《KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用》 教案4.1 直线及相关运动编程

第17页共17页KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用教案学科KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用课题直线及相关运动编程教学目的及要求：掌握机器人3D模型的创建和工程下载。掌握机器人3D模型的创建和工程下载。掌握直线运动程序的编写及程序调试运行。掌握系统仿真的连接及仿真运行；掌握PTP点到点的运动指令；掌握Lin运动指令；掌握LinRel运动指令；教学重点：使用Kestudioscope软件打开仿真模型。PTP、Lin指令示教。教学难点：使用Kestudioscope软件打开仿真模型。PTP指令参数含义及应用。实验仪器及教具：多媒体网络教学平台、KEBA控制器、示教器

教学过程备注一、教学导入（约5分钟）回顾上次课的主要内容二、主要内容（约115分钟）、工程下载到控制器（约15分钟）、连接系统仿真（约30分钟）打开“KeStudioScope”软件。在“View”菜单中单击“New3D-View”，添加3D模型在打开的3D模型窗口中单击“startrecording（F5）”，运行仿真。检验仿真环境是否与控制器连接完好：在手动操作模式下按住示教器使能键，以关节坐标方式点动一下机器人各轴，查看3D模型是否与机器人运动同步。、直线运动指令介绍（约30分钟）PTP点到点的运动指令。Lin直线运动指令。PTPRel相对点到点运动指令。LinRel相对直线运动指令。WaitIsFinished同步指令。矩形运动轨迹编程操作演示及练习（40分钟）三、本节小结四、布置作业及其它课后作业：无续页一、工程下载到控制器将配置好紧急停止按键和使能键I/O的示例工程下载到控制器。二、连接系统仿真创建系统仿真环境的操作步骤见下表。表创建系统仿真环境的操作步骤序号操作说明效果图1双击打开KeStudioScope”软件2在“Target”菜单中单击“ConnecttoTarget”，与控制器建立通信连接3在Hostname中输入控制器ETHERNET0口的IP地址“192.168.101.100”，其他选项默认，单击“OK”按钮，进行控制器的连接4在“View”菜单中单击“New3D-View”，添加3D模型5选择3D模型的存储路径，单击“打开”按钮。路径为：V3_DemoPro310b_ArtarmTX60L_ForBigBox\scopeFiles续表序号操作说明效果图6在打开的3D模型窗口中单击“startrecording（F5）”，运行仿真7在3D模型窗口中，底部中央有三个切换视角按钮，从左至右分别是“缩放”、“旋转”、“平移”，单击不同的切换视角按钮后，用鼠标左键拖动屏幕中央的3D模型即可实现不同的视角切换8检验仿真环境是否与控制器连接完好：在手动操作模式下按住示教器使能键，以关节坐标方式点动一下机器人各轴，查看3D模型是否与机器人运动同步9需打开Activatesampler实时采样功能，确保仿真的效果与实际编程一致（一）运动指令组运动指令决定机器人的运动方式，运动指令包含以下部分：●PTP点到点的运动指令；●Lin直线运动指令；●PTPRel相对点到点运动指令；●LinRel相对直线运动指令；●WaitIsFinished同步指令；1.

PTP该指令表示机器人TCP末端将进行点到点的运动（pointtopoint），执行这条指令时所有的轴会同时插补运动到目标点。在程序中新建指令PTP，确认后弹出如图4.2所示窗口。图4.2PTP指令参数窗口PTP指令共有三个参数可配置，分别是pos、dyn、ovl（在整个PTP指令中，dyn和ovl参数是可选的，根据实际工艺进行选择）。1）pos参数pos表示关节点的位置，即执行PTP这条指令之后，TCP点会走到ap0点，其内部参数如图4.3所示（表示轴的位置，6轴机器人有6个轴的位置，如果只有三个轴的话，只显示到a3，其他的以此类推。后面的值表示轴相对于零点的位置，如果是旋转轴的话，单位是度，如果直线轴的话，单位是mm）。图4.3pos参数设置2）dyn参数dyn表示执行这条指令过程中机器人的动态参数，其中又包括12个参数，具体如图4.4所示。图4.4dyn参数设置（1）其中，velAxis、accAxis、decAxis、jerkAxis分别表示在自动运行模式下运动时的轴速度、轴加速度和减速度、轴的加加速度，其值是一个相对于最大值的百分比，值的范围是0%～100%。系统的默认值如图4.4所示，在PLC配置中可以设置，但是有时候默认值和PLC配置值会有略微偏差，具体如图4.5所示。图4.5参数设置1（2）另外4个参数vel、acc、dec、jerk分别表示在自动运行模式下运动时TCP点的速度、加速度、减速度和加加速度，在PLC配置时可以设置，具体如图4.6所示。图4.6参数设置2（3）4个参数velOri、accOri、decOri、jerkOri分别表示在自动运行模式下运动时TCP姿态变化的速度、加速度、减速度和加加速度，在PLC配置时可以设置，具体如图4.7所示。图4.7参数设置33）ovl参数ovl参数设置的方法详见单元5知识储备中的ovl指令。4）PTP指令配置不同参数（1）PTP指令中只配置了pos参数，没有配置dyn和ovl参数，如图4.8所示。图4.8PTP指令配置1（2）PTP指令中只配置了pos和dyn参数，没有配置ovl参数，如图4.9所示。图4.9PTP指令配置2（3）PTP指令中只配置了pos和ovl参数，没有配置dyn参数，如图4.10所示。图4.10PTP指令配置3（4）PTP指令中配置了pos、ovl和dyn参数，如图4.11所示。图4.11PTP指令配置4综上所述四种情况配置出的指令如图4.12所示。图4.12PTP指令在不同配置下的显示区别2.

