《工业机器人操作编程与运行维护》课件-项目2坐标系设定与系统数据管理

工具坐标系标定德厚技高务实创新目录CONTENTS工具坐标系标定方法工具坐标系定义步骤12工具数据tooldata用于描述安装在机器人第六轴上的工具坐标TCP（工具坐标系的原点被称为TCP-ToolCenterPoint，即工具中心点）、质量、重心等参数数据。tooldata会影响机器人的控制算法（例如计算加速度）、速度和加速度监控、力矩监控、碰撞监控、能量监控等，因此机器人的工具数据需要正确设置。工具坐标系标定方法工具数据tooldata工具坐标系标定方法工具数据tooldata是机器人系统的一个程序数据类型，用于定义机器人的工具坐标系，出厂默认的工具坐标系数据被存储在命名为tool0的工具数据中，编辑工具数据可以对相应的工具坐标系进行修改。工具数据tooldata的定义设定tooldata的示教器界面工具坐标系标定方法

使用预定义方法设定工具坐标系时，在操纵机器人过程中，系统自动将表中数值填写到示教器中。如果已知工具的测量值，则可以在示教器tooldata设置界面中对应的设置参数下输入这些数值，以设定工具坐标系。工具数据tooldata的定义名称参数单位工具中心点的笛卡尔坐标tframe.trans.xmmtframe.trans.xtframe.trans.x工具的框架定向（必要情况下需要）tframe.rot.q1无tframe.rot.q2tframe.rot.q3tframe.rot.q4工具坐标系标定方法tooldata参数tframe数值表名称参数单位工具质量tload.massKg工具重心坐标（必要情况下需要）tload.cog.xmmtload.cog.ytload.cog.z力矩轴的方向（必要情况下需要）tload.aom.q1无tload.aom.q2tload.aom.q3tload.aom.q4工具的转动力矩（必要情况下需要）tload.ixtload.iytload.iz工具坐标系标定方法N（3≤N≤9）点法机器人工具的TCP通过N种不同的姿态同参考点接触，得出多组解，通过计算得出当前工具TCP与机器人安装法兰中心点（默认TCP）相对位置，其坐标系方向与默认工具坐标系（tool0）一致。工具坐标系标定方法TCP和Z法、TCP和Z，X法TCP和Z法：在N点法基础上，增加Z点与参考点的连线为坐标系Z轴的方向，改变了默认工具坐标系的Z方向；TCP和Z，X法：在N点法基础上，增加X点与参考点的连线为坐标系X轴的方向，Z点与参考点的连线为坐标系Z轴的方向，改变了默认工具坐标系的X和Z方向。1.首先在机器人工作范围内找一个精确的固定点作为参考点；2.然后在工具上确定一个参考点（此点作为工具坐标系的TCP，最好是工具的中心点）；3.手动操纵机器人，以四种不同的机器人姿态将工具上的参考点，尽可能与固定点刚好重合接触。机器人前三个点的姿态相差尽量大些，这样有利于TCP精度的提高。为了获得更准确的TCP，第四点是用工具的参考点垂直于固定点，第五点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的X方向移动，第六点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的Z方向移动；工具坐标系标定方法采用TCP和Z，X法（N=4）定义工具坐标系步骤如下：4.机器人通过这几个位置点的位置数据确定工具坐标系TCP的位置和坐标系的方向数据，然后将工具坐标系的这些数据保存在数据类型为tooldata的程序数据中，被程序进行调用。工具坐标系标定方法采用TCP和Z，X法（N=4）定义工具坐标系步骤如下：工具坐标系定义步骤1.在“手动操纵”内选择“工具坐标”。2.在图示界面中，点击“新建”。

