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1、 6.6 機(jī)器人編程及示教、再現(xiàn)山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0226.6.1 機(jī)器人編程 目前，不像數(shù)控機(jī)床那樣有APT語(yǔ)言，機(jī)器人編程還沒(méi)有公認(rèn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，各制造廠商有各自的機(jī)器人編程語(yǔ)言。機(jī)器人編程可分為三個(gè)水平： 1、用示教盒進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程。 2、直接的機(jī)器人語(yǔ)言編程。 包括：a、專(zhuān)用機(jī)器人語(yǔ)言。 b、添加了機(jī)器人庫(kù)的已有計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。 3、面向任務(wù)的機(jī)器人編程語(yǔ)言。 機(jī)器人編程技術(shù)的一種發(fā)展方向是：離線編程與仿真：像CAD/CAM那樣。 現(xiàn)在的機(jī)器人，一般都具有前兩種編程方法。山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/023 以焊接機(jī)器人為例，焊接時(shí)機(jī)器人是按
2、照事先編輯好的程序運(yùn)動(dòng)的，這個(gè)程序一般是由操作人員按照焊縫形狀示教機(jī)器人并記錄運(yùn)動(dòng)軌跡而形成的。 示教是一種機(jī)器人的編程方法，示教分為三個(gè)步驟： 1、示教。 2、存儲(chǔ)。 3、再現(xiàn)。 6.6.2 機(jī)器人的示教與再現(xiàn)山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/024什么是示教與再現(xiàn)？什么是示教與再現(xiàn)？ “示教”就是機(jī)器人學(xué)習(xí)的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，操作者要手把手教會(huì)機(jī)器人做某些動(dòng)作。 “存儲(chǔ)”就是機(jī)器人的控制系統(tǒng)以程序的形式將示教的動(dòng)作記憶下來(lái)。 機(jī)器人按照示教時(shí)記憶下來(lái)的程序展現(xiàn)這些動(dòng)作，就是“再現(xiàn)”過(guò)程。 示教可分為：在線示教方式和離線示教方式。 6.6.2 機(jī)器人的示教與再現(xiàn)山東大學(xué)機(jī)械
3、工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/025一、在線示教方式：在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)操作對(duì)象進(jìn)行的一種編程方法，常用的有：1、人工引導(dǎo)示教 由有經(jīng)驗(yàn)的操作人員移動(dòng)機(jī)器人的末端執(zhí)行器，計(jì)算機(jī)記憶各自由度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 特點(diǎn)：簡(jiǎn)單，但精度受操作者的技能限制。2、輔助裝置示教 對(duì)一些人工難以牽動(dòng)的機(jī)器人，例如一些大功率或高減速比機(jī)器人，可以用特別的輔助裝置幫助示教。3、示教盒 為了方便現(xiàn)場(chǎng)示教，一般工業(yè)機(jī)器人都配有示教盒，它相當(dāng)于鍵盤(pán)，有回零、示教方式、數(shù)字、輸入、編輯、啟動(dòng)、停止等鍵。6.6.2 機(jī)器人的示教與再現(xiàn)山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/026示教盒山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所
4、2010/09/027二、離線示教 原因：1、不便于現(xiàn)場(chǎng)操作，2、工作量大、精度低。 方法包括： 1、解析示教 將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)直接用于示教，并利用傳感技術(shù)進(jìn)行必要的修正。 2、任務(wù)示教 指定任務(wù)，以及操作對(duì)象的位置、形狀，由控制系統(tǒng)自動(dòng)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)路徑。 任務(wù)示教是一種發(fā)展方向，具有較高的智能水平，目前仍處于研究中。6.6.2 機(jī)器人的示教與再現(xiàn)山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/028一、應(yīng)用程序的組成一、應(yīng)用程序的組成 應(yīng)用程序由主模塊和程序模塊組成。主模塊包含主程序。程序模塊包含程序數(shù)據(jù)和完成特定任務(wù)的例行程序。二、系統(tǒng)模塊的組成二、系統(tǒng)模塊的組成 系統(tǒng)模塊包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)
5、和例行程序。 所有ABB機(jī)器人都自帶兩個(gè)系統(tǒng)模塊： USER模塊和BASE模塊。 使用時(shí)對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)生成的任何模塊不能進(jìn)行修改。6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/029三、編程指令及應(yīng)用三、編程指令及應(yīng)用1、基本運(yùn)動(dòng)指令及其應(yīng)用、基本運(yùn)動(dòng)指令及其應(yīng)用 常用基本運(yùn)動(dòng)指令有：MoveL、MoveC （1）、MoveL：直線運(yùn)動(dòng)，只需確定起點(diǎn)和終點(diǎn)，可示教輸入或鍵輸入。例如，MoveL p1，v100，z10，tool1； p1：目標(biāo)位置。 v100：機(jī)器人運(yùn)行速度。 z10：轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸。 tool1：工具坐標(biāo)。6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)
