機器人示教編程精講

1、機器人示教編程精講機器人示教編程(精)n弧焊機器人焊接時是按照事先編輯好的程序來進行的，這個程序一般是由操作人員按照焊縫形狀示教機器人并記錄運動軌跡而形成的。n機器人的程序由主程序、子程序及程序數(shù)據(jù)構成。在一個完整的應用程序中，一般只有一個主程序，而子程序可以是一個，也可以是多個?！緦W習目標】【學習目標】n知識目標知識目標n1掌握常用的機器人指令；n2掌握機器人程序的構成特點；n3掌握機器人的程序編寫和編輯方法；n技能目標技能目標n1學會新建一個程序；n2學會編輯程序，如程序的修改、復制、粘貼、刪除等；n3能夠實現(xiàn)程序的連續(xù)運行和單周運行。任務任務1 新建和加載程序新建和加載程序n機器人的程序

2、編輯器中存有程序模板，類似計算機辦公軟件的Word文檔模板，編程時按照模板在里面添加程序指令語句即可。一、示教與再現(xiàn)一、示教與再現(xiàn)n“示教”就是機器人學習的過程，在這個過程中，操作者要手把手教會機器人做某些動作，機器人的控制系統(tǒng)會以程序的形式將其記憶下來。n機器人按照示教時記憶下來的程序展現(xiàn)這些動作，就是“再現(xiàn)”過程。n示教再現(xiàn)機器人的工作原理如圖3-1所示。 【知識準備】【知識準備】圖圖3-1 示教示教-再現(xiàn)機器人控制方式再現(xiàn)機器人控制方式nABB機器人存儲器包含應用程序和系統(tǒng)模塊兩部分。存儲器中只允許存在一個主程序，所有例行程序（子程序）與數(shù)據(jù)無論存在什么位置，全部被系統(tǒng)共享。因此，所有例

3、行程序與數(shù)據(jù)除特殊定以外，名稱不能重復。ABB工業(yè)機器人存儲器組成如圖3-2所示。 二、二、ABB工業(yè)機器人程序存儲器工業(yè)機器人程序存儲器 圖圖3-2 ABB工業(yè)機器人存儲器工業(yè)機器人存儲器 的組成的組成n1.應用程序（應用程序（Program）的組成）的組成n應用程序由主模塊和程序模塊組成。q主模塊(Main module）包含主程序(Main routine)、程序數(shù)據(jù)(Program data)和例行程序(Routine)；q程序模塊(Program modules) 包含程序數(shù)據(jù)(Program data)和例行程序(Routine)。n2.系統(tǒng)模塊（系統(tǒng)模塊（System modul

4、es）的組成）的組成n系統(tǒng)模塊包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)（System data）和例行程序(Routine)。n所有ABB機器人都自帶兩個系統(tǒng)模塊，USER模塊和BASE模塊。使用時對系統(tǒng)自動生成的任何模塊不能進行修改。n1基本運動指令及其應用基本運動指令及其應用n常用基本運動指令有：MoveL、MoveJ、MoveCnMoveL：直線運動。nMoveJ：關節(jié)軸運動。nMoveC：圓周運動。三、編程指令及應用三、編程指令及應用n（1）直線運動指令的應用 n直線由起點和終點確定，因此在機器人的運動路徑為直線時使用直線運動指令MoveL，只需示教確定運動路徑的起點和終點。n例如，MoveL p1，v100，z

5、10，tool1；（直線運動起始點程序語句）np1：目標位置。nv100：機器人運行速度。q修改方法：將光標移至速度數(shù)據(jù)處，回車，進入窗口；選擇所需速度。nz10：轉彎區(qū)尺寸。q修改方法：將光標移至轉彎區(qū)尺寸數(shù)據(jù)處，回車，進入窗口；選擇所需轉彎區(qū)尺寸，也可以進行自定義。ntool1：工具坐標。 小貼士：轉彎區(qū)尺寸小貼士：轉彎區(qū)尺寸 nfine指機器人TCP達到目標點（見圖3-3中的P2點），在目標點速度降為零。機器人動作有停頓，焊接編程時，必須用fine參數(shù)。nzone指機器人TCP不達到目標點，而是在距離目標點一定長度（通過編程確定，如z10）處圓滑繞過目標點，如圖3-3中的P1點。圖圖3-

