《工業(yè)機器人現(xiàn)場編程（KUKA）（陳小艷）》配套PPT課件
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沿軌跡運動的姿態(tài)導引掌握機器人沿軌跡運動的兩種方式，即直線運動和圓周運動。了解機器人的三種奇點位置。了解PTP運動、LIN直線運動和CIRC圓弧運動的軌跡逼近方式。掌握機器人進行直線運動和圓弧運動的不同方式下的姿態(tài)導引。主要內容機器人在某個位置，即便在給定狀態(tài)和步驟順序的情況下，也無法通過逆向變換得出唯一數(shù)值時，即認為是一個奇點位置?；蛘弋敊C器人最小的笛卡爾變化也能導致非常大的軸角度變化時，也稱作機器人奇點位置。奇點不是機械特性，而是數(shù)學特性，處于此原因，奇點只存在于軌跡運動范圍內，而在軸運動時不存在。具備6個自由度的KUKA機器人具有3個不同的奇點位置：過頂奇點1、延展位置奇點2、手軸奇點3。機器人奇點對于過頂奇點來說，腕點（即A4、A5、A6軸的交叉點）垂直于機器人的軸A1。此時，軸A1的位置不能通過逆向變換明確確定，且可以賦以任意值。過頂奇點1對于延展位置奇點來說，腕點正好處于軸A2、A3的延長線上，此時，機器人處于工作范圍的邊緣。通過逆向變換可以得出唯一的軸角度，但較小的笛卡爾速度變化將導致軸A2和A3的軸速較大。延展位置奇點2對于手軸奇點來說，軸A4和軸A6彼此平行，并且軸A5處于0.01812的范圍內。此時，通過逆向變換無法明確確定兩軸的位置，因為軸A4與軸A6平行，可以有任意多的可能性，但其軸角度總和均相同。手軸奇點5PTP運動的軌跡逼近機器人TCP離開可以準確到達目標點的軌道，采用另一條更快的軌道。在運動編程時即確定了與目標點的距離，即所允許的TCP最早偏離軌道時與目標點的距離。它的軌道變化不可預見，而且，在軌道的哪一側經過也無法預測。機器人運動軌跡逼近LIN直線運動和CIRC圓弧運動軌跡逼近機器人TCP離開可以準確到達目標點的軌道，采用另一條更快的軌道。逼近距離這個值確定了從結束點到逼近運動開始點的距離。它的軌跡曲線不是圓弧，相當于兩條拋物線。在SLIN運動方式下的姿態(tài)導引類型有3種：1.“標準”類型工具的方向在運動過程中不斷變化。2.“手動PTP”類型機器人沿軌跡運動的姿態(tài)導引工具的方向在運動過程中不斷變化，這是手軸角度的線性轉換造成的，但這種變化是不均勻的，所以當機器人需要精確的保持特定方向運行時，不宜使用。在機器人以標準方式到達手軸奇點時就可以使用手動PTP類型，因為是通過手軸角度的線性軌跡逼近進行姿態(tài)變化。3.“恒定”類型機器人以此種類型運動時，工具的姿態(tài)在運動期間保持不變，與在起點所示教的一樣。對于目標點來說，已編程方向被忽略，而起點的已編程方向仍然保持。在SCIRC運動方式下的姿態(tài)導引機器人在SCIRC運動方式下的姿態(tài)導引與SLIN基本相同，也有3種：1.“標準”類型和“手動PTP”類型這兩種類型的姿態(tài)導引，工具的方向在運動過程中不斷變化。2.“恒定”類型機器人以“恒定”方式運動時，工具的姿態(tài)在運動期間保持不變，與在起點示教時一樣，在終點示教的姿態(tài)被忽略。依照參照基準的不同，工具的運動形式稍有不同。1）“恒定”方式導引，并以基準為參照2）“恒定”方式導引，并以軌跡為參照創(chuàng)建SLIN運動機器人在進行SLIN運動示教編程之前，需要確保機器人處于T1運行模式下，并且機器人程序已選定。步驟如下：1.首先，將機器人的工具TCP移向應被設為目標點的位置。