機(jī)器人示教與編程.ppt

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(gè)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(jì)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(shí)機(jī)器人是 按照事先編輯好的程序運(yùn)動(dòng)的，這個(gè)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(yùn)動(dòng)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(gè)步驟： 1、示教。 2、存儲(chǔ)。 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(gè) 過程中，操作者要手把手教會(huì)機(jī)器人做 某些動(dòng)作。 “存儲(chǔ)”就是機(jī)器人的控制系統(tǒng)以程序 的形式將示教的動(dòng)作記憶下來。 機(jī)器人按照示教時(shí)記憶下來的程序展現(xiàn) 這些動(dòng)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(yàn)的操作人員移動(dòng)機(jī)器人的末端執(zhí)行器， 計(jì)算機(jī)記憶各自由度的運(yùn)動(dòng)過程。 特點(diǎn)：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(dòng)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(dòng)、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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(dòng)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)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(gè)系統(tǒng)模塊： USER模塊和 BASE模塊。 使用時(shí)對系統(tǒng)自動(dòng)生成的任何模塊不能 進(jìn)行修改。 6.6.3 ABB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(yùn)動(dòng)指令及其應(yīng)用 常用基本運(yùn)動(dòng)指令有： MoveL、 MoveC （ 1）、 MoveL：直線運(yùn)動(dòng)，只需確定起點(diǎn) 和終點(diǎn)，可示教輸入或鍵輸入。 例如， MoveL p1， v100， z10， tool1； p1：目標(biāo)位置。 v100：機(jī)器人運(yùn)行速度。 z10：轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸。 tool1：工具坐標(biāo)。 6.6.3 ABB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 tool centre position ）不達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，而是在距離目 標(biāo)點(diǎn)一定長度（通過編程確定，如 z10）處 圓滑繞過目標(biāo)點(diǎn)，如下圖中的 P1點(diǎn)。 6.6.3 ABB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(yùn)動(dòng)指令 MoveC 圓弧由起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)三點(diǎn)確定，使 用圓弧運(yùn)動(dòng)指令 MoveC，需要示教確定運(yùn)動(dòng) 路徑的起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)。圓弧運(yùn)動(dòng)路徑如圖 所示。 圖：圓弧運(yùn)動(dòng)路徑 6.6.3 ABB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(diǎn)為 P0，也就是機(jī)器人的當(dāng)前位置，使用 MoveC指令會(huì)自動(dòng)顯示需要確定的另外兩點(diǎn)，即中 點(diǎn)和終點(diǎn)，程序語句如下： 例： MoveC p1， 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 Set do1 2）復(fù)位輸出信號指令 Reset do1 3）輸出脈沖信號指令 PulseDO do1 6.6.3 ABB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 IF 循環(huán)執(zhí)行指令 WHILE 循環(huán)指令運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行，軟停止指令， 直接在下一句指令啟動(dòng)機(jī)器人； Exit指令： 機(jī)器人停止運(yùn)行，并且復(fù)位整個(gè) 運(yùn)行程序，將程序指針移至主程序第一行。下 次運(yùn)行程序時(shí)，機(jī)器人程序必須從頭開始。 6.6.3 ABB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 ： = Value Date： 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 WaitTime Time 等待指令是讓機(jī)器人運(yùn)行到該程序是等待一段 時(shí)間（ Time 機(jī)器人等待的時(shí)間）。 6.6.3 ABB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 6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡介 新建與加載程序： 新建與加載一個(gè)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(yùn)行程序 ： 先用手動(dòng)低速，單步執(zhí)行，再連續(xù)執(zhí) 行。 1、單步運(yùn)行 運(yùn)行時(shí)是從程序指針指向的程序語句 開始，運(yùn)行步驟如下： 1）將機(jī)器人切換至手動(dòng)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。 6.6.3 ABB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(dòng)運(yùn)行程序 自動(dòng)運(yùn)行程序的步驟如下： （ 1）插入鑰匙，將運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換到自動(dòng)模 式。 （ 2）按馬達(dá)上電 /失電按鈕激活電機(jī)； （ 3）按連續(xù)運(yùn)行鍵開始執(zhí)行程序； （ 4）按停止鍵停止程序； （ 5）插入鑰匙 , 運(yùn)轉(zhuǎn)模式返回手動(dòng)狀態(tài)。 6.6.3 ABB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作應(yīng)用是： 1、核燃料處理 2、機(jī)器人手術(shù) 3、空間機(jī)器人應(yīng)用 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所 2010/09/02 外科手術(shù)機(jī)器人 主要部件： 1、外科醫(yī)生控制臺 2、床旁機(jī)械臂系統(tǒng) 3、成像系統(tǒng) 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所 2010/09/02 外科手術(shù)機(jī)器人簡介 利用放大機(jī)構(gòu)在顯微鏡下完成復(fù)雜的顯 微外科手術(shù)。