6、3 轉彎區(qū)尺寸轉彎區(qū)尺寸n例1：使機器人沿長100mm、寬50mm的長方形路徑運動n采用offs函數(shù)進行精確確定運動路徑的準確數(shù)值。n機器人的運動路徑如圖3-4所示，機器人從起始點P1，經(jīng)過P2、P3、P4點，回到起始點P1。圖圖3-4 長方形路徑長方形路徑n為了精確確定p1、p2、p3、p4點，可以采用offs函數(shù)，通過確定參變量的方法進行點的精確定位。noffs（p，x，y，z）代表一個離p1點X軸偏差量為X，Y軸偏差量為y，Z軸偏差量為z的點。n將光標移至目標點，按“Enter”鍵，選擇Func,采用切換鍵選擇所用函數(shù)，并輸入數(shù)值。如P3點程序語句為：n MoveL Offs(P1, 1

7、00, 50, 0),V100,fine,tool1與Z軸距離與X軸距離與Y軸距離起始點n機器人長方形路徑的程序如下：nMoveL OffsP1,V100,fine,tool1 P1nMoveL Offs(P1, 100, 0, 0),V100,fine,tool1 P2nMoveL Offs(P1, 100, 50, 0),V100,fine,tool1 P3nMoveL Offs(P1, 0, 50, 0),V100,fine,tool1 P4nMoveL OffsP1,V100,fine,tool1 P1n（2）圓弧運動指令的應用 n圓弧由起點、中點和終點三點確定，使用圓弧運動指令Mov

8、eC，需要示教確定運動路徑的起點、中點和終點。圓弧運動路徑如圖3-5所示。圖圖3-5 圓弧運動路徑圓弧運動路徑n起點為P0，也就是機器人的原始位置，使用MoveC指令會自動顯示需要確定的另外兩點，即中點和終點，程序語句如下：nMoveC p1，p2，v100，z1，tool1n與直線運動指令MoveL一樣，也可以使用offs函數(shù)精確定義運動路徑。n例2：如圖3-6所示，令機器人沿圓心為P點,半徑為80mm的圓運動：圖圖3-6 整圓路徑整圓路徑n程序如下：nMoveJ p，v500，z1，tool1；nMoveL offs（p，80，0，0），v500，z1，tool1；nMoveC offs（

9、p，0，80，0），offs（p，-80，0，0），v500，z1，tool1；nMoveC offs（p，0，-80，0），offs（p，80，0，0），v500，z1，tool1；nMoveJ p，v500，z1，tool1n2輸入輸出指令輸入輸出指令nDo指機器人輸出信號，di指輸入機器人信號n輸入輸出信號有兩種狀態(tài)：“1”為接通；“0”為斷開。n1） 設置輸出信號指令 Set do1n2）復位輸出信號指令 Reset do1n3）輸出脈沖信號指令 PulseDO do1n3.通信指令（人機對話）通信指令（人機對話）n1）清屏指令 TPErasen2）寫屏指令 TPWrite Strin

10、gq其中 String在示教器顯示屏上顯示的字符串。每一個寫屏指令最多可顯示80個字符。n4程序流程指令程序流程指令q判斷執(zhí)行指令IF q循環(huán)執(zhí)行指令WHILEn循環(huán)指令運行時，機器人循環(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。n5機器人停止指令機器人停止指令nStop指令：指令：機器人停止運行，軟停止指令，直接在下一句指令啟動機器人；nExit指令：指令：機器人停止運行，并且復位整個運行程序，將程序指針移至主程序第一行。下次運行程序時，機器人程序必須從頭開始。n6賦值指令賦值指令nDate ：= ValueqDate：指被賦值的數(shù)據(jù)qValue：指該數(shù)據(jù)被賦予的值。n7.等待指

