T-02-O-F-任务二 机器人的示教

1、项目一 弧焊机器人的操作【学习目标】知识目标：1） 熟悉机器人使用环境及安全操作规程2） 掌握正确启动、停止机器人的方法3） 熟悉示教器的组成，掌握示教器各部分功能的使用4） 熟悉机器人示教模式的组成，掌握示教模式的使用5） 熟悉机器人点位的组成，掌握机器人点位示教能力目标：1） 能够检查机器人使用环境是否符合安全规范2） 能够正确启动、停止机器人3） 能够进行示教器的基本操作4） 能够对机器人进行基本示教【工作任务】任务一 认识机器人的使用任务二 机器人的示教任务二 机器人的示教【任务导读】针对现代工业快速多变以及日益增长的复杂性要求，继柔性制造、计算机集成制造、精良生产以及并行工程，在面向

2、未来工业应用的生产单元中，机器人不仅被要求“不知疲倦”地进行简单重复工作，而且能作为一个高度柔性、开放并具有友好的人机交互功能的可编程、可重构制造单元融合到制造业体系中。这一能力的实现要求现阶段机器人技术整体的进步，示教技术就是其中重要的一项。机器人因为能被编程完成不同的任务而被视为柔性的自动化设备。通过某一设备或方式实现对机器人作业任务的编程，这个过程就是机器人示教过程。【相关知识】 一、机器人示教模式目前机器人示教系统可以分为三类：示教再现方式、离线编程方式和基于虚拟现实方式。这里主要介绍示教再现方式。示教再现，也称为直接示教，是机器人普遍采用的编程方式，典型的示教过程是依靠操作员观察机器

3、人及其挟持工具相对于作业对象的位姿，通过对示教器的操作，反复调整示教点处机器人的作业位姿、运动参数和工艺参数，然后将满足作业要求的这些数据记录下来，再转入下一点的示教。整个示教过程结束后，机器人实际运行时使用这些被记录的数据，经过插补运算，就可以再现在示教点上记录的机器人位姿。这个功能的用户接口是示教器，操作者通过操作示教器，向主控计算机发送控制命令，操纵主控计算机上的软件，完成对机器人的控制。其次示教器将接收到的当前机器人运动和状态等信息通过液晶屏完成显示。为了示教方便以及获取信息的快捷而准确，操作者可以选择在不同的示教模式下进行示教。机器人的示教模式可分为:关节坐标示教、直角坐标示教、工具

4、坐标示教，如表1-3所示。表1-3 机器人示教模式关节坐标示教（Joint）通过示教器（TP）上相应的键转动机器人的各个轴示教。直角坐标示教（XYZ）沿着笛卡尔坐标系的轴直线移动机器人，分为两种坐标系：1. 全局坐标系（World）：机器人缺省的坐标系；2. 用户坐标系（User）：用户自定义的坐标系。工具坐标示教（Tool）沿着当前工具坐标系直线移动机器人。工具坐标系是匹配在工具方向上的笛卡尔坐标系。 坐标示教关节坐标示教时，机器人各个轴独立运动，其运动形式如图1-5所示。示教器上的每个轴操作键只能控制机器人一个轴的一个方向的运动，各轴操作键功能如表1-4所示。图1-5 关节坐标示教表1-4

5、 关节坐标示教的轴操作轴操作动作 + /J1轴的正转、反转 + /J2轴的正转、反转 + /J3轴的正转、反转 + /J4轴的正转、反转 + /J5轴的正转、反转 + /J6轴的正转、反转2.直角坐标示教直角坐标示教时，机器人的刀尖点沿着直角坐标（全局坐标或用户坐标）的X、Y、Z轴直线移动或绕着X、Y、Z轴回转运动。在此示教模式下，机器人的各个轴并非独立运动，为了完成指定的运动轨迹，机器人各轴联动配合，呈合成式运动。其运动形式如图1-6所示。各轴操作键功能如表1-5所示。图1-6 直角坐标示教表1-5 直角坐标示教的轴操作轴操作动作 + /沿直角坐标X轴移动 + /沿直角坐标Y轴移动 + /沿

