六自由度机器人示教编程再现控制实验

六自由度机器人示教编程与再现控制实验一．实验目的了解机器人示教与再现的原理；掌握机器人示教和再现过程的操作方法。二．实验设备和工具GRB3016六自由度机器人一台；GRB3016六自由度机器人控制柜一台；基于OtoStudio开发平台的控制软件一套；机器人气动手爪一套。三．实验原理与方法示教再现原理机器人的示教-再现过程是分为四个步骤进行的，它包括：示教，就是操作者把规定的目标动作（包括每个运动部件，每个运动轴的动作＞一步一步的教给机器人。示教的简繁，标志着机器人自动化水平的高低。记忆，即是机器人将操作者所示教的各个点的动作顺序信息、动作速度信息、位姿信息等记录在存储器中。存储信息的形式、存储存量的大小决定机器人能够进行的操作的复杂程度。再现，便是将示教信息再次浮现，即根据需要，将存储器所存储的信息读出，向执行机构发出具体的指令。至于是根据给定顺序再现，还是根据工作情况，由机器人自动选择相应的程序再现这一功能的不同，标志着机器人对工作环境的适应性。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的各种动作。在示教-再现这一动作循环中，示教和记忆是同时进行的；再现和操作也是同时进行的。这种方式是的机器人控制中比较方便和常用的方法之一。示教的方法有很多种，有主从式，编程式，示教盒式等多种。主从式既是由结构相同的大、小两个机器人组成，当操作者对主动小机器人手把手进行操作控制的时候，因为两机器人所对应关节之间装有传感器，所以从动大机器人可以以相同的运动姿态完成所示教操作。编程式既是运用上位机进行控制，将示教点以程序的格式输入到计算机中，当再现时，按照程序语句一条一条的执行。这种方法除了计算机外，不需要任何其他设备，简单可靠，适用小批量、单件机器人的控制。示教盒和上位机控制的方法大体一致，只是由示教盒中的单片机代替了电脑，从而使示教过程简单化。这种方法因为成本较高，所以适用在较大批量的成型的产品中。GRB3016六自由度机器人GRB3016六自由度机器人采用六关节串联结构，各个关节以“绝对编码器电机+精密谐波减速器”为传动。控制方面采用集成了PC技术、图像技术、逻辑控制及专业运动控制技术的VME运动控制器。其控制软件是基于OtoStudio开发平台编制，除了支持PLC编程，还支持总线接口、驱动设备〈特别是伺服、数控)、显示设备、10设备等的编程。六自由度机器人控制柜项目■■指^■ 指标臂长 第一伸臂<早到J2) 第一伸।臂偏移J2f_第二伸mm)J1))1—二C1I720^mjfc 150mm- 645mm ^^50mm mm运动范围运动半径运动角度' R3<P点盲区J2[,,理勒科技僵靴有J3司1j4节_^^^N^^^S^56mm _ 180deg _ -1串,"175deg _ ^^^235，+85deg ±180degJ5-40,+220degJ6±360deg运动速度末端合成速度>8000mm/sJ1140deg/sJ2180deg/sJ3225deg/sJ4450deg/sJ5450deg/sJ6545deg/s关节分辨率J12048000pulse/rJ21638400pulse/rJ31310720pulse/rJ4655360pulse/rJ5655360pulse/rJ6540672pulse/r运动重复精度X/Y/Z±0.08mm最大许用负载惯量J40.3kg*m2J50.3kg*m2J60.2kg*m2最大负载6kg重量140kg其机器人技术参数如下:图3-1GRB3016六自由度机器人系统控制轴数供8轴伺服/步进控制CPUX86架构CPU板，赛扬1.6GCPU，提供USB2.0、10M/100M以太网、键盘、鼠标、VGA、CF卡标准接口VME控制器程序点程序点8图像处理卡<可选）支持两路视频输入，支持PAL、NTSC制式，隔行/逐行扫描安装要求安装方式水平地脚螺栓安装安装环境温度：0~45°C湿度：20~80%RH（不能结露〉震动：0.5G以下避免接触易燃腐蚀性液体或气体，远离电气噪声源3,示教再现操作方法<1）接通主电源把控制柜侧板上的主电源开关扳转到接通（ON>的位置，此时主电源接通，接下来按下控制柜面板上的绿色启动按钮，则进行初始化操作，并进入WinCE系统。<2）接通伺服电源伺服电源需要在进入机器人控制程序后通过软件开启。进入机器人控制软件，软件打开后系统会自动上伺服。干■上六自由度机器人控制系统窗口六自由度机器人控制系统窗口1系统信息与设置功能区TTTZTP14月上二旧示教<3）创建示教文件OperierJI J2।图3-2控制软件主界面点击示教列表操作区的“文件”个未曾示教过的文件名称。窗口2示教盒功能区六自由六机器人住啊布看此时示教盒功能区会后面的000编辑关节坐标J10.000000，在屏幕软件ja0.000000J4:0.000000直角坐标盘上，输入一V0.000000显示一个:未曾被纪录的口空文机器人令标显表功能区中Operater：是机器人运动语言的JMJ&MOVEm示教<3）创建示教文件OperierJI J2।图3-2控制软件主界面点击示教列表操作区的“文件”个未曾示教过的文件名称。窗口2示教盒功能区六自由六机器人住啊布看此时示教盒功能区会后面的000编辑关节坐标J10.000000，在屏幕软件ja0.000000J4:0.000000直角坐标盘上，输入一V0.000000显示一个:未曾被纪录的口空文机器人令标显表功能区中Operater：是机器人运动语言的JMJ&MOVEm如下几・通时是通过关个类型10窗注意：在<4），示机器人运动到该点 、运动到该点时是通过直口此条语句日需要延时amJ*在我们至10个程序点节运动实现的羹操祚角坐标运动实现的;“1词”值这么长用窗口7关节状态功能区语句的示教过程芯不能切换坐标系设置觇…，旦B点的加项目序，窗口9状态反馈功能区面图3作示教文窗口8手动控制功x加电 程序点'程序点1。1）程序点1一开始位置Jr性厅"讯】

