工业机器人技术及编程 课件 项目9 ABB工业机器人的离线轨迹编程

昆明冶金高等专科学校

项目9

ABB工业机器人的离线轨迹编程

任务

9.1目标点姿态的调整和轴配置参数的设置离线轨迹自动路径的生成任务9.2

程序优化与仿真任务9.3项目任务项目分析本项目任务所涉及的是一条不规则的曲线，采用离线编程方式进行编程。编程过程中首先需要对模板中的轨迹曲线进行创建，接着对轨迹中出现的奇异目标点进行调整和设置轴配置参数，生成曲线轨迹运行程序，最后对程序进行优化和仿真运行，测试生成曲线的精确度。具体实现步骤如下：1.根据模型，创建工件坐标系“curve1”；2.根据模型，捕捉边缘曲线，创建自动路径“Path_10”；3.对目标点姿态进行调整；4.对轴配置参数进行设置；5.对程序进行优化，完善程序结构；6.对程序进行调试，并模拟仿真运行。项目目标素质目标1.通过播放与任务相关的视频，激发学生的自豪感和爱国主义热情；2.在对自动路径的参数进行修改时，培养学生具体问题具体分析的能力；3.在实施阶段，通过对目标点的调整和程序优化，培养学生精益求精的精神。知识目标1.掌握工件坐标系“三点法”的步骤；2.掌握创建自动路径的方法；3.掌握对目标点进行调整和对轴配置参数进行设置的方法；4.熟悉对程序进行优化和仿真的步骤。能力目标1.能够根据曲线和曲面的特征，创建自动路径。2.能够对目标点进行调整和对轴配置参数进行设置；3.能够对程序进行优化和调试，使程序顺利运行。任务9.1离线轨迹自动路径的生成昆明冶金高等专科学校

任务引入自动路径经过目标点处工具姿态和轴配置参数的调整，机器人工具可以沿着自动路径进行运动。一般来说，自动创建的路径只是包含机器人工作的轨迹，对于机器人的安全点、等待点以及一些特殊的目标点没有涉及到。本任务的知识链接部分详细介绍了关于添加一些特殊目标点的注意事项，任务实施部分对特殊目标点的添加进行了具体操作，深化了理论内容的理解，提高了实操技能。昆明冶金高等专科学校

9.1.1生成路径的方法第一种方法“空路径”：“空路径”主要应用于平面上相对简单的运动路径。单击“空路径”，生成一条默认名为“Path_10”的路径，根据运动路径的需要在该路径中确定示教点，并添加相应的运动指令；第二种方法“自动路径”：将三维模型导入到RobotStudio软件中后，“自动路径”可以根据模型的曲线特征自动生成工业机器人的运动轨迹，主要应用于曲面且较为复杂的情况，如焊接、切割、喷涂等。昆明冶金高等专科学校

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9.1.2离线轨迹编程任务的工作流程1.根据实际情况创建工件坐标系，一般以加工工件固定的定位销为基准；2.根据模型，捕捉边缘曲线，创建自动路径；3.对目标点姿态进行调整；4.如果经过对目标点姿态进行调整后，仍然存在部分目标点姿态难以达到的情况，需要对轴配置参数进行设置，从而使机器人能够正常运行；5.对程序进行优化，完善程序结构；6.对程序进行调试，并模拟仿真运行。昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.创建工件坐标“curve1”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.创建工件坐标“curve1”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.创建工件坐标“curve1”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.创建工件坐标“curve1”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.生成自动路径“Path_10”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.生成自动路径“Path_10”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.生成自动路径“Path_10”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.生成自动路径“Path_10”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

“自动路径”对话框中相关参数参数含义反转默认情况下，自动生成的路径为顺时针方向，勾选“反转”框，自动生成的路径为逆时针方向。参考面自动生成的目标点的Z轴方向与该表面垂直。开始偏移量路径实际的起始点相对于自动生成的起始目标点之间的偏移距离。结束偏移量路径实际的终点相对于自动生成的末端目标点之间的偏移距离。近似值参数线性：系统为每个目标点生成线性运动指令。圆弧运动：系统在线性部分生成线性运动指令，在圆弧部分生成圆弧运动指令常量：系统生成具有恒定间隔距离的目标点，全部为线性运动指令。最小距离自动生成的两个目标点之间最小的距离。最大半径生成圆弧轨迹的最大半径。公差生成点所允许的几何描述的最大偏差偏离在垂直与参照面的方向上，机器人工具偏离自动生成的末端目标点之间的距离。接近在垂直与参照面的方向上，机器人工具偏离自动生成的起始目标点之间的距离。任务9.2目标点姿态的调整和轴配置参数的设置昆明冶金高等专科学校

