《KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用》 教案7.1 参考坐标系的设定原理及指令

第17页共17页KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用教案学科KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用课题参考坐标系的设定原理及指令教学目的及要求：1.参考坐标系的设定原理2.了解设置指令组中的Refsys、Workpiece指令；3.了解信号指令组；教学重点：1.信号指令组；教学难点：1.信号指令组。实验仪器及教具：多媒体网络教学平台、KEBA控制器、示教器

教学过程备注一、教学导入（约5分钟）回顾上次的课程知识介紹本次课程安排；介绍课程的重难点知识内容；二、主要内容（约35分钟）、参考坐标系的原理和作用（约10分钟）1、参考坐标系的原理2、参考坐标系的作用、设置指令组（约10分钟）1、Refsys2、Workpiece信号指令组（15分钟）●WaitBool：等待直到数字信号与给定值一致；●WaitBit：等待直到信号指定位被置位或复位；●WaitBitMask：等待直到标出的值和给定的值一致；●WaitLess：等待直到信号值小于给定值；●WaitGreater：等待直到信号值大于给定值；●WaitInside：等待直到信号值在给定的区间限制内；●WaitOutside：等待直到信号值在给定的区间限制外；●BOOLSIGOUT.Set：把数字输出信号设为给定值；●BOOLSIGOUT.Pulse：给数字输出信号一个指定时长的脉冲；●BOOLSIGOUT.Connect：连接数字信号和状态变量。三、本节小结四、布置作业及其它课后作业：无续页（一）参考坐标系的原理和作用1.参考坐标系的原理参考坐标系的设定是指参照世界坐标系在机器人周围的某一个位置上创建一个参考坐标系，其目的是使机器人的手动运行以及编程设定的位置均以该坐标系为参照。工件支座、工作台的边缘、货盘或机器的外缘等均可作为参考坐标系中合理的参照点。2.

参考坐标系的作用1）参考坐标系的修正和推移如图7.2所示，机器人需要把工作平面上的工件抓起后放置在托盘上。如果机器人程序中的工件抓取位置以世界坐标系为参照，那么工作平面移动后，平面上的工件也会跟着移动，此时需要重新示教工件的抓取位置才能准确抓取工件。如果在工作平面上创建了一个参考坐标系，并且机器人程序中的工件抓取位置以该参考坐标系为参照，那么工作平面移动后，只需要重新设定参考坐标系的位置，而不需要重新示教工件抓取位置就可以准确地抓取工件了。如图7.3所示，以参考坐标系crs1为参照，对工件A进行轨迹编程，如果要对另外一件和工件A一样的工件B进行轨迹编程，只需在工件B上创建一个参考坐标系crs2，将工件A的程序复制一份，把程序中的参考坐标系crs1更新为crs2即可，无须再重新示教编程了。图7.2参考坐标系的修正图7.3参考坐标系的推移2）机器人沿工件边缘移动如图7.4所示，参考坐标系创建在倾斜的工件平面上。在手动运行模式下，选择参考坐标点动方式，机器人工具末端的TCP可以沿着倾斜的参考坐标系方向移动。图7.4机器人沿工件边缘移动（二）设置指令组1.RefsysRefsys为设置参考坐标系指令。通过该指令可以为后续运行的位置指令设定一个新的参考坐标系。如果程序中没有设定参考坐标系，系统默认参考坐标系为世界坐标系。参考坐标系常用的类型是CARTREFSYS和CARTREFSYSVAR。其中CARTREFSYS类型参考坐标系的主要参数是基标系baseRefSys，即所要建立的参考坐标系是参考哪个坐标系建立的，x，y，z分别是相对于基坐标系的位置偏移，a，b，c是相对于基坐标系的姿态，如图7.5所示。图7.5CARTREFSYS类型参考坐标系的参数设置CARTREFSYSVAR类型参考坐标系的坐标原点值可由PLC程序实时动态更新。2.

