工业机器人操作与编程课件.ppt

模块二 工业机器人的编程与操作任务一 工业机器人工具坐标系的标定与测试知识目标知识目标:1.熟悉ABB机器人TCP的建立方法。2.掌握ABB机器人重定位测试方法。3.掌握ABB机器人LoadIdentity功能。能力目标能力目标:1.能够熟练调节机器人位置与姿态。2.能完成绘图笔夹具的TCP设定。3.会进行绘图笔重定位测试。4.会自动测量工具的重量和重心。图2-1-1所示为某工业机器人TCP单元工作站,其TCP单元结构示意图如图2-1-2所示。本任务采用示教编程方法,操作机器人实现TCP单元中A4纸运动轨迹的示教。图2-1-1工业机器人TCP单元工作站图2-1-2TCP单元结构示意图1)利用TCP定位工具建立绘图笔的工具中心点。2)使用重定位功能实现绘图笔TCP的姿态变化。3)调用LoadIdentity例行程序自动识别工具重量和重心。具体控制要求如下:一、工具数据的定义工具数据(TOOLDATA)是用于描述安装在机器人第六轴上的工具的TCP、重量、重心等参数的数据。执行程序时,机器人就是将TCP移至编程位置,程序中所描述的速度与位置就是TCP点在对应工件坐标系的速度与位置。所有机器人在手腕都有一个预定义工具坐标系,该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值。如图2-1-3所示是常见工具的TCP点。图2-1-3常见工具的TCP点二、机器人TCP(工具中心点)标定解,就是在工具中心点(TCP)固定一个坐标系,控制其相对于机器人坐标系或世界坐标系的姿态,此坐标系称为末端执行器坐标系(Tool/TerminalControlFrame,TCF),也就是工具坐标系。因此,工具坐标系的准确度直接影响机器人的轨迹精度。默认工具坐标系的原点位于机器人安装法兰的中心,当接装不同的工具(如焊枪)时,工具需获得一个用户定义的直接坐标系,其原点在用户定义的参考点(TCP)上,如图2-1-4b所示,这一过程的实现就是工具坐标系的标定,它是机器人控制器所必需具备的一项功能。图2-1-4机器人工具坐标系的标定a)未进行TCP标定b)TCP标定机器人工具坐标系的标定是指将工具中心点(TCP)的位置和姿态告诉机器人,指出它们与机器人末端关节坐标系的关系。目前,机器人工具坐标系的标定方法主要有外部基准标定法和多点标定法。1.外部基准标定法只需要使工具对准某一测定好的外部基准点,便可完成标定,标定过程快捷简便。但这类标定方法依赖于机器人外部基准。大多数工业机器人都具备工具坐标系多点标定功能。这类标定包含工具中心点(TCP)位置多点标定和工具坐标系(TCF)姿态多点标定。TCP位置标定是使几个标定点TCP位置重合,从而计算出TCP,即工具坐标系原点相对于末端关节坐标系的位置,如四点法;而TCF姿态标定是使几个标定点之间具有特殊的方位关系,从而计算出工具坐标系相对于末端关节坐标系的状态,如五点法(在四点法的基础上,除能确定工具坐标系的位置外还能确定工具坐标系的Z轴方向)、六点法(在四点、五点的基础上,能确定工具坐标系的位置和工具坐标系X、Y、Z三轴的姿态)。2.多点标定法为获得准确的TCP,下面以六点法为例进行操作。1)在机器人动作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点。2)在工具上确定一个参考点(最好是工具中心TCP)。3)按模块一介绍的手动操纵机器人的方法移动工具参考点,以4种不同的工具姿态尽可能与固定点刚好碰上。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的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的TCP的Z轴方向移动,如图2-1-5所示。