪種方式實現工具快換及打磨焊接的？工具坐標系將工具中心點設為零點，它會由此定義工具的位置和方向。工具坐標系經?？s寫為TCPF，而工具坐標中心縮寫為TCP（toolcenterpoint）執(zhí)行程序時，就是將TCP移至編程位置，這就意味者，如果要更改工具（或工具坐標系），

機器人的移動將隨之變更，以便新的TCP達到目標所有的機器人在手腕處都有一個預定義的坐標系tool0。這就可以將一個或者多個工具的坐標系定義為tool0的位移值。工具坐標系1、創(chuàng)建膠槍工具數據工具坐標系

工具數據tooldata用于全面描述作業(yè)工具特性的程序數據，它不僅包括了工具姿態(tài)參數，而且還包含了TCP位置、工具安裝、工具質量和重心等諸多參數。

一般不同的機器人應用配置不同的工具，以如說弧焊的機器人就使用弧焊槍作為工具，而用于搬運板材的機器就會使用吸盤式的夾具作為工具，如圖所示。工具坐標系中的參數釋義工具數據安裝方式:TRUE移動)/FALSE(固定)工具位置

工具姿態(tài)mass負載質量重心位置cog重心方向

負載慣量工具坐標系中的參數釋義注：工具坐標的以上全部程序數據在示教器中的程序數據中實時顯示，可隨時查看，無需自行計算。注意：mass（重量），cog（重心），這個是定義工具重量和重心的參數，根據實際情況設定。mass默認為-1，工具是不能使用的，為了驗證我們工具，此時修改為0.001。工具坐標系中的意義案例：焊接時,通常我們把TCP（tool1）定義到焊絲的尖端，方便我們現場調試和姿態(tài)的旋轉，當然我們也可以利用默認的工具TCP(tool0)進行實現。利用工具坐標示教對比tool0和tool1的區(qū)別？當我們需要將焊槍從0#位置沿著焊槍垂直方向移動到1#位置，利用tool0時，我們需要XYZ同時配合才能到達1#，而利用tool1時，我們只需要沿著Z軸就到達1#，是不是很方便快捷工具坐標系的變換工具坐標系的設定TCP的設定原理如下：（1）在定義工業(yè)機器人工作范圍內找一個非常精確的固定點作為參考（2）在工具上確定一個參考點（最好是工具的中心點）（3）前面介紹的手動操縱工業(yè)機器人的方法移動工具上的參考點，將四種不同的工業(yè)機器人姿態(tài)盡可能與固定點剛好碰上（4）工業(yè)機器人通過這四個位置點的位置數據計算求得TCP數據，然后TCP數據保存在tooldata程序數據中被程序調用固定點定義工具坐標系定義工具坐標系時可使用三種不同的方法，所有這三種方法都需要您定義工具中心點的笛卡爾坐標，不同的方法對應不同的方向定義方式。方法定義方向TCP（默認方向)將方向設置為與機器人安裝平臺相同的方向TCP&Z設立Z軸方向TCP&Z,X設立X軸和Z軸方向每點的姿態(tài)相差盡量大些，這樣有利于TCP精度的提高。四點法四點法：TCP（默認方向）移動工具上的參考點，以四種不同的姿態(tài)（P1-P4)盡可能的與固定點剛好碰上1.四點法只轉換坐標系位置，不改變坐標系方向2.接近參考點時，降低速度以防碰撞1243五點法該標定方法用于，對工具的工作方向在定位和操作有要求。例如：MIG/MAG焊接，激光或者水切割等。五點法：TCP&Z1.第四點與固定參考點的軸線在一條直線上2.Z方向為從延伸點指向原點1234延伸點Z原點+Z六點法該方法用于，如果在定位和操作時，對坐標的3個軸的方向有要求，例如：焊接槍和夾具等。

