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文档简介

第1章工业机器人系统组成

1.1工业机器人本体 1.2工业机器人软件系统1.3工业机器人控制柜1.4基本保养1.5日常维护1.6更换电池1.7更换润滑油第1章工业机器人系统组成第2章工业机器人视觉第3章EtherNetIP配置第4章DeviceNet配置第5章FANUC工业机器人示教编程第6章FANUC工业机器人综合应用1.1工业机器人概述

1.工业机器人的定义:

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。2.工业机器人的显著特点:(1)可编程(2)拟人化(3)通用性(4)广泛性3.工业机器人的发展历程1920年捷克作家卡雷尔·查培克最早使用机器人一词,它是最早的工业机器人设想。20世纪40年代中后期,机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。自1954年世界上第一台机器人诞生以来,世界工业发达国家已经建立起完善的工业机器人产业体系。工业机器人的“四大家族”:世界工业机器人以瑞士的ABB、德国的库卡(KUKA)、日本的发那科(FANUC)和安川电机(YASKAWA)最为著名。1.2工业机器人本体

1.工业机器人系统由工业机器人本体、工业机器人软件系统(或应用工具软件)、工业机器人控制装置构成。工业机器人由伺服电机驱动的轴和手腕构成的机械部件组成的,是具有为进行作业所需的机械手等末端执行器。2.工业机器人的应用FANUC工业机器人不仅在搬运和焊接作业上发挥其优异的性能,还在涂胶、喷漆、去毛刺、切割、测量等多领域上占有至关重要的地位。3.主要参数与常见规格工业机器人的主要参数有:手部负重,运动轴数,2、3轴负重,运动范围,安装方式,重复定位精度,最大运动速度等。其中:手部负重--使用机器人时根据法兰盘不同,机器人在负载条件下在手部允许的负载质量;运动范围--各控制轴上,分别有原点位置和可动范围,各轴都在可动范围的两端进行超程检测;安装方式--地面安装、顶吊安装,倾斜角安装等;重复定位精度--机器人重复到达一个位置的精度;最大运动速度--机器人运动时各轴所能达到的最高速度。4.工业机器人软件系统FANUC工业机器人软件系统(或应用工具软件)是内嵌在工业机器人控制装置内的各类工业机器人作业专用的软件包。操作人员通过使用示教器选择需要的菜单和指令,就可以进行不同种类的作业。常用的工业机器人软件有:用于搬运的HandlingTool,用于弧焊的ArcTool,用于点焊的SpotTool,用于布胶的DispenseTool,用于油漆的PaintTool,用于激光焊接和切割的LaserTool。下图为系统软件HandlingTool(N.A.)的界面5、程序通过组对动作指令、I/O指令、数值寄存器指令、转移指令等指令按顺序组合构成。通过按照行号码顺序执行这些指令,就可以进行所设计的作业。程序的创建/修改可以通过示教器来完成。程序由以下指令形式构成:动作指令:让工业机器人移动到作业区域内的目标位置。动作附加指令:动作中进行特殊的处理。数值寄存器指令:在数值寄存器中存储数值数据。位置寄存器指令:在位置寄存器中存储位置数据。I/O指令:与外围设备之间进行信号的发送/接收。转移指令:改变程序的流程。等待指令:让工业机器人在指定程序执行的条件成立之前进行等待。程序调用指令:调用并执行子程序。宏指令:以所指定的名称调用并执行程序。码垛堆积指令:进行码垛堆积操作。程序结束指令:结束程序。备注指令:添加程序注解。其他指令。一般的工业机器人程序如下1.4工业机器人控制柜

1、工业机器人控制柜是工业机器人的控制单元,是由示教器、操作面板及其电路板(OperatePanel)、主板(MainBoard)、主板电池(Battery)、I/O板(I/OBoard)、电源供给单元(PSU)、紧急停止单元(E-StopUnit)、伺服放大器(ServoAmplifier)、变压器(Transformer)、风扇单元(FanUnit)、线路断开器(Breaker)、再生电阻(DischargeResistor)等构成。2、工业机器人控制柜在接通电源前,检查工作区域包括工业机器人、控制器等。检查所有的安全设备是否正常,然后将控制柜面板上的断路器置于ON后即可使用。工业机器人控制柜停止使用时,先通过操作面板上的暂停按钮停止工业机器人,然后操作面板上的断路器置于OFF。在此期间需要注意:如果有外部设备诸如打印机、软盘驱动器、视觉系统等和工业机器人相连的设备,在关电之前,要首先将这些外部设备关掉,以免损坏。1.5基本保养FANUC工业机器人的保养周期可以分为日常、三个月、六个月、一年、两年、三年。1.6日常维护在每天进行系统的运行时,操作人员要对工业机器人各个部位进行日常清洁和维护工作,并检查各部位有无裂缝或损坏情形。通电前,检查是否有油分从密封各关节的油封中渗透出来。根据动作条件和周围环境,油封的油唇外侧有油分渗出(微量附着),当该油分累积而成为水滴状时,根据动作情况恐会滴下。在运转前通过清扫油封部下侧的油分,就可以预防油分的累积。此外,频繁的反转动作和在高温环境下使用时,电机将会成为高温部件,润滑脂和油槽内压在某些情况下会上升。在这种情况下,在运转刚刚结束后,一度开启排脂口、排油口,就可以恢复内压。(打开排脂口、排油口时,注意避免润滑脂、油的飞散。)通电后,检查工业机器人的振动、异常声音及电机发热情况,确认各轴是否在没有异常振动、响声下平滑运动、电机的温度是否异常高。检查是否与上次再生位置偏离,停止位置是否出现离差等。确认是否基于工业机器人、外围设备发出的指令切实动作。确认断开电源后,末端执行器安装面的落下量是否在0.5mm以内。1.7更换电池