图2-1-5TCP标定过程图示a)位置点一b)位置点二c)位置点三d)位置点四e)沿X轴方向移动f)沿Z轴方向移动4)机器人控制柜通过前4个点的位置数据即可计算出TCP的位置,通过后2个点即可确定TCP的姿态。5)根据实际情况设定工具的质量和重心位置数据。如果使用搬运类的夹具,一般TCP设定的方法为:以如图2-1-6所示的搬运物料袋的夹紧爪为例,其结构对称,仅重心在默认工具坐标系的Z方向偏移一定距离,此时可以在设置页面直接手动输入偏移量、质量数据即可。图2-1-6夹紧爪TCP标定图示一、任务准备实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表2-1-1。表2-1-1实训设备及工具材料图2-1-7TCP单元整体布局二、TCP单元的安装在TCP单元四个方向有用于安装固定的螺钉孔,把TCP模块放置到模块承载平台上,用M4内六角螺钉将其固定锁紧,保证模型紧固牢靠,整体布局与固定位置如图2-1-7所示。三、绘图笔夹具的安装本单元训练采用绘图笔夹具,机器人J6轴连接法兰上有4个M5螺钉安装孔,把夹具调整到合适位置,然后用螺钉将其紧固到机器人J6轴上,如图2-1-8所示。图2-1-8绘图笔夹具的安装用四点法设定TCP的方法及步骤如下:1)单击示教器功能菜单按钮,再单击工具坐标,进入工具设定界面,如图2-1-9所示。图2-1-9工具设定界面四、四点法设定TCP2)单击如图2-1-10所示的“新建”按钮,再单击按钮设置工具名称为“huitubi_t”,然后单击“初始值”按钮,进入工具初始值参数设置界面,如图2-1-11所示。图2-1-10新建工具名称界面图2-1-11工具初始值参数设置界面这里需要设定的参数有两个,一个是工具的重量“mass”值,单位为kg;另一个是工具相对于六轴法兰盘中心的重心偏移“cog”值,包括X、Y、Z三个方向的偏移值,单位为mm。3)单击图2-1-12中的往下按钮,找到“mass”值,单击修改成工具重量值,这里修改为1。找到“cog”值,在“cog”值中,要求X、Y、Z的三个数值不同时为零,这里X偏移值修改为10,再单击两次确定,回到工具设定界面,如图2-1-13所示。图2-1-12工具的重量“mass”值的设定图2-1-13工具的重心偏移“cog”值的设定4)选中“huitubi_t”工具,然后单击“编辑”按钮,再单击“定义”按钮,进入工具定义界面,如图2-1-14所示。5)采用默认的四点法建立绘图笔TCP。单击如图2-1-15所示中的“点1”,利用操纵杆运行机器人,使绘图笔的尖端与TCP定位器的尖端相碰,如图2-1-16所示。然后单击“修改位置”,完成机器人姿态1的记录。图2-1-14进入工具定义界面图2-1-15“点1”修改位置界面6)单击如图2-1-17所示中的“点2”,利用操纵杆改变机器人姿态,如图2-1-18所示。然后单击“修改位置”,完成姿态2的记录。图2-1-16机器人姿态1画面图2-1-17“点2”修改位置界面7)单击如图2-1-19所示中的“点3”,利用操纵杆改变机器人姿态,如图2-1-20所示。然后单击“修改位置”,完成姿态3的记录。图2-1-18机器人姿态2画面图2-1-19“点3”修改位置界面8)单击如图2-1-21所示中的“点4”,利用操纵杆改变机器人姿态,如图2-1-22所示。然后单击“修改位置”,完成姿态4的记录。图2-1-20机器人姿态3画面图2-1-21“点4”修改位置界面9)单击确定并保存修改好的四个点,完成绘图笔TCP的建立。五、重定位测试工具中心点重定位测试工具中心点的方法及步骤如下:1)单击示教器功能菜单按钮,再单击工具坐标,进入工具设定界面,如图2-1-23所示。图2-1-22机器人姿态4画面图2-1-23进入工具设定界面2)选中如图2-1-24所示画面中的“h u i t u b i _ t”工具,单击确定。然后按下按键,动作模式变为重定位,如图2-1-25所示。再按下示教器后面的电动机使能键,操作操纵杆可以看到绘图笔的尖端固定不动,机器人绕着尖端改变姿态,说明TCP建立成功。