一・小、一般情况下;四将机器人操作开始选择在机器人的“回零”位置。,零”位置。图,图3-4坐标操作模式运动程序点7L托盘yy程序受3以通过c.Iff

关节参数

酱长

速度mJ£-m速度200作业备的位置。关节坐标系3-6示教初始位置点 直角坐标系图3-7不同坐标系下的速度设置d.点击”示教列表操作美隆式O期模式，记录该点。示效力表疑作2＞程序点2—抓文件：googoltech.tx打开文件以通过c.Iff

关节参数

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速度mJ£-m速度200作业备的位置。关节坐标系3-6示教初始位置点 直角坐标系图3-7不同坐标系下的速度设置d.点击”示教列表操作美隆式O期模式，记录该点。示效力表疑作2＞程序点2—抓文件：googoltech.tx打开文件用:」程序点1不与工件发生干涉嗨魂方位置。〈通常在抓取位置的正上方。）b.点击“示教列表操作”区的“纪录”按钮，记录该点。反工件时3)-Op11件-8轴操作模式a.b.c.d.4)设置操作模式为直踊坐标记录运动路运径节速度为较低速度；保持程序点2的姿态不变，用轴操作键将机器人移动到夹取点3位置;*点击“夹紧”，，抓取工件；——四1,―^图3-10示教位置点/2点击“示教列表操作”区的“纪录”按钮，记录该点。程序点4--抓取位置附近（抓取后的退让位置＞托康图3-12示教位置点4用轴操作键把抓住工串图曲1器示教位1取位置附近。移动时，选择与周边动后，伺服准备好。点击“手动操作”功能区的“回零”按钮。a.面，均b.设存面，均设备和工具不发生干涉的方向、位置。〈通常在抓取位置的正上方。和程序点2在同一位置也可）。b.点击“示教列表操作”区的“纪录”按钮，记录该点。 15）程序点5）程序点15-一件-同程序点\程序点J。:靠序点1

程序点,程序点之I：■件

图3-13示教位置点5a.点击“回零”按钮，并记录回零位置。6）程序点6-放置位置附近（放置前》a.b.a.要

辅窗室虱示教位置点6」〔利序点b.।.件7>彳程序*%a.程序点1、，程序点4＜程序点2程qX程序点E序大b.a.b.c.10)工件程序点,当"；-融序点＞工程序点4r-/程用点*程序a.b.a.要

辅窗室虱示教位置点6」〔利序点b.।.件7>彳程序*%a.程序点1、，程序点4＜程序点2程qX程序点E序大b.a.b.c.10)工件程序点,当"；-融序点＞工程序点4r-/程用点*程序工件程序点"程序点程序点/程序点a工怦然方点,/程序点3电 作台时，在放置‘自发把破。7)干涉程序点9I8序1程序点？托盘程序直8点击“示教列表”操懈味献神亶爸英钮，保存当前文件。点击“示教列表”操懈味献神亶爸英钮，保存当前文件。示教列表操作

示教列表操作图3-18保存示教文件<6）再现回放示教动作a.在确保机器人上伺服准备就绪的前提下。点击“回零”操作，让机器人回到程序1点位置；内；机器人通电后，身体的任何部位不要进入机器人运动可达范围之机器人运动不正常时，及时按下控制柜的急停开关5、绝不要强制地0动机器放次数图头19系统上伺服标识实验前确保机器人各电缆正确连接;在老师的指导下进行内；机器人通电后，身体的任何部位不要进入机器人运动可达范围之机器人运动不正常时，及时按下控制柜的急停开关5、绝不要强制地0动机器放次数四.实验内容与要求