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(2)移动示教器上的操纵杆,发现左右摇杆控制机器人TCP点左右运动,前后摇杆控制机器人TCP点前后运动,逆时针或顺时针旋转摇杆控制机器人TCP点上下运动。
图1-4线性运动模式操纵界面
(3)点击“动作模式”,进入模式选择界面。
选择“重定位”,点击“确定”,动作模式设置成了重定位运动,如图1-5所示。
图1-5“重定位”动作模式的选择
(4)移动示教器上的操纵杆,发现机器人围绕着TCP运动。
3.工具坐标系建立
工业机器人是通过末端安装不同的工具完成各种作业任务。
要想让机器人正常作业,就要让机器人末端工具能够精确地达到某一确定位姿,并能够始终保持这一状态。
从机器人运动学角度理解,就是在工具中心点(TCP)固定一个坐标系,控制其相对于基座坐标系或世界坐标系的姿态,此坐标系称为末端执行器坐标系(Tool/TerminalControlFrame,TCF),也就是工具坐标系。
默认工具坐标系的原点位于机器人安装法兰的中心,当接装不同的工具(如焊枪)时,工具需获得一个用户定义的工具坐标系,其原点在用户定义的参考点(TCP)上,如图2-1-4所示,这一过程的实现就是工具坐标系的标定。
它是机器人控制器所必需具备的一项功能。
a)b)
图1-6机器人工具坐标系的标定
大多数工业机器人都具备工具坐标系多点标定功能。
这类标定包含工具中心点(TCP)位置多点标定和工具坐标系(TCF)姿态多点标定。
TCP位置标定是使几个标定点TCP位置重合,从而计算出TCP,即工具坐标系原点相对于末端关节坐标系的位置,如四点法;
而TCF姿态标定是使几个标定点之间具有特殊的方位关系,从而计算出工具坐标系相对于末端关节坐标系的姿态,如五点法(在四点法的基础上,除能确定工具坐标系的位置外还能确定工具坐标系的Z轴方向)、六点法(在四点、五点的基础上,能确定工具坐标系的位置和工具坐标系X、Y、Z三轴的姿态)。
为获得准确的TCP,下面分别以四点法和六点法为例进行操作。
●四点法
(1)在机器人动作空间内找一个非常精确的固定点作为参考点。
(2)在工具上确定一个参考点(最好是工具中心TCP)。
(3)按之前介绍的手动操纵机器人的方法移动工具参考点,以四种不同的工具姿态尽可能与固定点刚好碰上。
四个点的姿态尽量相差大一些,请参考图1-7中的a)-d)这四张图。
(4)机器人控制柜通过前4个点的位置数据即可计算出TCP的位置
●六点法
(1)在机器人动作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点。
第四点是用工具的参考点垂直于固定点,第五点是工具参考点从固定点向将要设定的TCP的X方向移动,第六点是工具参考点从固定点向将要设定的TCP的Z轴方向移动,如图2-1-5所示。
(4)机器人控制柜通过前4个点的位置数据即可计算出TCP的位置,通过后2个点即可确定TCP的姿态。
(5)根据实际情况设定工具的质量和重心位置数据。
图1-7TCP标定过程
示教器上用四点法设定TCP
操作方法及步骤如下:
(1)点击示教器功能菜单按钮
,再点击工具坐标,进入工具设定界面,如图1-8所示。
图1-8工具设定界面
(2)点击如图1-9所示的“新建按钮”,再点击按钮
设置工具名称为“mytool”,然后点击“初始值”按钮,进入工具初始值参数设置界面,如图1-10所示。
图1-9新建工具名称界面
图1-10工具初始值参数设置界面
这里需要设定的参数有两个,一个是工具的重量“mass”值,单位为kg,另一个是工具相对于6轴法兰盘中心的重心偏移“cog”值,包括X、Y、Z三个方向的偏移值,单位为mm。
(3)点击如图1-11所示中的往下按钮
,找到“mass”值,点击修改成工具重量值,这里修改为1。
找到“cog”值,在“cog”值中,要求X、Y、Z的三个数值不同时为零,这里X偏移值修改为10,再点击两次确定,回到工具设定界面,如图2-1-13所示。
图1-11工具的重量“mass”值的设定
图1-12工具的重心偏移“cog”值的设定
(4)选中“mytool”工具,然后点击“编辑”按钮,再点击“定义”按钮,进入工具定义界面,如图1-13所示。
图1-13进入工具定义界面
(5)采用默认的四点法建立绘图笔TCP。
点击如图1-14所示中的“点1”,利用操纵杆运行机器人,使绘图笔的尖端与TCP定位器的尖端相碰,如图1-15所示。
然后点击“修改位置”,完成机器人姿态1的记录。
图1-14“点1”修改位置界面
图1-15机器人姿态1画面