图2-1-24选择“huitubi_t”工具画面图2-1-25重定位模式选择画面六、自动识别工具的重量和重心ABB机器人提供了自动识别工具的重量和重心的功能,通过调用LoadIdentity程序即可实现。具体操作步骤如下:1)安装好绘图笔工具并新建完“h u i t u b i _ t”工具后,在工具坐标中选中该工具,按下按键,机器人进入单轴运动模式,利用操纵杆将机器人6个轴运动到接近0的位置,准备工作完成,如图2-1-26所示。2)在主菜单页面,单击“程序编辑器”,进入主程序编辑界面,单击“调试”按钮,再单击调用例行程序,如图2-1-27所示。图2-1-26进入单轴运动模式界面图2-1-27进入主程序编辑界面3)单击选中如图2-1-28所示中的“LoadIdentity”例行程序,单击“转到”按钮,打开该程序,如图2-1-29所示。图2-1-28选定的例行程序界面图2-1-29例行程序打开后界面4)按下示教器后面的电动机使能键,然后按下程序运行按键,程序自动运行,然后按照英文提示依次单击“OK”“Tool”“OK”“OK”。在载荷确认界面中,输入数字2,单击“确定”。如图2-1-30所示。5)单击“-90”或者“+9 0”,再 单 击“Y E S”“MOVE”,示教器自动运行到改变运行模块界面,如图2-1-31所示。此时,将机器人控制柜上面模式切换钥匙拨到自动状态,按下伺服电动机上电按钮,再按下程序运行按钮,机器人自动运行,直至完成工具重量和重心的测量,再将机器人运行模式改回手动运行,单击“OK”,按下程序运行按钮,可以在示教器上看到工具重量数据和重心数据,单击“YES”,工具重量和重心将自动更新。图2-1-30载荷确认界面图2-1-31改变运行模块界面对任务实施的完成情况进行检查,并将结果填入表2-1-2。表2-1-2任务测评表表2-1-2任务测评表任务二工业机器人绘图单元的编程与操作知识目标:1.掌握运动控制程序的新建、编辑、加载方法。2.掌握工业机器人关节位置数据形式、意义及记录方法。3.掌握工业机器人绘图单元的程序编写。能力目标:1.能够新建、编辑和加载程序。2.能够完成绘图单元及绘图笔夹具的安装。3.能够完成绘图单元机器人程序编写。图2-2-1所示为某工业机器人绘图单元工作站，其绘图单元结构示意图如图2-2-2所示。本任务采用示教编程方法，操作机器人描绘绘图模块中A4纸的运动轨迹。具体控制要求如下:1)调出绘图单元主程序main。左手持机器人示教器，右手单击示教器界面左上角的“”来打开ABB菜单栏;单击“程序编辑器”，进入程序编辑界面;单击“调试”，弹出调试界面;单击“PP移至例行程序”，进入例行程序选择界面;选择例行程序“main”，然后单击“确定”，进入程序编辑界面。2)手动运行绘图单元程序。手压示教器的使能器按钮，单击示教器“”，运行绘图单元程序，机器人依次完成画等边三角形、方形、圆形和五角星的轨迹运动，最后机器人回到ht_home，并停止运动。图2-2-1工业机器人绘图单元工作站图2-2-2绘图单元结构示意图一、工业机器人绘图单元工作站工业机器人绘图单元工作站是为了进行机器人轨迹数据示教编程而建立的，其主要由机器人本体、机器人控制器、绘图模块、A4纸(已绘等边三角形、方形、圆、五角星)、绘图笔夹具、操作控制柜、模块承载平台、透明安全护栏、光幕安全门、零件箱和工具墙、编程电脑桌等组成，如图2-2-3所示。本工作站主要学习使用示教器编写机器人程序，并且进行手动调试和自动运行。图2-2-3工业机器人绘图单元工作站的组成二、机器人程序的基本认识常见的程序编程方法有两种示教编程方法和离线编程方法。示教编程方法是由操作人员引导，控制机器人运动，记录机器人作业的程序点，并插入所需的机器人命令来完成程序的编写。离线编程方法是操作人员不对实际作业的机器人直接进行示教，而是在离线编程系统中进行编程或在模拟环境中进行仿真，生成示教数据，通过PC间接对机器人进行示教。