机器人等级考试一共分为八级.docx
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机器人等级考试一共分为八级
对应工业革命之后的机械时代:
对应电子时代电子电路/机器人搭建:
对应信息时代集成电路/通信/I2C总线/机械臂:
与中国电子学会全国电子信息专业技术人员水平评价(QCEIT)体系衔接,进入电子信息专业人才序列。
a
一级标准
机器人搭建、机器人常用知识
(一)知识
1.了解主流的机器人影视作品及机湍人形鉄
2.会分辨稳定结构和不稳定结构
3.会讣算齿轮组的变速比例
4.能够区分省力杠杆和费力杠杆
5.能够区分那种滑轮会省力
6.了解链传动和带传动各自的优缺点
7.了解不同种类的齿轮
(二)实跋
1.基本结构认知
2.知道八种简収机械原理(杠杆,轮轴,滑轮.斜楔.螺旋)
3.齿轮和齿轮比
4.链传动和带传动
5.机器人常用底盘(轮式和履带)
二级标准
机器人搭建.机器人常用知识
(一)知识
1.了解中国及世界机器人领域的重要历史爭件
2.知道机器人领域重要的科学家
3・知道重要的机器人埋论及相关人物
4•知道凸轮、滑杆、楝轮、曲柄等特殊结构在生活中的应用
(二)实践
1•使用电池盒类型的遥控器控制电机运转
2•能够连接独立的电池盒.开关以及电机
3•完成凸轮、滑杆、楝轮、曲柄.连杆等特殊结构模型制作
4•驱动电机完成一定任务
5.学握如何区分不同的曲柄连杆机构
6.J'解电机的匸作原理
7・「解摩擦力的产生条件和分类
8.了解凸轮结构中从动件的运动轨迹
三级标准
机器人常用知识、电子电路搭建
(一)知识
1•学握电流.电压、电阻、导体.半导体等概念
2•学握串联、并联的概念
3.了解模拟虽:
、数字量、I/O口输入输岀等槪念
4.了解电子电路领域的相关理论及相关人物
5.了解二极管特性
6•学握程序的顺序.选择、循环三种基木结构
7.学握程序流程图的绘制
8.学握图形化编程软件的使用
9.掌握变量的槪念和应用
10・了解函数的定义
(二)电子电路
1•学握简单串联并联电路的连接
2.学握搭建不同LED显示效果电路的内容
3.学握处理按键类型的开关输入信号的内容
4•学握使用光敏电阻搭建环境光线检测感应电路的内容
5.学握通过可调电阻控制LED的亮度变化的内容
6.学握控制蜂鸣器发声的内容
四级标准
机器人措建.机器人常用知识
(一)知识
1•学握数学(加减乘除)、比较(大于小干等干)及逻辑(与或非)运算
2.r解数值在二进制十进制和十六进制之间进行换算
3・学握驱动电机和伺服电机运转的内容
4.学握已有的一些传感器功能函数的使用
5.熟练通过編程实现选择结构和循环结构
6•学握函数的应用,能够完成自定义的函数
7.了解类库的概念
8.「解自律性机辭人的行动方式
9.J'解细分领域的机器人理论及相关人物
10.学握较为合理的使用变呆和自定义函数的内容
(二)机器人搭建
这部分实践操作主要是搭建能够完成抬定任务的机构.与语言程序设计中的内容有部分交叉
I•学握使用输出数字信号的传感器的内容.如灰度传感器、接近开关、触碰传感器
2.学握使用输出模拟虽信号的传感器内容.如光线强度传感器
3•学握使用输出数字脉冲信号的传感器的内容.如超声波测距传感器.红外遥控信号接收传感器
4.学握驱动电机或伺服电机运转的内容
5•学握数学(加减乘除).比较(大干小干等于)及逻辑(与或非〉运算
6.熟练应用控制器I/O口实现数字址输出
7.学握控制机器人平台移动的内容
8.「解利用三极管完成控制电路通断的电路
9•学握简爪的自律型机器人的制作(如简収避障.収线条巡线)
10.熟练通过编程实现选择结构和循环结构
II
•学握函数的应用,能够完成自定义的函数
五级标准
电子电路搭建.机器人常用知识
(一)知识
1.r解集成电路.微控制器领域的知名产品,重大工程项目
2.了解并行通信与串行通信的优缺点
3.了解ROM、RAM、Flash、EEPROM多种存储器之间的不同
4.了解中断程序的运行机制
5.学握一维数组和二维数组的应用
6.rMi2c总线通信
7.「解HART串行通信
8.了解SPI总线通信
9.学握类库的应用
10•了解报文的含义和组成
(二)电子电路的搭建
1.熟练使用数码管显示数字,会使用译码器功能的集成电路
2•学握通过PC总线通信获取传感器的值.如尸C总线的姿态传感器、RTC实时时钟
3.学握通过PC总线通信控制芯片I/O口的输出,如使川芯片PCA8574
