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1、 迈科讯机器人控制系统深圳市迈科讯科技有限公司版本:V1.60日期:2012年10月18日 目录1 迈科讯机器人控制系统概述 (32 迈科讯机器人控制系统的坐标系 (42.1 关节坐标系 (42.2 直角坐标系 (42.3 世界坐标 (62.4 工具坐标 (62.4.1 工具坐标系的方向 (72.4.2 工具坐标系的移动 (72.5 工件坐标 (73 迈科讯机器人控制系统软件操作指南 (93.1 页面选择区 (93.1.1 参数设定 (103.1.1.1 操作员登录设置 (113.1.1.2 系统登录设置 (113.1.1.3 机械参数设置 (113.1.1.4 本体定位设置 (123.1.1
2、.5 编码器设置 (133.1.1.6 工具设置 (133.1.2 点位教导 (143.1.3 程序设计 (183.1.4 运行程序 (223.2 启动和关闭系统 (233.3 状态栏 (25 迈科讯机器人控制系统深圳市迈科讯科技有限公司1 迈科讯机器人控制系统概述迈科讯机器人控制系统是深圳市迈科讯科技有限公司采用高级语言采用高级编程语言Visual C+ 6.0开发的通用的六轴机器人控制软件,此控制系统具有界面美观、操作方便、功能齐全、性能稳定的人机操作接口和控制特点。通过此软件结合本公司的机器人运动控制器,对于各种不同机械结构的六轴机器人本体,减速机,和不同类型的伺服电机,只需简要的做一定
3、的参数设定和硬件上的线路连接,即可简单,高效的控制机器人本体做出各种姿态的点位,直线,圆弧运动控制;而结合机器人运动控制器的输入输出点的控制,可以使机器人在生产加工现场做出精密,快速,智能化的重复性动作。 2 迈科讯机器人控制系统的坐标系迈科讯机器人控制系统的机器人的坐标系统有两种:关节坐标系和直角坐标系,而在教导点位的时候直角坐标系可分为世界坐标和工具坐标两种。2.1 关节坐标系 图2-1 迈科讯机器人控制系统关节坐标系迈科讯机器人控制系统关节坐标系(Joint Coordinate:用每个轴的旋转角度(J1,J2,J3,J4,J5,J6来表示机器人的位姿。如图2-1所示,1轴,2轴,3轴,
4、 4轴,5轴,6轴分别对应J1,J2,J3,J4,J5,J6;而每个轴的正负方向表示旋转角度的正负。2.2 直角坐标系迈科讯机器人控制系统直角坐标系分为世界坐标,工具坐标和工件坐标,系统主控页面显示的直角坐标一般是指世界坐标,世界坐标的原点为机器人底座中心点,而工具坐标的原点为TCP(工具末端点,一般位于机器人机器人工具的末端中心位置。 图2-2-1 直角坐标系构造图 图2-2-2 坐标系右手定则直角坐标系(Cartesian Coordinate XYZ坐标构架方式:坐标原点位于底坐安装面中心上,第一轴轴向为Z方向,机器人正面的方向是X轴方向,用右手定则确定Y方向,如上图所示,因此迈科讯机器
5、人控制系统在通常情况下显示的坐标是以机器人底座中心为原点的。直角坐标模式(Cartesian Mode:用X Y Z RX RY RZ来表示机器人的位置。X:平行与基础坐标系的X轴,手臂左右移动,手腕的姿态保持不变(J5/J6保持不动Y:平行与基础坐标系的Y轴,手臂前后移动,手腕的姿态保持不变Z:平行与基础坐标系的Z轴,手臂上下移动,手腕的姿态保持不变RX:绕世界坐标或工具坐标的X轴旋转,TCP(工具末端点保持不动(顺时针为正,逆时针为负RY:绕世界坐标或工具坐标的Y轴旋转,TCP保持不动RZ:绕世界坐标或工具坐标的Z轴旋转,TCP保持不动 2.3 世界坐标 图2-3 迈科讯机器人控制系统世界