示教编程方法包括示教、编辑和轨迹再现，可以通过示教器示教再现，由于示教方式使用性强，操作简便，因此大部分机器人都常用这种方法。表2-2-1程序基本信息及功能程序的基本信息包括程序名、程序注释、子程序、程序指令、工具坐标、速度和程序结束标志，如表2-2-1所示。图2-2-4直线运动指令示例图三、常用运动指令1.线性运动指令(MoveL)线性运动指令也称直线运动指令。工具的TCP按照设定的姿态从起点匀速移动到目标位置点，TCP运动路径是三维空间中p1点到p2点的直线运动，如图2-2-4所示。直线运动的起始点是前一运动指令的示教点，结束点是当前指令的示教点。运动特点:运动路径可预见，且在指定的坐标系中实现插补运动。(1)指令格式MoveLConc，ToPoint，SpeedVT，ZoneZInpos，ToolWobjCorr;指令格式说明:1)Conc，:协作运动开关。2)ToPoint:目标点，默认为*。3)Speed:运行速度数据。4)V:特殊运行速度，单位为mm/s。5)T:运行时间控制，单位为s。6)Zone:运行转角数据。7)Z:特殊运行转角，单位为mm。9)Tool:工具中心点(TCP)。10)Wobj:工件坐标系。11)Corr:修正目标点开关。例如:MoveLp1，v2000，fine，grip1;8)Inpos:运行停止点数据。MoveLConc，p1，v2000，fine，grip1;MoveLp1，v2000V:=2200，z40z:45，grip1;MoveLp1，v2000，z40，grip1Wobj:=wobjTable;MoveLp1，v2000，fineInpos:=inpos50，grip1;MoveLp1，v2000，z40，grip1corr;(2)应用机器人以线性方式运动至目标点，当前点与目标点两点决定一条直线，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，可能出现死点，常用于机器人在工作状态移动。2.关节运动指令(MoveJ)程序一般起始点使用MoveJ指令。机器人将TCP沿最快速轨迹送到目标点，机器人的姿态会随意改变，TCP路径不可预测。机器人最快速的运动轨迹通常不是最短的轨迹，因而关节轴运动不是直线。由于机器人轴的旋转运动，弧形轨迹会比直线轨迹更快。运动指令示意图如图2-2-5所示。图2-2-5运动指令示意图运动特点:1)运动的具体过程是不可预见的。2)六个轴同时启动并且同时停止。使用MoveJ指令可以使机器人的运动更加高效快速，也可以是机器人的运动更加柔和，但是关节轴运动轨迹是不可预见的，所以使用该指令务必确认机器人与周边设备不会发生碰撞。(1)指令格式MoveJConc，ToPoint，SpeedVT，ZoneZInpos，ToolWobj;指令格式说明:1)Conc，:协作运动开关。2)ToPoint:目标点默认为*。3)Speed:运行速度数据。4)V:特殊运行速度，单位为mm/s。5)T:运行时间控制，单位为s。6)Zone:运行转角数据。7)Z:特殊运行转角，单位为mm。8)Inpos:运行停止点数据。9)Tool:工具中心点(TCP)。10)Wobj:工件坐标系。例如:MoveJp1，v2000，fine，grip1;MoveJConc，p1，v2000，fine，grip1;MoveJp1，v2000V:=2200，z40z:45，grip1;MoveJp1，v2000，z40，grip1Wobj:=wobjTable;MoveJConc，p1，v2000，fineInpos:=inpos50，grip1;(2)应用机器人以最快捷的方式运动至目标点，机器人运动状态不完全可控，但运动路径保持唯一，常用于机器人在空间内大范围移动。(3)编程实例根据如图2-2-6所示的运动轨迹，写出其关节指令程序。图2-2-6所示的运动轨迹的指令程序如下:MoveLp1，v200，z10，tool1;MoveLp2，v100，fine，tool1;MoveJp3，v500，fine，tool1;3.