1、控制器主板电池更换步骤如下:准备一节新的3V锂电池(推荐使用FANUC原装电池)。工业机器人通电开机正常后,等待30秒。工业机器人关电,打开控制器柜子,拔下接头取下主板上的旧电池。装上新电池,插好接头。2、更换工业机器人本体电池的步骤如下:保持工业机器人电源开启,按下机器急停按钮。打开电池盒的盖子,拿出旧电池。换上新电池(推荐使用FANUC原装电池),注意不要装错正负极(电池盒的盖子上有标识)。盖好电池盒的盖子,上好螺丝。1.8更换润滑油具体步骤如下:工业机器人关电。拔掉出油口塞子。从加油嘴处加入润滑油,直到出油口处有新的润滑油流出时,停止加油。让工业机器人被加油的轴反复转动,动作一段时间,直到没有油从出油口处流出。把出油口的塞子重新装好。第二章工业机器人视觉IVersion主要内容2.1工业机器人视觉概述2.2视觉基本操作2.3视觉零点标定2.4拳头工业机器人视觉零点标定2.5视觉零点标定恢复2.6单轴视觉零点标定2.7全轴视觉零点标定2.8手腕轴视觉零点标定2.9视觉TCP设置2.10视觉坐标系设置2.11视觉偏移2.1R-30iB/R-30iBMate控制装置iRCalibration是对工业机器人系统的启动进行辅助的功能的总称,可利用内置视觉功能(对应CCD工业用相机)对机器人或使用机器人的系统实现不仅简单而且高精度的机构校准。通过使用此功能,不仅能够有效地简化机器人系统的示教还能实现高精度的系统检测。iRCalibration的功能主要包括视觉零点标定、拳头工业机器人视觉零点标定、零点标定恢复、单轴视觉零点标定、全轴视觉零点标定、手腕轴视觉零点标定、视觉TCP设置、视觉坐标系设置、视觉偏移、视觉多组设置使用相机(视觉系统)视觉零点标定功能是使用相机对工业机器人的J2~J5轴进行高精度零点标定的功能。通过提高工业机器人的定位精度,进行TCP设置、离线程序的利用、使用了视觉传感器的工业机器人的动作补偿等,就可以获得更加良好的效果。拳头工业机器人视觉零点标定功能是利用相机来测量在工业机器人的工具尖端安装的专用目标,通过对拳头工业机器人的机构参数的误差进行计算和补偿,来提高拳头工业机器人的定位精度的功能零点标定恢复功能是在电机和减速机的更换等对零点标定参数产生影响的作业时,恢复已被零点标定的轴的状态的功能。单轴视觉零点标定功能是与现有的单轴零点标定或简易零点标定类似的一种功能,是通过视觉测量来恢复已被零点标定的单轴的状态的功能。全轴视觉零点标定功能是利用相机以及专用的夹具进行与出厂时同等的全轴零点标定的功能。手腕轴视觉零点标定功能是利用相机以及专用的夹具进行J4~J6轴零点标定的功能。在维修作业中更换工业机器人的手腕单元等时发挥作用。视觉TCP设置功能这是使用相机对工业机器人的工具尖端点(TCP)进行自动设置的功能。可以高精度地进行工具坐标系的设置。视觉坐标系设置功能这是对于工件或用来固定工件的夹具上所设的3个基准目标标记(基准点),利用安装在工业机器人的相机进行测量,自动设置用户坐标系的功能。视觉偏移功能利用安装在工业机器人上的相机来观察工件或用来固定工件的夹具上所设的基准标记(基准点),测量工件和夹具的正确的位置。并根据所测得的工件和夹具的位置修正工业机器人程序的示教点位置。在工业机器人系统的移动时等工件和夹具的位置发生变化时或将离线编程系统所创建的工业机器人程序应用到实际工业机器人上时,能够以简单的操作在短暂的时间内进行程序的示教修正。视觉多组设置功能这是进行协调控制的两台工业机器人或工业机器人和变位机校准的功能。在一方的工业机器人上安装相机,在另外一方的工业机器人或变位机上设置基准标记,自动测量两台工业机器人或工业机器人和变位机间的相对位置和姿势,高精度地进行协调对的校准。2.2视觉基本操作2.2.1连接相机相机的设置2.2.2显示执行时监视画面可以在示教器iPendant的执行时监视画面上显示相机的图像。具体实现的步骤如下:按下MENU(菜单)键,从画面选择“实用工具”,然后按下F1(类型),从菜单选择“iRCalibntion”,显示“实用工具iRCalibration”画面,在这里,显示iRCalibration的任何—个功能的详细画面时,按下PREV(返回)键数次,就能够从iRCalibration各功能的列表画面退出。最后,按下F2(显示图像)显示图像2.2.3镜头的调整

为了最合适地检测,需要调整镜头的光圈和焦点。尚未进行调整时,在这里进行调整。打开光圈,调整曝光时间,使其成为适度的亮度,调整焦点。而后,锁定光圈,再度调整曝光时间。

在这里需要注意的是根据镜头的种类,有的附带有固定用螺丝。在调整光圈和焦点之前,请拧松该固定用螺丝,调整后重新拧紧。测量中,需要做到焦点和光圈以及镜头与相机本体已被切实固定,请利用胶布等将镜头固定到相机上。2.2.4视觉数据设置画面“视觉数据设置画面”是从相机的图像进行视觉检测出的物体形状(模型)的示教和检测用各类参数调整的画面。另外,需要进行此项操作的只有视觉TCP设置、视觉坐标系设置、视觉偏移、视觉多组设置。视觉零点标定、零点标定恢复、拳头工业机器人视觉零点标定、单轴视觉零点标定、全轴视觉零点标定、手腕轴视觉零点标定中,在各自的设置画面上设置曝光时间等参数。1.视觉数据设置按下FCTN(辅助)键,显示辅助菜单。然后再按下“0--下页--”两次,选择“视觉设置”。显示如下“视觉数据设置画面的列表画面”功能键:F2(显示图像)、F3(详细)、F4(复制)、F5(初始化)在视觉数据设置画面的列表画面中将光标指向VSFT1~VSFT8的任何一个视觉数据,然后按下F3键或者ENTER键,可以显示当前项目的视觉数据设置的详细画面

在视觉数据设置画面的列表画面中将光标指向VSFT1~VSFT8的任何一个视觉数据,然后按下F3键或者ENTER键,可以显示当前项目的视觉数据设置的详细画面

在上图的情形下按下功能键F2(显示图像)后,iPendant将成为左右两个画面显示,右边的画面上显示执行时监视。按下功能键F3(实时)将显示实时图像。若按下TP的键([>]),则功能键按如下所示方式变化,如图所示。键([>]),则功能键恢复为原先的状态。若再按一次TP的

视觉数据是指视觉数据的名称。状态是指视觉数据的状态,模型尚未被示教时显示“示教未完成”,模型已被示教时显示“示教完成”。注释是指视觉数据的注释,可输入至多10个半角字符。相机类型是已选择此视觉数据时使用的相机类型。

可在此画面上选择的相机类型如下。SONYXC-56相机,使用控制装置的主板JRL7端口或复用器的JRL7A端口上所连接的SONYXC-56相机时予以选择,标准设置下已经选择此相机类型。BASLERacA640-20um相机,使用BASLER制iPendantUSB相机ac640-20um时予以选择。KOWASC36MF相机,使用KOWA制iPendantUSB相机SC36MF时予以选择。iRVision相机,使用iRVision的示教和试验画面上所创建的相机时予以选择。选择相机类型只需按下F4[选择]键,从所显示的弹出式菜单选择相机类型。2.视觉数据的复制

将光标指向视觉数据设置画面的列表画面中的复制源的视觉数据(可以选择其中任何一个视觉数据作为数据源)。再按下F4(复制),将会显示视觉数据的复制画面。

此时若按下F1(是)键,则复制源的视觉数据就会被复制到复制目标视觉数据中。但是,复制源的视觉数据与复制目标视觉数据同名时就无法复制。若按下F2(否)键,则不进行视觉数据的复制,返回列表画面。将VSFT1复制到VSFT3时,成为如下图所示的情况。3.视觉数据的初始化

将光标指向希望初始化的视觉数据设置画面的列表画面中视觉数据。然后按下F5(初始化)键,列表画面将显示确认消息。此时若按下F4(是)键,则所选的视觉数据的参数被重设到初始值,注释成为空白。模型示教完成时,模型即被删除。若按下F5(否)键,则不进行视觉数据的初始化。4.模型示教画面若在视觉数据设置画面的详细画面上选择“3模型”并按下ENTER键,则显示如图所示“模型示教画面”。不同的曝光时间下的图像曝光时间返回标准值执行时监视中显示圆形的示教窗口使用功能键后的结果若按下TP的键([>]),则功能键按如下所示方式变化,如图所示。键([>]),则功能键恢复为原先的状态。若再按一次TP的功能键的变化目标标记举例

目标标记应满足如下条件:要检测的部位是平面;具有便于判别大小的轮廓。(上例中为“○”的部分);具有便于判别45度左右的范围的旋转移动的轮廓。(上例中为“十”字的部分)。此外,要在尽量使得相机的受光面和目标标记正对的状态下进行模型示教。5.参数设置画面