(6)分别利用操纵杆改变机器人姿态,依次修改点2,点3,点4的位置。
(7)点击确定完成对工具坐标系的建立。
二.运动指令
Ø
MoveJ-当该运动无须位于直线中时,MoveJ用于将机械臂迅速地从一点移动至另一点。
机械臂和外轴沿非线性路径运动至目的位置。
所有轴均同时达到目的位置
样例:
MoveJp1,v500,z30,tool2;
数据为z30。
MoveAbsJ(MoveAbsoluteJoint)用于将机械臂和外轴移动至轴位置中指定的绝对
位置。
MoveL用于将工具中心点沿直线移动至给定目的
MoveC用于将工具中心点(TCP)沿圆周移动至给定目的地。
Offs
MoveLOffs(p2,0,0,10),v1000,z50,tool1;
将机械臂移动至距位置p2(沿z方向)10mm的一个点。
1.线性运动指令(MoveL)
线性运动指令也称直线运动指令。
工具的TCP按照设定的姿态从起点匀速移动到目标位置点,TCP运动路径是三维空间中P1点到P2点的直线运动,如图2-2-4所示。
直线运动的起始点是前一运动指令的示教点,结束点是当前指令的示教点。
运动特点:
(1)运动路径可预见。
(2)在指定的坐标系中实现插补运动。
图2-1直线运动指令示例图
(1)指令格式
MoveL[\Conc,]ToPoint,Speed[\V][\T],Zone[\Z][\Inpos],Tool[\Wobj][\Corr];
指令格式说明:
1)[\Conc,]:
当机械臂正在运动时,执行后续指令。
通常不使用,用[\Conc,]可将连续运动指令的数量限制为5;
2)ToPoint:
目标点’默认为*。
3)Speed:
运动的速度数据。
规定了关于工具中心点,工具范围调整和外轴的速度。
4)[\V]:
规定指令中TCP的速率,以mm/s计算。
5)[\T]:
规定机械臂运行的总时间控制,以秒计算。
6)Zone:
相关移动的区域数据,区域数据描述了所生成拐角路径的大小。
7)[\Z]:
该参数用于规定指令中机械臂TCP的位置精度其替代区域数据中指定的相关区域。
8)[\Inpos]:
规定停止点中机械臂TCP位置的收敛准则。
9)Tool:
工具中心点(TCP)。
10)[\Wobj]:
规定机器人位置关联的工件(坐标系)。
11)[\Corr]:
修正目标点开关,将通过指令CorrWrite而写入修正条目的修正数据添加到路径和目的位置。
12)[\TLoad]:
Totalload,\TLoad主动轴描述了移动中使用的总负载。
总负载就是相关的工具负载加上该工具正在处理的有效负载。
如果\TLoad自变数被设置成load0,那么就不考虑\TLoad自变数,而是以当前tooldata中的loaddata作为代替。
例如:
MoveLp1,v2000,fine,grip1;
MoveL\Conc,p1,v2000,fine,grip1;
MoveLp1,v2000\V:
=2200,z40\z:
45,grip1;
MoveLp1,v2000,z40,grip1\Wobj:
=wobjTable;
MoveLp1,v2000,fine\Inpos:
=inpos50,grip1;
MoveLp1,v2000,z40,grip1\corr;
(2)应用
机器人以线性方式运动至目标点,当前点与目标点两点决定一条直线,机器人运动状态可控,运动路径保持唯一,可能出现死点,常用于机器人在工作状态移动。
2.关节运动指令(MoveJ)
程序一般起始点使用MoveJ指令。
机器人将TCP沿最快速轨迹送到目标点,机器人的姿态会随意改变,TCP路径不可预测。
机器人最快速的运动轨迹通常不是最短的轨迹,因而关节轴运动不是直线。
由于机器人轴的旋转运动,弧形轨迹会比直线轨迹更快。
运动示意图如图2-2-5所示。
(1)运动的具体过程是不可预见的。
(2)六个轴同时启动并且同时停止。
使用MoveJ指令可以使机器人的运动更加高效快速,也可以是机器人的运动更加柔和,但是关节轴运动轨迹是不可预见的,所以使用该指令务必确认机器人与周边设备不会发生碰撞。
图2-2运动指令示意图
MoveJ[\Conc,]ToPoint,Speed[\V][\T],Zone[\Z][\Inpos],Tool[\Wobj];
运行速度数据。
特殊运行速度mm/s。
运行时间控制s。
运行转角数据。
特殊运行转角mm。
运行停止点数据。
工件坐标系。
MoveJp1,v2000,fine,grip1;
MoveJ\Conc,p1,v2000,fine,grip1;
MoveJp1,v2000\V:
