機(jī)器人示教與編程

6 6機(jī)器人編程及示教 再現(xiàn) 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 6 6 1機(jī)器人編程 目前 不像數(shù)控機(jī)床那樣有APT語言 機(jī)器人編程還沒有公認(rèn)的國際標(biāo)準(zhǔn) 各制造廠商有各自的機(jī)器人編程語言 機(jī)器人編程可分為三個水平 1 用示教盒進(jìn)行現(xiàn)場編程 2 直接的機(jī)器人語言編程 包括 a 專用機(jī)器人語言 b 添加了機(jī)器人庫的已有計算機(jī)語言 3 面向任務(wù)的機(jī)器人編程語言 機(jī)器人編程技術(shù)的一種發(fā)展方向是 離線編程與仿真 像CAD CAM那樣 現(xiàn)在的機(jī)器人 一般都具有前兩種編程方法 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 以焊接機(jī)器人為例 焊接時機(jī)器人是按照事先編輯好的程序運動的 這個程序一般是由操作人員按照焊縫形狀示教機(jī)器人并記錄運動軌跡而形成的 示教是一種機(jī)器人的編程方法 示教分為三個步驟 1 示教 2 存儲 3 再現(xiàn) 6 6 2機(jī)器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 什么是示教與再現(xiàn) 示教 就是機(jī)器人學(xué)習(xí)的過程 在這個過程中 操作者要手把手教會機(jī)器人做某些動作 存儲 就是機(jī)器人的控制系統(tǒng)以程序的形式將示教的動作記憶下來 機(jī)器人按照示教時記憶下來的程序展現(xiàn)這些動作 就是 再現(xiàn) 過程 示教可分為 在線示教方式和離線示教方式 6 6 2機(jī)器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 一 在線示教方式 在現(xiàn)場直接對操作對象進(jìn)行的一種編程方法 常用的有 1 人工引導(dǎo)示教由有經(jīng)驗的操作人員移動機(jī)器人的末端執(zhí)行器 計算機(jī)記憶各自由度的運動過程 特點 簡單 但精度受操作者的技能限制 2 輔助裝置示教對一些人工難以牽動的機(jī)器人 例如一些大功率或高減速比機(jī)器人 可以用特別的輔助裝置幫助示教 3 示教盒為了方便現(xiàn)場示教 一般工業(yè)機(jī)器人都配有示教盒 它相當(dāng)于鍵盤 有回零 示教方式 數(shù)字 輸入 編輯 啟動 停止等鍵 6 6 2機(jī)器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 示教盒 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 二 離線示教原因 1 不便于現(xiàn)場操作 2 工作量大 精度低 方法包括 1 解析示教將計算機(jī)輔助設(shè)計的數(shù)據(jù)直接用于示教 并利用傳感技術(shù)進(jìn)行必要的修正 2 任務(wù)示教指定任務(wù) 以及操作對象的位置 形狀 由控制系統(tǒng)自動規(guī)劃運動路徑 任務(wù)示教是一種發(fā)展方向 具有較高的智能水平 目前仍處于研究中 6 6 2機(jī)器人的示教與再現(xiàn) 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 一 應(yīng)用程序的組成應(yīng)用程序由主模塊和程序模塊組成 主模塊包含主程序 程序模塊包含程序數(shù)據(jù)和完成特定任務(wù)的例行程序 二 系統(tǒng)模塊的組成系統(tǒng)模塊包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)和例行程序 所有ABB機(jī)器人都自帶兩個系統(tǒng)模塊 USER模塊和BASE模塊 使用時對系統(tǒng)自動生成的任何模塊不能進(jìn)行修改 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 三 編程指令及應(yīng)用1 基本運動指令及其應(yīng)用常用基本運動指令有 MoveL MoveC 1 MoveL 直線運動 只需確定起點和終點 可示教輸入或鍵輸入 例如 MoveLp1 v100 z10 tool1 p1 目標(biāo)位置 v100 機(jī)器人運行速度 z10 轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸 tool1 