圆弧运动指令(MoveC)圆弧运动指令也称为圆弧插补运动指令。三点确定唯一圆弧，因此，圆弧运动需要示教三个圆弧运动点，起始点p1是上一条运动指令的末端点，p2是中间辅助点，p3是圆弧终点，如图2-2-7所示。图2-2-6运动轨迹图2-2-7圆弧运动轨迹MoveCConc，CirPoint，ToPoint，SpeedVT，ZoneZInpos，ToolWobjCorr;指令格式说明:1)Conc，:协作运动开关。2)CirPoin:中间点，默认为*。3)ToPoint:目标点，默认为*。4)Speed:运行速度数据。(1)指令格式5)V:特殊运行速度，单位为mm/s。6)T:运行时间控制，单位为s。7)Zone:运行转角数据。8)Z:特殊运行转角，单位为mm。9)Inpos:运行停止点数据。10)Tool:工具中心点(TCP)。11)Wobj:工件坐标系。12)Corr:修正目标点开关。例如:MoveCp1，p2，v2000，fine，grip1;MoveCConc，p1，p2，v200，V:=500，z1zz:=5，grip1;MoveCp1，p2，v2000，z40，grip1Wobj:=wobjTable;MoveCp1，p2，v2000，fineInpos:=50，grip1;MoveCp1，p2，v2000，fine，grip1corr;图2-2-8MoveC指令的限制机器人通过中心点以圆弧移动方式运动至目标点，当前点、中间点与目标点三点决定一段圆弧，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，常用于机器人在工作状态移动。(3)限制不可能通过一个MoveC指令完成一个圆，如图2-2-8所示。(2)应用一、任务准备实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表2-2-2。二、绘图单元的安装在绘图单元4个角有用于安装固定的螺钉孔，把绘图模块放置到模块承载平台上，用M4内六角螺钉将其固定锁紧，保证模型紧固牢靠，整体布局与固定位置如图2-2-9所示。绘图笔夹具的安装参考模块二任务一。三、机器人程序设计与编写1.机器人程序流程图设计根据机器人运动轨迹编写机器人程序时，首先根据控制要求绘制机器人程序流程图，然后编写机器人主程序和子程序。主程序主要是调用子程序和回原点(ht_home)。子程序主要包括等边三角形子程序、方形子程序、圆形子程序和五角星子程序。表2-2-2实训设备及工具材料图2-2-9绘图单元整体布局根据控制功能，设计机器人程序流程图，如图2-2-10所示。2.规划机器人运动轨迹绘图单元上的图案分布如图2-2-11所示。根据机器人的运行轨迹可确定其运动所需的示教点见表2-2-3。图2-2-10机器人程序流程图图2-2-11绘图单元图案分布表2-2-3机器人运动轨迹示教点3.编写机器人程序(1)新建模块与例行程序1)左手持机器人示教器，右手单击示教器界面左上角的“”，打开ABB菜单栏;单击“程序编辑器”，进入程序编辑界面;单击“模块”，进入模块界面，如图2-2-12所示。2)单击左下角的“文件”，单击“新建模块”，选择“是”来新建模块。模块命名“huitu”，其他默认，单击“确定”，再单击“确定”，模块huitu新建完成，如图2-2-13所示。3)选择“huitu”，单击“显示模块”，进入huitu模块的程序编辑器界面，如图2-2-14所示。图中MODULE指令用于新建模块程序。图2-2-12示教器模块界面图2-2-13新建模块画面4)单击“例行程序”，进入huitu模块的例行程序界面。单击“文件”，单击“新建例行程序”;例行程序命名“main”(注:符号“_”需要先在软键盘点击“shift”才会出现)，其他默认，单击“确定”，再单击“确定”，完成了main绘图单元主程序的新建。