工具坐标系定义步骤3.点击“确定”，新建一个工具坐标，调整名称、范围等属性（一般使用默认属性即可）。4.选中目标工具坐标，点击“编辑”选择“更改值….”，对该工具坐标的数据值进行更改。工具坐标系定义步骤5.将“mass”（质量）改为工具的实际质量，单位为kg。6.选中目标工具坐标，对该工具坐标进行定义。工具坐标系定义步骤7.根据工具坐标系方向的需求，选择定义方法。此处选择“TCP和Z，X”，点数选择“4”。8.将尖锥工具放置在合适位置，其尖端作为参照点。操纵工业机器人移至图示位置1，取得第一个接近点。将运行速度减小至其15%的大小，然后小幅度偏转控制杆操纵工业机器人，尽量将工具TCP接近参照点。位置1参照点工具坐标系定义步骤9.选中“点1”并单击“修改位置”，完成点1的示教和定义。10.参考点1示教方法，移动工具TCP到位置2（如下图所示），完成点2的示教和定义。位置2参照点工具坐标系定义步骤11.参考点1示教方法，移动工具TCP到位置3（如下图所示），完成点3的示教和定义。12.移动工具TCP到位置4，完成点4的示教和定义。第4点最好为垂直姿态，方便第5点和第6点的获取。位置3参照点位置4参照点工具坐标系定义步骤13.以点4的姿态和位置为起始点，操纵工业机器人线性运动，使得参照点成为所需定义的工具坐标系X轴正向上的某个点。即TCP到固定参照点的方向为+X，如右图所示。延伸器点X参照点工具坐标系定义步骤14.选中“延伸器点X”并单击“修改位置”，完成X轴延伸器点的示教和定义。15.操纵工业机器人线性运动，使得参照点成为所需定义的工具坐标系Z轴正向上的某个点。即TCP到固定参照点的方向为+Z。延伸器点Z参照点工具坐标系定义步骤16.选中“延伸器点Z”并单击“修改位置”，完成Z轴延伸器点的示教和定义。17.将工具坐标系所有点都定义好后，可点击“位置”，并选择“保存”，将它们保存到文件，以便以后重复使用。“全部重置”，将定义点的位置信息清空，便于重新定义；“加载”，用于加载保存定义点位置信息文件中的数据。工具坐标系定义步骤18.点击“确定”，系统将立即显示计算结果对话框，可在将结果写入到控制柜之前对其进行“取消”或“确定”。19.若TCP误差在允许范围（例如要求平均误差≤0.5mm）之内，点击“确定”完成工具坐标系的定义；不满足则点击“取消”，重置定义点进行示教和定义，直到TCP误差满足条件。工具坐标系定义步骤20.工具坐标与基坐标一样，符合笛卡尔坐标系的右手原则，所以当X轴和Z轴正方向设定完成后，Y轴正方向自动生成。按下使能按钮，用手拨控制杆，检测工业机器人是否围绕标定好的工具TCP运动。如果工业机器人围绕TCP点运动且运动方向与预设方向一致，则TCP标定成功，如果没有围绕TCP点运动，则需要重新进行标定。工件坐标系标定德厚技高务实创新目录CONTENTS工件坐标系定义方法工件坐标系定义步骤121.手动操纵机器人，使用完成定义的工具坐标系和对应工具，在工件表面或边缘角的位置找到一点X1，即目标坐标系X轴上一点，为了便于坐标系的标定，往往将其示教为坐标系的原点；2.手动操纵机器人，沿着工件表面或边缘找到一点X2，即目标坐标系X轴正向上的一点，X1、X2确定工件坐标系的X轴的正方向，X1和X2距离越远，定义的坐标系轴向越精准；3.手动操纵机器人，在XY平面上并且Y值为正的方向找到一点Y1，确定坐标系的Y轴的正方向。工件坐标系定义方法三点法设定方法如下：工件坐标系定义方法下面采用三点法，使用涂胶工具，以定义下图所示目标工件坐标系为例，讲解定义工件坐标系的方法。工件坐标系定义步骤1.在手动操作界面中，确认工具坐标选择涂胶工具后，选择“工件坐标”。2.进入工件列表界面后，单击“新建…”。工件坐标系定义步骤3.根据需求设定工件坐标系的名称、存储类型和所在模块等参数后，点击“确定”。4.选中新建的工件坐标系，点击“编辑”，选择“定义”。工件坐标系定义步骤5.根据需求设定工件坐标系的名称、存储类型和所在模块等参数后，点击“确定”。6.用户方法选择“3点”法，活动工具即使用的标定工具为涂胶工具。工件坐标系定义步骤7.手动模式下，操纵工业机器人运动，使TCP点到达预定X轴上任意一点；点击“修改位置”，将该点示教为“用户点X1”。工件坐标系定义步骤8.再操纵TCP到达X轴上其它任意一点，点击“修改位置”，将该点示教为“用户点X2”。X1点到X2点的方向为预定X轴的正方向。X1和X2之间的距离越大，定义就越精确。工件坐标系定义步骤9.最后操纵TCP达到预定Y轴上任意一点，点击“修改位置”，将该点示教为“用户点Y1”。Y1点在X1X2连线上的投影点到Y1点的方向为预定Y轴的正方向。工件坐标系定义步骤10.确认完成3个预定轴上的位置的定义后，点击“确定”。11.确定后会跳出工件坐标的计算结果，在确认结果后，点击“确定”完成工件坐标系的定义。负载数据loaddata的设定德厚技高务实创新目录CONTENTS负载数据loaddataloaddata设定步骤12loaddata的修改3负载数据loaddata

