机器人示教与编程.ppt

6.6 机器人编程及示教、再现 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 6.6.1 机器人编程 目前，不像数控机床那样有 APT语言，机器人 编程还没有公认的国际标准，各制造厂商有各自的 机器人编程语言。 机器人编程可分为三个水平： 1、 用示教盒进行现场编程。 2、直接的机器人语言编程。 包括： a、专用机器人语言。 b、添加了机器人库的已有计算机语言。 3、面向任务的机器人编程语言。 机器人编程技术的一种发展方向是：离线编程 与仿真：像 CAD/CAM那样。 现在的机器人，一般都具有前两种编程方法。 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 以焊接机器人为例，焊接时机器人是 按照事先编辑好的程序运动的，这个程序 一般是由操作人员按照焊缝形状示教机器 人并记录运动轨迹而形成的。 示教是一种机器人的编程方法，示教 分为三个步骤： 1、示教。 2、存储。 3、再现。 6.6.2 机器人的示教与再现 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 什么是示教与再现？ “示教”就是机器人学习的过程，在这个 过程中，操作者要手把手教会机器人做 某些动作。 “存储”就是机器人的控制系统以程序 的形式将示教的动作记忆下来。 机器人按照示教时记忆下来的程序展现 这些动作，就是“再现”过程。 示教可分为：在线示教方式和离线示教 方式。 6.6.2 机器人的示教与再现 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 一、在线示教方式：在现场直接对操作对象进行 的一种编程方法，常用的有： 1、人工引导示教 由有经验的操作人员移动机器人的末端执行器， 计算机记忆各自由度的运动过程。 特点：简单，但精度受操作者的技能限制。 2、辅助装置示教 对一些人工难以牵动的机器人，例如一些大功 率或高减速比机器人，可以用特别的辅助装置帮 助示教。 3、示教盒 为了方便现场示教，一般工业机器人都配有 示教盒，它相当于键盘，有回零、示教方式、数 字、输入、编辑、启动、停止等键。 6.6.2 机器人的示教与再现 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 示教盒 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 二、离线示教 原因： 1、不便于现场操作， 2、工作量大、 精度低。 方法包括： 1、解析示教 将计算机辅助设计的数据直接用于示教，并 利用传感技术进行必要的修正。 2、任务示教 指定任务，以及操作对象的位置、形状，由控 制系统自动规划运动路径。 任务示教是一种发展方向，具有较高的智能水 平，目前仍处于研究中。 6.6.2 机器人的示教与再现 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 一、应用程序的组成 应用程序由主模块和程序模块组成。 主模块包含主程序。 程序模块包含程序数据和完成特定任务 的例行程序。 二、系统模块的组成 系统模块包含系统数据和例行程序。 所有 ABB机器人都自带两个系统模块： USER模块和 BASE模块。 使用时对系统自动生成的任何模块不能 进行修改。 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 三、编程指令及应用 1、基本运动指令及其应用 常用基本运动指令有： MoveL、 MoveC （ 1）、 MoveL：直线运动，只需确定起点 和终点，可示教输入或键输入。 例如， MoveL p1， v100， z10， tool1； p1：目标位置。 v100：机器人运行速度。 z10：转弯区尺寸。 tool1：工具坐标。 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 图：转弯区尺寸 zone指机器人 TCP（即 tool centre position ）不达到目标点，而是在距离目 标点一定长度（通过编程确定，如 z10）处 圆滑绕过目标点，如下图中的 P1点。 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 （ 2）圆弧运动指令 MoveC 圆弧由起点、中点和终点三点确定，使 用圆弧运动指令 MoveC，需要示教确定运动 路径的起点、中点和终点。圆弧运动路径如图 所示。 图：圆弧运动路径 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 起点为 P0，也就是机器人的当前位置，使用 MoveC指令会自动显示需要确定的另外两点，即中 点和终点，程序语句如下： 例： MoveC p1， p2， v100， z1， tool1 （ 3）、 输入输出指令 Do指机器人输出信号， di指输入机器人信号， 输入输出信号有两种状态：“ 1” 为接通；“ 0” 为 断开。 1） 设置输出信号指令 Set do1 2）复位输出信号指令 Reset do1 3）输出脉冲信号指令 PulseDO do1 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 （ 4）、程序流程指令 判断执行指令 IF 循环执行指令 WHILE 循环指令运行时，机器人循环直到不满足判 断条件后，才跳出循环指令，执行后面的指 令。 （ 5）、机器人停止指令 Stop指令： 机器人停止运行，软停止指令， 直接在下一句指令启动机器人； Exit指令： 机器人停止运行，并且复位整个 运行程序，将程序指针移至主程序第一行。下 次运行程序时，机器人程序必须从头开始。 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 6赋值指令 Date ： = Value Date： 指被赋值的数据 Value： 指该数据被赋予的值。 7.等待指令 WaitTime Time 等待指令是让机器人运行到该程序是等待一段 时间（ Time 机器人等待的时间）。 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 6.6.3 ABB机器人编程简介 新建与加载程序： 新建与加载一个程序的步骤如下： （ 1）在主菜单下，选择程序编辑器； （ 2）选择任务与程序； （ 3）若创建新程序，按新建，然后打开软件盘 对程序进行命名；若编辑已有程序，则选加载 程序，显示文件搜索工具 ； （ 4）在搜索结果中选择需要的程序，按确认， 程序被加载。 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 运行程序 ： 先用手动低速，单步执行，再连续执 行。 1、单步运行 运行时是从程序指针指向的程序语句 开始，运行步骤如下： 1）将机器人切换至手动模式 2）按住示教器上的使能键 3）按单步向前或单步向后，单步执行 程序。执行完一句即停止。 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 2、自动运行程序 自动运行程序的步骤如下： （ 1）插入钥匙，将运转模式切换到自动模 式。 （ 2）按马达上电 /失电按钮激活电机； （ 3）按连续运行键开始执行程序； （ 4）按停止键停止程序； （ 5）插入钥匙 , 运转模式返回手动状态。 6.6.3 ABB机器人编程简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 为什么要进行主从操作？ 1、目前机器人智能水平有限，单靠机 器人还很难达到人们的要求。 2、工作环境恶劣，人类无法直接完成， 最好的办法是遥控操作。 所谓主从操作就是在人的监控下机器人 完成特定的工作，与它对应的是自主操作。 主从操作也称为遥控操作，可分为近距 离主从操作和远距离遥控操作。 6.7 主从操作简介 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 6.7 主从操作简介 目前最常见的主从操作应用是： 1、核燃料处理 2、机器人手术 3、空间机器人应用 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 外科手术机器人 主要部件： 1、外科医生控制台 2、床旁机械臂系统 3、成像系统 山东大学机械工程学院机电工程研究所 2010/09/02 外科手术机器人简介 利用放大机构在显微镜下完成复杂的显 微外科手术。