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实验1 工业机器人的机械系统1.1 实验目的1、 了解机器人机械系统的组成；2、 了解机器人机械系统各部分的原理及作用；3、 掌握机器人单轴运动的方法。1.2 实验设备1、 RBT-6T/S01S机器人一台；2、 RBT-6T/S01S机器人柜一台。1.3 实验原理机器人机械系统主要由以下几大部分组成：原动部件、传动部件、执行部件。基本机械结构连接方式为原动部件传动部件执行部件。机器人的传动简图如图2-1所示。关节传动链主要由伺服（或步进）电机、减速器构成。关节传动链主要由伺服电机、减速器构成。关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成。关节传动链主要由步进电机、减速器构成。关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成。关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成。在机器人末端还有一个气动夹持器。原动部件包括步进电机和伺服电机两大类，关节采用交流伺服（或步进）电机驱动方式；、采用交流伺服电机驱动方式；关节、采用步进电机驱动方式。本机器人中采用了同步齿型带传动、谐波减速传动等传动方式。执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。1.4 实验步骤1、 教师介绍机器人机械系统中原动部分、传动部分以及执行部分的位置及在机器人系统中的工作状况；2、 接通控制柜电源，待系统启动后，运行机器人软件；3、 按下控制柜“启动”按钮；图2-6 关节运动界面4、 点击主界面“机器人复位”按钮，机器人进行回零运动。观察机器人的运动，六个关节全部运动完成后，系统会提示复位完成，机器人处于零点位置；5、 点击“关节运动”按钮, 出现如图2-6所示界面；6、 选择“关节”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取-120度，点击“启动”按钮，观察机器人第关节运动情况；7、 选择“关节”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮，观察机器人第关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；8、 选择“关节”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“匀速”，运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取-120度，点击“启动”按钮，观察机器人第关节运动情况；9、 选择“关节”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“匀速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮,观察机器人第关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；10、 选择“关节”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“加速”,运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取30度，点击“启动”按钮,观察机器人第关节运动情况；11、 选择“关节”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“加速”,运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；12、 选择“关节”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“匀速”,运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取60度，点击“启动”按钮,观察机器人第关节运动情况；13、 选择“关节”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“匀速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；14、 选择“关节”，关节方向选择“正向”， 启动方式选择“加速”， 运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取60度，点击“启动”按钮,观察机器人第关节运动情况；15、 选择“关节”，关节方向选择“反向” ， 启动方式选择“加速”， 运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第关节运动情况，然后点击“减速停止”按钮；16、 选择“关节”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取60度，点击“启动”按钮,观察机器人第关节运动情况；17、 选择“关节”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第关节运动情况，然后点击“减速停止”按钮；18、 点击“退出”按钮，退出关节运动界面；19、 点击“机器人复位”按钮，使机器人回到零点位置；20、 按下控制柜的“停止”按钮；21、 退出机器人软件，关闭计算机；22、 断开控制柜的电源。