WorkpieceWorkpiece指令可设置工件的操作点，该操作点可相对TCP进行偏移。（三）信号指令组信号指令组包含以下指令。●WaitBool：等待直到数字信号与给定值一致；●WaitBit：等待直到信号指定位被置位或复位；●WaitBitMask：等待直到标出的值和给定的值一致；●WaitLess：等待直到信号值小于给定值；●WaitGreater：等待直到信号值大于给定值；●WaitInside：等待直到信号值在给定的区间限制内；●WaitOutside：等待直到信号值在给定的区间限制外；●BOOLSIGOUT.Set：把数字输出信号设为给定值；●BOOLSIGOUT.Pulse：给数字输出信号一个指定时长的脉冲；●BOOLSIGOUT.Connect：连接数字信号和状态变量。1.等待超时参数timeoutMs所有等待信号指令都用到了等待超时参数timeoutMs，该参数指定超时限制时间，等待时间超过该限制，则函数返回值FALSE。如果没有指定超时参数，函数将无限等待，直到出现期望的值。例如：参数timeoutMs的应用示例见表7.1和表7.2。表7.1参数timeoutMs应用示例——参数Variable信号[booVal]给定值，函数等待直到信号与给定值一致（默认为TRUE）[timeoutMs]等待超时限制（默认：无超时限制）表7.2参数timeoutMs应用示例——返回值TRUE若信号与给定值一致，返回TRUEFALSE若超时，返回FALSE2.

