项目3-机器人示教编程教学资料

项目(xiàngmù)3弧焊机器人示教编程第一页，共68页。弧焊机器人焊接时是按照事先编辑好的程序来进行的，这个程序一般是由操作(cāozuò)人员按照焊缝形状示教机器人并记录运动轨迹而形成的。机器人的程序由主程序、子程序及程序数据构成。在一个完整的应用程序中，一般只有一个主程序，而子程序可以是一个，也可以是多个。第二页，共68页。【学习(xuéxí)目标】知识目标1．掌握常用的机器人指令；2．掌握机器人程序的构成特点；3．掌握机器人的程序编写和编辑方法；技能目标1．学会新建一个程序；2．学会编辑程序，如程序的修改、复制、粘贴、删除等；3．能够实现(shíxiàn)程序的连续运行和单周运行。第三页，共68页。任务(rènwu)1新建和加载程序机器人的程序编辑器中存有程序模板，类似计算机办公(bàngōng)软件的Word文档模板，编程时按照模板在里面添加程序指令语句即可。第四页，共68页。一、示教与再现(zàixiàn)“示教”就是机器人学习的过程，在这个过程中，操作者要手把手教会机器人做某些动作，机器人的控制系统会以程序的形式将其记忆下来。机器人按照示教时记忆下来的程序展现这些动作，就是“再现”过程。示教再现机器人的工作(gōngzuò)原理如图3-1所示。【知识(zhīshi)准备】第五页，共68页。图3-1示教-再现机器人控制(kòngzhì)方式第六页，共68页。ABB机器人存储器包含应用程序和系统模块两部分。存储器中只允许存在一个主程序，所有例行程序（子程序）与数据无论存在什么位置，全部被系统共享。因此，所有例行程序与数据除特殊(tèshū)定以外，名称不能重复。ABB工业机器人存储器组成如图3-2所示。二、ABB工业(gōngyè)机器人程序存储器第七页，共68页。图3-2ABB工业(gōngyè)机器人存储器的组成第八页，共68页。1.应用程序（Program）的组成(zǔchénɡ)应用程序由主模块和程序模块组成(zǔchénɡ)。主模块(Mainmodule）包含主程序(Mainroutine)、程序数据(Programdata)和例行程序(Routine)；程序模块(Programmodules)包含程序数据(Programdata)和例行程序(Routine)。第九页，共68页。2.系统模块（Systemmodules）的组成(zǔchénɡ)系统模块包含系统数据（Systemdata）和例行程序(Routine)。所有ABB机器人都自带两个系统模块，USER模块和BASE模块。使用时对系统自动生成的任何模块不能进行修改。第十页，共68页。1．基本(jīběn)运动指令及其应用常用基本(jīběn)运动指令有：MoveL、MoveJ、MoveCMoveL：直线运动。MoveJ：关节轴运动。MoveC：圆周运动。三、编程指令(zhǐlìng)及应用第十一页，共68页。（1）直线运动指令的应用直线由起点(qǐdiǎn)和终点确定，因此在机器人的运动路径为直线时使用直线运动指令MoveL，只需示教确定运动路径的起点(qǐdiǎn)和终点。第十二页，共68页。例如，MoveLp1，v100，z10，tool1；（直线运动起始点程序语句）p1：目标位置。v100：机器人运行速度。修改方法：将光标移至速度数据(shùjù)处，回车，进入窗口；选择所需速度。z10：转弯区尺寸。修改方法：将光标移至转弯区尺寸数据(shùjù)处，回车，进入窗口；选择所需转弯区尺寸，也可以进行自定义。tool1：工具坐标。第十三页，共68页。小贴士：转弯(zhuǎnwān)区尺寸fine指机器人TCP达到目标点（见图3-3中的P2点），在目标点速度降为零。机器人动作(dòngzuò)有停顿，焊接编程时，必须用fine参数。zone指机器人TCP不达到目标点，而是在距离目标点一定长度（通过编程确定，如z10）处圆滑绕过目标点，如图3-3中的P1点。第十四页，共68页。图3-3转弯(zhuǎnwān)区尺寸第十五页，共68页。例1：使机器人沿长100mm、宽50mm的长方形路径运动采用offs函数进行(jìnxíng)精确确定运动路径的准确数值。