在参数设置画面进行指定视觉检测范围的各种参数的设置。显示参数设置画面的步骤是,首先在视觉数据设置画面的详细画面上,使用上移键或者下移键移动光标,将光标指向“4参数”,然后按下ENTER键,就可以显示“参数设置画面”。可在参数设置画面上设置的项目如下:曝光时间、多重曝光的张数、相机距离范围、旋转角度范围、最大倾斜角度、评分、对比度。2.2.5使用iRVision的相机数据

可以在R-30iB/R-30iBMate控制装置(7DC2系列02版或更新版)上,使用在iRVision的示教和试验画面上所创建的相机数据而进行iRCalibration的视觉零点标定、零点标定恢复、视觉TCP设置、视觉偏移、视觉坐标系设置、视觉坐标系偏移、视觉多组设置。iRVision2D、iRVision立体传感器、iRVision散堆工件取出、iRVision特征点输出、iRPickToo1/iRVision中必须选择其中的一项,才能在iCalibration上使用iRVision的相机数据。

此外,需要事先创建iRVision相机数据。iRVision的相机数据,可以在视觉数据设置画面的详细画面、视觉零点标定和零点标定恢复的创建程序画面上选择。

在视觉数据设置画面上选择iRVision相机的方法。首先,在视觉数据设置画面的详细画面上,将光标指向项目2“相机类型“,按下F4即“选择”键,在弹出式菜单选择“iRVision相机”,就可以在项目2的下方选择iRVision的相机数据(项目3),将光标移动到项目3后按下F4即“选择”键,通过弹出式菜单显示iRVision的相机数据的列表。这里事先已经在iRVision的示教和试验画面上创建名为“ANALOG”、“MONOCR”、“COLOR”的相机数据。显示iRVision的相机数据的列表2.2.6视觉数据的保存和加载

数据的保存,可以从文件画面执行“以上所有”,就可以与其它工业机器人的程序和数据文件一起,将iRCalibration的视觉数据保存在控制装置的输入输出装置中。

数据的加载,可以在工业机器人控制装置上加载已经保存在控制装置的输入输出装置中的iRCalibratjon的视觉数据(VSFT1.VD~VSFT8.VD,~XC56.VD等),可以将在别的控制装置示教的iRCalibration的视觉数据加载到其它的控制装置中进行利用。2.3视觉零点标定

视觉零点标定的特点可从两个方面来说。第一是可进行高精度的零点标定,以配合实际生产线上的工业机器人的负载和动作区域,使工业机器人的绝对定位精度提高的方式,使得零点标定数据最佳化;第二是零点标定作业的自动化,相机安装以外的作业已实现自动化,操作简便,可不依赖于作业人员而得到稳定的结果。

视觉零点标定中,使用工业机器人的动作程序(下称“TP程序”)进行一系列的作业。若执行视觉零点标定,就会自动创建这些TP程序,但是,利用工业机器人的离线编程系统,还可以预先创建这些TP程序。这样,就可以进一步缩短现场的作业时间,在短暂的时间内有效进行作业。2.3.1简介2.3.2操作概要视觉零点标定的系统构成

视觉零点标定的操作概要如下所示的操作步骤:相机和测量目标的设置,视觉零点标定画面的显示,测量所需项目的设置,测量程序的创建(相机类型的选择,测量时基准位置的测量,相机位置的测量,测量程序创建用最大摆动角度的设置,测量程序的创建),测量程序的执行;零点标定数据的更新(零点标定数据的计算和显示,零点标定数据的更新),零点标定结果的确认和输出。

在此介绍重力补偿功能,重力补偿功能属于选项,要使用重力补偿功能,需要正确设置要使用的工具重量和重心位置。工具的重心位置,用参数调整的视觉零点标定功能的特点可使用独立选项的负载推算功能进行测量。

重力补偿功能是这样一种功能,其计算安装在机械手前端的工具和工件等安装在手臂的设备以及手臂的自重引起的手臂的挠曲量,相应地对电机的位置进行补偿,由此来提高绝对位置精度。通过视觉零点标定,除了可进行轴回转角的零点位置调整外,还可以调整重力补偿功能用参数。通过调整重力补偿功能用参数,在使用较重的工具或工件时,可以实现更高的绝对位置精度。2.3.3测量姿势详细的创建方法如下两种方法:第一,测量时基准位置各自的姿势角(W、P、R),创建共计27个测量姿势,其中包括正的最大摆动角度、负的最大摆动角度和0的3个摆动角度。第二,设置为各测量位置中的相机到目标的距离(相机与测量目标的距离)与测量时基准位置下的相机到目标的距离相等。一般情况下在宽广的作业区域使用工业机器人,因而有的时候难于决定工业机器人的中心姿势。这种情况下,着眼于需要最高位置精度的区域。在若直接使用实际工业机器人的姿势,工业机器人就有可能与周边发生干涉的情况下,设想如下的办法。

第一种情况,相对于工业机器人的测量时基准位置,只改变J1轴的值,将工业机器人手前端部移动到更加便于运动的场所,将之作为新的测量时基准位置根据J1轴的旋转来进行测量时基准位置的调整

第二种情况,相对于工业机器人的测量时基准位置,不改变工业机器人手前端部的姿势而将其移动到更加便于运动的场所,将之作为新的测量时基准位置不改变手腕姿势而进行测量时基准位置的调整

工业机器人的手腕法兰盘为横向时,通过测量时基准位置而生成的多个测量姿势彼此之间有可能横跨特异姿势。这种情况下,以使得测量时基准位置离开特异姿势的方式调整工业机器人姿势。下面分两种情况举例测量时基准位置。第一,工业机器人较容易动作的测量时基准位置。在这种情况下只要设置如图所示的测量时基准位置,就可以增大测量姿势的最大摆动角度。(1)J2轴、J4轴的角度大致上在0度附近;(2)J3轴的角度为负值;(3)工业机器人的手腕法兰盘朝下。第二,有利于重力补偿功能用参数调整的测量时基准位置。这种情况下只要设置如图所示的测量时基准位置,就可以较高的精度计算重力补偿功能用参数。(1)工业机器人的手腕法兰盘的法线处于水平方向;(2)J2轴的角度大致上在30度以上。2.3.4相机和测量目标的设置1.相机的设置

必须将相机切实固定在工业机器人的工具尖端,原因是虽然不需要相机和测量目标各自的设置精度,但是要以避免在测量中途相机和测量目标移动的方式进行固定设置。使得相机的光轴前端的注视点(下图所示的视觉TCP)处于从J6轴的中心线偏移的位置。偏移要确保100mm以上。相机到目标的距离(相机与测量目标的距离)的建议值为400mm

使得相机和工具从工业机器人机座偏离,进而如图所示,若使得J3手臂向下方倾斜,手腕部分就难于发生干涉。

另一方面,相机和工具若在工业机器人机座附近,或如图所示那样J3手臂向上方倾斜,则容易在手腕部分发生干涉。这种情况下,就需要减小“测量姿势的摆动角度”,获得的零点标定结果可能会变差。

参考以下这个例子,能够适当选定相机的配置和工业机器人的测量时基准位置。若选择相机靠向工业机器人机座的测量时基准位置,则可以更好地提高对根据测量时基准位置而创建的一系列的测量姿势的评估指标。2.测量目标的设置首先就是要将测量目标设置在能够稳定设置的场所

