工业机器人应用编程电子教案 任务6.2　基于工件坐标系变换的绘图

教案首页授课人：授课班级授课时间项目名称任务6.2基于工件坐标系变换的绘图任务描述1.小组讨论，了解工件数据的参数和结构。2.小组讨论，认识工业机器人绘图程序的结构。3.独立完成通过编程与示教，实现在自定义空间中仍可实现线性及重定位动作。授课方式实操教学仿真一体化教学时数6授课方法手段项目教学法：以完成任务为目标来讲解相关知识和技能教学目标知识目标：1．立志为祖国社会主义现代化建设事业奋斗终身的新时代人才。2．掌握工件数据的参数和结构。3.标定金属笔和绘图笔工具数据。能力目标：1．认识工业机器人绘图程序的结构。2.掌握在自定义空间中仍可实现线性及重定位动作。教学重点难点重点：1．掌握工件数据的参数和结构。难点：1．掌握在自定义空间中仍可实现线性及重定位动作。教学过程设计

分组，引导学生熟练使用工业机器人并能够掌握在自定义空间中仍可实现线性及重定位动作、实操示范，完成任务并进行讨论评价作业布置及辅导完成本单元工作任务见职教云中的班级作业课后小结立志为祖国社会主义现代化建设事业奋斗终身的新时代人才。本单元关键是熟练使用工业机器人并能够掌握在自定义空间中仍可实现线性及重定位动作。教师备课纸教学过程与内容：任务6.2:基于工件坐标系变换的绘图一、任务导入ABB工业机器人系统支持自定义工作空间，机器人在自定义空间中仍可实现线性及重定位动作。在实际应用场景中，这一特性可用于解决工作区域与机器人大地坐标系（基坐标系）非正交状态时操作不便的问题。也可以通过重新定义工作空间的方式，将自定义空间内的动作移动至其它位置，从而实现程序的复用。本任务首先标定工件坐标系绘制矩形，然后，将工件坐标系沿X轴和Y轴进行平移变化，在新的坐标系下，运行绘制矩形的程序，观察可见，矩形随着工件坐标系的变换发生了位移。二、知识准备-对准功能ABB机器人系统的对准功能可用于将系统中已定义的工具对准已定义的坐标系。该功能菜单在手动操纵窗口下，要先设定需要对准的目标坐标系。如目标坐标系为工件坐标系，则应设定需对准的工件坐标系。对准功能的设置界面如图6-11所示，单击左下角“对准”进入对准窗口。在坐标选择栏下拉菜单选择要对准的坐标系类型，如图6-12所示，坐标系类型有三种：大地坐标系、基坐标系和工件坐标系。其中大地坐标系与基坐标系通常是重合的，对准效果一致。如果选择工件坐标系，则对准手动操纵界面下设定的工件坐标系。坐标系选择完成后，按住机器人使能键，按住“开始对准”，直到当前工具坐标系Z轴垂直于目标坐标系的XY平面。工业机器人运动过程中如果松开“开始对准”，则工业机器人停止。如果工业机器人因运动学奇异点等问题无法到达目标姿态也会停止，同时报警。工件数据（Wobjdata）是描述用户、工件框架在各自参考坐标系中位置与姿态的数据，工件坐标系的标定也是定义工件数据的过程。Wobjdata包含多个参数（组），其数据结构如下：1.robholdrobothold，数据类型：bool。规定实际程序任务中的机械臂是否正夹持着工件：“TRUE”表示机械臂夹持着工件，即使用一个固定工具。“FALSE”表示机械臂未夹持着工件。2.ufproguserframeprogrammed，数据类型：bool。规定是否使用固定的用户坐标系：“TRUE”表示固定的用户坐标系。“FALSE”表示可移动的用户坐标系，即使用协调外轴。同时以半协调或同步协调模式用于MultiMove系统。3.ufmecuserframemechanicalunit，数据类型：string。用于协调机械臂移动的机械单元。仅在可移动的用户坐标系中进行规定（ufprog为FALSE）。4.uframeuserframe，数据类型：pose。用户坐标系，即当前工作面或固定装置的位置。坐标系原点的位置（x、y和z），以mm计。坐标系的旋转表示为一个四元数（q1、q2、q3和q4）。5.Oframeobjectframe，数据类型：pose。目标坐标系，即当前工件的位置。坐标系原点的位置（x、y和z），以mm计。坐标系的旋转表示为一个四元数（q1、q2、q3和q4）。三、任务实施-六点法标定工件坐标系Step1：创建程序L1P6T2，创建工件数据“wobj_Plane2”和“wobj_Temp”。选择“wobj_Plane2”，单击“编辑”。Step2：将用户方法和目标方法都设为3点。Step3：手动操纵工业机器人至图中位置X1，单击“修改位置”。Step4：手动操纵工业机器人至图中位置X2，单击“修改位置”。Step5：手动操纵工业机器人至图中位置Y1，单击“修改位置”。Step6：同样方法，按照图中位置，依次修改目标点X1、X2、Y1位置。X1示教位置。Step7：X2示教位置。Step8：Y1示教位置。四、任务实施-编写基于工件坐标系变换的绘图程序Step1：打开绘图程序“Drawing”，添加赋值指令，将工件坐标系数据wobj_Plane2赋值给wobj_Temp。Step2：编写绘图程序。Step3：调试程序，绘制矩形。Step4：添加赋值指令，单击“更改数据类型”。Step5：找到并选中“wobjdata”，单击“确定”。Step6：选中“wobj_Temp”，单击“编辑”，在弹出菜单选择“添加记录组件”。Step7：选中“robhold位置”，更改为“oframe”。Step8：单击“编辑”，在弹出菜单选择“添加记录组件”。Step9：选中“trans”，单击“编辑”，在弹出菜单选择“添加记录组件”。Step10：选择trans的“x”属性，选中右侧的占位符，单击“编辑”，在弹出菜单中选择“仅限选定内容”。Step11：按照相同的格式直接输入，使工件坐标系中工件框架x的值增加60。Step12：按照同样的方式，将y方