6、坐标与工具坐标迈科讯机器人控制系统在通常情况下显示的坐标是世界坐标系,即以机器人底座中心为原点,机器人正面的方向是X轴方向,用右手定则确定Y方向。2.4 工具坐标工具坐标是利用工具的空间姿态来设定的,如果该工具位置和姿态发生变化,则机器人的运动位置和姿态也将发生变化,默认的工具坐标系在六轴的法兰面建立,如下图: 图2-4 第六轴法兰坐标系缺省的工具坐标系的原点位于六轴法兰的中心。工具坐标系的原点位置叫工具中心点TCP(Tool Center Point。 2.4.1 工具坐标系的方向工具坐标系的建立方法跟世界坐标系一样,也用右手坐标法则确定。X轴:从法兰的中心到机器人为原点时世界坐标的X轴方向
7、为X轴方向,法兰面上可以标记一个方向孔位,随后工具姿态变化后都可以以方向孔位为参照。Z轴;法兰的中心线方向。Y轴,根据X轴方向,Z轴方向和右手法则可以确定Y轴方向。用工具坐标系的操作将随工具坐标系登录的值不同而不同(例如:如果采用了不同的外形和尺寸的工具它的工具坐标系登录值也应该同时改变。注意:X-工具坐标系原点离开六轴法兰中心X方向上的偏移量;Y-工具坐标系原点离开六轴法兰中心Y方向上的偏移量;Z-工具坐标系原点离开六轴法兰中心Z方向上的偏移量;RX-工具坐标系的旋转量(绕六轴法兰中心X轴的角度;RY-工具坐标系的旋转量(上面旋转后再绕六轴法兰中心Y轴的角度; RZ-工件坐标系的旋转量(上面
8、旋转后再绕六轴法兰中心Z轴的角度。2.4.2 工具坐标系的移动X: 手臂的移动平行于工具坐标系的X轴,姿态保持不变;Y: 手臂的移动平行于工具坐标系的Y轴,姿态保持不变;Z: 手臂的移动平行于工具坐标系的Z轴,姿态保持不变;RX: 绕工具坐标系的X轴旋转,工具末端点保持不动;RY:绕工具坐标系的Y轴旋转,工具末端点保持不动;RZ:绕工具坐标系的Z轴旋转,工具末端点保持不动。2.5 工件坐标工件坐标系固定在工件上是由相对于世界坐标系的数值(X,Y,Z,RX,RY,RZ来设定。z X-工件坐标系原点在基础坐标系上X方向上的偏移量z Y-工件坐标系原点在基础坐标系上Y方向上的偏移量z Z-工件坐标系
9、原点在基础坐标系上Z方向上的偏移量z RX-工件坐标系的旋转量(绕X轴的角度z RY-工件坐标系的旋转量(上面旋转后再绕Y轴的角度 z RZ-工件坐标系的旋转量(上面旋转后再绕Z轴的角度工件坐标系只附属于某个程序,也就是说设定的工件坐标系只属于当前程序,如果新建程序,需要用到工件坐标系,需要重新设定。每个程序最多可以设定8种工件坐标系,工件坐标系的设定主要是为了方便机器人在工件上面的教导工作,一般性的机器人取件,喷涂,码垛工作没有必要设置工件坐标系。 3 迈科讯机器人控制系统软件操作指南迈科讯机器人控制系统界面主要包括坐标显示区,操作区,页面选择区,运行程序页面,状态栏等,如下图所示。 图3-
10、0 迈科讯机器人控制系统运行主界面坐标显示区:显示机器人的关节坐标和直角坐标。J1,J2,J3,J4,J5,J6对应显示机器人六轴的转动角度;而X,Y ,Z ,RX ,RY ,RZ 则显示机器人TCP 对应的直角坐标位置和姿态。操作区:可以对机器人做基本的操作,例如开启、关闭控制系统,监控IO ,清除报警等。页面选择区:用于选择当前操作的页面,用于在参数设定,点位教导,程序设计,运行程序页面切换。状态栏:显示系统当前的状态,例如是否在登录状态,是否有系统报警,显示系统时间等。3.1 页面选择区页面选择区包括参数设定,点位教导,程序设计,运行程序四个页面功能区,控制系统启动后默认是“运行程序”页