点阵板的设置时,要使得点阵板的面与相机的光轴几乎垂直,以使得点阵板的X轴方向在相机图像上成为上方向的方式设置测量目标。2.3.5重力补偿功能不启时的视觉零点标定操作1.操作概要如下所述顺序:相机和测量目标的设置,视觉零点标定画面的显示,测量程序的创建,测量程序的执行,零点标定数据的更新,零点标定结果的显示和记录。2.画面的显示在示教器上按下MENU(菜单)键,选择“实用工具”,按下F1(类型),选择“iRCalibration"。示教器上显示如下所示的画面。在此画面上,显示可使用的iRCalibration功能的项目列表,如图所示。所显示的项目因选项的状况而有所不同。

将光标指向“视觉零点标定”项目,按下F3(详细)或ENTER(输入)键。示教器上显示如图所示的视觉零点标定画面。3.画面设置

视觉零点标定画面上的设置包括两个设置项目,一个是工业机器人组,一个是测量用工具坐标系编号。工业机器人组的设置是将光标指向视觉零点标定画面的“工业机器人组”,输入要标定的工业机器人的组编号,此处设置编号为1。工具坐标系编号的设置是将光标指向视觉零点标定画面的“测量用工具坐标系编号”,输入在视觉测量中要使用的工具坐标系编号,此处设置为9。4.测量程序的创建

在视觉零点标定画面上将光标指向“创建程序”,按下F4(执行)或ENTER键,示教器上显示如图所示的创建程序画面。同时显示执行时监视和创建程序画面的状态

在这里需要说明的是视觉零点标定测量时的曝光时间,使用此画面上的设置。在“视觉数据设置画面”的“参数设置画面”、“模型示教画面”上设置的曝光时间,无法在视觉零点标定的测量时使用。

为使得测量目标的原点映照在相机中心的方式移动工业机器人,并进行测量时基准位置的示教,在创建程序画面上将光标指向“测量时基准位置”,在按住SHIFT键的同时按下F5(记录位置)。现在位置即被作为测量基准位置存储。此时若将光标指向“测量时基准位置”,在测量时基准位置处于“已记录”的状态下,若在按住SHIFT键的同时按下F4(移至),则工业机器人移动到所存储的测量时基准位置。T2模式或AUTO模式时,将工业机器人的倍率设置为30%以下,测量相机位置。在T1模式下,更高的倍率也无妨。将测量时基准位置作为测量的开始姿势,工业机器人向着X、Y、Z的正交方向移动数cm,在沿W、P、R的姿势方向发生15度左右变化的多个姿势下自动移动的同时执行相机位置的测量。根据视觉测量结果,计算出相机的位置和测量目标的位置。将光标指向“测量相机的位置”,在按住SHlFT键的同时按下F4(执行),执行相机位置的测量。测量中,示教器上显示“正在测量相机位置”。

测量结束后,示教器的画面按如下所示方式变化:(1)“测量相机的位置”的状态成为“完成”。(2)显示“相机位置已测量”的消息。(3)显示测量结果,包括“相机位置”即视觉TCP的位置和“点阵板位置”即点阵板的原点位置。设置用来进行视觉零点标定的测量时最大摆动角度W、P、R。此处三项数值分别为:20.0deg、20.0deg、30.0deg。“测量时最大摆动角度W、P”的建议范围为20度~45度。“测量时最大摆动角度R”的建议范围为30度~45度。测量时最大摆动角度越大,零点标定参数的调整精度越好,但是所需的动作区域将会扩大。测量时最大摆动角度W、P若超过45度,则有可能无法进行视觉测量。

创建测量程序。将光标指向“创建程序”,按下F4(执行)或ENTER键。创建程序结束后,示教器的画面中“创建程序”的状态成为“完成”和显示“测量程序已创建”的消息。

工业机器人组为1时,创建TP程序VMAST11和VMDATA11。VMAST和VMDATA之后的最初的数字表示工业机器人组编号。最后确认评估指标,评估指标越小,越能够得到精度好的视觉零点标定结果,在评估指标大于4.2时,增大测量时最大摆动角度,从设置用来进行视觉零点标定的测量时最大摆动角度W、P、R开始重新操作。即使经过如此操作评估指标也得不到改善时,以使得相机和测量目标的距离离开的方式再示教测量时基准位置,并从“测量时基准位置”开始重新操作。重新执行测量程序的创建示教器画面5.测量程序执行

将光标指向“执行”,按下F4(执行)或ENTER键,显示测量程序的编辑画面,如图所示。T2模式或AUTO模式时,将工业机器人的倍率设置为30%以下,执行所显示的程序。在T1模式下,更高的倍率也无妨。6.数据更新

将光标指向“更新零点标定数据”,示教器上显示如下零点标定数据的更新画面。在此时刻,尚未更新零点标定参数。确认所显示的项目,如果没有问题,就在按住SHIFT键的同时按下F3(更新),更新零点标定数据。

零点标定数据更新后,需要重新设置简易零点标定功能的基准点。如果没有设置基准点,就把所有关节的角度设置为0度的点作为基准点。7.结果显示和记录

零点标定结果的显示和记录的操作方式为将光标指向“显示零点标定结果”,按下F4(执行)或ENTER键。示教器上显示如图所示的零点标定结果的显示画面。

输出记录视觉零点标定结果的日志文件VCMT_LOG.TXT,将会被写入到在文件画面上选择的输入输出装置(存储卡、USB存储器等)中。若VCMT_LOG.TXT已经存在,则在以往存在的内容之后追加新的内容。2.3.6启用重力补偿功能时的视觉零点标定的操作1.功能简介

工业机器人会被在各种不同的条件下使用,因而不该一概而论,但是大致上在如下所示的情况下,只要同时进行重力补偿用参数的调整,就可得到理想的定位精度。第一种情况:工业机器人的可搬运重量超过100kg。第二种情况:安装在手前端部的负载超过工业机器人可搬运重量的1/2。第三种情况:J3手臂上的机器安装面放置有装置等的情况下,其重量比工业机器人手前端部的负载重量足够轻。

实际上,应根据工业机器人的使用条件,建议由客户进行视觉零点标定的应用研究,在启动工业机器人系统前确认其效果。此外,工业机器人手前端部所承受的负载有多个种类或工业机器人的作业范围比较大时,倾向于增大在视觉零点标定中使用的负载数。若安装在手前端部的负载不太重,以及只使用一个负载的情况下,倾向于反复进行视觉零点标定的测量和更新,直到“补偿角度”变得足够小。

若进行重力补偿功能用参数的调整,取代默认值而使用经过调整的值。万一因此而定位精度不佳时,通过如下处理使得重力补偿功能用参数返回默认值,再度执行视觉零点标定。使得重力补偿功能用参数返回默认值的方法:使得系统变量$GRAVC_GRP[n].$MODE_SW,$GRAVC__GRP[n].$PCONS[1-9]的值返回视觉零点标定执行前的值,重新通电。n为工业机器人组编号。大多数情况下,将$GRAVC_GRP[n].$MODE_SW,$GRAVC_GRP[n].$SPCONS[1-9]的值全都设定为0。2.操作概要

启用重力补偿功能时的视觉零点标定的操作概要如下所述:相机和测量目标的设置,视觉零点标定画面的显示,测量程序的创建,测量程序的执行,零点标定数据的更新,零点标定结果的显示和记录。3.画面显示

