六自由度串联关节式机器人试验参考指导书.docx
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六自由度串联关节式机器人试验参考指导书
六自由度串联机器人
实验指引书
实验1机器人结识
1.1实验目
1、理解机器人机构构成;
2、掌握机器人工作原理;
3、熟悉机器人性能指标;
4、掌握机器人基本功能及示教运动过程。
1.2实验设备
1、RBT-6T/S01S机器人一台;
2、RBT-6T/S01S机器人控制柜一台。
1.3实验原理
机器人是一种具备高度灵活性自动化机器,是一种复杂机电一体化设备。
本程所使用机器人为6自由度串联机器人,其轴线互相平行或垂直,可以在空间内进行定位,采用交流伺服电机和步进电机混合驱动,重要传动部件采用可视化设计,控制简朴,编程以便。
整个系统涉及机器人1台、电控柜1台、控制卡2块、实验附件1套(涉及轴、套)、喷绘装置1套和机器人控制软件1套(实验设备顾客可选)。
机器人采用串联式开链构造,即机器人各连杆由旋转关节或移动关节串联连接,如图1-1所示。
各关节轴线互相平行或垂直。
连杆一端装在固定支座上(底座),另一端处在自由状态,可安装各种工具以实现机器人作业。
关节作用是使互相联接两个连杆产生相对运动。
关节传动采用模块化构造,由锥齿轮、同步齿型带和谐波减速器等各种传动构造配合实现。
机器人各关节采用伺服电机和步进电机混合驱动,并通过Windows环境下软件编程和运动控制卡实现对机器人控制,使机器人可以在工作空间内任意位置精准定位。
图1-1机器人构造
机器人技术参数如表1-1所示。
表1-1机器人技术参数
机构形式
串联关节式
驱动方式
步进伺服混合驱动
负载能力
3Kg
重复定位精度
±0.08mm
动作范畴
关节Ⅰ转动
-150°~150°
关节Ⅱ转动
-135°~-45°
关节Ⅲ转动
-70°~50°
关节Ⅳ转动
-90°~90°
关节Ⅴ转动
-90°~90°
关节Ⅵ转动
-180°~180°
最大速度
关节Ⅰ转动
60o/S
关节Ⅱ转动
60o/S
关节Ⅲ转动
60o/S
关节Ⅳ转动
60o/S
关节Ⅴ转动
60o/S
关节Ⅵ转动
120o/S
最大展开半径
610mm
高度
850mm
本体重量
≤40Kg
操作方式
示教再现/编程
电源容量
单相220V50Hz4A
1.4实验环节
1、接通控制柜电源,待系统启动后,运营机器人软件,浮现如图1-3所示主界面;
2、按下控制柜“启动”按钮;
3、点击主界面“机器人复位”按钮,机器人进行回零运动。
观测机器人运动,六个关节所有运动完毕后,系统会提示复位完毕,机器人处在零点位置;
图1-3主界面
4、点击“关节示教”按钮,浮现如图1-4所示界面,按下“打开”按钮,在机器人软件安装目录下选取示教文献BANYUN.RBT6,示教数据会在示教列表中显示;
5、在2个支架相应位置上分别放置轴和轴套,然后按下“再现”按钮,机器人实现装配动作;
6、如果想再做一次装配动作,按下“再现”按钮即可;
7、点击“机器人复位”按钮,使机器人回到零点位置;
8、按下控制柜“停止”按钮;
9、退出机器人软件,关闭计算机;
10、断开控制柜电源。
图1-4关节示教界面
1.5注意事项
1、实验前保证机器人各电缆对的连接;
2、在教师指引下进行实验;
3、机器人通电后,身体任何部位不要进入机器人运动可达范畴之内;
4、机器人运动不正常时,及时按下控制柜急停开关;
5、系统启动顺序是先启动计算机和软件,然后机器人通电,断电时先断开机器人电源,再关闭软件和计算机,否则也许引起机器人误动作,导致人身伤害和设备损坏。
实验2机器人机械系统
2.1实验目
1、理解机器人机械系统构成;
2、理解机器人机械系统各某些原理及作用;
3、掌握机器人单轴运动办法。
2.2实验设备
1、RBT-6T/S01S机器人一台;
2、RBT-6T/S01S机器人柜一台。
2.3实验原理
机器人机械系统重要由如下几大某些构成:
原动部件、传动部件、执行部件。
基本机械构造连接方式为原动部件→传动部件→执行部件。
机器人传动简图如图2-1所示。
Ⅰ关节传动链重要由伺服(或步进)电机、减速器构成。
Ⅱ关节传动链重要由伺服电机、减速器构成。
Ⅲ关节传动链重要由步进电机、同步带、减速器构成。
Ⅳ关节传动链重要由步进电机、减速器构成。
Ⅴ关节传动链重要由步进电机、同步带、减速器构成。