4.学握使用其他串行方式控制芯片I/O口的输出.如使用芯片71HC595
5.学握通过串行通信端口进行数据通信•如使用蓝牙模块或与计算机通信
6.学握LED点阵或液晶的显示
7.学握类库的应用
六级标准
机器人搭建、机器人常用知识
(一)知识
1.r解中国及世界机器人领域的知名产品,重大匸程项目
2.r解一些常见的机湍人的匸作方式
3.了解步进电机和伺服电机的匸作原理
4•学握库文件编写
5.「解控制理论及PID控制
6.r解机构材料中强度和稳定的概念
(二)机器人搭建
1.学握机器臂运转的控制
2.学握机械夹持开合的控制
3.学握将数据保存在EEPROM中的内容.保证机器人总外掉电时能够记录之前的状态
4•学握十字路口的巡线动作
5.学握走迷宫操作
6•学握步进电机、伺服电机等器件的使用,能够利用它们完成特定的功能
7.学握通过WIFI模块进行数据通信.如ESPS266
七级标准
机器人搭建、机器人常用知识
(一)知识
1.学握解释型编程语言的应用
2.r解女种編程语言的形式和特点3・「解不同处理器之间的差别
4.了解常用Linux命令行操作
(二)机器人搭建
学握一个通过网页來控制机器人的制作.服务器端运行在机器人上,可控制机器人的移动以及机械將的运动,同时机器人能够自己处理避障.防跌落的悄况。
八级标准
机器人搭建.机器人常用知识
(一)知识
1.r解常用嵌入式系统软件
2.「解进行语音处理的主耍公司
3.r解常见的机器人操作系统
4.r解数据处理的内容
5.了解智能算法的内容
(二)机器人搭建
1.学握非特定语音控制机器人的内容,机器人通过网络來处理语音信息
2.学握机器人跟随特定的颜色或物体进行移动的内容
3.学握让机湍人识别人类的而部表悄并完成抬定的任务和内容
ABB[a]/-J-3ABB机器人的手动操作
3.1任务目标
>掌握手动操作机器人运动的三种模式。
>使用“增量”模式来控制机器人的运动。
>熟练使用手动操纵的快捷方式。
>掌握ABB机器人转数计数器更新操作。
3.2任务描述
手动操纵机器人运动一共有三种模式:
单轴运动、线性运动和重左位运动。
如何使用这三种模式手动操作机器人运动是项目的主要内容。
建
3T3知识储备
3.3.1手动操作三种模式
上单轴运动
工
“一般地,ABB机器人是由六个伺服电动机分别驱动机器人的六个关节轴,那么每次手动操纵一个关节轴的作
藉动,就称之为单轴运动。
2.线性运动
轴上建模长方体
图2IRB120机器人的关节轴
机器人的线性运动是指安装在机器人第六轴法兰盘上工具的TCP在空间中作线性运动。
3•重上位运动
机器人的重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的工具TCP点在空间中绕着坐标轴旋转的运动,也可以理解为机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。
3.3.2RobotStudio中的建模功能
当使用RobotStudio进行机器人的仿真验证时,如肖拍、到达能力等,如果对周边模型要求不是非常细致的表述时,可以用简单的等同实际大小的基本模型进行代替,从而节约仿真验证的时间。
如果需要精细的3D模型,可以通过第三方的建模软件进行建模,并通过Uat格式导入到RobotStudio中来完成建模布局的工作。
1•使用RobotStudio建模功能进行3D模型的创建
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aAfio妙文件
砂連一个xxm祺块衣件.沁卿誘冲打开它。
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「猜瞧]「创建]「关谢]
2•对3D模型进行相关设置
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已堯接几何体可由传感器橙测
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1.在刚创建的对象上单击右键,在弹出的快捷菜单中可以进行颜色、移动、显示等相关的设龙。
2.在对象设置完成后,单击〃导出几何体J就可以将对象进行保存。
3.4任务实施
3.4.1单轴运动的手动操纵
i.将控制柜上机器人状态钥匙切换到中间的手动限速状态Q
手为
Systad(QDRECdf-lOe)
狰装超?