按下MENU(菜单)键,选择“实用工具”,按下F1(类型),选择“iRCalibration",示教器上显示可使用的iRCalibration功能的项目列表。所显示的项目因选项的状况而有所不同。将光标指向“视觉零点标定”项目,按下F3(详细)或ENTER(输入)键。示教器上显示如图所示的视觉零点标定画面。4.画面设置

启用重力补偿功能时的视觉零点标定画面上的设置包括两个设置项目,一个是工业机器人组,一个是测量用工具坐标系编号。工业机器人组的设置是将光标指向视觉零点标定画面的“工业机器人组”,输入要标定的工业机器人的组编号,此处设置为1。工具坐标系编号的设置是将光标指向视觉零点标定画面的“测量用工具坐标系编号”,输入在视觉测量中要使用的工具坐标系编号,此处设置为9。5测量程序创建在视觉零点标定画面上将光标指向“创建程序”,按下F4(执行)或ENTER键。示教器上显示如图所示的创建程序画面。

设置为能够同时看到图像和创建程序画面。示教器成为如图所示的情形。

为使得测量目标的原点映照在相机中心的方式移动工业机器人,并进行测量时基准位置的示教。在创建程序画面上将光标指向“测量时基准位置”,在按住SHIFT键的同时按下F5(记录位置)。现在位置即被作为测量基准位置存储,此时若将光标指向“测量时基准位置”,在测量时基准位置处于“已记录”的状态下,若在按住SHIFT键的同时按下F4(移至),则工业机器人移动到所存储的测量时基准位置。T2模式或AUTO模式时,将工业机器人的倍率设置为30%以下,测量相机位置。在T1模式下,更高的倍率也无妨。将测量时基准位置作为测量的开始姿势,工业机器人向着X、Y、Z的正交方向移动数cm,在沿W、P、R的姿势方向发生15度左右变化的多个姿势下自动移动的同时执行相机位置的测量。根据视觉测量结果,计算出相机的位置和测量目标的位置。

若测量相机位置,则将影响到使用相同相机位置编号的所有负载条件。对已测量的相机位置进行再测量时,需要对使用该相机位置编号的所有负载再度进行测量程序的创建和执行。将光标指向“测量相机的位置”,在按住SHlFT键的同时按下F4(执行),执行相机位置的测量。测量中,示教器上显示“正在测量相机位置”。

测量结束后,示教器的画面按如下所示方式变化:(1)“测量相机的位置”的状态成为“完成”。(2)显示“相机位置已测量”的消息。(3)显示测量结果,包括“相机位置”即视觉TCP的位置和“点阵板位置”即点阵板的原点位置。

设置用来进行视觉零点标定的测量时最大摆动角度W、P、R,此处三项值分别为20.0deg、20.0deg、30.0deg。在进行包括重力补偿功能用参数调整的视觉零点标定的情形时,“测量时最大摆动角度W、P”的建议范围为35度~45度。“测量时最大摆动角度R”的建议值为45度。测量时最大摆动角度越大,零点标定参数的调整精度越好,但是所需的动作区域将会扩大。测量时最大摆动角度W、P若超过45度,则有可能无法进行视觉测量,设置为测量时最大摆动角度W、P不易超过45度。

创建测量程序,将光标指向“创建程序”,按下F4(执行)或ENTER键。创建程序结束后,示教器的画面按如下所示方式变化:(1)“创建程序”的状态成为“完成”;(2)显示“测量程序已创建”的消息。重新执行测量程序的创建示教器画面6.测量程序执行

将光标指向“7执行:VMAST11(~3)”,按下F4(执行)或ENTER键。显示测量程序的编辑画面,如图2.36所示。T2模式或AUTO模式时,将工业机器人的倍率设置为30%以下,执行所显示的程序。在T1模式下,更高的倍率也无妨。在执行测量程序的中途,无法从P[1]移动到[27]中的任何一个位置时,确认点阵板处于相机视野内,对可移动的位置进行再示教。测量程序的编辑画面7.数据更新

将光标指向“更新零点标定数据”,按下F4(执行)或ENTER键。示教器上显示“更新重力补偿参数吗?”的消息。要调整重力补偿功能用参数时,按下F4(是)。不调整重力补偿功能用参数,只调整零点标定参数时,按下F5(否)。在进行只对零点标定参数予以调整的视觉零点标定时,能够选择的负载只有1种,请勿将2个以上的负载状态设置为“启用”。若在确认是否对重力补偿功能用参数进行补偿的画面上按下F4(是),或者在确认是否对重力补偿功能用参数进行补偿的画面上按下F5(否)则会在示教器上显示相应的的零点标定数据的更新画面。在此时刻,尚未更新零点标定参数。

确认所显示的项目,如果没有问题,就在按住SHIFT键的同时按下F3(更新),更新零点标定数据。8.结果的显示和记录

启用重力补偿功能时的零点标定结果的显示和记录的操作方式为将光标指向“显示零点标定结果”,按下F4(执行)或ENTER键。则在示教器上显示零点标定结果的显示画面。2.3.7可使用的测量目标

视觉零点标定,只可以使用点阵板来作为通过视觉检测的测量目标。视觉零点标定中使用的点阵板,必须满足如图所示规格。也可以使用如下iRVision用点阵板。种类尺寸(mm)点阵间距(mm)相机校准点阵板A1007.5相机校准点阵板B20015相机校准点阵板C400302.4拳头工业机器人视觉零点标定2.4.1简介

拳头工业机器人视觉零点标定功能是利用相机来测量在工业机器人的工具尖端安装的专用测量目标,通过对拳头工业机器人的机构参数的误差进行计算和补偿,来提高拳头工业机器人的定位精度的一种功能。该功能对于提高基于TCP设置、视觉测量的位置补偿等的精度有效。

拳头工业机器人视觉零点标定的特点和制约可从三个方面来说。第一是本功能只对应M-1i/0.5S(4轴类型),与M-1iA的其它类型(6轴类型、3轴类型、长臂型)、M-2iA、M-3iA不对应。此外,本功能只有在工业机器人的设置角为0度时可应用;第二是要应用本功能,工业机器人必须处在已经进行了专用夹具零点标定的状态。第三是为了进行视觉测量,工业机器人将会在广阔的范围内移动,所以为避免引起外围设备和工业机器人的相互干涉,需要确保充分的动作区域。2.4.2功能概要拳头工业机器人视觉零点标定的系统构成(M-1iA/0.5S)视觉测量执行用TP程序,如下所示。

在TP程序VCGMM05S的执行中,程序会多次成为暂停状态,但是请勿在此时使得工业机器人点动,或者执行其他程序。2.4.3拳头工业机器人视觉零点标定的操作1.操作概要

操作概要为如下所述顺序:相机的准备,目标的安装,测量所需参数的设制和执行时监视的显示,相机位置1、2、3、4的视觉测量的执行,拳头工业机器人视觉零点标定画面的显示,更新机构参数,相机和目标的移除。2.相机的准备安装到相机上的镜头和近摄环3.测量目标的安装M-1iA/0.5S的拳头工业机器人视觉零点标定专用测量目标M-1iA/0.5S的拳头工业机器人视觉零点标定专用测量目标的安装4.测量所需参数的设置和执行时监视的显示

测量所需参数的设置和执行时监视的显示部分主要包括:示教器被设定为禁用时,无法变更TP程序的值。必须在将示教器设定为启用后变更值。通过TP程序VCGMM05S的执行,设置本功能的测量中所使用的相机种类、进行本功能测量的工业机器人的组编号,调整相机的曝光时间,并显示执行时监视。具体步骤如下:

