《工业机器人现场编程》课件-任务3.2.2-3.2.3创建涂胶机器人坐标系与工作站数据

创建涂胶机器人坐标系与工作站数据工业机器人现场编程3421课堂导入新知学习训练巩固评价总结知识目标1.掌握工具坐标系的概念和意义；2.掌握工具坐标系的设定和切换。3.掌握涂胶机器人工作站数据技能目标1.根据工况要求，来定义工具坐标系的方向；2.能分清操纵摇杆与坐标系方向的关系。3.能够创建涂胶机器人工作站数据重点难点1.掌握工具坐标系的概念和意义；2.掌握工具坐标系的设定及切换。1.根据工况要求，来定义工具坐标系的方向；2.能分清操纵摇杆与坐标系方向的关系。机器人为什么可以绕着一个点做空间旋转运动，机器人是何种运动1.机器人是用哪种方式实现工具快换及打磨焊接的？工具坐标系将工具中心点设为零点，它会由此定义工具的位置和方向。工具坐标系经常缩写为TCPF，而工具坐标中心缩写为TCP（toolcenterpoint）执行程序时，就是将TCP移至编程位置，这就意味者，如果要更改工具（或工具坐标系），

机器人的移动将随之变更，以便新的TCP达到目标所有的机器人在手腕处都有一个预定义的坐标系tool0。这就可以将一个或者多个工具的坐标系定义为tool0的位移值。工具坐标系1、创建胶枪工具数据工具坐标系

工具数据tooldata用于全面描述作业工具特性的程序数据，它不仅包括了工具姿态参数，而且还包含了TCP位置、工具安装、工具质量和重心等诸多参数。

一般不同的机器人应用配置不同的工具，以如说弧焊的机器人就使用弧焊枪作为工具，而用于搬运板材的机器就会使用吸盘式的夹具作为工具，如图所示。工具坐标系中的参数释义工具数据安装方式:TRUE移动)/FALSE(固定)工具位置

工具姿态mass负载质量重心位置cog重心方向

负载惯量工具坐标系中的参数释义注：工具坐标的以上全部程序数据在示教器中的程序数据中实时显示，可随时查看，无需自行计算。注意：mass（重量），cog（重心），这个是定义工具重量和重心的参数，根据实际情况设定。mass默认为-1，工具是不能使用的，为了验证我们工具，此时修改为0.001。工具坐标系中的意义案例：焊接时,通常我们把TCP（tool1）定义到焊丝的尖端，方便我们现场调试和姿态的旋转，当然我们也可以利用默认的工具TCP(tool0)进行实现。利用工具坐标示教对比tool0和tool1的区别？当我们需要将焊枪从0#位置沿着焊枪垂直方向移动到1#位置，利用tool0时，我们需要XYZ同时配合才能到达1#，而利用tool1时，我们只需要沿着Z轴就到达1#，是不是很方便快捷工具坐标系的变换工具坐标系的设定TCP的设定原理如下：（1）在定义工业机器人工作范围内找一个非常精确的固定点作为参考（2）在工具上确定一个参考点（最好是工具的中心点）（3）前面介绍的手动操纵工业机器人的方法移动工具上的参考点，将四种不同的工业机器人姿态尽可能与固定点刚好碰上（4）工业机器人通过这四个位置点的位置数据计算求得TCP数据，然后TCP数据保存在tooldata程序数据中被程序调用固定点定义工具坐标系定义工具坐标系时可使用三种不同的方法，所有这三种方法都需要您定义工具中心点的笛卡尔坐标，不同的方法对应不同的方向定义方式。方法定义方向TCP（默认方向)将方向设置为与机器人安装平台相同的方向TCP&Z设立Z轴方向TCP&Z,X设立X轴和Z轴方向每点的姿态相差尽量大些，这样有利于TCP精度的提高。四点法四点法：TCP（默认方向）移动工具上的参考点，以四种不同的姿态（P1-P4)尽可能的与固定点刚好碰上1.四点法只转换坐标系位置，不改变坐标系方向2.接近参考点时，降低速度以防碰撞1243五点法该标定方法用于，对工具的工作方向在定位和操作有要求。例如：MIG/MAG焊接，激光或者水切割等。五点法：TCP&Z1.第四点与固定参考点的轴线在一条直线上2.Z方向为从延伸点指向原点1234延伸点Z原点+Z六点法该方法用于，如果在定位和操作时，对坐标的3个轴的方向有要求，例如：焊接枪和夹具等。