1.5 注意事项1、 实验前确保机器人各电缆正确连接；2、 在老师的指导下进行实验；3、 机器人通电后，身体的任何部位不要进入机器人运动可达范围之内；4、 机器人运动不正常时，及时按下控制柜的急停开关；5、 系统启动顺序是先启动计算机和软件，然后机器人通电，断电时先断开机器人电源，再关闭软件和计算机。否则可能引起机器人误动作，造成人身伤害和设备损坏。实验2 工业机器人示教编程与再现控制 2.1 实验目的1、 了解机器人示教与再现的原理；2、 掌握机器人示教和再现过程的操作方法。2.2 实验设备1、 RBT-6T/S01S机器人一台；2、 RBT-6T/S01S机器人控制柜一台。2.3 实验原理机器人的示教-再现过程是分为四个步骤进行的，它包括：机器人示教(teach programming)，就是操作者把规定的目标动作(包括每个运动部件，每个运动轴的动作)一步一步的教给机器人。示教的简繁，标志着机器人自动化水平的高低。记忆，即是机器人将操作者所示教的各个点的动作顺序信息、动作速度信息、位姿信息等记录在存储器中。存储信息的形式、存储存量的大小决定机器人能够进行的操作的复杂程度。再现，便是将示教信息再次浮现，即根据需要，将存储器所存储的信息读出，向执行机构发出具体的指令。至于是根据给定顺序再现，还是根据工作情况，由机器人自动选择相应的程序再现这一功能的不同，标志着机器人对工作环境的适应性。操作，指机器人以再现信号作为输入指令，使执行机构重复示教过程规定的各种动作。在示教-再现这一动作循环中，示教和记忆是同时进行的；再现和操作也是同时进行的。这种方式是的机器人控制中比较方便和常用的方法之一。示教的方法有很多种，有主从式，编程式，示教盒式等多种。主从式既是由结构相同的大、小两个机器人组成，当操作者对主动小机器人手把手进行操作控制的时候，由于两机器人所对应关节之间装有传感器，所以从动大机器人可以以相同的运动姿态完成所示教操作。编程式既是运用上位机进行控制，将示教点以程序的格式输入到计算机中，当再现时，按照程序语句一条一条的执行。这种方法除了计算机外，不需要任何其他设备，简单可靠，适用小批量、单件机器人的控制。示教盒和上位机控制的方法大体一致，只是由示教盒中的单片机代替了电脑，从而使示教过程简单化。这种方法由于成本较高，所以适用在较大批量的成型的产品中。2.4 实验步骤1、 接通控制柜电源，待系统启动后，运行机器人软件；2、 按下“启动”按钮；3、 点击主界面“机器人复位”按钮，机器人进行回零运动。观察机器人的运动，六个关节全部运动完成后，系统会提示机器人复位完成，机器人处于零点位置；4、 点击“关节示教”按钮，出现如图4-1所示界面；5、 在“速度”中选择示教速度(由左到右从低速到高速1.5度/秒、6度/秒、12度/秒、24度/秒共四个挡，默认是6度/秒，一般情况下建议选择12度/秒)；在“关节运动”中有每个关节的正反向运动，持续按下相应关节的按钮，机器人的关节会按照指令运动，松开相应的按钮，机器人的关节会停止运动；6、 在机器人“各关节状态”和“当前坐标”中，可以实时显示机器人的运动状态，当每运动到一个点，必须按下“记录”按钮，在再现时机器人将忽略中间过程而只再现各个点，在“示教列表”中会记录并显示机器人相应关节运动的信息，继续运动其他关节，直到整个示教程序完成；图4-1关节示教界面7、 点击“保存”按钮，示教完的信息以(*.RBT6)格式保存在示教文件中；8、 点击“复位”按钮，机器人回到笛卡尔坐标系的原点位置；9、 点击“再现”按钮，机器人按照记录的机器人关节信息再现一遍运动轨迹；10、 点击“清空”按钮会把示教列表全部清除。11、 点击“复位”按钮，机器人会做复位运动。12、 点击“退出”按钮，退出当前界面；13、 点击“机器人复位”按钮，使机器人回到零点位置；14、 按下控制柜的“停止”按钮；15、 退出机器人软件和关闭计算机；16、 断开控制柜的电源。2.5 思考题1、 通过实验总结机器人示教再现的概念；2、 试分析机器人的示教属于PTP（点到点）控制还是输入CP（连续轨迹）控制。思考题参考答案1、 示教，就是人把规定的动作（包括每个运动部件，每个运动轴的动作）教给机器人，然后将示教的各种信息存储起来；再现，便是将上述示教信息再现，即根据需要，将存储的信息读出，向执行机构发出具体指令。2、 机器人的示教属于PTP（点到点）控制。2.6 注意事项1、 实验前确保机器人各电缆正确连接；2、 在老师的指导下进行实验；3、 机器人通电后，身体的任何部位不要进入机器人运动可达范围之内；4、 机器人运动不正常时，及时按下控制柜的急停开关；5、 系统启动顺序是先启动计算机和软件，然后机器人通电，断电时先断开机器人电源，再关闭软件和计算机，否则可能引起机器人误动作，造成人身伤害和设备损坏。
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