同理，新建出例行程序“ht_san-jiaoxing”、“ht_fangxing”、“ht_yuanxing”、“ht_wujiaoxing”四个绘图单元子程序，如图2-2-15所示。图2-2-14进入huitu模块的程序编辑器界面图2-2-15例行程序界面图2-2-16三角形示教点图形1)根据控制要求和如图2-2-16所示的三角形示教点图形，编写三角形子程序;然后示教点p1p3;最后使用示教器手动调试三角形子程序，检查该程序。三角形子程序参考:PROCht_sanjiaoxing()MoveJht_home，v200，fine，tool0;MoveJht_p1，v100，z0，tool0;MoveLht_p2，v100，z0，tool0;(2)编写三角形子程序MoveLht_p3，v100，z0，tool0;ENDPROC2)单击ht_sanjiaoxing子程序中的“”，光标跳到ht_sanjiaoxing子程序位置。如图2-2-17所示。3)编写画等边三角形子程序。先编写ht_home点(ht_home点，每画完一个图形，机器人都回到这个点。)，单击“添加指令”，在common目录下单击“MoveJ”，指令MoveJ添加完成;单击“MoveJ*，v1000，z50，tool0”，进入改程序段详细信息界面，如图2-2-18所示。4)单击“ToPoint”，进入自变量选择界面。单击“新建”，名称命名为“ht_home”，单击“确定”，再单击“确定”，完成示教点ht_home变量新建。单击“v1000”，选择“v200”;单击“z50”，选择“fine”，工具默认“tool0”，单击“确定”，再单击“确定”。如图2-2-19所示。图2-2-17进入子程序位置图2-2-18进入改程序段详细信息界面5)同理，添加指令“MoveJ”，程序段设置为“MoveJht_p1，v100，z0，tool0;”，如图2-2-20所示。图2-2-19自变量选择界面图2-2-20添加程序段界面6)将机器人手动操作到三角形的p2点，单击“添加指令”，在common目录，指令MoveL添加完成;单击“MoveJht_p11，v100，z0，tool0”，进入改程序段详细信息界面，将程序段修改为“MoveLht_p2，v100，z0，tool0;”，单击两次“确定”，返回到程序编辑界面，如图2-2-21所示。7)程序段复制与粘贴。光标全部选中“MoveLht_p2，v100，z0，tool0;”程序段，单击“编辑”，单击“复制”，再单击“粘贴”。程序段“MoveLht_p2，v100，z0，tool0;”被复制到下方，如图2-2-22所示。图2-2-21进入改程序段详细信息界面图2-2-22程序段复制与粘贴后的画面图2-2-23复制的程序段修改后的画面8)将复制的程序段“MoveLht_p2，v100，z0，tool0;”修改为“MoveLht_p3，v100，z0，tool0;”，如图2-2-23所示。9)三角形子程序的示教。三角形子程序编写完成后，手动示教ht_home、ht_p1、ht_p2和ht_p3三个点。使用示教器控制机器人移动到合适的位置与姿态(如图2-2-24所示)，将其当作绘图单元的初始位置ht_home。选中“ht_home”，单击“修改位置”，单击“修改”，ht_home示教完成，如图2-2-25所示。同理控制机器人分别移动到三角形p1p3点，分别示教ht_p1、ht_p2和ht_p3三个点，完成三角形子程序的示教。图2-2-24机器人移动到合适的位置与姿态图2-2-25确认修改位置对话框10)手动调试三角形子程序。单击“调试”，单击“PP移至例行.”;选择“ht_sanjiaoxing”，单击“确定”;看到PP箭头移动到三角形子程序的第一段程序上，如图2-2-26所示。最后，手压示教器的使能器按钮，单击示教器“”，运行三角形子程序，机器人完成画等边三角形的轨迹运动。