任务引入在工业机器人离线轨迹编程中，目标点的空间位姿与轴配置参数共同决定了机器人的运动姿态和路径可靠性。正确理解robtarget数据类型的构成及轴配置参数的含义，是避免路径中出现奇异点、实现复杂轨迹精确复现的理论基础。本任务的知识链接详细解析robtarget数据和轴配置参数的定义方法和参数含义；在此理论基础上，任务实施环节通过对目标点姿态的调整与轴配置参数的设置，掌握实现稳定、可控运动路径的核心调试技能。昆明冶金高等专科学校

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9.2.1robtarget数据类型CONSTrobtargetphome:=[522.01,0.00,848.10],[0.5,0,0.866025,0],[0,0,0,0],[9E+9,9E+9,9E+9,9E+9,9E+9,9E+9];序号参数示例含义说明1trans[522.01,0.00,848.10]用来记录工具中心点[x,y,z]TCP相对于当前坐标系（工具坐标系和工件坐标系）的位置（包括程序位移），单位为mm。默认的工具坐标系tool0为原始工具坐标系，默认的工件坐标系wobj0为大地坐标系。2rot[0.5,0,0.866025,0]用来记录工具相对于当前坐标系（工具坐标系和工件坐标系）的方位（包括姿态和旋转）。工具方位采用四元数[q1,q2,q4,q4]的形式表示，其中(q1)2+(q2)2+(q3)2+(q4)2=13robconf[0,0,0,0]机械臂的轴配置参数[cf1,cf4,cf6,cfx]：其中cf1,cf4,cf6分别对轴1、轴4、轴6的旋转范围进行定义，cfx是对机械臂类型进行定义。对于同一个目标点，机器人可以采用不同的轴配置参数到达。4extax[9E+9,9E+9,9E+9,9E+9,9E+9,9E+9]表示附加轴的位置[9E+9,9E+9,9E+9,9E+9,9E+9,9E+9]表示没有附加轴。昆明冶金高等专科学校

9.2.2轴配置参数轴配置参数[cf1,cf4,cf6,cfx]中，cf1、cf4、cf6分别是对轴1、轴4、轴6的旋转范围进行定义，cfx是对机械臂类型进行定义。其中轴1、轴4、轴6为旋转轴，运动范围超过了360°，为了区分旋转超过一圈的情况，将旋转轴的运动范围划分为四个象限。旋转轴正转（逆时针）

旋转轴反转（顺时针）旋转轴运动范围的象限划分昆明冶金高等专科学校

9.2.2轴配置参数旋转轴运动范围的四象限含义旋转方向象限值旋转角度范围示例说明正向(逆时针)00°～90°cf1=0轴1的旋转角度0°～90°190°～180°cf1=1轴1的旋转角度90°～180°2180°～270°cf1=2轴1的旋转角为180°～270°3270°～360°cf1=3轴1的旋转角为270°～360°反向(顺时针)-10°～-90°cf1=-1轴1的旋转角为0°～-90°-2-90°～-180°cf1=-2轴1的旋转角为-90°～-180°-3-180°～-270°cf1=-3轴1的旋转角为-180°～-270°-4-270°～-360°cf1=-4轴1的旋转角为-270°～-360°昆明冶金高等专科学校

9.2.2轴配置参数cfx机械臂类型共有8种姿态，如图所示。昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作1.目标点姿态的调整（方法一）昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作1.目标点姿态的调整（方法一）昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作1.目标点姿态的调整（方法一）昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作1.目标点姿态的调整（方法二）昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作1.目标点姿态的调整（方法二）昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作1.目标点姿态的调整（方法二）昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作2.轴配置参数的调整昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作2.轴配置参数的调整昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作2.轴配置参数的调整昆明冶金高等专科学校

任务实施——目标点姿态和轴配置参数的调整操作轴配置参数的两种打开方式任务9.3程序优化与仿真昆明冶金高等专科学校

自动路径经过目标点处工具姿态和轴配置参数的调整，机器人工具可以沿着自动路径进行运动。一般来说，自动创建的路径只是包含机器人工作的轨迹，对于机器人的安全点、等待点以及一些特殊的目标点没有涉及到。本任务的知识链接部分详细介绍了关于添加一些特殊目标点的注意事项，任务实施部分对特殊目标点的添加进行了具体操作，深化了理论内容的理解，提高了实操技能。昆明冶金高等专科学校

任务引入昆明冶金高等专科学校

9.3.1添加特殊目标点1.添加机器人安全点通常把工业机器人的机械原点设置为安全点。工业机器人在安全点和等待点之间的运动一般采用关节运动指令，工具坐标和工件坐标均采用原始工具坐标（tool0）和原始工件坐标（wobj0）。2.添加机器人等待点在设置工业机器人的运行轨迹时，为了提高机器人运动的稳定性，同时保证机器人定位的精确度，通常会在运动的起点的正上方设置一个起始等待点，在运动的终点正上方设置一个终点等待点。任务实施——1.添加等待点“Pick”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.添加等待点“Pick”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——1.添加等待点“Pick”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学校

任务实施——2.添加安全点“Phome”的具体操作步骤昆明冶金高等专科学