《KEBA機(jī)器人控制系統(tǒng)基礎(chǔ)操作與編程應(yīng)用》 教案4.1 直線及相關(guān)運(yùn)動(dòng)編程

第17頁共17頁KEBA機(jī)器人控制系統(tǒng)基礎(chǔ)操作與編程應(yīng)用教案學(xué)科KEBA機(jī)器人控制系統(tǒng)基礎(chǔ)操作與編程應(yīng)用課題直線及相關(guān)運(yùn)動(dòng)編程教學(xué)目的及要求：掌握機(jī)器人3D模型的創(chuàng)建和工程下載。掌握機(jī)器人3D模型的創(chuàng)建和工程下載。掌握直線運(yùn)動(dòng)程序的編寫及程序調(diào)試運(yùn)行。掌握系統(tǒng)仿真的連接及仿真運(yùn)行；掌握PTP點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)指令；掌握Lin運(yùn)動(dòng)指令；掌握LinRel運(yùn)動(dòng)指令；教學(xué)重點(diǎn)：使用Kestudioscope軟件打開仿真模型。PTP、Lin指令示教。教學(xué)難點(diǎn)：使用Kestudioscope軟件打開仿真模型。PTP指令參數(shù)含義及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)儀器及教具：多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、KEBA控制器、示教器

教學(xué)過程備注一、教學(xué)導(dǎo)入（約5分鐘）回顧上次課的主要內(nèi)容二、主要內(nèi)容（約115分鐘）、工程下載到控制器（約15分鐘）、連接系統(tǒng)仿真（約30分鐘）打開“KeStudioScope”軟件。在“View”菜單中單擊“New3D-View”，添加3D模型在打開的3D模型窗口中單擊“startrecording（F5）”，運(yùn)行仿真。檢驗(yàn)仿真環(huán)境是否與控制器連接完好：在手動(dòng)操作模式下按住示教器使能鍵，以關(guān)節(jié)坐標(biāo)方式點(diǎn)動(dòng)一下機(jī)器人各軸，查看3D模型是否與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)同步。、直線運(yùn)動(dòng)指令介紹（約30分鐘）PTP點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)指令。Lin直線運(yùn)動(dòng)指令。PTPRel相對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)指令。LinRel相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)指令。WaitIsFinished同步指令。矩形運(yùn)動(dòng)軌跡編程操作演示及練習(xí)（40分鐘）三、本節(jié)小結(jié)四、布置作業(yè)及其它課后作業(yè)：無續(xù)頁一、工程下載到控制器將配置好緊急停止按鍵和使能鍵I/O的示例工程下載到控制器。二、連接系統(tǒng)仿真創(chuàng)建系統(tǒng)仿真環(huán)境的操作步驟見下表。表創(chuàng)建系統(tǒng)仿真環(huán)境的操作步驟序號(hào)操作說明效果圖1雙擊打開KeStudioScope”軟件2在“Target”菜單中單擊“ConnecttoTarget”，與控制器建立通信連接3在Hostname中輸入控制器ETHERNET0口的IP地址“192.168.101.100”，其他選項(xiàng)默認(rèn)，單擊“OK”按鈕，進(jìn)行控制器的連接4在“View”菜單中單擊“New3D-View”，添加3D模型5選擇3D模型的存儲(chǔ)路徑，單擊“打開”按鈕。路徑為：V3_DemoPro310b_ArtarmTX60L_ForBigBox\scopeFiles續(xù)表序號(hào)操作說明效果圖6在打開的3D模型窗口中單擊“startrecording（F5）”，運(yùn)行仿真7在3D模型窗口中，底部中央有三個(gè)切換視角按鈕，從左至右分別是“縮放”、“旋轉(zhuǎn)”、“平移”，單擊不同的切換視角按鈕后，用鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)屏幕中央的3D模型即可實(shí)現(xiàn)不同的視角切換8檢驗(yàn)仿真環(huán)境是否與控制器連接完好：在手動(dòng)操作模式下按住示教器使能鍵，以關(guān)節(jié)坐標(biāo)方式點(diǎn)動(dòng)一下機(jī)器人各軸，查看3D模型是否與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)同步9需打開Activatesampler實(shí)時(shí)采樣功能，確保仿真的效果與實(shí)際編程一致（一）運(yùn)動(dòng)指令組運(yùn)動(dòng)指令決定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式，運(yùn)動(dòng)指令包含以下部分：●PTP點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)指令；●Lin直線運(yùn)動(dòng)指令；●PTPRel相對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)指令；●LinRel相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)指令；●WaitIsFinished同步指令；1.