2.然后，將機器人光標定位在需要添加程序的空行處。3.單擊“指令”按鈕，在出現(xiàn)的下拉列表中選擇“運動”，選擇指令“SLIN”，此時，出現(xiàn)SLIN運動聯(lián)機表格。創(chuàng)建沿軌跡運動的編程（使用聯(lián)機表格）序號說明1機器人運動方式：SLIN-直線運動2目標點名稱：由系統(tǒng)自動賦予，可以被改寫。需要編輯點數(shù)據(jù)時請觸摸箭頭，相關選項窗口即自動打開。3CONT：表示目標點被軌跡逼近空白：表示將精確的移至目標點4速度：機器人做直線運動時，運動速度為0.001-2m/s5運動數(shù)據(jù)組的名稱：由系統(tǒng)自動賦予，可以被改寫。需要編輯點數(shù)據(jù)時請觸摸箭頭，相關選項窗口即自動打開。6通過“切換參數(shù)”可顯示和隱藏該選項含邏輯參數(shù)的數(shù)據(jù)組名稱，由系統(tǒng)自動賦予，可以被改寫。需要編輯數(shù)據(jù)時請觸摸箭頭，相關選項窗口即自動打開。4.在聯(lián)機表格中輸入相應的程序信息5.然后觸摸目標點右邊的箭頭圖標，即可打開坐標系設置窗口。輸入工具和基坐標系的相關數(shù)據(jù)，以及關于插補模式的數(shù)據(jù)和碰撞監(jiān)控的相關數(shù)據(jù)。6.在移動參數(shù)設置窗口，可以設置加速度和傳動裝置加速度變化率，另外，如果已經激活軌跡逼近，則也可更改軌跡逼近距離，機器人的方向導引也可在此窗口中進行設置，點擊運動數(shù)據(jù)組處的箭頭，移動參數(shù)設置窗口打開。序號說明1軸速：數(shù)值以機床數(shù)據(jù)中給出的最大值為基準，范圍為1-100%2軸加速度：數(shù)值以機床數(shù)據(jù)中給出的最大值為基準，范圍為1-100%3傳動裝置加速度變化率：加速度變化率是指加速度的變化量。數(shù)值以機床數(shù)據(jù)中給出的最大值為基準，范圍為1-100%4選擇姿態(tài)導引：標準手動PTP恒定的方向導引5只有在聯(lián)機表單中選擇了CONT之后，此欄才顯示。目標點之前的距離，最早在此處開始逼近，此距離最大可為起始點至目標點距離的一般，如果在此處輸入了一個更大數(shù)值，則此值將被忽略而采用最大值。7.各個選項設置完成后，單擊“指令OK”按鈕，程序創(chuàng)建完成，TCP的當前位置被當做目標點進行示教。創(chuàng)建SCIRC運動機器人在進行SCIRC運動示教編程之前，需要確保機器人處于T1運行模式下，并且機器人程序已選定。步驟如下：1.首先，將光標定位在需要添加程序的空白行處。2.然后，單擊“指令”按鈕，在其下拉列表中單擊“運動”，選擇指令“SCIRC”，即可出現(xiàn)SCIRC的聯(lián)機表單。序號說明1機器人運動方式：SCIRC-圓弧運動2輔助點名稱，由系統(tǒng)自動賦予，可以被改寫3目標點名稱，由系統(tǒng)自動賦予，可以被改寫4CONT：表示目標點被軌跡逼近空白：表示精確移動到目標點續(xù)表序號說明5速度：機器人速度范圍為0.001-2m/s6運動數(shù)據(jù)組名稱，由系統(tǒng)自動賦予，可以被改寫。需要編輯點數(shù)據(jù)時請觸摸箭頭，相關選項窗口即自動打開。7圓心角：表示機器人在執(zhí)行圓弧運動時所轉過的角度，范圍為-9999至+9999如果輸入的圓心角小于-400或大于+400，則在保存聯(lián)機表單時，系統(tǒng)會自動詢問是否要確認或取消輸入。