11、令等待指令nWaitTime Timeq等待指令是讓機器人運行到該程序是等待一段時間（Time 機器人等待的時間）。四、新建與加載程序四、新建與加載程序n新建與加載一個程序的步驟如下：新建與加載一個程序的步驟如下：n（1）在主菜單下，選擇程序編輯器；n（2）選擇任務與程序；n（3）若創(chuàng)建新程序，按新建，然后打開軟件盤對程序進行命名；若編輯已有程序，則選加載程序，顯示文件搜索工具；n（4）在搜索結果中選擇需要的程序，按確認，程序被加載，如圖3-7所示。為了給新程序騰出空間，可以先刪除先前加載的程序。圖圖3-7 機器人程序機器人程序n 例行程序有不同的語句組成，如運動指令，等待指令等。每句指令又由

12、不同的變量組成，變量視它們自己的類型，可改變或省略。n程序中各指令的含義如圖3-8所示。如圖如圖3-8 機器人程序中指令含義機器人程序中指令含義A-直線運動指令名稱 B-點位被隱藏的數(shù)值 C-可定義的運動速度D-可定義的運動點類型（精確點） E-有效工具n（1）調節(jié)運行速度 n在開始運行程序前，為了保證操作人員和設備的安全，應將機器人的運動速度調整到75%。速度調節(jié)方法如下：q1）按快捷鍵；q2）按速度模式鍵，顯示如圖3-9所示的快捷速度調節(jié)按鈕；q3）將速度調整為75%或50%；q4）按快捷菜單鍵關閉窗口。圖圖3-9 快捷速度調節(jié)快捷速度調節(jié)n（2）運行程序 n運行剛才打開的程序，先用手動低

13、速，單步執(zhí)行，再連續(xù)執(zhí)行。q運行時是從程序指針指向的程序語句開始，圖3-10的“A”指示的即為程序指針。運行步驟如下：n1）將機器人切換至手動模式n2）按住示教器上的使能鍵n3）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。圖圖3-10 程序指針程序指針五、自動運行程序五、自動運行程序n自動運行程序的步驟如下：n（1）插入鑰匙，將運轉模式切換到自動模式，示教器上顯示狀態(tài)切換對話框，如圖3-11所示；圖圖3-11 運行模式轉換運行模式轉換n（2）按OK，關閉對話框，示教器上顯示生產(chǎn)窗口，如圖3-12所示；圖圖3-12 機器人自動運行時的生產(chǎn)窗口機器人自動運行時的生產(chǎn)窗口n（3）按馬達上電

14、/失電按鈕激活電機；n（4）按連續(xù)運行鍵開始執(zhí)行程序；n（5）按停止鍵停止程序；n（6）插入鑰匙, 運轉模式返回手動狀態(tài)?！局R拓展】工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)n大多數(shù)工業(yè)機器人屬于示教-再現(xiàn)方式的工業(yè)機器人。無論是示教過程和還是再現(xiàn)過程，工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)均處于邊工作邊計算的狀態(tài)中。n要求工業(yè)機器人控制系統(tǒng)是具有實時中斷控制與多任務處理功能的專用計算機控制系統(tǒng)。n一、控制系統(tǒng)的軟、硬件任務分配一、控制系統(tǒng)的軟、硬件任務分配 一般工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的軟硬件任務分配如下：n速度平滑控制、自動加減速控制與防振控制采用軟件方式處理。n硬件系統(tǒng)應配合其它軟件完成以下模塊功能：q1）系統(tǒng)

15、控制。q2）示教操作、編程與CRT顯示。q3）多軸位置、速度協(xié)調控制（再現(xiàn)）。q4）I/O通訊與控制接口。q5）各種安全與連鎖控制。 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的典型硬件結構如圖3-13所示。 圖圖3-13 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的典型硬件結構工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的典型硬件結構二、控制系統(tǒng)軟件功能二、控制系統(tǒng)軟件功能n工業(yè)機器人的基本動作概念與軟件功能如圖3-14所示。n工業(yè)機器人的柔性體現(xiàn)在其運動軌跡、作業(yè)條件和作業(yè)順序能自由變更，變更的靈活程度取決于其軟件水平。n工業(yè)機器人按照操作人員的示教動作及要求進行作業(yè)，操作人員可以根據(jù)作業(yè)結果或條件進行修正，直到滿足要求為止。 圖圖3-14 工業(yè)機器人的基本動作