WaitBool等待直到数字信号与给定值一致，或者超过等待时间timeoutMs，例如：等待信号b1为TRUE（被置位），等待时间5000ms，指令设置如图7.6所示。图7.6WaitBool指令设置3.WaitBit等待直到信号指定位被置位或复位，或者超过等待时间timeoutMs，适用于整数值信号和位值信号。例如：WaitBit指令示例见表7.3和7.4。表7.3WaitBit指令示例——参数Variable信号（一个整数或位值信号）bitNr信号位数值（0…63）[booVal]目标值，函数等待直到信号为该值（默认为TRUE）[timeoutMs]等待超时限制（默认：无超时限制）表7.4WaitBit指令示例——返回值TRUE若信号指定位与给定值一致，返回TRUEFALSE若超时，返回FALSE等待信号inData的第7位值为TURE，无超时限制，指令设置如图7.7所示。图7.7WaitBit指令设置4.WaitBitMask等待直到信号的掩码运算值与目标值的掩码运算值一致，即（actValANDmask）=（maskedValANDmask），或者超过等待时间timeoutMs，适用于整数值信号和位值信号。例如：WaitBitMask指令示例见表7.5和表7.6。表7.5WaitBitMask指令示例——参数Variable信号（一个整数或位值信号）mask信号值掩码[maskedVal]目标值（默认maskedVal=mask）[timeoutMs]等待超时限制（默认：无超时限制）表7.6WaitBitMask指令示例——返回值TRUE若（actValANDmask）=（maskedValANDmask），返回TRUEFALSE若超时，返回FALSE等待信号inData的低8位（掩码255）的值为33，等待时间1000ms，指令设置如图7.8所示。图7.8WaitBitMask指令设置5.WaitLess等待直到信号值小于给定值，或者超过等待时间timeoutMs，适用于整数值信号和浮点值信号。例如：WaitLess指令示例见表7.7和表7.8。表7.7WaitLess指令示例——参数Variable信号（一个整数或浮点信号）Limit限制，信号须小于该值[timeoutMs]等待超时限制（默认：无超时限制）表7.8WaitLess指令示例——返回值TRUE若信号值小于给定值，返回TRUEFALSE若超时，返回FALSE等待信号aiTemp1的值小于40.0，等待时间1200ms，指令设置如图7.9所示。图7.9WaitLess指令设置6.WaitGreater等待直到信号值大于给定值，或者超过等待时间timeoutMs，适用于整数值信号和浮点值信号。例如：WaitGreater指令示例见表7.9和表7.10。表7.9WaitGreater指令示例——参数Variable信号（一个整数或浮点信号）Limit限制，信号须大于该值[timeoutMs]等待超时限制（默认：无超时限制）表7.10WaitGreater指令示例——返回值TRUE若信号值大于给定值，返回TRUEFALSE若超时，返回FALSE等待信号aiTemp1的值大于10.0，无超时限制，指令设置如图7.10所示。图7.10WaitGreater指令设置7.WaitInside等待直到信号值在给定的区间限制内，或者超过等待时间timeoutMs，适用于整数值信号和浮点值信号。例如：WaitInside指令示例见表7.11和表7.12。表7.11WaitInside指令示例——参数Variable信号（一个整数或浮点信号）minVal最小值（目标区间的最小值）maxVal最大值（目标区间的最大值）[timeoutMs]等待超时限制（默认：无超时限制）表7.12WaitInside指令示例——返回值TRUE若信号值在给定的区间限制内，返回TRUEFALSE若超时，返回FALSE等待信号aiTemp1的值在5.0～15.0的区间内，等待时间2000ms，指令设置如图7.11所示。图7.11WaitInside指令设置8.WaitOutside等待直到信号值在给定的区间限制外，或者超过等待时间timeoutMs，适用于整数值信号和浮点值信号。例如：WaitOutside指令示例见表7.13和表7.14。表7.13WaitOutside指令示例——参数Variable信号（一个整数或浮点信号）minVal最小值（目标区间的最小值）maxVal最大值（目标区间的最大值）[timeoutMs]等待超时限制（默认：无超时限制）表7.14WaitOutside指令示例——返回值TRUE若信号值在给定的区间限制外，返回TRUEFALSE若超时，返回FALSE等待信号aiPressure1的值在0.5～realMaxVal的区间内，无超时限制，指令设置如图7.12所示。图7.12WaitOutside指令设置9.BOOLSIGOUT.Set设定一个数字量输出信号为给定值和（可选）等待一个反馈信号，指令设置如图7.13所示。例如：一个夹爪使用一个数字输出信号来闭合，一般情况下，机器人等待夹爪闭合完成后再动作。因此，可设置一个等待时间，然后使用一个数字输入信号来反馈夹爪已闭合、工件已被夹爪抓取。如果等待时间过后夹爪未闭合，则数字输入信号无反馈，指令会报错且程序中断。（可选的）等待反馈信号功能可提醒用户对设备进行调整，提高了设备的安全性。BOOLSIGOUT.Set指令的参数及说明见表7.15。图7.13BOOLSIGOUT.Set指令设置表7.15BOOLSIGOUT.Set指令的参数及说明参数说明value数字量输出信号设定值（默认为TRUE）[fbSignal]反馈信号。如果使用一个反馈信号，在输出信号被重置前，该反馈信号一直被监测。当反馈信号和输出信号不同时，程序报错错误（默认：不使用反馈信号）[fbTimeoutMs]等待反馈信号的时间（默认：0，也就是反馈信号必须立即被置位）waitOnFeedbackTRUE：程序等待直到反馈信号被置位。如果没有给定fbTimeoutMs（或者<=0ms），程序等待没有时间限制，否则，如果反馈信号一直没有在给定时间过后被置位，则程序报错FALSE：程序继续运行而不用等待反馈信号（默认）。反馈信号没有被置位，而且没有给定fbTimeoutMs（或者<=0ms），程序立即报错（默认：FALSE）10.BOOLSIGOUT.Pulse给数字输出信号一个指定时长的脉冲，时长单位为ms（毫秒），指令设置如图7.14所示。在脉冲开始时，信号被设置为脉冲值，在脉冲结束时，信号被设置为脉冲值的取反值。如果在执行脉冲时输出信号已经设置为脉冲值，则只会在脉冲结束时对输出信号复位。BOOLSIGOUT.Pulse指令的参数及说明见表7.16。图7.14BOOLSIGOUT.Pulse指令设置表7.16BOOLSIGOUT.Pulse指令的参数及说明参数说明pulseLengthMs脉冲持续时间[ms][pulseValue]TRUE=正脉冲，FALSE=负脉冲（默认：TRUE）[pauseAtInterrupt]TRUE：程序中断时，脉冲输出暂停；程序继续运行时，脉冲继续输出直至剩余的脉冲时间结束。如果程序终止（卸载），脉冲输出不会中断FALSE：程序中断时，脉冲输出不会中断并输出到脉冲时间结束（默认：FALSE）11.BOOLSIGOUT.Connect连接数字信号和状态变量，建立连接后，信号值反映关联状态变量的值，指令设置如图7.15所示。例如：状态变量的值为TRUE，信号值也为TRUE。此关联可以通过执行另一个BOOLSIGOUT指令来释放（Set或Pulse或Connect连接另一状态变量）。BOOLSIGOUT.Connect指令的参数、状态变量分别见表7.17和表7.18。图7.15BOOLSIGOUT.Connect指令设置表7.17BOOLSIG