止已停止(速度loot)
2.在状态栏中,确认机器人的状态已切换为'‘手动7
systeii 巳停止〈淒強ico<- 包HotEdit 输入输出 占手动删 自动生产窗口 备份与恢复 8校准 夕控制面板事件日志 泊程序编辑希 FlexPendant资源管理蓋 %系姊息 3・ABB菜单中,选择〃手动操纵化 陵1DefaultUser 「点击IML并更改 机械单元: 绝对桔度二 位爲 动作模式: 坐标系: 坐标: 工件耐有效躺: 齡删倾定: KOB_1…Off 轴1-3…大地坐标…toolO・・・wobj0・・・londl.・・ 无・••无.・■ 1: 2: 3: 4: 5: 6: aao.al.a 6 0 &K格式・・• 4.单击“动作模式"。 当前选择: 迭择动作複式・ W鑿© tt4-6妹性匣走位 手动 SystaQ(QDKECCIf-108) 5.选中"轴1・3〃然后单击"确定"(选中“轴4・6〃,就可以操纵轴4-6) 电机开启E] 已停止(遠度100%} 用左手按下使能按钮进入"电动机开启"状态,在状态栏中,确认“电动机开启"状态。 7.此处豆云"轴 1-3"的操纵杆方向。 黄箭头代表正方向。 L占击匡怦弁雨改 碱单元: ROB1… 1: 0.0 绝对應 Off 2: 3: 0.0 0.0 动作模式: 轴1-3… 4: 0.0 坐标糸: 釘林•• 5: 6: 1.6 0.0 工具坐标: tooIO 工件坐标: wobjO... 位蛊格式. •• load1.・・ r-糕纵杆方向 操纵杆彊定: 无■… 21 增量: 无•・• 3 对准… 強J…… ct手动糕纵 *操纵杆的使用技巧: 可以将机器人的操纵杆比作汽车的节气门,操纵杆的操纵幅度是与机器 人的运动速度相关的。 操纵幅度较小,则机器人运动速度较慢。 操纵幅度较大,则机器人运动速度较快。 所以在操作时,尽量以小幅度操纵使机器人慢慢运动。 3.4.2线性运动 当前选择: 从列去中送怪一个顷目 A»JJun o 1工具名稼 模块 范宙iM: AW_Gun KAP1D/T_KOB1/CalibData 全局 toolO RAPID/T.R0B1/BASE 全局 新建… 躺▲ 取消 &手动採纵-工具 选中对应的工具(工具数据的建立,参见程序数拯内容) 手为 Sysfatl(QDRECa(-108} 电机开启 已停止(速度10OT) 4.用左手按下使能按钮进入"电动机开启"状态,在状态栏中,确认“电动机开启"状态。 ’多手动採纵 克遙匣性并廈改ms单元: 绝对箱度: 动作模式: 坐标系: ROB_1… Off 线性… 基坐标•・• 工貝坐标: AWGun.•• X: 722.5 ihd Y: 0.0 in 498.6 inn M1• ■ 0.29396 • •■ 0.0 • \r■ 0.95582 m/1■ ■ 0.0 位置格式・・• 5. 工件坐标: 有效载荷: 操纵杆蟻定: 増量: wobj0— loadl— 无•… 无・•・ 对准… 删… 启动… 此处显示轴X、Y、Z的操纵杆方向。 黄箭头代表正方向。 庖丽的检签: VorkObject 悅饶卑兀: KObJL… X: 374.0nn 绝对應 Off Y: 0.0im) 动作模式: 位… ■■ 628.0nn 0.69710 [坐标系: 工貝… ■ 夕■ ■ 0.0 0.71697 loolO /W1■ VjpX■ 0.0 工件坐标: wobjO... 位盍格式•・・ 彬载荷: loadl・•・ 厂娱级杆方向 操纵杆强定: 无•・• 0电 増量: 无・・・ X YZ 对准… 瞬J…… 2. 「匕手动埃纵-里标系 单击“坐标系"。 当前选择: 工具 3. 大地坐标 茎坐标 工件坐标 选中“工具”然后单击“确定"a 取消 禺手动採纵 古击KttH®改 瞬单元二 ROBJL.・ 轴桔底: Off 动作検式: 五位… 坐标系: 工具… [工具坐标: IAWGun.