工业机器人操作与编程教材ppt

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1、全国高等职业教育“十二五”规划教材 全国工业机器人技能培养系列精品教材,邢美峰 主 编 王慧东 王春暖 副主编,工业机器人操作与编程,（ISBN 978-7-121-28191-4）,目 录 任务1 认识工业机器人 任务2 搬运编程与操作 任务3 机器人涂胶编程与操作 任务4 喷漆编程与操作 任务5 数控车床上下料编程与操作 任务6 码垛编程与操作 任务7 工业机器人的离线编程,任务1 认识工业机器人,1.1 了解工业机器人 1.1.1 工业机器人分类及应用 1.1.2 工业机器人的组成 1.1.3 工业机器人的坐标系 1.1.4 工业机器人基本规格 1.1.6 工业机器人电气控制柜面板 1.

2、1.7 示教器基本功能与操作 1.1.8 工业机器人操作安全注意事项,任务1 认识工业机器人,1.1.1 工业机器人分类及应用 1.按臂部的运动形式分 （1）直角坐标型 臂部可沿三个直角坐标移动； （2）关节型 臂部有多个转动关节； （3）圆柱坐标型 臂部可作升降、回转和伸缩 动作；,任务1 认识工业机器人,1.1.1 工业机器人分类及应用 1.按臂部的运动形式分 4）组合结构 可以实现直线、旋转、回转、 伸缩； （5）球坐标型 臂部能回转、俯仰和伸缩。,任务1 认识工业机器人,2、按执行机构运动的控制机能分 点位型 连续轨迹型 3、按程序输入方式分 离线输入型 示教输入型 4、按应用领域分类

3、 可分为搬运机器人、装配机器人、上下料机器人、焊接机器人、码垛机器人、喷涂机器人等。,任务1 认识工业机器人,1.1.2 工业机器人的组成 工业机器人由本体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。 本体:即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构； 驱动系统:包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作； 控制系统：是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。,任务1 认识工业机器人,1.1.3 工业机器人的坐标系 工业机器人一般有四个坐标系，基坐标系、关节坐标系、工具坐标系、工件坐标系。,任务1 认识工业机器人,1.2 手动操作工业机器人 1.2.

4、1 手动操作功能简介 1.2.1 手动操作工业机器人 拓展与提高1十大工业机器人品牌,任务1 认识工业机器人,1.2.1 手动操作功能简介 机器人的运动可以是连续的、也可以是步进的，可以是单轴独立的、也可以是多轴联动的，这些运动都可以通过示教器手动操作来实现。 1.2.1 手动操作工业机器人 1、工业机器人启动基本操作 2、单轴移动的手动操作 3、工业机器人参考点设定 4、工业机器人回参考点操作,HSR-608工业机器人电气控制柜面板,任务1 认识工业机器人,拓展与提高1十大工业机器人品牌 一、发那科（FANUC）日本 二、库卡（KUKA Roboter Gmbh）德国 三、那智（NACHI）

5、不二越日本 四、川崎机器人日本 五、ABB Robotics机器人瑞典 六、史陶比尔（Staubli）瑞士,任务1 认识工业机器人,拓展与提高1十大工业机器人品牌 七、柯马（COMAU）意大利 八、爱普生（DENSO EPSON）机器人(机械手)日本 九、日本安川（Yaskawa Electric Co.）日本 十、新松(SIASUN)机器人中国,任务2 搬运编程与操作,2.1 新建、编辑和加载程序 2.1.1 程序的基本信息 2.1.2 新建程序 2.1.3 打开、加载程序 2.1.4 程序编辑、修改 2.1.5 程序检查 2.1.6 自动运行,任务2 搬运编程与操作,2.1.1 程序的基本

6、信息 1.常见的程序编制方法有两种，示教编程方法和离线编程方法。 （一）示教编程方法：是由操作人员引导，控制机器人运动，记录机器人作业的程序点，并插入所需的机器人命令来完成程序的编制； （二）离线示教：是操作者不对实际作业的机器人直接进行示教，而是在离线编程中进行编程或在模拟环境中进行仿真，生成示教数据，通过PC间接对机器人进行示教。,任务2 搬运编程与操作,2.1.1 程序的基本信息 2.程序的基本信息包括：程序名、程序注释、子类型、写保护、程序指令和程序结束标志。,任务2 搬运编程与操作,2.1.2 新建程序 在如图所示的“示教界面”中点击下方左侧的“新建程序”按钮，在弹出如图所示的对话框

