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2010/09/026.6.1 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？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、编程指令及应用三、编程指令及应用1、基本运动指令及其应用、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 do1Set do1 2）复位输出信号指令 Reset do1Reset do1 3）输出脉冲信号指令 PulseDO do1PulseDO do16.6.3 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）、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）、机器人停止指令 Stop指令：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：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2010/09/026赋值指令赋值指令Date ：=ValueDate：指被赋值的数据Value：指该数据被赋予的值。7.等待指令等待指令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2010/09/026.6.3 ABB机器人编程简介新建与加载程序：新建与加载程序：新建与加载一个程序的步骤如下：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2010/09/022、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2010/09/026.7 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：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。