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1、EPSON机械手导入培训 爱普生中国FA营业本部2012年2月12日 一 关于机械手的基础知识二 硬件概要三 EPSONRC 用户界面四 示教五 SPEL 语言六 动作指令七 I O八 Pallet九 并列处理十 多任务处理 什么是工业机器人 工业机器人 industrialrobot 简称RI 是集机械 电子 控制 计算机 传感器 人工智能等多个学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备 广泛适用的能自主动作 且多轴联动的机械设备 自从1962年美国研制出世界第一台工业机器人以来 机器人技术及其产品发展很快 已经成为柔性制造系统 FMS 自动化工厂 FA 计算机集成制造系统 CIMS 的
2、自动化工具 为什么使用要机器人 替代人工 解决近几年人工成本的增长和招工难的问题人不愿意做的工作 恶劣环境下的工作 比如噪音大的环境 污染的环境等等 需要精度较高 人手难以实现的工作 比如中源的帖胶项目很难用治具人工操作 集成度高使用方便 减少设备开发周期 稳定性机器人可工作24小时消费者对商品多样化的需求 工业机器人的种类 单轴机器人直角坐标系机器人 轴 SCARA 水平多关节 机器人 轴 垂直多关节 机器人 工业机器人的的特点 单轴机器人特点 采用精密滚珠丝杠和同步带作为传动件 精密 坚固 运行平稳 定位精确 结构简单 噪音小 安装使用与维护简便 工业机器人的的特点 直角坐标机器人特点 结
3、构简单 一般有多自由度运动 每个运动自由度之间的空间夹角为直角 高可靠性 高速度 高精度 但体积比较庞大 应用领域 装货 卸货 焊接 包装 固定 涂层 粘结 封装 特种搬运操作 装配等 工业机器人的的特点 轴机器人特点 有4个轴 4个自由度 X Y Z U 这类机器人的结构轻便 响应快 最适用于平面定位 垂直方向进行装配的作业 应用领域 装货 卸货 焊接 包装 固定 涂层 粘结 封装 特种搬运操作 装配等 工业机器人的的特点 轴机器人特点 有6个关节 六个自由度 X Y Z U V W 适合于几乎任何轨迹或角度的工作可以自由编程 完成全自动化的工作 提高生产效率 应用领域 应用领域有装货 卸货
4、 喷漆 表面处理 测试 测量 弧焊 点焊 包装 装配 切屑机床 固定 特种装配操作 锻造 铸造等 手表组装生产线 开始于对手表的小型零部件的高精度 高效率组装 25年的销售业绩 业界行业最高的市场份额 EPSON机器人发展历史 精密机器人 单轴 4轴 6轴 高速度高稳定性高精度 视觉系统视觉系统配合机器人实现互动 EPSON机器人的最大特点 爱普生机器人 选件部分 SCARA 4轴 Pro six 6轴 G系列 LS系列 RS系列 C系列 S系列 另有业界最高精度单轴模块机械手 控制器选件 手编 视觉 通讯板卡 GUIBuilder 传送带跟踪 EPSON机器人的产品线 4轴SCARAG系列L
5、S系列RS系列主要参数 产品系列 系列名称 最大负载 重复精度 J1 J2 工作臂长 循环时间 最高速度 循环时间 负载1kg 垂直向25mm 水平300mm的门型往返运动时间 适合控制器 6轴C系列S系列主要参数 产品系列 系列名称 最大负载 重复定位精度 工作臂长 最高速度 p点线速度 循环时间 适合控制器 快速安全恢复 单键 备份故障发生时可方便地从USB接口中读取维护数据 工业机器人选型要点 什么用途 搬运 组装 焊接等确定机器人轴数 自由度 工作环境 是否高温 高湿 有防尘 定位精度 重复定位 绝对定位 机器人的负重能力最高运行速度各个轴 自由度的工作范围 4 6轴机器手选型 本体