机器人的运动路径如图3-4所示，机器人从起始点P1，经过P2、P3、P4点，回到起始点P1。图3-4长方形路径(lùjìng)第十六页，共68页。为了精确确定p1、p2、p3、p4点，可以采用offs函数，通过确定参变量的方法进行点的精确定位。offs（p，x，y，z）代表一个离p1点X轴偏差量为X，Y轴偏差量为y，Z轴偏差量为z的点。将光标移至目标点，按“Enter”键，选择Func,采用切换键选择所用(suǒyònɡ)函数，并输入数值。如P3点程序语句为：MoveLOffs(P1,100,50,0),V100,fine,tool1与Z轴距离(jùlí)与X轴距离(jùlí)与Y轴距离起始点第十七页，共68页。机器人长方形路径(lùjìng)的程序如下：MoveLOffsP1,V100,fine,tool1P1MoveLOffs(P1,100,0,0),V100,fine,tool1P2MoveLOffs(P1,100,50,0),V100,fine,tool1P3MoveLOffs(P1,0,50,0),V100,fine,tool1P4MoveLOffsP1,V100,fine,tool1P1第十八页，共68页。（2）圆弧运动指令的应用(yìngyòng)圆弧由起点、中点和终点三点确定，使用圆弧运动指令MoveC，需要示教确定运动路径的起点、中点和终点。圆弧运动路径如图3-5所示。图3-5圆弧运动(yùndòng)路径第十九页，共68页。起点为P0，也就是机器人的原始位置，使用MoveC指令会自动(zìdòng)显示需要确定的另外两点，即中点和终点，程序语句如下：MoveCp1，p2，v100，z1，tool1与直线运动指令MoveL一样，也可以使用offs函数精确定义运动路径。第二十页，共68页。例2：如图3-6所示，令机器人沿圆心(yuánxīn)为P点,半径为80mm的圆运动：图3-6整圆路径(lùjìng)第二十一页，共68页。程序(chéngxù)如下：MoveJp，v500，z1，tool1；MoveLoffs（p，80，0，0），v500，z1，tool1；MoveCoffs（p，0，80，0），offs（p，-80，0，0），v500，z1，tool1；MoveCoffs（p，0，-80，0），offs（p，80，0，0），v500，z1，tool1；MoveJp，v500，z1，tool1第二十二页，共68页。2．输入输出指令(zhǐlìng)Do指机器人输出信号，di指输入机器人信号输入输出信号有两种状态：“1”为接通；“0”为断开。1）设置输出信号指令(zhǐlìng)Setdo12）复位输出信号指令(zhǐlìng)Resetdo13）输出脉冲信号指令(zhǐlìng)PulseDOdo1第二十三页，共68页。3.通信指令(zhǐlìng)（人机对话）1）清屏指令(zhǐlìng)TPErase2）写屏指令(zhǐlìng)TPWriteString其中String—在示教器显示屏上显示的字符串。每一个写屏指令(zhǐlìng)最多可显示80个字符。第二十四页，共68页。4．程序流程指令判断执行(zhíxíng)指令IF循环执行(zhíxíng)指令WHILE循环指令运行时，机器人循环直到不满足判断条件后，才跳出循环指令，执行(zhíxíng)后面的指令。第二十五页，共68页。5．机器人停止指令Stop指令：机器人停止运行，软停止指令，直接在下一句指令启动机器人；Exit指令：机器人停止运行，并且复位整个运行程序，将程序指针(zhǐzhēn)移至主程序第一行。下次运行程序时，机器人程序必须从头开始。第二十六页，共68页。6．赋值指令Date：=ValueDate：指被赋值的数据(shùjù)Value：指该数据(shùjù)被赋予的值。7.等待指令WaitTimeTime等待指令是让机器人运行到该程序是等待一段时间（Time机器人等待的时间）。第二十七页，共68页。