・• 工件坐林 wobjO・•・ 有效栽荷: loadl... 翱戕定: 无・・• 増量: 无・•• 垛纵杆方向 臺中旳位羞: VorkObjed 722.5 IHD 0.0 nn 498.6 inn 0.29396 0.0 0.95582 0.0 4. 单击“工具坐标化 对准… 转到… 宕动— 当前选择: AWjGun 从列衣心选将一个项目 [工具名将 橈块 范国$「 ABjGun RAPID/TJROBl/CalibData 全局 toolO RAPID/T_ROB1/BASE 全局 新建… 编揖▲ 确定 禺手动揀纵-工具 选中正在使用的工具,然后单击"确定"。 手动 Sntoil(QD! GCat-10B) 电机开启巳停止(MSioo») 6.用左手按下使能按钮进入"电动机开启"状态,在状态栏中,确认“电动机开启"状态。 ◎手动揀纵 点击医性并更改 申K单元二 动作検式: 坐标系二 工具坐标: 工件坐林有效载荷: 翩戕定: 增量二 ROB_1… Off酝位…工具…AWGun—wobjO—loadl 无•・■无・・・ X: : VoikObjcct 722.5 0.0 498.6 ran mo 7. uni 0.29396 接纵杆方向 Z杆箭正 Y>纵第表. XX操鼠代鼠示的方头方 8.操纵示教器上的操纵杆,机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。 3.4.4增疑模式控制机器人运动 如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。 那么可以使用“增量”模式来控制机器人的运动。 在增量模式下,操纵杆每位移一次,机器人就移动一步。 如果操纵杆持续一秒或数 秒钟,机器人就会持续移动(速率为10步/s) 对准…剧…馳… 增 移动距离 Mm 角度 O 小 0.05 0.005 中 1 0.02 大 5 0.2 用户 自定义 自定义 2.根据需要选择增量的移动距离,然后单击”确怎"。 3.5知识链接 3.5.1手动操纵的快捷方式 1•手动操纵的快捷按钮 标号 说明 A 机器人/外轴的切换 B 线性运动/重左位运动的切换 C 关节运动轴1-3/轴4-6的切换 D 增量开/关 3ABB.Allrightsreserved. 1.单击此快捷菜单按钮。 »DB1 前于装El? 止圈 HffifcIE) 2.单击“手动操纵〃按钮。 3.单击"显示详情"展开菜单。 标 号 说明 A 选择当前使用的工具数据 B 选择当前使用的工件坐标 C 操纵杆速率 D 增量开/关 E 碰撞监控开/关 F 坐标系选择 4.界而说明: 动作模式选择 5.单击〃增量模式“按钮,选择需要的增量。 6.自立义增量值的方法: 选择〃用户模块〃,然后单击〃显示值〃就可以进行增M值的自定义了。 3.5.2ABB机器人转数汁数器更新操作 ABB机器人六个关节轴都有一个机械原点的位宜。 在以下的情况, 需要对机械原点的位置进行转数计数湍的更新操作: 1)更换伺服电动机转数计数器电池后. 2)当转数计数器发生故障,修复后。 3)转数计数器与测量板之间断开过以后。 4)断电后,机器人关节轴发生了移动。 5)当系统报警提示"10036转数计数器未更新〃时。 1.机器人六个 关节轴的机械 原点刻度示总图。 提示: 使用手动操纵让机器人各关节轴运动到机械原点刻度位置的顺序是: 4-5-6423。 注意: 各个型号的机器人机械原点刻度位置会有所不同,请参考ABB随机光盘说明 2.在手动操纵菜单中,选择"轴 4-6"动作模式, 将关节4运动到机械原点的刻度位巻。 4.在手动操纵菜单中,选择〃轴 4-6"动作模式, 将关节轴6运动到机械原点的刻度位置。 5. 在手动操纵菜单中,选择"轴1-3"动作模式,将关节轴1运动到机械原点的刻度位置。 6.