6、1 根据产品 工艺确定机器人的类型 2 根据产品的重量 产品或抓手或是产品 抓手 确定机器人的负重水平 3 根据工作半径来选择机器人的臂长 4 根据工艺要求确定核对机器人的最大速度 精度 5 根据实际需要选择外围设备 如视觉系统 扩展通信口 示教单元等 控制器选择 系统构成 1 机械手坐标系 1 1SCARA机械手坐标系 XY方向坐标 前后左右 Z方向坐标 上下 U方向坐标 旋转 1 2垂直6轴型机械手的机械手坐标系 2 机械手的手臂姿势在使用机械手作业时 有必要使其用示教时的手臂姿势在指定的点上动作 如果不这样做 根据手臂姿势的不同 会产生轻微的位臵偏移 或朝着意想不到的路径动作的结果 有干
7、涉周边设备的危险 为了避免这种情况 在点数据中必须事先指定使其在此点上动作时的手臂姿势 如下图 此信息也也可以从程序中变更 L或者 R 2 1SCARA机械手的手臂姿势图 2 2垂直6轴型机械手的手臂姿势2 2 1垂直6轴型机械手在其动作范围内的点上 可以不同的手臂姿势使其动作 如下图示 2 2 1在EPSONRC 5 0软件中设定垂直6轴型机械手的手臂姿势 如下图示 2 2 2也可以在程式中指定机械手的手臂姿势 记述为 与后面的L 左手姿势 或R 右手姿势 A 上肘姿势 或B 下肘姿势 F 手腕翻转姿势 或NF 手腕非翻转姿势 手臂姿势有以下8中组合 如表1示 但因点而异 并非所有的组合都可
8、以动作 垂直6轴型的机械手在第4关节 第6关节同轴的点上 即使将第4关节 第6关节旋转360度 也可以实现相同的位臵姿势 作为用于区别像这样点的点属性 有J4Flag和J6Flag 指定J4Flag时 请记述斜杠 和其后的J4F0 180 J4关节角度 180 或J4F1 J4关节角度 180或80 J4关节角度 指定J6Flag时 请记述斜杠 和其后的J6F0 180 J6关节角度 180 或J6F1 360 J6关节角度 180或180 J6关节角度 360 或J6Fn 180 n 1 J6关节角度 180 n或180 n J6关节角度 180 n 1 表1 1 微动Jog Teach页面
9、打开Jog Teach页面 Tools RobotManager Jog Teach或单击工具栏图标后 选择Jog Teach页面 如下图示 Mode说明 World 在当前的局部坐标系 工具坐标系 机械手属性 ECP坐标系上 向X Y Z轴的方向微动动作 如果是SCARA型机械手 也可以向U方向微动 如果是垂直6轴型机械手 则可以向U方向 倾斜 V方向 仰卧 W方向 偏转 微动 Tool 向工具定义的坐标系的方向微动移动 Local 向定义的局部坐标系的方向微动移动 Joint 各机械手的关节单独微动移动 不是直角坐标型的机械手使用Joint模式时 显示单独的微动按钮 ECP 在用当前的外部
10、控制点定义的坐标系上 微动动作 2 示教点步骤 1 在Points页面PointsFiles下拉菜单中选择需要教点的点文件 2 在Jog Teach页面右下角位臵选择需要示教的点编号 3 微动将机械手移动的需要示教点的位置 如果是SCARA机械手 MotorOn情况下 可以在ControlPanel页面FreeAll释放所要轴后 手动将机械手移动需要示教点的位置后 LockALL锁定所有轴 4 点击Teach按钮 系统自动记录下示教点在当前坐标系的具体数值 如果需要示教的点为新增点 将弹出以下对话框 用户可根据需要对该点编辑标签及说明 5 在RobotManager Points页面点击Sav
11、e按钮 完成示教点 步骤 4 1 概述SPEL 是在R170 180控制器上运行的与BASIC相近的程序语言 它支持多任务 动作控制和I O控制 程序以ASCII文本形式创建 被编辑在可以执行的对象文件中 2 程序结构一个SPEL 程序包括有函数 变量和宏指令 每一个程序以 PRG的扩展名保持到对应的项目里 Project 一个项目至少包含有一个程序和一个main函数 函数以Function开始 Fend结束 函数名可以使用最多32个字符的半角英文数字和下划线 不区分大小写 但是不可以使用以数字和下划线开始的名称或SPEL 关键字 3 变量SPEL 中有3种不同的变量 Local 局部变量 用