四、新建与加载程序(chéngxù)新建与加载一个程序的步骤如下：（1）在主菜单下，选择程序编辑器；（2）选择任务与程序；（3）若创建新程序，按新建，然后打开软件盘对程序进行命名；若编辑已有程序，则选加载程序，显示文件搜索(sōusuǒ)工具；（4）在搜索(sōusuǒ)结果中选择需要的程序，按确认，程序被加载，如图3-7所示。为了给新程序腾出空间，可以先删除先前加载的程序。第二十八页，共68页。图3-7机器人程序(chéngxù)第二十九页，共68页。例行程序有不同的语句组成，如运动指令(zhǐlìng)，等待指令(zhǐlìng)等。每句指令(zhǐlìng)又由不同的变量组成，变量视它们自己的类型，可改变或省略。程序中各指令(zhǐlìng)的含义如图3-8所示。第三十页，共68页。如图3-8机器人程序(chéngxù)中指令含义A-直线运动指令名称

B-点位被隐藏(yǐncáng)的数值

C-可定义的运动速度D-可定义的运动点类型（精确点）

E-有效工具第三十一页，共68页。（1）调节运行速度在开始运行程序前，为了保证(bǎozhèng)操作人员和设备的安全，应将机器人的运动速度调整到75%。速度调节方法如下：1）按快捷键；2）按速度模式键，显示如图3-9所示的快捷速度调节按钮；3）将速度调整为75%或50%；4）按快捷菜单键关闭窗口。图3-9快捷速度(sùdù)调节第三十二页，共68页。（2）运行程序运行刚才打开的程序，先用手动低速，单步执行，再连续执行。运行时是从程序指针指向的程序语句开始，图3-10的“A”指示的即为程序指针。运行步骤如下：1）将机器人切换至手动模式(móshì)2）按住示教器上的使能键3）按单步向前或单步向后，单步执行程序。执行完一句即停止。第三十三页，共68页。图3-10程序(chéngxù)指针第三十四页，共68页。五、自动(zìdòng)运行程序自动运行程序的步骤如下：（1）插入钥匙，将运转模式(móshì)切换到自动模式(móshì)，示教器上显示状态切换对话框，如图3-11所示；图3-11运行(yùnxíng)模式转换第三十五页，共68页。（2）按OK，关闭(guānbì)对话框，示教器上显示生产窗口，如图3-12所示；图3-12机器人自动运行(yùnxíng)时的生产窗口第三十六页，共68页。（3）按马达上电/失电按钮激活电机；（4）按连续运行键开始(kāishǐ)执行程序；（5）按停止键停止程序；（6）插入钥匙,运转模式返回手动状态。第三十七页，共68页。【知识(zhīshi)拓展】工业机器人的控制(kòngzhì)系统大多数工业机器人属于示教-再现方式的工业机器人。无论是示教过程和还是再现过程，工业机器人的控制(kòngzhì)系统均处于边工作边计算的状态中。要求工业机器人控制(kòngzhì)系统是具有实时中断控制(kòngzhì)与多任务处理功能的专用计算机控制(kòngzhì)系统。第三十八页，共68页。一、控制系统的软、硬件任务分配一般工业(gōngyè)机器人控制系统的软硬件任务分配如下：速度平滑控制、自动加减速控制与防振控制采用软件方式处理。硬件系统应配合其它软件完成以下模块功能：1）系统控制。2）示教操作、编程与CRT显示。3）多轴位置、速度协调控制（再现）。4）I/O通讯与控制接口。5）各种安全与连锁控制。工业(gōngyè)机器人控制系统的典型硬件结构如图3-13所示。第三十九页，共68页。图3-13工业(gōngyè)机器人控制系统的典型硬件结构第四十页，共68页。二、控制系统软件(ruǎnjiàn)功能工业机器人的基本动作概念与软件功能如图3-14所示。工业机器人的柔性体现在其运动轨迹、作业条件和作业顺序能自由变更，变更的灵活程度取决于其软件水平(shuǐpíng)。工业机器人按照操作人员的示教动作及要求进行作业，操作人员可以根据作业结果或条件进行修正，直到满足要求为止。第四十一页，共68页。图3-14工业机器人的基本动作概念(gàiniàn)与软件功能第四十二页，共68页。软件系统应具有以下基本功能1）示教信息输入；2）工业机器人本体及对外部设备的动作控制；3）运动轨迹(guǐjì)在线修正；4）实时安全系统等。第四十三页，共68页。一、修改位置点修改位置点的步骤如下：1）在主菜单中选程序编辑器。