六點法：TCP&Z、X

實際X、Z方向為從延伸點指向原點123延伸點Z延伸點X原點4+Z+X方向分析分析工具TCP點的目標位置（參考方向移植到TCP點）數據創(chuàng)建創(chuàng)建工具數據數據定義定義工具數據誤差觀察校準點示教、觀察平均誤差是否達到要求精度驗證重定位任務分布演練步驟1.手動操縱2.動作模式選擇線性、參考坐標系選擇大地坐標、工件坐標選擇wobj0,單擊工具坐標tool03.新建工具坐標tool_new4.開始標定5.選擇5點法6.點1,,示教保存7.點2,,示教保存8.點3,示教保存9.點4,,示教保存10.延伸Z,,示教保存11.確定后，觀察誤差，越小越精確12.更改工具重量，同步到工作站，此時可以查看到tcp13同步到工作站，此時可以查看到tcp重定位驗證分析工具TCP點的目標位置（參考方向移植到TCP點）如果使用搬運的夾具，一般工具數據的設定方法如下：以圖中搬運薄板的真空吸盤夾具為例，質量是25kg，重心在默認tool0的Z正方向偏移250mm，TCP點設定在吸盤的接觸面上，從默認tool0上的Z正方向偏移了300mm。Z=3001：在“手動操縱”界面，點擊【工具坐標】2：單擊“新建…”。3：在“新建”頁面，單機“初始值”。4：TCP點設定在吸盤的接觸面上，從默認tool0上的Z正方向偏移了300mm，在此畫面中設定對應的數值。5：此工具質量是25kg，重心在默認tool0的Z正方向偏移250mm,在畫面中設定對應的數值，然后單擊“確定”，設定完成。針對本次涂膠工作要求，先設計好機器人的控制邏輯，再理清涂膠機器人的工作過程，最后進行工作流程圖繪制。工作流程圖可參考下圖所示，但需要在此基礎上進一步細化，增加運行涂膠軌跡2、3的工作流程。機器人運行啟動等待啟動信號到達安全點位組信號=2運行涂膠軌跡2組信號=3運行涂膠軌跡3報錯回到安全點位通知涂膠完成否否是是2、創(chuàng)建涂膠機器人工作站數據由圖可見，涂膠工作站的機器人程序數據主要有工具（膠槍）數據和點位數據和IO信號數據。1.工具數據為了便于后期點位數據的調試和涂膠槍姿態(tài)的控制，達到涂膠路徑精確的目的，需要將工具中心點(TCP)移動至涂膠槍末端。為達到此目的，新建工具Toolglue，采用四點法測量出tans參數值，采用重心與質量測量步驟分別測量出cog和mass參數值2.點位數據

根據圖2-96所示工作流程圖，機器人需要的點位數據主要有三部分。第一部分為運行涂膠軌跡2所需要的點位數據;第二部分為運行涂膠軌跡3所需的點位數據，第三部分為回到安全位置需要的點位數據。

運行直線軌跡只需要起點和終點兩個點位數據，運行圓弧需要起點、中間點、終點三個點位數據。運行軌跡為完整圓時，至少要拆分為兩段圓弧分別運行。運行涂膠軌跡2的點位數據參考下圖所示(可多劃分成幾段圓弧)，運行涂膠軌跡3的點位數據參考下圖所示。軌跡2的點位數據軌跡3的點位數據涂膠機器人工作站影響涂膠質量的工藝數據有：提前開啟/關閉膠槍的時間；涂膠時膠槍的涂膠速度（要大于設定的機器人移動速度20～30%）；涂膠系統(tǒng)供膠流量值以及膠槍與工件的距離值。其中涂膠系統(tǒng)可以獨立設定提前開啟/關閉膠槍的時間。涂膠機器人工作站影響涂膠質量的工藝數據有

涂膠時膠槍涂膠移動速度及膠槍TCP速度要與涂膠系統(tǒng)供膠流量值匹配，可以在調試中驗證合適的機器人TCP移動速度。需要注意的是如果使用的是固定膠槍，機器人帶動工件進行涂膠，則必須使用用戶坐標系時。才能保證機器人所設定的TCP速度才是真實的涂膠速度。涂膠速度不宜太快或者波動太大，軌跡要盡量平滑，涂膠質量才能得到保證。涂膠機器人工作站影響涂膠質量的工藝數據有

調試模擬量信號輸出來控制涂膠系統(tǒng)供膠流量值（也可以在涂膠系統(tǒng)中獨立設定）。供膠流量必須與涂膠行走速度和膠槍與工件的距離值三者配合調試，才能獲得良好的涂膠質量。

膠槍與工件的距離值一般為2～5mm，可根據涂膠系統(tǒng)工作能力來調試驗證。

尺寸數據：工件的長和寬分別為200mm和100mm，這為涂膠路徑提供了明確的界限。

形狀分析：矩形工件允許我們采用規(guī)則的涂膠模式，例如沿長邊和寬邊進行均勻涂膠。涂膠機器人工作站影響涂膠質量的工藝數據有

選擇合適的涂膠參數，如出膠量和速度，需要考慮膠水的粘度和干燥時間。假設膠水粘度為中等，干燥時間為特定值，這些信息對于確定涂膠程序中的參數至關重要。

粘度考量：中等粘度的膠水需要適中的出膠壓力和速度，以確保涂膠的連續(xù)性和均勻性。

干燥時間：了解膠水的干燥時間有助于設置涂膠程序的工作節(jié)奏，避免在膠水未干前進行下一步操作，導致涂層不均勻或粘連。1.應用TCP默認方向法，標定末端操作器頂點定義TCP，平均誤差少于0.5mm，并通過重定位運動檢驗TCP標定的正確性;2.應用TCP&Z.X法，標定末端操作器頂點定義TCP，創(chuàng)建的工具坐標方向如圖所示，平均誤差少于0.5mm，并通過重定位運動檢驗TCP中心點標定的正確性，將坐標系變換至工具坐標下，檢驗工具坐標方向的正確性;3.簡述定義工具坐標系三種方法的區(qū)別，并舉例每種方法的應用場合;4.創(chuàng)建涂膠機器人工作站數據；5.總結實驗流程。階段練習序號考核內容分數備注1應用TCP默認方向法，標定末端操作器頂點定義TCP，平均誤差少于