7、中输入程序名，可新建一个空的程序文件。,示教界面,程序名输入对话框,任务2 搬运编程与操作,2.1.3 打开、加载程序 打开程序对话框可查看系统中所有的程序文件及其属性，点击 “示教界面”中的“打开程序”，可显示如图所示程序文件列表，选择一个现有的程序文件并点击“确认”后可加载选中的该程序文件。,打开程序窗口,任务2 搬运编程与操作,2.1.4 程序编辑、修改 示教主要提供程序编辑、修改功能，对于触摸屏手持器，本机器人控制系统提供两种操作方式即：短按和长按。 2.1.5 程序检查 系统支持对编写的程序进行语法检查，若程序没有语法错误，提示报警号、出错程序及错误行号。,任务2 搬运编程与操作,2

8、.1.6 自动运行 在自动操作模式下可以运行机器人程序，任何程序必须先加载到内存中才能运行。 1、加载程序 2、自动运行程序,程序加载界面,任务2 搬运编程与操作,2.2 搬运编程与操作 2.2.1 运动指令 2.2.2 等待和数字输出指令 2.2.3 工业机器人工作流程 2.2.4 搬运工艺分析 2.2.5 搬运运动规划和示教前的准备 2.2.6 搬运示教编程,任务2 搬运编程与操作,2.2.1 运动指令 运动指令用来实现以指定速度、特定路线模式等将工具从一个位置移动到另一个指定位置。在使用运动指令时需指定以下几项内容： 1.动作类型：指定采用什么运动方式来控制到达指定位置的运动路径,机器人

9、动作类型有 三种：关节定位（J）、直线运动（L）、圆弧运动（C）； 2.位置数据：指定运动的目标位置； 3.进给速度：指定机器人运动的进给速度；,任务2 搬运编程与操作,2.2.2 等待和数字输出指令 1、等待指令 WAIT (value) sec 指令格式：WAIT (value) sec 指令注释：用于在一个指定的时间段内，或者直到某个条件满足时的时间段内，结束程序的 指令。 程序说明如下： WAIT等待指令 Value取常数（Constant） 2、数字输出指令DO 指令格式：DOi = ON/OFF 指令注释：写操作，指令把ON= 1 / OFF=0赋值给指定的数字输出信号。 程序说明

10、如下： DO是可以被用户控制的输出信号 i数字输出端口号，即寄存器号，范围为0-199 ON/OFFON=1/OFF=0打开/关闭数字输出信号,任务2 搬运编程与操作,2.2.3 工业机器人工作流程 使用工业机器人完成搬运工作，要经过5个主要工作环节，包括工艺分析、运动规划、示教前的准备、示教编程、程序测试。 2.2.4 搬运工艺分析 机器人搬运是指物料在生产工序、工位之间进行运送转移，以保证连续生产的搬运作业。采用科学合理的搬运方式和方法，不断进行搬运分析，改善搬运作业，避免产品 在搬运过程中，因搬运手段不当，造成磕、碰、伤，从而影响产品质量。为了有效地组织好物料搬运，必须遵循搬运的原则。,

11、任务2 搬运编程与操作,2.2.5 搬运运动规划和示教前的准备 1、运动规划 机器人搬运的动作，可分解成为 “抓取工件”、“移动工件”、“放下工件”等 一系列子任务。可以进一步分解为“把吸 盘移到工件上方”、“移动吸盘贴近工件 ”、“打开吸盘抓取工件”、“移动吸盘抬起工件”等一系列动作。,图2-21 搬运任务流程图,任务2 搬运编程与操作,2.2.5 搬运运动规划和示教前的准备 2、示教前的准备 （1）I/O配置 本任务中使用气动吸盘来抓取工件，气动吸盘的打开与关闭需通过I/O信号控制。HSR-JR608机器人控制系统提供了完备的 I/O通信接口，可以方便地与周边设备进行通信。本系统的 I/O