六点法：TCP&Z、X

实际X、Z方向为从延伸点指向原点123延伸点Z延伸点X原点4+Z+X方向分析分析工具TCP点的目标位置（参考方向移植到TCP点）数据创建创建工具数据数据定义定义工具数据误差观察校准点示教、观察平均误差是否达到要求精度验证重定位任务分布演练步骤1.手动操纵2.动作模式选择线性、参考坐标系选择大地坐标、工件坐标选择wobj0,单击工具坐标tool03.新建工具坐标tool_new4.开始标定5.选择5点法6.点1,,示教保存7.点2,,示教保存8.点3,示教保存9.点4,,示教保存10.延伸Z,,示教保存11.确定后，观察误差，越小越精确12.更改工具重量，同步到工作站，此时可以查看到tcp13同步到工作站，此时可以查看到tcp重定位验证分析工具TCP点的目标位置（参考方向移植到TCP点）如果使用搬运的夹具，一般工具数据的设定方法如下：以图中搬运薄板的真空吸盘夹具为例，质量是25kg，重心在默认tool0的Z正方向偏移250mm，TCP点设定在吸盘的接触面上，从默认tool0上的Z正方向偏移了300mm。Z=3001：在“手动操纵”界面，点击【工具坐标】2：单击“新建…”。3：在“新建”页面，单机“初始值”。4：TCP点设定在吸盘的接触面上，从默认tool0上的Z正方向偏移了300mm，在此画面中设定对应的数值。5：此工具质量是25kg，重心在默认tool0的Z正方向偏移250mm,在画面中设定对应的数值，然后单击“确定”，设定完成。针对本次涂胶工作要求，先设计好机器人的控制逻辑，再理清涂胶机器人的工作过程，最后进行工作流程图绘制。工作流程图可参考下图所示，但需要在此基础上进一步细化，增加运行涂胶轨迹2、3的工作流程。机器人运行启动等待启动信号到达安全点位组信号=2运行涂胶轨迹2组信号=3运行涂胶轨迹3报错回到安全点位通知涂胶完成否否是是2、创建涂胶机器人工作站数据由图可见，涂胶工作站的机器人程序数据主要有工具（胶枪）数据和点位数据和IO信号数据。1.工具数据为了便于后期点位数据的调试和涂胶枪姿态的控制，达到涂胶路径精确的目的，需要将工具中心点(TCP)移动至涂胶枪末端。为达到此目的，新建工具Toolglue，采用四点法测量出tans参数值，采用重心与质量测量步骤分别测量出cog和mass参数值2.点位数据

根据图2-96所示工作流程图，机器人需要的点位数据主要有三部分。第一部分为运行涂胶轨迹2所需要的点位数据;第二部分为运行涂胶轨迹3所需的点位数据，第三部分为回到安全位置需要的点位数据。

运行直线轨迹只需要起点和终点两个点位数据，运行圆弧需要起点、中间点、终点三个点位数据。运行轨迹为完整圆时，至少要拆分为两段圆弧分别运行。运行涂胶轨迹2的点位数据参考下图所示(可多划分成几段圆弧)，运行涂胶轨迹3的点位数据参考下图所示。轨迹2的点位数据轨迹3的点位数据涂胶机器人工作站影响涂胶质量的工艺数据有：提前开启/关闭胶枪的时间；涂胶时胶枪的涂胶速度（要大于设定的机器人移动速度20～30%）；涂胶系统供胶流量值以及胶枪与工件的距离值。其中涂胶系统可以独立设定提前开启/关闭胶枪的时间。涂胶机器人工作站影响涂胶质量的工艺数据有

涂胶时胶枪涂胶移动速度及胶枪TCP速度要与涂胶系统供胶流量值匹配，可以在调试中验证合适的机器人TCP移动速度。需要注意的是如果使用的是固定胶枪，机器人带动工件进行涂胶，则必须使用用户坐标系时。才能保证机器人所设定的TCP速度才是真实的涂胶速度。涂胶速度不宜太快或者波动太大，轨迹要尽量平滑，涂胶质量才能得到保证。涂胶机器人工作站影响涂胶质量的工艺数据有

调试模拟量信号输出来控制涂胶系统供胶流量值（也可以在涂胶系统中独立设定）。供胶流量必须与涂胶行走速度和胶枪与工件的距离值三者配合调试，才能获得良好的涂胶质量。

胶枪与工件的距离值一般为2～5mm，可根据涂胶系统工作能力来调试验证。

尺寸数据：工件的长和宽分别为200mm和100mm，这为涂胶路径提供了明确的界限。

形状分析：矩形工件允许我们采用规则的涂胶模式，例如沿长边和宽边进行均匀涂胶。涂胶机器人工作站影响涂胶质量的工艺数据有

选择合适的涂胶参数，如出胶量和速度，需要考虑胶水的粘度和干燥时间。假设胶水粘度为中等，干燥时间为特定值，这些信息对于确定涂胶程序中的参数至关重要。

粘度考量：中等粘度的胶水需要适中的出胶压力和速度，以确保涂胶的连续性和均匀性。

干燥时间：了解胶水的干燥时间有助于设置涂胶程序的工作节奏，避免在胶水未干前进行下一步操作，导致涂层不均匀或粘连。1.应用TCP默认方向法，标定末端操作器顶点定义TCP，平均误差少于0.5mm，并通过重定位运动检验TCP标定的正确性;2.应用TCP&Z.X法，标定末端操作器顶点定义TCP，创建的工具坐标方向如图所示，平均误差少于0.5mm，并通过重定位运动检验TCP中心点标定的正确性，将坐标系变换至工具坐标下，检验工具坐标方向的正确性;3.简述定义工具坐标系三种方法的区别，并举例每种方法的应用场合;4.创建涂胶机器人工作站数据；5.总结实验流程。阶段练习序号考核内容分数备注1应用TCP默认方向法，标定末端操作器顶点定义TCP，平均误差少于