6、械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0210圖：轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸圖：轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸 zone指機(jī)器人TCP（即tool centre position ）不達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，而是在距離目標(biāo)點(diǎn)一定長(zhǎng)度（通過(guò)編程確定，如z10）處圓滑繞過(guò)目標(biāo)點(diǎn)，如下圖中的P1點(diǎn)。6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0211（2）圓弧運(yùn)動(dòng)指令MoveC 圓弧由起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)三點(diǎn)確定，使用圓弧運(yùn)動(dòng)指令MoveC，需要示教確定運(yùn)動(dòng)路徑的起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)。圓弧運(yùn)動(dòng)路徑如圖所示。圖：圓弧運(yùn)動(dòng)路徑圖：圓弧運(yùn)動(dòng)路徑6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/0
7、9/0212 起點(diǎn)為P0，也就是機(jī)器人的當(dāng)前位置，使用MoveC指令會(huì)自動(dòng)顯示需要確定的另外兩點(diǎn)，即中點(diǎn)和終點(diǎn)，程序語(yǔ)句如下：例：MoveC p1，p2，v100，z1，tool1（3）、輸入輸出指令輸入輸出指令 Do指機(jī)器人輸出信號(hào)，di指輸入機(jī)器人信號(hào)，輸入輸出信號(hào)有兩種狀態(tài)：“1”為接通；“0”為斷開(kāi)。 1） 設(shè)置輸出信號(hào)指令 Set do1Set do1 2）復(fù)位輸出信號(hào)指令 Reset do1Reset do1 3）輸出脈沖信號(hào)指令 PulseDO do1PulseDO do16.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0213（4）、程序流程指
8、令）、程序流程指令判斷執(zhí)行指令I(lǐng)F 循環(huán)執(zhí)行指令WHILE循環(huán)指令運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人循環(huán)直到不滿足判斷條件后，才跳出循環(huán)指令，執(zhí)行后面的指令。 （5）、機(jī)器人停止指令）、機(jī)器人停止指令 Stop指令：指令：機(jī)器人停止運(yùn)行，軟停止指令，直接在下一句指令啟動(dòng)機(jī)器人； Exit指令：指令：機(jī)器人停止運(yùn)行，并且復(fù)位整個(gè)運(yùn)行程序，將程序指針移至主程序第一行。下次運(yùn)行程序時(shí)，機(jī)器人程序必須從頭開(kāi)始。6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02146賦值指令賦值指令 Date ：= Value Date：指被賦值的數(shù)據(jù) Value：指該數(shù)據(jù)被賦予的值。7.等待指令等待指
9、令 WaitTime Time 等待指令是讓機(jī)器人運(yùn)行到該程序是等待一段時(shí)間（Time 機(jī)器人等待的時(shí)間）。6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02156.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介新建與加載程序：新建與加載程序： 新建與加載一個(gè)程序的步驟如下：新建與加載一個(gè)程序的步驟如下： （1）在主菜單下，選擇程序編輯器； （2）選擇任務(wù)與程序； （3）若創(chuàng)建新程序，按新建，然后打開(kāi)軟件盤(pán)對(duì)程序進(jìn)行命名；若編輯已有程序，則選加載程序，顯示文件搜索工具； （4）在搜索結(jié)果中選擇需要的程序，按確認(rèn)，程序被加載。山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0
10、216運(yùn)行程序 ： 先用手動(dòng)低速，單步執(zhí)行，再連續(xù)執(zhí)行。1、單步運(yùn)行運(yùn)行時(shí)是從程序指針指向的程序語(yǔ)句開(kāi)始，運(yùn)行步驟如下： 1）將機(jī)器人切換至手動(dòng)模式 2）按住示教器上的使能鍵 3）按單步向前或單步向后，單步執(zhí)行程序。執(zhí)行完一句即停止。6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02172、自動(dòng)運(yùn)行程序 自動(dòng)運(yùn)行程序的步驟如下： （1）插入鑰匙，將運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換到自動(dòng)模式。 （2）按馬達(dá)上電/失電按鈕激活電機(jī)； （3）按連續(xù)運(yùn)行鍵開(kāi)始執(zhí)行程序； （4）按停止鍵停止程序； （5）插入鑰匙, 運(yùn)轉(zhuǎn)模式返回手動(dòng)狀態(tài)。6.6.3 ABB機(jī)器人編程簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)
11、院機(jī)電工程研究所2010/09/0218為什么要進(jìn)行主從操作？ 1、目前機(jī)器人智能水平有限，單靠機(jī)器人還很難達(dá)到人們的要求。 2、工作環(huán)境惡劣，人類(lèi)無(wú)法直接完成，最好的辦法是遙控操作。 所謂主從操作就是在人的監(jiān)控下機(jī)器人完成特定的工作，與它對(duì)應(yīng)的是自主操作。 主從操作也稱(chēng)為遙控操作，可分為近距離主從操作和遠(yuǎn)距離遙控操作。6.7 主從操作簡(jiǎn)介山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02196.7 主從操作簡(jiǎn)介目前最常見(jiàn)的主從操作應(yīng)用是： 1、核燃料處理 2、機(jī)器人手術(shù) 3、空間機(jī)器人應(yīng)用山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0220外科手術(shù)機(jī)器人主要部件：主要部件： 1、外科醫(yī)生控制臺(tái) 2、床旁機(jī)械臂系統(tǒng) 3、成像系統(tǒng)山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0221外科手術(shù)機(jī)器人簡(jiǎn)介 利用放大機(jī)構(gòu)在顯微鏡下完成復(fù)雜的顯微外科手術(shù)。
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