MoveJp1,v2000,z40,grip1\Wobj:
MoveJ\Conc,p1,v2000,fine\Inpos:
机器人以最快捷的方式运动至目标点,机器人运动状态不完全可控,但运动路径保持唯一,常用于机器人在空间大范围移动。
(3)编程实例
根据如图2-2-6所示的运动轨迹,写出其关节指令程序。
图2-3运动轨迹
图2-2-6所示的运动轨迹的指令程序如下:
MoveLp1,v200,z10,tool1;
MoveLp2,v100,fine,tool1;
MoveJp3,v500,fine,tool1;
3.圆弧运动指令(MoveC)
圆弧运动指令也称为圆弧插补运动指令。
三点确定唯一圆弧,因此,圆弧运动需要示教三个圆弧运动点,起始点P1是上一条运动指令的末端点,P2是中间辅助点,P3是圆弧终点,如图2-2-7所示。
图2-4圆弧运动轨迹
MoveC[\Conc,]CirPoint,ToPoint,Speed[\V][\T],Zone[\Z][\Inpos],Tool[\Wobj][\Corr];
2)CirPoin:
中间点’默认为*。
3)ToPoint:
4)Speed:
5)[\V]:
6)[\T]:
7)Zone:
8)[\Z]:
9)[\Inpos]:
10)Tool:
11)[\Wobj]:
12)[\Corr]:
修正目标点开关。
MoveCp1,p2,v2000,fine,grip1;
MoveC\Conc,p1,p2,v200,\V:
=500,z1\zz:
=5,grip1;
MoveCp1,p2,v2000,z40,grip1\Wobj:
MoveCp1,p2,v2000,fine\Inpos:
=50,grip1;
MoveCp1,p2,v2000,fine,grip1\corr;
机器人通过中心点以圆弧移动方式运动至目标点,当前点,中间点与目标点三点决定一断圆弧,机器人运动状态可控,运动路径保持唯一,常用于机器人在工作状态移动。
(3)限制
不可能通过一个MoveC指令完成一个圆,如图2-2-8所示。
图2-5MoveC指令的限制
三、逻辑指令
Set
用于将数字信号输出信号的值设置为一
RESET
用于将数字信号输出信号的值重置为零
WaitTime用于等待给定的时间。
该指令亦可用于等待,直至机械臂和外轴静止
时间单位为秒;
SETGO
无论是否存在时间延迟,SetGO用于改变一组数字信号输出信号的值
SETDO
无论是否存在时间延迟或同步,SetDO用于改变数字信号输出信号的值
四.机器人I/O通信
学习目标
1.认识数字量IO模块DSQC652;
2.认识数字量输入的接线,有效电平;
3.认识数字量输出的接线,有效电平;
4.读懂控制电柜的DSQC652模块电路图,读懂接线图
常用的ABB标准IO板有:
DSQC651,分布式IO模块DI8/DO8AO2
DSQC652,分布式IO模块DI16/DO16
DSQC653,分布式IO模块DI8/DO8带继电器型
DSQC355,分布式IO模块AI4/AO4
DSQC377A,输送带跟踪单元
IRC5紧凑型电柜,安装了现场总线主/从板DeviceNetMaster/SlaveDSQC1006,在Devicenet总线上挂载了数字IO板DSQC652。
图1-1现场总线主/从板
图1-2DeviceNetMaster/SlaveDSQC1006
DSQC652数字信号板配有16个数字量输入,16个数字量输出。
一块DSQC652在DeviceNet总线上的地址是由X5端子短接片上的引脚来决定。
图1-3DSQC652信号板
图1-4X5端子的定义
图1-5跳线决定模块地址
图1-6数字输入输出IO接线
图1-7数字量输入
XS12,XS13端子排
图1-8数字量输出
XS14,XS15端子排
相关知识
Devicenet是90年代中期发展起来的一种基于CAN技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络,最初由美国Rockwell公司开发应用。
Devicenet是一种低成本的通讯总线。
它将工业设备(如:
限位开关,光电传感器,阀组,马达启动器,过程传感器,条形码读取器,变频驱动器,面板显示器和操作员接口)连接到网络,从而消除了昂贵的硬接线成本。
直接互连性改善了设备间的通讯,并同时提供了相当重要的设备级诊断功能,这是通过硬接线I/O接口很难实现的。
图1-9Devicenet主/从主板
安全输入输出
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