图2-2-26手动调试三角形子程序界面图2-2-27方形示教点图形(3)编写方形子程序1)根据控制要求和如图2-2-27所示的方形示教点图形，编写方形子程序;然后示教点p4p7;最后使用示教器手动调试方形子程序，检查该程序。方形程序参考:PROCht_fangxing()MoveJht_home，v200，fine，tool0;MoveJht_p4，v100，z0，tool0;MoveLht_p5，v100，z0，tool0;MoveLht_p6，v100，z0，tool0;MoveLht_p7，v100，z0，tool0;ENDPROC2)单击ht_fangxing子程序中的“”，光标跳到ht_fangxing子程序位置。参考方形子程序与前面程序编写操作来完成方形子程序的编写。3)参考上面三角形子程序示教与调试方式，示教方形轨迹点和手动调试方形例行程序。(4)编写圆形子程序1)根据控制要求和如图2-2-28所示的圆形示教点图形，编写圆形子程序;然后示教点p8p11;最后使用示教器手动调试圆形子程序，检查该程序。图2-2-28圆形示教点图形圆形子程序参考:PROCht_yuanxing()MoveJht_home，v200，fine，tool0;MoveJht_p8，v100，z0，tool0;MoveCht_p9，ht_p11，v100，z0，tool0;MoveCht_p10，ht_p8，v100，z0，tool0;ENDPROC2)单击ht_yuanxing子程序中的“”，光标跳到ht_yuanxing子程序位置。添加程序段“MoveJht_home，v200，fine，tool0;”;接着添加程序段“MoveJht_p8，v100，z0，tool0;”;单击“添加指令”，在common目录下单击“MoveC”，指令MoveC添加完成;单击“MoveCht_p10，htVp20，v100，z0，tool0;”，进入改程序段详细信息界面，将程序段修改为“MoveCht_p9，ht_p11，v100，z0，tool0;”，单击两次“确定”，返回到程序编辑界面;同理，添加程序段“MoveCht_p10，ht_p8，v100，z0，tool0;”。3)参考前面三角形子程序示教与调试方式，示教圆形轨迹点和手动调试圆形例行程序。(5)编写五角星子程序1)根据控制要求和如图2-2-29所示的五角星示教点图形，编写五角星子程序;然后示教点p12p21;最后使用示教器手动调试五角星子程序，检查该程序。图2-2-29五角星示教点图形五角星子程序参考:PROCht_wujiaoxing()MoveJht_home，v200，fine，tool0;MoveLht_p12，v100，z0，tool0;MoveLht_p13，v100，z0，tool0;MoveLht_p14，v100，z0，tool0;MoveLht_p15，v100，z0，tool0;MoveLht_p16，v100，z0，tool0;MoveLht_p17，v100，z0，tool0;MoveLht_p18，v100，z0，tool0;MoveLht_p19，v100，z0，tool0;MoveLht_p20，v100，z0，tool0;MoveLht_p21，v100，z0，tool0;MoveLht_p12，v100，z0，tool0;ENDPROC2)单击ht_wujiaoxing子程序中的“”，光标跳到ht_wujiaoxing子程序位置。参考五角星子程序与前面程序编写操作来完成五角星子程序的编写。3)参考前面三角形子程序示教与调试方式，示教圆形轨迹点和手动调试五角星例行程序。(6)编写机器人主程序1)根据控制要求，编写主程序main。main程序参考:PROCmain()ht_sanjiaoxing;ht_fangxing;ht_yuanxing;ht_wujiaoxing;MoveJht_home，v200，fine，tool0;ENDPROC2)选择例行程序“main”，单击“显示例行程序”，进入程序编辑器界面，如图2-2-30所示。