在手动操纵菜单中,选择"轴 1-3"动作模式,将关节轴2运动到机械原点的刻度位置。 关节轴3 |ZL(Q… 戟I幵启已俘止0愛10MJ 便HotEdit 输入输岀 ■ 虽手动料 曲自动生产窗口 v~* 沖餅编辑蓋 校准 删面板 事件日志 FlexPendant资源管理器 8・ABB菜单中,选 择“校准"。 10.选择“校准参数? 11.选择编辑电动机校准偏移: ' 12.将机器人本体上电动机校准偏移记录下来 (位于机器人机身) 兽告 A更改校世僵移篋可能会改变预设位鱼。 确定妾继续? 13.单击“是7 机械单元: KOB_1 嘗入0至6.2«3范国内的(S, 并点击“确定-o 电机启称 厲移值 1有效 robl1 0.000000 是 robl_2 0.000000 是 robl_3 0.()00000 □! robl_4 0.000000 robl_5 0.000000 是 robl_6 0.000000 是 编辑电机校准偏移 1 8 g 4 5 6 1 2 3 0 ■ |視定|| 14.输入刚才从机器人本体记录的电动机校准偏移数据,然后单击“确怎? 如果示教器中显示的数据与机器人本体上的标签数据一致,则无需修改,直接单击“取消”退出,跳到第忑步。 重置 系统 新校准偏移值已保存在丢统参数中°要激法这些值,您需要重新启动控制器= 是否现在重新启动控制器? 15•确泄修改后,在弹出的重启对话框中单击 Systml 砖旳B停连 己停止(速雯10M) 备份与恢复 输入输岀 #校准 為手动魏 榊J面板 加自动生产窗口 事件日志 程序编辑器 FlexPendant资源管理器 禽稈庁狮 %系统信息 国注销 DefaultUser 回商甸 为使用系统,所有机械单元必濒校很 铉HotEdit 重启后,ABB菜单中选择“校准7 迭择缶要技感昭机裱卑元・ 单击“R0B_lc 机铁单元 校淮 厂校准KOB1 选择更新转数 计数器…? 誓古 更新转数计数器可能会改变预设位置°确走妾继续? 19.单击“是】 b校淮-R0B.1-SftUftS 更新啓计数需 机械单元: ROBJL 要更爭转数计裁鸡,迭铎th并点击吏爭。 20.单击“全选;然后 单 123456_____ 111111bbbbbbrorororororo 转数计数器已更新 转数计数器已更新 转数计数器已更新 转数计数器已臾新 转数计数器已更新 转数计数器已更新 全部清除更新 雲告 A转数计数器更新 所选轴的转数计数器将被更新。 此操作不可撤消。 点击〃更新"级续,点击"取消〃使计数器保留不变。 更新 取消 更 (如果机器人由于安装位豊的关系,无法六木仙冋時Sil1-k 21.单击“更新: ' 22.操作完成后,转数计数器更新完成。 进度窗口 完成校准程序可能需要几分钟的时间。 请等待! 3.5.3RobotStudio中测量工具的使用 (1)测量垛板的长度 i.单击"选择部件〃。 2.单击"捕捉末端"。 ③直径 沁离 (2) 3.在“建模〃选项卡中,单击“点到点"。 4.单击A角点。 5.单击B角点。 6・垛板长度的测量结果就显示在这里。 1.在〃建模〃功能选项卡中,单击“角度"。 2.单击A角点。 3.单击B角点。 4.单击C角点。 5.椎体顶角角度的测量结果就显示在这里。 (3)测量圆柱体的直径 1.单击"捕捉边缘气 / <3直径 大: 1G坐标- Freehand 2.在〃建模〃功能选项卡中,单击“直径"。 6.圆柱直径的测量结果就显示在这里。 (4)测虽两个物体间最短距离 1.在〃建模"功能选项卡中单击 〃最短距离s 2.测量椎体与矩形体之间的最短距离,单击A点,然后单击B点O 3.最短距离的测量结果就显示在这里。 (5)测量的技巧 测量的技巧主要体现在能够运用各种选择部件和捕捉模式正确地进行测量,这时要多练习.以便掌握其中的技巧。
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