LinLin指令为一种线性的运动命令，通过该指令可以使机器人TCP末端以设定的速度直线移动到目标位置，指令参数设置如图4.13所示。假如直线运动的起点与目标点的TCP姿态不同，那么TCP从起点位置直线运动到目标位置的同时，TCP姿态会通过姿态连续插补的方式从起点姿态过渡到目标点的姿态。图4.13Lin指令参数设置1）pos参数Lin指令中的pos参数是TCP点在空间坐标系中的位置，即执行Lin这条指令之后，TCP点会运动到cp0点，其内部参数如图4.14所示（x、y、z分别表示TCP点在参考坐标系三个轴上的位置，a、b、c表示TCP点姿态，mode表示机器人运行工程中的插补模式，在指令执行过程中，轨迹姿态插补过程中插补模式不能更改）。图4.14pos参数2）dyn参数dyn参数与PTP指令中的dyn参数一致。3）ovl参数ovl参数与PTP指令中的ovl参数一致。4）Lin指令配置不同的参数（1）Lin指令中只配置了pos参数，没有配置dyn和ovl参数，如图4.15所示。图4.15Lin指令配置1（2）Lin指令中只配置了pos和dyn参数，没有配置ovl参数，如图4.16所示。图4.16Lin指令配置2（3）Lin指令中只配置了pos和ovl参数，没有配置dyn参数，如图4.17所示。图4.17Lin指令配置3（4）Lin指令中配置了pos、ovl和dyn参数，如图4.18所示。图4.18Lin指令配置4综上所述四种情况配置出的指令如图4.19所示。图4.19Lin指令在不同配置下的显示区别3.

PTPRel该指令为PTP插补相对偏移指令，该指令的相对偏移可以是位移也可以是角度。该指令总是以当前机器人位置或者上一步运动指令的目标位置为起点位置，然后机器人相对移动位移偏移或者角度偏移。PTPRel指令中还可以设置dyn和ovl参数，如图4.20所示。图4.20PTPRel参数设置例如，生成指令PTP（ap0）和PTPRel（ad0），机器人首先执行PTP（ap0）指令，然后执行PTPRel（ad0）指令。当执行PTPRel指令时则相对于PTP指令的目标点ap0做偏移运动，假如在PTPRel中设置了da1:real的值为30，那么PTPRel指令运行时相对于ap0点向A1的正方向转动了30°，其他轴无转动。参数dist中的da1、da2、da3、da4、da5、da6表示的是各个轴相对的偏移量，如果是旋转轴，单位是度，如果是直线轴的话，单位是mm。该例使用的是六轴关节机器人，所以这里有六个参数，单位都是度。如果是三轴的直线坐标系，则只有三个参数，单位是mm，其他的以此类推。另外两个参数，动态与动态逼近参数与PTP指令中的一样。4.LinRel该指令为线性插补相对运动指令，该指令的相对偏移是位移，还有机器人的姿态。该指令总是以当前机器人位置或者上一步运动指令的目标位置为起点位置，然后机器人相对移动位移偏移或者姿态偏移。LinRel指令中还可以设置Dyn和Ovl参数，与PTPRel指令类似，其设置如图4.21所示。图4.21LinRel参数设置参数dist中的dx、dy、dz表示的是在空间坐标系下在x、y、z三个方向上的相对偏移，单位是mm；da、db、dc表示的是机器人的姿