通过打开程序一览画面,选择TP程序VCGMM05S来打开TP程序VCGMM05S的编辑画面。将光标指向“CALLVT_M05S(‘CAMERA’,1)”的被下图的边框圈起来的部位,选择在拳头工业机器人视觉零点标定的测量中使用的相机种类。输入的数字,对应如下相机:1、SONYXC-56;2、BASLERacA640-20um;3、KOWASC36MF;将光标指向“CALLVT_M05S(‘GROUP’,1)”,输入进行拳头工业机器人视觉零点标定的工业机器人的组编号;如有需要,将光标指向“CALLVT_M05S(‘EXPOS’,80)”,输入相机的曝光时间的(单位:ms)。此处首先将曝光时间设置为80ms而开始视觉测量,在图像过于明亮或者过去暗淡时,变更曝光时间,并重新测量。最后将光标指向画面第一行后,执行TP程序VCGMM05S。5.视觉测量的执行

视觉测量的执行是通过TP程序VCGMM05S的执行,进行基于相机的视觉测量,相机的设置部位共有4处。

相机位置1的视觉测量的执行步骤如下:

重新运行处于暂停状态的TP程序VCGMM05S时,工业机器人向着原点位置移动后,向着相机位置1的测量开始位置移动。这里需要注意在工业机器人移动中,要注意避免引起测量目标和外围设备的相互干涉。所谓原点位置,就是(J1,.J2,.J3,.J4)=(25度,25度,25度,0度)的姿势,相机位置1的测量开始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(-6度,-27度,-34度,-165度)的姿势。这些值是在应用拳头工业机器人视觉零点标定中计算的机构参数前的值,小数点以下部分的数值已被四舍五入。在向原点位置的移动中,示教器的显示“正在向原点位置移动…”。在向相机位置1的测量开始位置的移动中,示教器的显示成为“正在向测量开始位置移动…”。在向测量开始位置移动后,在示教器的最上面一行显示“请将相机设置在目标的下方。”,相机成为实时状态,TP程序成为暂停状态。此处需要注意请勿在TP程序VCGMM05S处于暂停状态期间点动工业机器人,或者执行其他程序。

将相机固定设置在测量目标的下方。需要以满足如下条件的方式进行固定设置。使得镜头的尖端和测量目标之间的距离处在如下所述值的范围内的方式设置相机。SONYXC-56的情形时是110~130mm、BASLERacA640-20um的情形时是145~170mm、KOWASC36MF的情形时是135~160mm。

尽量使得相机与测量目标正对的方式设置相机,要使得相对测量目标的相机的倾斜处在3°以内,如图所示

配置相机,使得图像上显示的红色十字线的交点如图2.47所示那样在测量目标上多个排列的点阵板中被拍入位于中央的点的内部。图像上所显示的点的轮廓看不到太清楚时,请确认镜头的焦点和光圈的设置、以及镜头和近摄环是否已被正确安装。图像上所显示的测量目标的表面看上去呈白色时,图像过于明亮,所以要在确认镜头的光圈设置是否正确后,减小曝光时间。

相机设置后,重新运行处于暂停状态的TP程序时,将会开始相机位置1的视觉测量。要注意避免在工业机器人移动中引起测量目标和外围设备的相互干涉,绝对不要在视觉测量中移动已被固定设置的相机,将工业机器人的倍率设定为30%以下而执行程序。

首先,通过视觉测量确认相机位置和测量目标位置是否适当。然后,将相机的光轴作为旋转轴,以每次旋转30°的方式将测量目标从0°旋转到330°,使得工业机器人移动,由此共在12处的测量姿势下进行视觉测量。

视觉测量中,在示教器最上面一行显示用来表示在共12处的测量中进行了第几个测量的数字。比如“[3/12]正在测量...请不要移动相机”表示进行第三个测量姿势的视觉测量。测量完成后,在示教器的最上面一行显示“[1/4]测量已经完成。”。

在相机位置1的测量完成后,重新运行处于暂停状态的TP程序VCGMM05S时,工业机器人在向着原点位置移动后,向着相机位置2的测量开始位置移动。相机位置2,相机位置3,相机位置4的测量的执行步骤,与相机位置1的测量一样,所以,请参照相机位置1的视觉测量的执行步骤执行测量。需要知道的是相机位置2的测量开始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(12度,33度,23度,-165度)的姿势,相机位置3的测量开始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(44度,-16度,14度,-165度)的姿势,相机位置4的测量开始位置,就是(J1,J2,J3,J4)=(40度,17度,-25度,-165度)的姿势。6.画面操作

按下MENU(菜单)键,从弹出式菜单中选择“实用工具”。按下F1(类型)键,从弹出式菜单中选择“iRCalibration”。示教器上显示iRCalibration的列表画面。将光标指向“拳头工业机器人视觉零点标定”项目,按下F3(详细)或ENTER(输入)键。示教器上显示如图所示的拳头工业机器人视觉零点标定画面。将光标指向“J4驱动轴的相位”项目,按下F4(选择)键。

从弹出式列表的“-60”、“-30”、“0”、“+30”、“+60”、“+90”中选择J4轴驱动轴的相位。对于将J4轴移动到0度时的图中所示的驱动轴端部分的形状,从正面用肉眼观察而判断相位。下图表示J4轴为0度时从正面观察驱动轴端部分的形状。7.更新机构参数

确认已经设置J4轴驱动轴的相位值后,进行更新机构参数的步骤。

在拳头工业机器人视觉零点标定画面上将光标指向“更新机构参数”项目,按下F4(执行)键或ENTER键。执行机构参数的计算,计算成功时,在示教器的画面上显示更新机构参数画面。在示教器画面的最下面一行显示“机构参数计算失败”时,无法显示更新机构参数画面,请在重新确认测量目标的安装、相机设置、镜头设置后再执行视觉测量。

在确认画面上所显示的工业机器人组和J4轴驱动轴的相位设置正确后,在按住SHIFT键的同时按下F3(更新)键进行机构参数的更新。2.4.4机构参数的重置

机构参数的重置方法,比如创建如下的TP程序:CALLVT_M05S(‘RESET’,1)。调用程序VT_M05S时的第一个自变量设置“RESET”,第二个自变量的值设置用来重置机构参数的工业机器人的组编号。执行该TP程序。示教器画面上显示“机构参数已经被重置。”。

再次执行零点标定时的处理是在对应用本功能的工业机器人通过机构的部件更换等而再次执行零点标定时,通过本功能计算而得的机构参数将会无效。请在通过上述方法重置机构参数后再度进行视觉测量,并进行机构参数的更新。2.5视觉零点标定恢复2.5.1简介视觉零点标定恢复功能的特点和制约可从五个方面来说。(1)本功能只对应6轴工业机器人,无法在4轴和5轴工业机器人上使用。此外,无法在拳头工业机器人上使用本功能。(2)相机安装以外的作业已实现自动化。操作简单,不依赖于作业人员,可确保精度地恢复已被零点标定的状态。(3)在进行多个轴的部件更换时,可同时恢复这些轴的零点标定状态。(4)使用本功能的条件是,在进行部件的更换作业之前工业机器人能够移动。(5)本功能需要在部件更换作业的前后用相机和点阵板进行视觉测量。部件更换作业前后进行视觉测量时,相机和点阵板的位置需要保持完全一致。因此,从部件更换作业前的视觉测量开始,到部件更换后的视觉测量结束为止,不能改变相机和点阵板的位置。2.5.2功能的概要1.系统构成视觉零点标定的系统构成2.操作概要