2）单步(dānbù)运行程序，使机器人轴或外部轴到达希望修改的点位或附近。3）移动机器人轴或外部轴到新的位置，此时指令中的工件或工具坐标已自动选择。任务2编辑(biānjí)程序编辑程序包括修改位置点、编辑运动指令(zhǐlìng)、添加指令(zhǐlìng)，程序语句的复制、粘贴及删除等。第四十四页，共68页。图3-15修改位置(wèizhi)确认4）按“修改位置”，系统(xìtǒng)提示确认，如图3-15所示；第四十五页，共68页。5）确认修改按“Modify”，保留原有点按“Cancel”。6）重复步骤3)～5)，修改其他需要修改的点；7）单步(dānbù)运行，测试程序。第四十六页，共68页。二、编辑指令变量例如，修改程序的第一个MoveL指令，改变精确(jīngquè)点（fine）为转弯半径z10。步骤如下：第四十七页，共68页。1）在主菜单下，选程序编辑器，进入程序，选择要修改(xiūgǎi)变量的程序语句，如图3-16所示；图3-16修改变量(biànliàng)程序语句第四十八页，共68页。2）按“Edit”，打开(dǎkāi)编辑窗口，如图3-17所示。；图3-17程序(chéngxù)编辑窗口第四十九页，共68页。3）按“ChangeSelected”，进入当前(dāngqián)语句菜单，如图3-18所示；图3-18ChangeSelected菜单(càidān)第五十页，共68页。4）点“Zone”进入(jìnrù)当前变量菜单，如图3-19所示。图3-19当前(dāngqián)变量菜单第五十一页，共68页。5）选择(xuǎnzé)Z10，如图3-20所示，即可将fine改变为Z10；6）确认OK。图3-20变量数值(shùzí)选择菜单第五十二页，共68页。三、添加指令(zhǐlìng)在程序中添加运动指令(zhǐlìng)的方法有两种：一是在程序编辑器编辑状态下复制、粘贴需要的运动指令(zhǐlìng)；二是在程序编辑器中，将光标移动到需要添加运动指令(zhǐlìng)的位置，手动摇动操纵摇杆使机器人到达新位置，使用“修改位置”指令(zhǐlìng)添加新的运动指令(zhǐlìng)。第五十三页，共68页。方法一步骤如下：1）在主菜单下，选“程序编辑器”，进入程序，选“Edit”，再选择需要复制的变量或指令，再按“Copy”，如图3-17所示。2）按“Paste”插入被复制的指令，新的语句(yǔjù)会插在光标行的下面，如图3-21所示；第五十四页，共68页。图2-22粘贴程序(chéngxù)窗口第五十五页，共68页。方法(fāngfǎ)二步骤如下：：1）使用摇杆，将机器人移动到需要的位置；2）按“ModifyPosition”，会显示一个确认框，如图3-23所示；3）按“Modify”确认修改并记录修改点。4）在连续运行状态下测试程序。第五十六页，共68页。图3-23修改(xiūgǎi)位置确认对话框第五十七页，共68页。四、添加延迟等待指令例如，机器人在某位置（对应程序第4行）等待3s后，再执行下一个动作。步骤如下：1）在主菜单下，选程序编辑器，进入程序；2）将光标移到第四行，按“AddInstruction”，选择”Common”(常用)键显示滚动的指令类别列表，出现(chūxiàn)如图3-23所示的窗口。第五十八页，共68页。图3-23常用指令(zhǐlìng)列表第五十九页，共68页。3）在指令列表中按“Next”，选中“WaitTime”，出现(chūxiàn)如图3-24所示窗口。图3-24WaitTime窗口(chuāngkǒu)第六十页，共68页。4）按“Show123”键，显示软件(ruǎnjiàn)盘，如图3-25所示，然后按数字键3。图3-25Show123软件(ruǎnjiàn)盘第六十一页，共68页。5）按“OK”键，然后关闭(guānbì)菜单，即在程序第4行后添加了等待3秒钟的延迟指令，如图3-26所示。6）在连续运行状态下测试程序。图3-26延迟(yánchí)指令第六十二页，共68页。【小贴士】当一个程序较长，屏幕不能全部显示而需要查看时，可以使用屏幕上的黄色(huángsè)光标