工业机器人在生产使用过程中，所夹持的加工工件不同，对应工业机器人所使用的负载数据也随之不同。因此在实际应用和编程时，需根据实际需求设定并采用负载数据。表1和表2所示为案例所需设定负载数据的声明和参数值。参数项设定值名称load1范围全局/任务存储类型可变量模块Definition参数项设定值mass3x23.5y17.5Z7.5表1loaddata数据声明类型表2loaddata参数项设定loaddata设定步骤1.在“手动操纵”界面内，点击“有效载荷”。2.在载荷列表中，点击“新建”。loaddata设定步骤3.在声明界面，可以声明该负载数据的名称、范围、存储类型、存储模块等。然后点击“初始值”，即可进入数据界面。4.根据实际搬运的工件的质量和重心，进行负载数据的设置。选择“mass”，设定工件的质量。loaddata设定步骤5.继续在此界面，根据工件实际参数，设定负载重心参数。6.点击“确定”，负载数据新建完毕。loaddata的修改1.选中需要修改的负载数据，点击“编辑”并选择“更改声明”或“更改值”。2.进入该负载数据的参数界面，输入所搬运工件相应的质量、重心等参数，点击“确定”完成负载数据的设置。工业机器人程序的导入及系统的恢复德厚技高务实创新目录CONTENTSABB工业机器人的程序结构1程序模块的导入操作2系统数据的恢复操作3ABB工业机器人的程序结构程序系统模块程序模块主模块模块1模块2……模块n程序数据主程序程序1程序2程序3程序数据程序4程序5系统模块1系统模块2程序数据程序6程序7系统模块n程序模块的导入操作外存储设备工业机器人系统导入主模块模块1模块2……模块n模块31.指定程序模块程序模块的导入操作外存储设备工业机器人系统导入主模块模块1模块2……模块n主模块模块1模块2……模块n2.所有程序模块系统数据的恢复操作1.系统恢复的概念恢复系统数据的恢复操作2.什么时候进行系统恢复当前的程序文件被损坏对指令、参数的设置更改不理想将当前系统变更到某个时刻的系统状态系统数据的恢复操作3.系统恢复的注意事项系统数据的恢复操作恢复过程请不要拔出存储设备3.系统恢复的注意事项工业机器人程序模块的导出及系统的备份德厚技高务实创新目录CONTENTS程序模块的导出操作2系统数据的备份操作31备份

恢复备份

恢复恢复备份程序模块的导出操作1.指定程序模块外存储设备工业机器人系统导出主模块模块1模块2……模块n模块1程序模块的导出操作1.指定程序模块当前模块存放路径编辑修改模块文件名称进入上一层级文件夹创建新文件夹程序模块的导出操作2.所有程序模块外存储设备工业机器人系统导出主模块模块1模块2……模块n主模块模块1模块2……模块n程序模块的导出操作2.所有程序模块系统数据的备份操作备份系统数据的备份操作1.系统备份的概念程序备份参数备份EIO备份系统备份备份系统备份出的文件……系统数据的备份操作2.

什么时候进行系统备份对指令或者系统参数进行任何重要的更改之前对新更改的系统参数测试成功之后系统数据的备份操作3.

系统备份的界面认知显示当前选择的路径进入上一级文件夹创建新文件夹系统数据的备份操作4.系统备份的命名首字符——没有空格！！！德厚技高务实创新需要更新转数计数器的情况目录CONTENTS机械原点的位置认知1转数计数器更新的目的2需要更新转数计数器的情况3本体、控制柜、附件本体控制柜附件电池组、电缆扎带、底座盖A-电池组

B-电缆扎带

C-底座盖机械原点的位置认知A-1轴机械零点位置B-2轴机械零点位置C-3轴机械零点位置D-4轴机械零点位置E-5轴机械零点位置F-6轴机械零点位置机械原点的位置认知工业机器人原点信息是指工业机器人各轴处于机械原点时各轴电动机编码器对应的读数。转数计数器更新的目的机器人出厂时的机械原点与原点信息的对应关系是准确的，但由于误删原点信息、转数计数器掉电、拆机维修或断电情况下机器人关节轴被撞击移位，可能会造成原点信息的丢失和错误，进而导致原点失效。转数计数器更新的目的更新转数计数器，通过对各轴机械原点位置的标定使机械模型与控制器内部理论模型匹配。需要更新转数计数器的情况需要更新转数计数器的情况在遇到下列情况时，需要进行转数计数器更新操作当系统报警提示“10036转数计数器未更新”时。当转数计数器发生故障，修复后。在转数计数器与测量板之间连接断开过之后。在工业机器人系统断电状态下，工业机器人的关节轴发生移动时。在更换伺服电机转数计数器电池之后。在第一次安装完工业机器人和控制柜，并进行线缆连接之后。机器人转数计数器更新德厚技高务实创新目录CONTENTS转数计数器更新转数计数器更新的操作步骤12转数计数器更新

机器人的转数计数器是用独立的电池供电，用来记录各个轴的数据。如果示教器提示电池没电，或机器人在断电情况下机器人手臂位置移动了，这时需要对计数器进行更新，否则机器人运行位置是不准确的。

转数计数器的更新是将机器人各个轴停到机械原点，把各轴上的刻度线和对应的槽对齐，然后在示教器进行