操作概要如下所述顺序:相机和点阵板的设置,视觉零点标定恢复画面的显示,测量所需项目的设置,设置要恢复的工业机器人轴画面的显示,此处是要恢复的轴的设置,创建程序画面的显示,部件更换前测量程序的执行,检查基准测量结果画面的显示,部件的更换作业和暂时的零点标定,部件更换后测量程序的执行,恢复零点标定数据画面的显示,恢复结果的显示。2.5.3视觉零点标定恢复的测量姿势视觉零点标定恢复中使用多个测量姿势。根据测量时基准位置(初始值)自动创建这些测量姿势。详细的创建方法如下所示。测量时基准位置各自的姿势角(W、P、R),创建共计27个测量姿势,其中包括正的最大摆动角度、负的最大摆动角度和0的3个摆动角度。设置为各测量位置中的相机到目标的距离(相机与点阵板的距离)与测量时基准位置下的相机到目标的距离相等,如图所示。

测量时基准位置,在所创建的多个测量姿势中设置在工业机器人与周围不会相互干涉,工业机器人能够在广阔的范围内动作的位置。

只要设置如图所示的测量时基准位置,就可以增大测量姿势的最大摆动角度。第一,J2轴、J4轴的角度大致上在0度附近;第二,J3轴的角度为负值;第三,工业机器人的手腕法兰盘朝下。2.5.4相机和点阵板的设置

首先介绍相机的设置,将相机切实固定在工业机器人的工具上。相机可以固定在工业机器人的工具上的任意位置。要避免在视觉零点标定恢复中途相机位置发生变动的方式进行固定设置。

使得相机的光轴前端的注视点(如图2.54所示的视觉TCP)处于从J6轴的中心线偏移的位置。偏移要确保100mm以上。相机到目标的距离(相机与点阵板的距离)的建议值约为500mm。

使得相机和工具从工业机器人机座偏离,若使得J3手臂向下方倾斜,手腕部分就难于发生干涉。

另一方面,相机和工具若在工业机器人机座附近,或将J3手臂向上方倾斜,则容易在手腕部分发生干涉。这种情况下,就需要减小“测量姿势的摆动角度”,零点标定状态的恢复结果可能会变差。2.5.5视觉零点标定恢复的操作1.操作概要

首先介绍操作概要,如下所述顺序:相机和点阵板的设置,视觉零点标定恢复画面的显示,设置要恢复的工业机器人轴画面的显示,创建程序面面的显示,进行基准测量,检查基准测量结果画面的显示,部件的更换作业和暂时的零点标定,进行恢复测量,零点标定状态的恢复,恢复结果的显示和记录。2.画面显示

按下MENU(菜单)键,选择“实用工具”,按下F1[类型],选择“iRCalibration”。示教器上显示可使用的iRCalibration功能的项目列表。所显示的项目因选项的状况而有所不同。将光标指向“视觉零点标定恢复”项目,按下F3(详细)或ENTER(输入)键。示教器上显示如图2.55所示的视觉零点标定恢复画面。3.设置要恢复的工业机器人轴

在视觉零点标定恢复画面上将光标指向“设置要恢复的工业机器人轴”,按下F4(执行)或ENTER键。示教器显示设置要恢复的工业机器人轴画面。将光标指向要恢复零点标定状态的轴,在按住SHIFT键的同时按下F4(启用),就可设置要恢复的轴。可以选择多个恢复零点标定状态的轴。此外,在按住SHIFT键的同时按下F5(禁用),就可以解除要恢复的轴设置。要恢复的轴设置完成后,按下PREV键,返回视觉零点标定恢复画面。4.创建程序

确认“设置要恢复的工业机器人轴”的状态已经是“完成”的状态下,就可以进行创建程序了。具体步骤如下:在视觉零点标定恢复画面上将光标指向“创建程序”,按下F4(执行)或ENTER键。示教器上显示如图所示的创建程序画面。在iPendant上同时显示执行时监视和创建程序画面重新执行测量程序的创建示教器画面5.进行基准测量

将光标指向“进行基准测量”,按下F4(执行)或ENTER键。显示如图所示测量程序的编辑画面。6.检查基准测量结果

将光标指向“检查基准测量结果”,按下F4(执行)或ENTER键。显示检查基准测量结果画面,如图所示。7.部件的更换作业和暂时的零点标定

进行部件的更换作业,注意部件更换作业前后进行视觉测量时,要保证相机和点阵板的位置需要完全一致,部件的更换作业中,要注意避免相机和点阵板的安装位置发生变动。

部件的更换作业后,对于进行部件的更换而零点标定数据无效的轴,通过单轴零点标定等执行暂时的零点标定,进行位置匹配。暂时的零点标定精度只要是视觉精度就足够了。8.恢复测量

将光标指向“进行恢复测量”,按F4(执行)或ENTER键。显示测量程序的编辑画面。T2模式或AUTO模式时,将工业机器人的倍率设置为30%以下,执行所显示的程序。在T1模式下,更高的倍率也无妨。在执行部件更换后的测量程序时,请勿变更测量程序的P[1]至[27]的示教位置。

部件更换后的测量程序执行中,点阵板的4个较大的黑色圆圈越出拍摄的图像而检测失败,显示错误消息“CVIS-20大圆无法找到”时,可能是由于暂时零点标定的结果与部件更换前的零点标定状态相比大幅度偏移所致,请再度重新进行部件已更换的轴的暂时零点标定。

测量完成后,根据相关步骤恢复到视觉零点标定恢复画面。9.恢复零点标定数据

将光标指向“恢复零点标定数据”,按F4(执行)或ENTER键。示教器上显示如图2.61所示的恢复零点标定数据画面。在此时刻,尚未恢复零点标定的状态。确认所显示的项目,如果没有问题,按住SHIFT键的同时按下F3(更新),更新零点标定数据。10.显示和记录恢复结果

将光标指向“显示恢复结果”,按下F4(执行)或ENTER键。示教器上显示如下所示的零点标定结果的显示画面。2.5.6可使用的测量目标

视觉零点标定恢复,只可以使用点阵板来作为通过视觉检测的测量目标。视觉零点标定恢复中使用的点阵板,必须满足与视觉零点标定相同的规格。

所有黑色圆圈都排列成正方的格子状。中间附近有4个较大的黑色圆圈,表示如图示那样的坐标系的原点和方向。较大的黑色圆圈,其半径是其它黑色圆圈的大约1.5倍。

需要使用大小对应相机视野尺寸的点阵板。作为点阵板的选择标准,在将相机和点阵板的距离设为大约500mm时,拍入相机图像的X轴方向的3个黑色圆圈的最大距离占相机视野宽的1/5至1/4。2.6单轴视觉零点标定2.6.1简介

单轴视觉零点标定的特点和制约可从两个方面来说。第一,操作简单,不依赖于作业人员的技能,可确保精度地恢复已被零点标定的状态。第二,需要本功能专用的目标标记和AMU(AxisMeasuringUnit:轴测量单元)。2.6.2单轴视觉零点标定功能的概要1.系统配置单轴视觉零点标定的系统构成2.目标标记