PTP該指令表示機(jī)器人TCP末端將進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)（pointtopoint），執(zhí)行這條指令時(shí)所有的軸會(huì)同時(shí)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。在程序中新建指令PTP，確認(rèn)后彈出如圖4.2所示窗口。圖4.2PTP指令參數(shù)窗口PTP指令共有三個(gè)參數(shù)可配置，分別是pos、dyn、ovl（在整個(gè)PTP指令中，dyn和ovl參數(shù)是可選的，根據(jù)實(shí)際工藝進(jìn)行選擇）。1）pos參數(shù)pos表示關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置，即執(zhí)行PTP這條指令之后，TCP點(diǎn)會(huì)走到ap0點(diǎn)，其內(nèi)部參數(shù)如圖4.3所示（表示軸的位置，6軸機(jī)器人有6個(gè)軸的位置，如果只有三個(gè)軸的話，只顯示到a3，其他的以此類推。后面的值表示軸相對(duì)于零點(diǎn)的位置，如果是旋轉(zhuǎn)軸的話，單位是度，如果直線軸的話，單位是mm）。圖4.3pos參數(shù)設(shè)置2）dyn參數(shù)dyn表示執(zhí)行這條指令過程中機(jī)器人的動(dòng)態(tài)參數(shù)，其中又包括12個(gè)參數(shù)，具體如圖4.4所示。圖4.4dyn參數(shù)設(shè)置（1）其中，velAxis、accAxis、decAxis、jerkAxis分別表示在自動(dòng)運(yùn)行模式下運(yùn)動(dòng)時(shí)的軸速度、軸加速度和減速度、軸的加加速度，其值是一個(gè)相對(duì)于最大值的百分比，值的范圍是0%～100%。系統(tǒng)的默認(rèn)值如圖4.4所示，在PLC配置中可以設(shè)置，但是有時(shí)候默認(rèn)值和PLC配置值會(huì)有略微偏差，具體如圖4.5所示。圖4.5參數(shù)設(shè)置1（2）另外4個(gè)參數(shù)vel、acc、dec、jerk分別表示在自動(dòng)運(yùn)行模式下運(yùn)動(dòng)時(shí)TCP點(diǎn)的速度、加速度、減速度和加加速度，在PLC配置時(shí)可以設(shè)置，具體如圖4.6所示。圖4.6參數(shù)設(shè)置2（3）4個(gè)參數(shù)velOri、accOri、decOri、jerkOri分別表示在自動(dòng)運(yùn)行模式下運(yùn)動(dòng)時(shí)TCP姿態(tài)變化的速度、加速度、減速度和加加速度，在PLC配置時(shí)可以設(shè)置，具體如圖4.7所示。圖4.7參數(shù)設(shè)置33）ovl參數(shù)ovl參數(shù)設(shè)置的方法詳見單元5知識(shí)儲(chǔ)備中的ovl指令。4）PTP指令配置不同參數(shù)（1）PTP指令中只配置了pos參數(shù)，沒有配置dyn和ovl參數(shù)，如圖4.8所示。圖4.8PTP指令配置1（2）PTP指令中只配置了pos和dyn參數(shù)，沒有配置ovl參數(shù)，如圖4.9所示。圖4.9PTP指令配置2（3）PTP指令中只配置了pos和ovl參數(shù)，沒有配置dyn參數(shù)，如圖4.10所示。圖4.10PTP指令配置3（4）PTP指令中配置了pos、ovl和dyn參數(shù)，如圖4.11所示。圖4.11PTP指令配置4綜上所述四種情況配置出的指令如圖4.12所示。圖4.12PTP指令在不同配置下的顯示區(qū)別2.