6、直角坐标Z轴移动 + /沿直角坐标X轴转动 + /沿直角坐标Y轴转动 + /沿直角坐标Z轴转动3.工具坐标示教 工具坐标示教时，机器人刀尖点沿着机器人的机械手腕部分中所定义的工具坐标系的X、Y、Z轴直线移动或绕着X、Y、Z轴回转运动。在此示教模式下，机器人的各个轴也不是独立运动，为了完成指定的运动轨迹，机器人各轴联动配合，呈合成式运动。其运动形式如图1-7所示。各轴操作键功能如表1-6所示。图1-7 工具坐标示教表1-6 工具坐标示教的轴操作轴操作动作 + /沿工具坐标X轴移动 + /沿工具坐标Y轴移动 + /沿工具坐标Z轴移动 + /沿工具坐标X轴转动 + /沿工具坐标Y轴转动 + /沿工具

7、坐标Z轴转动二、机器人点位示教 机器人的示教过程是依靠操作员观察机器人及其挟持工具相对于作业对象的位姿，通过对示教器的操作，反复调整示教点处机器人的作业位姿、运动参数等，然后将满足作业要求的这些数据记录下来，再转入下一点的示教。由此可见，每一个示教点位都包含了机器人的位姿、运动参数等信息，机器人中用运动指令来表示这些信息。按下示教器上的功能键F1“教点资料”可进行点位运动指令的示教。运动指令由动作类型、位置数据格式、移动速度和定位类型构成，其格式如图1-8所示。图1-8 运动指令格式动作类型指定向指定位置的移动轨迹。运动类型包括：关节动作（J）、直线动作（L）、圆弧动作（C）。(1)关节动作J

8、关节动作是机器人移动到指定位置的基本的移动方法。机器人沿着所有轴同时加速，在示教速度下移动后，同时减速后停止。移动轨迹通常为非线性。在对结束点进行示教时记述动作类型。关节移动速度的指定，以相对最大移动速度的百分比来记述，或从sec、msec中选择。移动中的工具姿势不受到控制。其运动示意图如图1-9所示。图1-9 关节动作示意图(2)直线动作L直线动作是以线性方式对从动作开始点到结束点的刀尖点移动轨迹进行控制的一种移动方法。在对结束点进行示教时记述运动类型。直线移动速度的指定，从mm/sec、cm/min、inch/min、sec中选择。将开始点和目标点的姿势进行分割后对移动中的工具姿势进行控制

9、。其运动示意图如图1-10所示。图1-10 直线动作示意图(2)圆弧动作C 圆弧动作是从动作开始点通过经由点到结束点以圆弧方式对刀尖点移动轨迹进行控制的一种移动方法。其在一个指令中对经由点和目标点进行示教。圆弧移动速度的指定，从mm/sec、cm/min、inch/min、sec中选择。将开始点、经由点、目标点的姿势进行分割后对移动中的工具姿势进行控制。其运动示意图如图1-11所示。图1-11 圆弧动作示意图2.位置数据格式Pi为位置变量，是标准的位置资料存储变量。在对动作指令进行示教时，自动记录位置资料。i为位置号码，是用来参照位置变量的号码。位置号码在每次为程序示教动作指令时都被自动分配。

10、第一次分配P1,第二次分配P2,以此类推。3.移动速度移动速度指机器人的移动速度，在移动速度中指定的单位，根据动作指令所示教的动作类型而不同。（1）动作类型为关节动作的情况下，按如下方式指定： 在1-100%的范围内指定相对于最大移动速度的比率。 单位为sec时，在0.1-3200sec范围内指定移动所需的时间。 单位为msec时，在1-32000msec范围内指定移动所需的时间。（2）动作类型为直线动作或圆弧动作的情况下，按如下方式指定： 单位为mm/sec时，在1-2000mm/sec之间指定。 单位为cm/min时，在1-12000cm/sec之间指定。 单位为inch/min时，在0.1-4724.4inch/min之间指定。 单位为sec时，在0.1-3200sec范围内指定移动所需时间。 单位为msec时，在1-32000msec范围内指定移动所需时间。4.定位类型 定位类型用来定义动作指令中机器人动作结束方式。定位类型有两种：FINE和CNT。FINE：机器人到达目标位置停止（定位）后，向着下一个目标位置移动。CNT:机器人靠近目标位置，但是不到达目标位置，即向着下一个目标位置移动。机器人靠近目标位置的程