目标标记是安装在工业机器人的关节上的单轴视觉零点标定专用的视觉测量用标记。这些目标标记属于工业机器人机构部的选项,需要在购买工业机器人时一起订购。R-2000iB/250F的目标标记安装位首先介绍贴纸式目标标记和可装卸式目标标记,包括三个方面:第一,目标标记包括两种,即贴纸式目标标记和可装卸式目标标记。第二,贴纸式目标标记在标贴于工业机器人的状态下出厂。为了避免破损或弄脏,贴纸式目标标记上安装有盖板,进行测量时,请拆除盖板。第三,为了因避免破损或被弄脏而电缆发生干涉,只有在进行测量时通过安装在目标标记上的螺丝或磁性来将可装卸式目标标记安装在工业机器人上。如果机种相同,则可以在多个工业机器人上轮回使用可装卸式目标标记。R-2000iB/250F的J2轴(贴纸式目标标记)R-2000iB/250F的J6轴(可装卸式目标标记)下面介绍1个孔标记和4个孔标记,目标标记如图所示,可装卸式目标标记上有的标贴有记载了校准值的贴纸如图所示。3.AMU(AxisMeasuringUnit)概要AMU是单轴视觉零点标定专用的相机单元。AMU上安装有LED指示灯。若将AMU连接到工业机器人控制装置上,接通工业机器人控制装置的电源,安装在AMU上的LED指示灯就会呈红色点亮。安装在AMU上的托架包括从两种,即正面测量用托架和高低差测量用托架,如图所示。安装了从正面测量用托架的AMU安装了高低差测量用托架的AMU

视觉测量中,作业人员手拿AMU,将AMU的托架前端轻轻推压至目标标记的4个孔标记(贴纸式目标标记时为标贴有贴纸的一面)。通过将托架推压至目标标记,即可相对于目标标记将内置在AMU中的相机保持在适当的位置,如图所示。4.视觉测量概要视觉测量包括两种,即“从正面测量”和“从左右测量”。如图所示是从正面测量中,从目标标记的正面在短暂时的时间内推压AMU的托架前端。

通过视觉来测量如图中所示的、目标标记的1个孔标记和4个孔标记的偏移值,以及反复地以使偏移值逐渐变小的方式自动移动标定轴,就会使得该轴向着目标标记的3个圆点呈纵向排列在一条直线上的叫作“基准位置”的位置移动。当控制装置判断反复测量的偏移值变得充分小时,从正面测量结束。如图是从左右测量中,从目标标记的右侧在短暂时间内推压AMU,然后从目标标记的左侧在短暂的时间内推压AMU。

根据工业机器人机构部的个体差,有时会在1个孔标记和4个孔标记之间产生微小的高低差如下图所示。从左右测量,如图所示,是为了求取此高低差尺寸的视觉测量。为了在进行从正面测量时确保精度地使得工具向着基准位置移动,需要求得高低差尺寸。5.基本功能

单轴视觉零点标定功能包括4个基本功能,即“基准数据设置”、“单轴零点标定”、“编码器零点标定”、“高低差测量”。(1)基准数据设置

对于已经设置了有效的零点标定数据的工业机器人关节的目标标记,进行从正面测量,将测量刚刚结束的轴位置(将其叫作基准位置)的值作为基准数据保存在工业机器人的控制装置中。旋转轴时的单位为deg,直动轴时的单位为mm。为了进行“单轴零点标定”和“编码器零点标定”,需要进行基准数据设置。工业机器人在出厂时,在没有安装工具的状态下进行基准数据设置。但是,若根据将工具安装在工业机器人上的状态下出厂时的基准数据进行零点标定状态的恢复,就会产生误差,该误差相当于因为工具的负荷造成的轴(包括减速机等)的挠度部分。为了避免这一问题,在将平时使用的工具安装在工业机器人的状态下设置别的基准数据,进行零点标定状态的恢复时,选择该基准数据。

基准数据有10个,即基准数据1、基准数据2、‥、基准数据10,可以在各基准数据存储通过测量而求得的关节的基准位置值。基准数据10中存储有上述出厂时所设置的关节的基准位置值。(将基准数据10中存储的基准数据叫作“出厂值”),请在1至9号基准数据中,根据安装在工业机器人上的工具种类设置基准数据。(可至多对应9个工具)。需要注意的是基准数据设置,在存在零点标定尚未完成的轴的状态下将无法进行。(2)单轴零点标定

这是在因电机的更换等而弄丢了零点标定数据时进行的零点标定。对于弄丢了零点标定数据的轴的目标标记进行从正面测量,基于该轴的基准数据恢复已被零点标定的状态。可不依赖于作业人员的技能而在短暂的时间内进行高精度的零点标定。

需要注意的是在更换工业机器人的手臂和手腕单元时将无法应用单轴零点标定,要进行对应工具负荷的零点标定状态的恢复,需要预先将安装了该工具的状态下的基准位置值作为基准数据予以设置。(3)编码器零点标定

这是在因后备有脉冲计数的电池电压下降而弄丢了零点标定数据时进行的零点标定。有关关节,对目标标记进行从正面测量,基于该轴的基准数据而正确恢复已被零点标定的状态。其效果与现有的简易零点标定相同,但是其长处在于,与简易零点标定相比,无须关注工业机器人向参考点的点动的精度,能够切实进行零点标定。

需要注意的是在更换了工业机器人的手臂、手腕单元、减速机、电机、脉冲编码器等时将无法应用编码器零点标定,要进行对应工具负荷的零点标定状态的恢复,需要预先将安装了该工具的状态下的基准位置值作为基准数据予以设置。(4)高低差测量

高低差测量通过对于标定轴进行从正面测量和从左右测量,测量该轴的基准位置和1个孔标记与4个孔标记之间的高低差。出厂时已进行高低差测量,通常无须进行此操作。

需要注意的是在更换了工业机器人的手臂和减速机时,高低差尺寸会变大,因而需要再度进行该轴的高低差测量,在存在零点标定尚未完成的轴的状态下将无法进行高低差测量,在没有安装工具的无负荷的状态下进行高低差测量,进行高低差测量时,对于要使用的所有工具,建议用户再设置该轴的基准数据。2.6.3单轴视觉零点标定的操作1.操作概要单轴视觉零点标定的操作步骤的顺序如下:AMU的连接和目标标记的准备,单轴视觉零点标定画面的显示,选择基准数据画面的操作,显示基准数据画面的操作,选择标定轴画面的操作,输入夹具cv编号,AMU托架的安装,向测量姿势移动,进行测量,显示结果/更新数据。从单轴视觉零点标定画面启动测量结果的显示/数据的更新画面,完成单轴视觉零点标定的操作。2.AMU的连接和目标标记的准备

将单轴视觉零点标定专用相机单元AMU连接到工业机器人控制装置上。AMU的连接方法与通常的相机相同,AMU中内置有SONYXC-56。需要注意,将AMU连接到工业机器人控制装置上,接通工业机器人控制装置的电源时,需要确认AMU上附带的LED指示灯呈红色点亮。

对于进行测量的轴的目标标记,贴纸式目标标记要拆除盖板,可装卸式目标标记要将其安装在工业机器人上。3.画面显示

按下MENU(菜单)键,将光标指向“实用工具”,按下ENTER(输入)键。按下F1[类型]键,将光标指向“iRCalibration”,按下ENTER键。示教器上显示可使用的iRCalibration功能的项目列表。所显示的项目因选项的状况而有所不同;将光标指向“单轴视觉零点标定”项目,按下F3(详

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