Ⅵ关节传动链重要由步进电机、同步带、减速器构成。
在机器人末端尚有一种气动夹持器。
原动部件涉及步进电机和伺服电机两大类,关节Ⅰ采用交流伺服(或步进)电机驱动方式;、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式;关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ采用步进电机驱动方式。
本机器人中采用了同步齿型带传动、谐波减速传动等传动方式。
执行部件采用了气动手爪机构,以完毕抓取作业。
下面对在RBT-6T/S01S六自由度机器人中采用各传动部件工作原理及特点作以简要简介。
图2-1机器人传动简图
2.4实验环节
1、教师简介机器人机械系统中原动某些、传动某些以及执行某些位置及在机器人系统中工作状况;
2、接通控制柜电源,待系统启动后,运营机器人软件;
3、按下控制柜“启动”按钮;
图2-6关节运动界面
4、点击主界面“机器人复位”按钮,机器人进行回零运动。
观测机器人运动,六个关节所有运动完毕后,系统会提示复位完毕,机器人处在零点位置;
5、点击“关节运动”按钮,浮现如图2-6所示界面;
6、选取“关节Ⅰ”,关节方向选取“正向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“位置模式”,运营速度取默认值,目的位置取-120度,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅰ关节运动状况;
7、选取“关节Ⅰ”,关节方向选取“反向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“速度模式”,运营速度取默认值,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅰ关节运动状况,然后点击“及时停止”按钮;
8、选取“关节Ⅱ”,关节方向选取“正向”,启动方式选取“匀速”,运动方式选取“位置模式”,运营速度取默认值,目的位置取-120度,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅱ关节运动状况;
9、选取“关节Ⅱ”,关节方向选取“反向”,启动方式选取“匀速”,运动方式选取“速度模式”,运营速度取默认值,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅱ关节运动状况,然后点击“及时停止”按钮;
10、选取“关节Ⅲ”,关节方向选取“正向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“位置模式”,运营速度取默认值,目的位置取30度,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅲ关节运动状况;
11、选取“关节Ⅲ”,关节方向选取“反向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“速度模式”,运营速度取默认值,点击“启动”按钮观测机器人第Ⅲ关节运动状况,然后点击“及时停止”按钮;
12、选取“关节Ⅳ”,关节方向选取“正向”,启动方式选取“匀速”,运动方式选取“位置模式”,运营速度取默认值,目的位置取60度,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅳ关节运动状况;
13、选取“关节Ⅳ”,关节方向选取“反向”,启动方式选取“匀速”,运动方式选取“速度模式”,运营速度取默认值,点击“启动”按钮观测机器人第Ⅳ关节运动状况,然后点击“及时停止”按钮;
14、选取“关节Ⅴ”,关节方向选取“正向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“位置模式”,运营速度取默认值,目的位置取60度,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅴ关节运动状况;
15、选取“关节Ⅴ”,关节方向选取“反向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“速度模式”,运营速度取默认值,点击“启动”按钮观测机器人第Ⅴ关节运动状况,然后点击“减速停止”按钮;