LinLin指令為一種線性的運(yùn)動(dòng)命令，通過該指令可以使機(jī)器人TCP末端以設(shè)定的速度直線移動(dòng)到目標(biāo)位置，指令參數(shù)設(shè)置如圖4.13所示。假如直線運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的TCP姿態(tài)不同，那么TCP從起點(diǎn)位置直線運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置的同時(shí)，TCP姿態(tài)會(huì)通過姿態(tài)連續(xù)插補(bǔ)的方式從起點(diǎn)姿態(tài)過渡到目標(biāo)點(diǎn)的姿態(tài)。圖4.13Lin指令參數(shù)設(shè)置1）pos參數(shù)Lin指令中的pos參數(shù)是TCP點(diǎn)在空間坐標(biāo)系中的位置，即執(zhí)行Lin這條指令之后，TCP點(diǎn)會(huì)運(yùn)動(dòng)到cp0點(diǎn)，其內(nèi)部參數(shù)如圖4.14所示（x、y、z分別表示TCP點(diǎn)在參考坐標(biāo)系三個(gè)軸上的位置，a、b、c表示TCP點(diǎn)姿態(tài)，mode表示機(jī)器人運(yùn)行工程中的插補(bǔ)模式，在指令執(zhí)行過程中，軌跡姿態(tài)插補(bǔ)過程中插補(bǔ)模式不能更改）。圖4.14pos參數(shù)2）dyn參數(shù)dyn參數(shù)與PTP指令中的dyn參數(shù)一致。3）ovl參數(shù)ovl參數(shù)與PTP指令中的ovl參數(shù)一致。4）Lin指令配置不同的參數(shù)（1）Lin指令中只配置了pos參數(shù)，沒有配置dyn和ovl參數(shù)，如圖4.15所示。圖4.15Lin指令配置1（2）Lin指令中只配置了pos和dyn參數(shù)，沒有配置ovl參數(shù)，如圖4.16所示。圖4.16Lin指令配置2（3）Lin指令中只配置了pos和ovl參數(shù)，沒有配置dyn參數(shù)，如圖4.17所示。圖4.17Lin指令配置3（4）Lin指令中配置了pos、ovl和dyn參數(shù)，如圖4.18所示。圖4.18Lin指令配置4綜上所述四種情況配置出的指令如圖4.19所示。圖4.19Lin指令在不同配置下的顯示區(qū)別3.

PTPRel該指令為PTP插補(bǔ)相對(duì)偏移指令，該指令的相對(duì)偏移可以是位移也可以是角度。該指令總是以當(dāng)前機(jī)器人位置或者上一步運(yùn)動(dòng)指令的目標(biāo)位置為起點(diǎn)位置，然后機(jī)器人相對(duì)移動(dòng)位移偏移或者角度偏移。PTPRel指令中還可以設(shè)置dyn和ovl參數(shù)，如圖4.20所示。圖4.20PTPRel參數(shù)設(shè)置例如，生成指令PTP（ap0）和PTPRel（ad0），機(jī)器人首先執(zhí)行PTP（ap0）指令，然后執(zhí)行PTPRel（ad0）指令。當(dāng)執(zhí)行PTPRel指令時(shí)則相對(duì)于PTP指令的目標(biāo)點(diǎn)ap0做偏移運(yùn)動(dòng)，假如在PTPRel中設(shè)置了da1:real的值為30，那么PTPRel指令運(yùn)行時(shí)相對(duì)于ap0點(diǎn)向A1的正方向轉(zhuǎn)動(dòng)了30°，其他軸無轉(zhuǎn)動(dòng)。參數(shù)dist中的da1、da2、da3、da4、da5、da6表示的是各個(gè)軸相對(duì)的偏移量，如果是旋轉(zhuǎn)軸，單位是度，如果是直線軸的話，單位是mm。該例使用的是六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人，所以這里有六個(gè)參數(shù)，單位都是度。如果是三軸的直線坐標(biāo)系，則只有三個(gè)參數(shù)，單位是mm，其他的以此類推。另外兩個(gè)參數(shù)，動(dòng)態(tài)與動(dòng)態(tài)逼近參數(shù)與PTP指令中的一樣。4.LinRel該指令為線性插補(bǔ)相對(duì)運(yùn)動(dòng)指令，該指令的相對(duì)偏移是位移，還有機(jī)器人的姿態(tài)。該指令總是以當(dāng)前機(jī)器人位置或者上一步運(yùn)動(dòng)指令的目標(biāo)位置為起點(diǎn)位置，然后機(jī)器人相對(duì)移動(dòng)位移偏移或者姿態(tài)偏移。LinRel指令中還可以設(shè)置Dyn和Ovl參數(shù)，與PTPRel指令類似，其設(shè)置如圖4.21所示。圖4.21LinRel參數(shù)設(shè)置參數(shù)dist中的dx、dy、dz表示的是在空間坐標(biāo)系下在x、y、z三個(gè)方向上的相對(duì)偏移，單位是mm；da、db、dc表示的是機(jī)器人的姿