工具坐標(biāo) 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 圖 轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸 zone指機(jī)器人TCP 即toolcentreposition 不達(dá)到目標(biāo)點 而是在距離目標(biāo)點一定長度 通過編程確定 如z10 處圓滑繞過目標(biāo)點 如下圖中的P1點 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 2 圓弧運動指令MoveC圓弧由起點 中點和終點三點確定 使用圓弧運動指令MoveC 需要示教確定運動路徑的起點 中點和終點 圓弧運動路徑如圖所示 圖 圓弧運動路徑 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 起點為P0 也就是機(jī)器人的當(dāng)前位置 使用MoveC指令會自動顯示需要確定的另外兩點 即中點和終點 程序語句如下 例 MoveCp1 p2 v100 z1 tool1 3 輸入輸出指令Do指機(jī)器人輸出信號 di指輸入機(jī)器人信號 輸入輸出信號有兩種狀態(tài) 1 為接通 0 為斷開 1 設(shè)置輸出信號指令Setdo12 復(fù)位輸出信號指令Resetdo13 輸出脈沖信號指令PulseDOdo1 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 4 程序流程指令判斷執(zhí)行指令I(lǐng)F循環(huán)執(zhí)行指令WHILE循環(huán)指令運行時 機(jī)器人循環(huán)直到不滿足判斷條件后 才跳出循環(huán)指令 執(zhí)行后面的指令 5 機(jī)器人停止指令Stop指令 機(jī)器人停止運行 軟停止指令 直接在下一句指令啟動機(jī)器人 Exit指令 機(jī)器人停止運行 并且復(fù)位整個運行程序 將程序指針移至主程序第一行 下次運行程序時 機(jī)器人程序必須從頭開始 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 6 賦值指令Date ValueDate 指被賦值的數(shù)據(jù)Value 指該數(shù)據(jù)被賦予的值 7 等待指令WaitTimeTime等待指令是讓機(jī)器人運行到該程序是等待一段時間 Time機(jī)器人等待的時間 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 新建與加載程序 新建與加載一個程序的步驟如下 1 在主菜單下 選擇程序編輯器 2 選擇任務(wù)與程序 3 若創(chuàng)建新程序 按新建 然后打開軟件盤對程序進(jìn)行命名 若編輯已有程序 則選加載程序 顯示文件搜索工具 4 在搜索結(jié)果中選擇需要的程序 按確認(rèn) 程序被加載 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 運行程序 先用手動低速 單步執(zhí)行 再連續(xù)執(zhí)行 1 單步運行運行時是從程序指針指向的程序語句開始 運行步驟如下 1 將機(jī)器人切換至手動模式2 按住示教器上的使能鍵3 按單步向前或單步向后 單步執(zhí)行程序 執(zhí)行完一句即停止 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 2 自動運行程序自動運行程序的步驟如下 1 插入鑰匙 將運轉(zhuǎn)模式切換到自動模式 2 按馬達(dá)上電 失電按鈕激活電機(jī) 3 按連續(xù)運行鍵開始執(zhí)行程序 4 按停止鍵停止程序 5 插入鑰匙 運轉(zhuǎn)模式返回手動狀態(tài) 6 6 3ABB機(jī)器人編程簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 為什么要進(jìn)行主從操作 1 目前機(jī)器人智能水平有限 單靠機(jī)器人還很難達(dá)到人們的要求 2 工作環(huán)境惡劣 人類無法直接完成 最好的辦法是遙控操作 所謂主從操作就是在人的監(jiān)控下機(jī)器人完成特定的工作 與它對應(yīng)的是自主操作 主從操作也稱為遙控操作 可分為近距離主從操作和遠(yuǎn)距離遙控操作 6 7主從操作簡介 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010 09 02 6 7主從操作簡介 目前最常見的主從操