16、概念與軟件功能工業(yè)機器人的基本動作概念與軟件功能n軟件系統(tǒng)應具有以下基本功能 q1）示教信息輸入；q2）工業(yè)機器人本體及對外部設備的動作控制；q3）運動軌跡在線修正；q4）實時安全系統(tǒng)等。n一、修改位置點一、修改位置點n修改位置點的步驟如下：n1）在主菜單中選程序編輯器。n2）單步運行程序，使機器人軸或外部軸到達希望修改的點位或附近。n3）移動機器人軸或外部軸到新的位置，此時指令中的工件或工具坐標已自動選擇。任務任務2 編輯程序編輯程序編輯程序包括修改位置點、編輯運動指令、添加指令，程序語句的復制、粘貼及刪除等。圖圖3-15 修改位置確認修改位置確認4）按“修改位置”，系統(tǒng)提示確認，如圖3-1

17、5所示；n5）確認修改按“Modify”，保留原有點按“Cancel”。n6）重復步驟3) 5)，修改其他需要修改的點；n7）單步運行，測試程序。n二、編輯指令變量二、編輯指令變量n例如，修改程序的第一個MoveL指令， 改變精確點（fine）為轉彎半徑z10。n步驟如下：n1）在主菜單下，選程序編輯器，進入程序，選擇要修改變量的程序語句，如圖3-16所示；圖圖3-16 修改變量程序語句修改變量程序語句n2）按“Edit”，打開編輯窗口，如圖3-17所示。；圖圖3-17 程序編輯窗口程序編輯窗口n3）按“Change Selected” ，進入當前語句菜單，如圖3-18所示；圖圖3-18 Ch

18、ange SelectedChange Selected菜單菜單n4）點“Zone”進入當前變量菜單，如圖3-19所示。圖圖3-19 當前變量菜單當前變量菜單n5）選擇Z10，如圖3-20所示，即可將fine改變?yōu)閆10；n6）確認OK。圖圖3-20 變量數(shù)值選擇菜單變量數(shù)值選擇菜單n三、添加指令三、添加指令n在程序中添加運動指令的方法有兩種：q一是在程序編輯器編輯狀態(tài)下復制、粘貼需要的運動指令；q二是在程序編輯器中，將光標移動到需要添加運動指令的位置，手動搖動操縱搖桿使機器人到達新位置，使用“修改位置”指令添加新的運動指令。n方法一步驟如下：n1）在主菜單下，選“程序編輯器”，進入程序，選“

19、Edit”，再選擇需要復制的變量或指令，再按“Copy”，如圖3-17所示。n2）按“Paste”插入被復制的指令，新的語句會插在光標行的下面，如圖3-21所示；圖圖2-22 粘貼程序窗口粘貼程序窗口n方法二步驟如下：n1）使用搖桿，將機器人移動到需要的位置；n2）按“Modify Position” ，會顯示一個確認框，如圖3-23所示；n3）按“ Modify”確認修改并記錄修改點。n4）在連續(xù)運行狀態(tài)下測試程序。圖圖3-23 修改位置確認對話框修改位置確認對話框n四、四、 添加延遲等待指令添加延遲等待指令 n例如，機器人在某位置（對應程序第4行）等待3s后，再執(zhí)行下一個動作。n步驟如下：q1）在主菜單下，選程序編輯器，進入程序；q2）將光標移到第四行，按“Add Instruction”，選擇” Common” (常用)鍵顯示滾動的指令類別列表，出現(xiàn)如圖3-23所示的窗口。圖圖3-23 常用指令列表常用指令列表q3）在指令列表中按“Next”，選中“WaitTime”，出現(xiàn)如圖3-24所示窗口。圖圖3-24 Wa