工业机器人典型应用与维护6.1工业机器人关节校准

《工业机器人典型应用与维护》6.1工业机器人关节校准目录CONTENTS1预备知识：机器人编码器2预备知识：机器人各关节角度值计算3任务实施：更新转数计数器目

录4任务实施：更新校准参数1.机器人编码器机器人编码器：

常见的工业机器人编码器有Encoder和Resolver两种类型。Encoder的输出为数字量，不易受干扰，日系机器人（如Fanuc和Yaskawa等）使用较多；Resolver(旋变)的输出为模拟量，欧系机器人（如ABB和KUKA等）使用较多。1.机器人编码器ABB机器人SMB板卡：

模拟量信号易受干扰，故ABB工业机器人电机的编码器反馈线缆并没有直接连接到控制柜，而是先连接到了机器人底部的SMB(SerialMeasurementBoard，串口测量板)，如图所示。故SMB的作用之一就是模数转化一将Resolver传过来的模拟量信号转化为数字信号。1.机器人编码器ABB机器人SMB板卡：

在SMB板卡中，X3为电池接口，X1为SMB到机器人的本体尾端接口(SMB输出接口)，X4为7轴电机编码器接口，X2和X5为本体电机编码器接口。

小型ABB工业机器人通常1~2轴电机编码器线使用一股线缆接到SMB板卡，3~6轴编码器线使用另一股线缆连接到SMB，因此X2端只连接机器人的1~2轴编码器，X5端连接机器人的3~6轴编码器。1.机器人编码器ABB机器人编码器：ABB工业机器人使用单圈绝对值编码器，即编码器能实时反馈电机在一圈内的位置信息，单圈内的位置信息不需要额外供电存储。由于减速机齿轮箱的存在，实际机器人的某个轴旋转180°，电机已经旋转几十圈。电机旋转超过一圈，编码器发出的位置又从零开始，故对于单圈绝对值编码器，还需要一个设备对电机旋转圈数进行计数。SMB另外一个作用就是对电机图数进行计数。1.机器人编码器ABB机器人编码器：

电机圈数在SMB中的存储需要电源。在机器人控制柜开启时，由控制柜给SMB供电进行圈数存储。在控制柜关闭的时候，则由SMB上的电池进行供电。若机器人出现SMB电池电量低报警，较好的方法是在机器人开机时更换SMB电池，避免旋转圈数计数丢失。1.机器人编码器ABB机器人编码器：综上所述，机器人每个电机的当前位置的可根据以下公式进行计算：motor_angle=count*2π+resolver_data;motor_angle：当前电机总角度（弧度）；Count：当前电机圈数；resolver_data：当前编码器的单圈反馈值。2.机器人各关节角度值计算机器人各关节角度值计算：机器人电机与本体之间，道常通过减速机（齿轮组）连接，较大的减速比能够获得更大的扭矩。由于减速比的存在，电机反馈的当前位置信息不能直接用来表示机器人各轴的位置信息，需要除以减速比。机器人的各轴位置信息（当前各轴为XX度）都是相对的，即参考某一个位置。通常把该参考位置作为机器人各辅的零位。在机器人出厂前，通过特殊仪器测定出各个轴在零位时对应的编码器反馈值（单位为弧度，范围为0-2π），即电机在编码器一圈内的值，值并贴在机器人本体上，如图所示。2.机器人各关节角度值计算机器人各关节角度值计算：因此，可以根据各轴电机所各轴的偏移量计算电机各轴角度值。axis_angle=(motor_angle-cal_offset)/2π*360/transmissionaxis_angle：当前电机总角度（°）；motor_angle：当前电机总角度（弧度）；cal_offset：该轴在零位时编码器值；transmission：该轴的减速比。2.机器人各关节角度值计算机器人各关节角度值计算：其中transmission可以在示教器-控制面板-Motion-Transmission中查看每个轴的减速比，注意，机器人本体的减速比由设备硬件所决定不能修改。cal_offset的数值可以从机器人本体上贴的银色标签获得，如图所示，也可以从：示教器-控制面板-Motion-MotorCalibration中查看每个轴的cal_offset的值。（如果是仿真系统则数据为0）3.更新转数计数器任务实施：1.点击左上角菜单按钮；2.选择“手动操纵”选项。3.更新转数计数器任务分析：原因分析：关闭控制柜时，转数计数器中的数据由SMB的电池进行供电存储。但由于电池电量低、损坏或接线松动等原因将造成电机旋转圈数的丢失，可能会出现“转数计数器未更新”报警，如图所示。机器人电机单圈编码器反馈的存储数据不需要电池，通常不会丢失即可认为机器人电机单圈参考位置正确，此时移动机器人各轴到刻度位置后进行“转数计数器更新”操作告知机器人电机“零”圈的大概位置即可，真正的零位参考信息未丢失，不影响机器人的精度。3.更新转数计数器任务实施：1.通过示教器分别移动机器人各轴到机器人同步标记位置。2.打开示教器主界面，选择“校准”。3.更新转数计数器任务实施：1.在校准界面中找到“转数计数器”选项，点击“更新转数计数器”2.进入转数计数器更新界面后根据实际情况勾选需要更新的机器人轴，点击“更新”；更新时机示教器无需对各轴上电使能，完成后状态显示为“转数计数器已更新”4.更新校准参数任务分析：机器人的位置信息会在SMB板卡与控制柜内各自存储，当机器人开机时，系统会自动比较两者的数据是否一致。在机器人系统未开启时，若按下抱闸按钮，移动机器人或更换SMB板卡将会导致两边数据不一致问题，系统将出现“SMB内存数据差异”报警，如图所示。4.更新校准参数任务实施：机器人的位置信息会在SMB板卡与控制柜内各自存储，当机器人开机时，系统会自动比较两者的数据是否一致。在机器人系统未开启时，若按下抱闸按钮，移动机器人或更换SMB板卡将会导致两边数据不一致问题，系统将出现“SMB内存数据差异”报警，如图所示。4.更新校准参数任务实施：1.在示教器主界面点击“校准”进入机器人校准界面-选择“机械手存储器”-选择“高级”进行SMB内存校准；2.若需要更换控制器内存卡或者认为修改控制器内数据则选择“清除控制器存储器”-若选择更换SMB，则选择“清除机械手存储器”-完成后点击左下角“关闭”。4.更新校准参数任务实施：3.若在步骤2中选择“清除控制器存储器”，进入图示界面点击“清除”进行数据清除；4.若在步骤2中选择“清除机械手存储器”，则选择需要清除的机器人/变位机等机械单元控制器数据点击“