12、在同一Function内使用的变量 Module 模块变量 在同一程序内使用的变量 Global 全局变量 在同一项目内使用的变量 程序示例 MAIN PRGFunctionMainCallFunc1 FendFunctionFunc1Jumppickpnt Integerm i 模块变量m iGlobal Preserve Integerg i 全局变量 全局保护变量 g iFunctionmainIntegerI 局部变量i FendFunctionFunc1IntegerI 局部变量i Fend 4 变量的数据类型变量有多种数据类型 使用前先说明类型 格式为 数据类型变量名 例如 Int
13、egeri 定义变量i为整型数据 另外 代入的数据和变量的类型必须一致 在下表中列出SPEL 语言中使用的数据类型 动作指令分类使机械手动作的指令叫作动作指令 可分为 PTP动作指令 CP动作指令 Curves动作指令 Joint动作指令 NOTE CP模式 即ContinuousPath连续路径模式 指定PTP动作指令和Joint动作指令的速度和加 减速度时 使用SPEED指令和ACCEL指令 指定CP模式动作指令时 使用使用SPEEDS指令和ACCELS指令 2 PTP指令包括指令 Go Jump BGo TGoPTP PoseToPose 动作 是与其动作轨迹无关 以机械手的工具顶端为目
14、标位臵使其动作的动作方法 PTP动作 使用各关节上配置的电动机 使机械手通过最短的路径到达目标位置 优点 运动速度快 缺点 运动轨迹无法预测 指定PTP动作速度和加 减速 使用SPEED指令和ACCEL指令 2 1Go指令功能 全轴同时的PTP动作 动作的轨迹是各关节分别对从当前的点到目标坐标进行插补 格式 Go目标坐标示例 1 GoP1 机械手动作到P1点2 GoXY 50 400 0 0 机械手动作到X 50 Y 400 Z 0 U 03 GoP1 X 50 机械手动作到P1点X坐标值偏移量为 50的位置4 GoP1 X 50 机械手动作到P1点对应X坐标值为50的位置2 2Jump指令功
15、能 通过 门形动作 使手臂手臂从当前位臵移动至目标坐标 格式 Jump目标坐标示例 1 JumpP1 机械手以 门形动作 动作到P1点2 JumpP1LimZ 10 以限定第三轴目标坐标Z 10的门形动作移动到P1点 如图1示3 JumpP1 Z 10 LimZ 10 以限定第三轴目标坐标Z 10的门形动作移动到P1点位臵Z坐标值为 10的位置NOTE Go与Jump的区别Jump与Go都是使机械手手臂用PTP动作移动的命令 但是Jump有Go没有的一个功能 Jump将机械手的手部先抬起至LimZ值 然后使手臂水平移动 快要到目标坐标上空的时候使其下降移动 此动作的标准是可以更准确地避开障碍物
16、这一点 更重要的是通过吸附 配置动作 提高作业的周期时间 图1 3 CP指令包括指令 Move Arc Arc3 Jump3 Jump3CP BMove TMove CVMoveCP ContinuousPath 指令可以指定机械手到达目标位臵的运动轨迹 优点 轨迹可以控制 匀速动作 缺点 速度慢 指定Linear动作速度和加 减速度 使用SPEEDS指令和ACCELS指令 3 1Move指令功能 以直线轨迹将机械手从当前位置移动到指定目标位置 全关节同时启动 同时停止 格式 Move目标坐标示例 MoveP1 机械手以直线轨迹动作到P1点NOTE Move与Go的区别到达目标点时的手臂的姿势重要的时候使用Go命令 但是比控制动作中的手臂的轨迹重要的时候 使用Move命令 在SCARA机械手只有Z轴上下动作时 Go与Move的轨迹一样 3 2Arc和Arc3指令功能 Arc在XY平面上以圆弧插补动作 Arc3在3D空间里以圆弧插补动作 格式 Arc经过坐标 目标坐标说明 将机械手从当前位臵到目标坐标 通过经过坐标用圆弧插补动作活动时使用 从所给的3点 当前坐标 经过坐标 目标坐标 自动