16、选取“关节Ⅵ”,关节方向选取“正向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“位置模式”,运营速度取默认值,目的位置取60度,点击“启动”按钮,观测机器人第Ⅵ关节运动状况;
17、选取“关节Ⅵ”,关节方向选取“反向”,启动方式选取“加速”,运动方式选取“速度模式”,运营速度取默认值,点击“启动”按钮观测机器人第Ⅵ关节运动状况,然后点击“减速停止”按钮;
18、点击“退出”按钮,退出关节运动界面;
19、点击“机器人复位”按钮,使机器人回到零点位置;
20、按下控制柜“停止”按钮;
21、退出机器人软件,关闭计算机;
22、断开控制柜电源。
2.5注意事项
1、实验前保证机器人各电缆对的连接;
2、在教师指引下进行实验;
3、机器人通电后,身体任何部位不要进入机器人运动可达范畴之内;
4、机器人运动不正常时,及时按下控制柜急停开关;
5、系统启动顺序是先启动计算机和软件,然后机器人通电,断电时先断开机器人电源,再关闭软件和计算机。
否则也许引起机器人误动作,导致人身伤害和设备损坏。
实验3
机器人示教编程与再现控制
3.1实验目
1、理解机器人示教与再现原理;
2、掌握机器人示教和再现过程操作办法。
3.2实验设备
1、RBT-6T/S01S机器人一台;
2、RBT-6T/S01S机器人控制柜一台。
3.3实验原理
机器人示教-再现过程是分为四个环节进行,它涉及:
机器人示教(teachprogramming),就是操作者把规定目的动作(涉及每个运动部件,每个运动轴动作)一步一步教给机器人。
示教简繁,标志着机器人自动化水平高低。
记忆,即是机器人将操作者所示教各个点动作顺序信息、动作速度信息、位姿信息等记录在存储器中。
存储信息形式、存储存量大小决定机器人可以进行操作复杂限度。
再现,便是将示教信息再次浮现,即依照需要,将存储器所存储信息读出,向执行机构发出详细指令。
至于是依照给定顺序再现,还是依照工作状况,由机器人自动选取相应程序再现这一功能不同,标志着机器人对工作环境适应性。
操作,指机器人以再现信号作为输入指令,使执行机构重复示教过程规定各种动作。
在示教-再现这一动作循环中,示教和记忆是同步进行;再现和操作也是同步进行。
这种方式是机器人控制中比较以便和惯用办法之一。
示教办法有诸各种,有主从式,编程式,示教盒式等各种。
主从式既是由构造相似大、小两个机器人构成,当操作者对积极小机器人手把手进行操作控制时候,由于两机器人所相应关节之间装有传感器,因此从动大机器人可以以相似运动姿态完毕所示教操作。
编程式既是运用上位机进行控制,将示教点以程序格式输入到计算机中,当再现时,按照程序语句一条一条执行。
这种办法除了计算机外,不需要任何其她设备,简朴可靠,合用小批量、单件机器人控制。
示教盒和上位机控制办法大体一致,只是由示教盒中单片机代替了电脑,从而使示教过程简朴化。
这种办法由于成本较高,因此合用在较大批量成型产品中。
3.4实验环节
1、接通控制柜电源,待系统启动后,运营机器人软件;
2、按下“启动”按钮;
3、点击主界面“机器人复位”按钮,机器人进行回零运动。
观测机器人运动,六个关节所有运动完毕后,系统会提示机器人复位完毕,机器人处在零点位置;
4、点击“关节示教”按钮,浮现如图4-1所示界面;
5、在“速度”中选取示教速度(由左到右从低速到高速1.5度/秒、6度/秒、12度/秒、24度/秒共四个挡,默认是6度/秒,普通状况下建议选取12度/秒);在“关节运动”中有每个关节正反向运动,持续按下相应关节按钮,机器人关节会按照指令运动,松开相应按钮,机器人关节会停止运动;
6、在机器人“各关节状态”和“当前坐标”中,可以实时显示机器人运动状态,当每运动到一种点,必要按下“记录”按钮,在再现时机器人将忽视中间过程而只再现各个点,在“示教列表”中会记录并显示机器人相应关节运动信息,继续运动其她关节,直到整个示教程序完毕;
图4-1关节示教界面
7、点击“保存”按钮,示教完信息以(*.RBT6)格式保存
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- 自由度 串联 关节 机器人 试验 参考 指导书
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