11、面,功能区如下图所示。坐标显示区运行程序页面页面选择区操作区状态栏 图3-1 迈科讯机器人控制系统页面选择区参数设定页面:主要功能是设置机器人机械参数,伺服驱动参数,最大速度等。点位教导页面:进行机器人的点位教导录入,点位数据配合程序使用。程序设计页面:结合点位录入数据,进行机器人控制编程。运行程序页面:动态显示当前运行程序,并可对程序进行运行,暂停,停止,设置运行速度等功能。3.1.1 参数设定对于各种不同机械结构不同伺服驱动的6轴机器人,必须进行准确的机械参数设定,迈科讯机器人控制系统初始化将参数读入系统,从而对机器人进行精确的运动控制。在页面选择区,点击参数设置按钮,进入参数设定页面,如
12、下图所示: 图3-1-1 参数设定页面 3.1.1.1 操作员登录设置操作员登录设置包括操作员登录,操作员退出,修改密码三个功能。操作员登录的默认密码为“”。点击操作员登录按钮,输入正确的操作员密码,则登录成功,登录成功后,操作员才有权限进行程序设计修改和点位教导。点击操作员退出按钮,退出操作员登录,则操作员只能进行运行程序,停止程序等基本操作。点击修改密码按钮,可以进行密码修改。3.1.1.2 系统登录设置系统登录设置包括系统登录,系统退出,修改密码三个功能。系统登录的默认密码为“”。点击系统登录按钮,输入正确的系统密码,则登录成功,登录成功后,操作员才有权限进行机械参数设置,本体定位等功能
13、,这些功能对于一般的操作员是不公开的,因为参数如果设置不准确会影响机器人走位甚至对机器人造成损害。点击系统退出按钮,退出系统登录。点击修改密码按钮,可以进行系统密码修改。3.1.1.3 机械参数设置系统登录成功后,可以点击机械参数按钮,进行机械参数,伺服电机,机器人速度等设置。机器人本体参数由工程人士设定,请不要随意修改。如下图所示:参数名称 说 明DH参数a1 J1轴与J2轴中心之间的距离a2 J2轴与J3轴中心之间的距离a3 J3轴与J4轴中心之间的距离d3 J4轴与J6轴在Y方向的距离(一般为0 d4 J4轴马达输出端到5轴中心的距离d6 J5轴中心到6轴法兰面之间的距离 Origin
14、Offset 基座地面到二轴中心的距离 J6/J5 Coupler 如果J6,J5没有耦合关系,填0,如果J5转一圈,J6跟着转半圈,则填0.5,依次类推机构参数Direction马达旋转方向RPM马达最大安全速度(圈/每分钟PPR 马达每旋转一周的脉冲数 GRatio 各轴的减速机的减速比 HLimit 软件限位,最大角度值 LLimit软件限位,最小角度值 图3-1-1-3 机械参数设定页面3.1.1.4 本体定位设置迈科讯机器人控制系统支持配有绝对式编码器的三菱,山洋,松下等主流伺服电机,绝对式编码器值可能是任意数值,而机器人本体也可能是任意姿态,机器人可以精确运动前,对本体进行定位,这
15、样在控制系统每次启动后通过读取编码器绝对值,可以通过换算得出机器人的当前姿态。本体定位的一般过程为,启动控制系统后,通过点位教导页面,将六轴走位到各自原点位置(角度必须精准,本体定位的精确度直接影响到机器人走位的精 准度,将六轴设置为0度(也可以是任意位置,前提是必须确定机器人本体正确的角度,选择正确的伺服类型后,按下“编码器绝对值与本体定位”,如果定位成功,则会弹出对话框提示定位成功。定位成功后,可以进入点位教导页面进行慢速走位测试,观察机器人走位正确后,才可以运行机器人程序。本体定位功能如下图所示: 图3-1-1-4 本体定位功能注意:在伺服有编码器报警,编码器跟换电池,或者机器人拆卸维护后,必须重新做本体定位,否则会造成机器人走位角度混乱甚至损害机器人。3.1.1.5 编码器设置如果客户需要做即时编码器跟随误差,可以进行设置,首先,要选择编码器反馈的类型,然后还要确认