8通過切換參數(shù)可顯示或隱藏該欄含邏輯參數(shù)的數(shù)據(jù)組名稱，由系統(tǒng)自動賦予，可以被改寫。需要編輯數(shù)據(jù)時請觸摸箭頭，相關選項即自動打開。3.然后，在聯(lián)機表單中輸入相應的參數(shù)。4.觸摸目標點名稱處的箭頭，打開坐標系設置窗口，在設置窗口中輸入工具和基坐標系的相關數(shù)據(jù)，以及插補模式和碰撞監(jiān)控的數(shù)據(jù)。5.然后點擊數(shù)據(jù)組旁的箭頭，打開參數(shù)選項窗口，在運動參數(shù)選項窗口中設置加速度和加速度變化率，如果已經激活軌跡逼近，也可以更改軌跡逼近的距離，另外，還可以設置圓周運動的方向導引。序號說明1軸速：數(shù)值以機床給出的最大值為準，范圍為1-100%2軸加速度：數(shù)值以機床數(shù)據(jù)給出的最大值為準，范圍為1-100%3傳動裝置加速度變化率。加速度變化率是指加速度的變化量。數(shù)據(jù)以機床數(shù)據(jù)中給出的最大值為準。范圍為1-100%續(xù)表6.移動參數(shù)設置完成后，點擊參數(shù)選項窗口中的“圓周配置”選項卡，可設置輔助點的特性，此選項是在SCIRC運動中，為輔助點設置編程姿態(tài)而設定的，此特性僅在專家用戶組以上級別可用。序號說明4選擇姿態(tài)導引：標準、手動PTP、恒定的方向導引5選擇姿態(tài)導引的參照系：以基準為參照、以軌跡為參照6只有在聯(lián)機表單中選擇了CONT，此欄才顯示。目標點之前的距離，最早在此處開始比逼近，此距離最大可為起始點至目標點距離的一般，如果在此處輸入了一個更大值，則此值將被忽略而采用最大值。序號說明1選擇輔助點上的姿態(tài)特性，有3種：Consider：機器人控制系統(tǒng)選擇接近輔助點編程姿態(tài)的路徑（此項為默認選項）Interpolate：TCP在輔助點上接受已編程的姿態(tài)Ignore：機器人控制系統(tǒng)忽略輔助點的編程姿態(tài)，TCP的起始姿態(tài)以最短的距離過渡到目標姿態(tài)2只有在聯(lián)機表格中選擇了ANGLE之后，此欄才顯示。選擇目標點上的姿態(tài)特性，有2個選項：Extrapolate：姿態(tài)根據(jù)圓心角調整，如果圓心角延長運動，則編程目標點上接受已編程的姿態(tài)，繼續(xù)相應調整姿態(tài)直至實際目標點，如果圓心角縮短運動，則不會達到已編程的姿態(tài)。Interpolate：在實際的目標點上接受目標點的編程姿態(tài)。7.運動參數(shù)選項設置完成后，將機器人TCP移至要示教的圓弧輔助點，然后點擊“輔助點坐標”，保存輔助點坐標數(shù)據(jù)。8.然后，將機器人TCP移至要示教的目標點，點擊“目標點坐標”，保存目標點數(shù)據(jù)。9.最后，點擊“指令OK”按鈕，完成指令程序。通過了解機器人奇點位置，掌握機器人在運動過程中，如何規(guī)避奇點位置。掌握機器人運動軌跡逼近的方法和沿軌跡運動的姿態(tài)導引，優(yōu)化機器人運動軌跡。通過學習創(chuàng)建SLIN運動和SCIRC運動，能進行簡單的機器人編程運動?？偨Y
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工業(yè)機器人現(xiàn)場編程（KUKA）（陳小艷）
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