12、板提供的常用信号处理有输入信号 x和输出信号 Y。输入 /输出主要是对这些输入 /输出状态进行管理和设置。,任务2 搬运编程与操作,2.2.5 搬运运动规划和示教前的准备 2、示教前的准备 （2）坐标系设定 本任务中使用气动吸盘从传送带A上抓取物品，将其放置到另外一条传送带B上的盒子里，运动轨迹相对简单，示教取点较容易，所以可以在基坐标系下编程，不需要建立新的工具坐标系。,任务2 搬运编程与操作,2.2.5 搬运运动规划和示教前的准备,图2-22 搬运任务示意图,任务2 搬运编程与操作,2.2.6 搬运示教编程 为了使机器人能够进行再现，就必须把机器人运动命令编成程序。利用工业机器人把工件从A

13、点搬到B点，此程序由6个程序点组成，搬运程序如下： 表2-4 搬运程序,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.1 工业机器人的运动学分析 3.1.1 机器人位置与姿态的描述 3.1.2工业机器人运动学,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.1.1 机器人位置与姿态的描述 机器人末端执行器的位置和姿态简称为位姿。在空间坐标系中，位置是由三个移动自由度确定，姿态是由三个旋转自由度确定。关节型机器人可视为由一系列关节连接起来的连杆组成。机器人运动学研究的是各杆件尺寸、运动副类型、杆间相互关系（包括位移关系、速度关系和加速度关系）等。手部相对固定坐标系的位姿和运动是我们研究的重点，因此，首先要建立相邻连杆之间

14、的相互关系，即要建立连杆坐标系。，把坐标系固定在机器人的每一个连杆的关节上，可用齐次变换来描述这些坐标系之间的相对位置和姿态方向。,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.1.2工业机器人运动学 1、连杆参数的关节变量 2、 连杆坐标系和齐次变换 3、工业机器人的运动学正解 4、工业机器人的运动学逆解,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.2 涂胶编程与操作 3.2.1 直线运动和输入/输出条件等待指令 3.2.2 涂胶工艺分析 3.2.3 涂胶运动规划和示教前的准备 3.2.4 胶枪工具坐标系设定 3.2.5 涂胶示教编程,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.2.1 直线运动和输入/输出条件等待指令 1

15、、运动指令（直线指令L） 2、输入/输出条件等待指令WAIT (DI/DO)(比较符)（value）(操作) 3.2.2 涂胶工艺分析 机器人涂胶是用特制胶枪，借助干燥压缩空气，将胶液喷涂到粘接表面上，胶层均匀，效率也高，适宜大面积粘接和大规模生产。,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.2.3 涂胶运动规划和示教前的准备 1、运动规划 机器人涂胶的动作，可分解成为“等待涂胶控制信号”“打开胶枪”、“涂胶”、“关闭胶枪”等一系列子任务。可以进一步分解为“把胶枪移到第一条轨迹线上”、“胶枪移动到涂胶点”、“打开胶枪”、“移动胶枪涂胶”等一系列动作。,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.2.3 涂胶运动

16、规划和示教前的准备 2、示教前的准备 I/O配置 本任务中需通过外部I/O信号启动机器人涂胶工作，此外胶枪的打开与关闭也需通过I/O信号控制。,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.2.4 胶枪工具坐标系设定 在进行涂胶编程之前，就需要构建起必要的编程环境，其中包括工具数据，需要在编程前进行定义。工具坐标系用于描述安装在机器人第六轴上的工具的TCP、位姿等数数据。一般不同的机器人应用配置不同的工具，比如说弧焊的机器人使用弧焊枪作为工具，而用于搬运板材等机器人就会使用吸盘式的夹具作为工具。 HSR-608机器人默认工具的工具中心点位于第五轴和第六轴的交点，即位于于机器人手腕中心点，如图3-11所示。,任务3 机器人涂胶编程与操作,3.2.4 胶枪工具坐标系设定 HSR-608机器人默认工具的工具中心点位于第五轴和第六轴的交点，即位于于机器人 手腕中心点，如图3-11所示。,图3-11 HSR-608机器人工具坐标系,任务4 喷漆编程与操作,4.1 喷漆前的准备 4.1.1 喷漆