(提示:PROC是新建例行程序的指令。)3)单击“添加指令”，在common目录下寻找并单击指令“ProcCall”，进入子程序调用界面，选择子程序“ht_sanjiaoxing”，单击“确定”，成功调用ht_sanjiaoxing子程序。同理，调用剩下三个子程序“ht_fangxing”、“ht_yuanxing”和“ht_wujiaoxing”;最后编写程序段“MoveJht_home，v200，fine，tool0;”，让机器人回到绘图初始位置。图2-2-30程序编辑器界面4)最后，手动调试主程序main。四、手动机器人自动运行将机器人控制柜的钥匙旋钮打到左边这个图标“”，在示教器上单击“确定”，允许机器人自动允许;再单击“PP移至main”，最后单击“是”，使PP指针移动到main程序第一行;单击“”伺服开关，伺服开关灯亮。单击操作器上的“”，机器人开始自动运行，依次完成画等边三角形、方形、圆形和五角星的轨迹运动，最后机器人回到ht_home，并停止运动。对任务实施的完成情况进行检查，并将结果填入表2-2-4。表2-2-4任务测评表表2-2-4任务测评表任务三工业机器人轨迹描图单元的编程与操作知识目标:1.掌握轨迹描图单元工件坐标系的定义与应用。2.掌握reset、set指令应用。3.掌握轨迹描图单元的机器人程序编写。4.掌握轨迹描图单元PLC程序编写。能力目标:1.能够新建工件坐标系。2.能够完成轨迹描图单元的机器人程序编写。3.能够完成轨迹描图单元触摸屏程序编写。图2-3-1所示为某工业机器人轨迹描图单元工作站，其轨迹描图单元结构示意图如图2-3-2所示。本任务采用示教编程方法，操作机器人实现轨迹描图单元运动轨迹的示教。具体控制要求如下:1)单击触摸屏上的“上电”按钮，机器人伺服上电;单击触摸屏上“启动”按钮或操作控制台面板上的“启动”按钮，系统启动，机器人自动运行;逐步完成圆环、六边形、正三角形、斜三角形、斜面矩形和斜面三角形6个运动轨迹，并且显示相应的触摸屏指示灯。2)单击触摸屏上的“停止”按钮，系统进入停止状态，所有气动机构均保持状态不变。图2-3-1工业机器人轨迹描图单元工作站图2-3-2轨迹描图单元结构示意图一、工业机器人轨迹描图单元工作站工业机器人轨迹描图单元工作站是为了进行机器人轨迹数据示教编程而建立的，其主要由机器人本体、机器人控制器、轨迹描图单元、绘图笔夹具、操作控制柜、模块承载平台、透明安全护栏、光幕安全门、零件箱和工具墙、编程电脑桌等组成，如图2-3-3所示。图2-3-3工业机器人轨迹描图单元工作站的组成二、控制柜I/O线路设计原理图控制柜I/O线路原理图如图2-3-4所示，图中元器件的作用见表2-3-1。表2-3-1控制柜中元器件的作用三、工件坐标1.工作坐标的设定1工件坐标系对应工件，它定义工件相对于大地坐标系(或其他坐标系)的位置。机器人可以拥有若干工件坐标系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。对机器人进行编程时就是在工件坐标系中创建目标和路径，其优点是重新定位工作站中的工件时，只需改变工件坐标系的位置，所有路径将即刻随之更新。工件坐标的设定1如图2-3-5所示。图中A是机器人的大地坐标，为了方便编程为第一个工件建立了一个工件坐标B，并在这个工件坐标B进行轨迹编程。如果台子上还有一个一样的工件需要走一样的轨迹，那只需要建立一个工件坐标C，将工件坐标B中的轨迹复制一份，然后将工件坐标从B更新为C，则无需对一样的工件重复的轨迹编程了。图2-3-5工件坐标的设定12.工作坐标的设定2工件坐标的设定2，如图2-3-6所示。在对象的平面上，只需要定义三个点，就可以建立一个工件坐标;图中X1点确定工件坐标的原点，X1、X2确定工件坐标X正方向;Y1确定工件坐标Y正方向;工件坐标符合右手定则。另外，在工件坐标中对对象进行了编程。如果工件坐标的位置变化成工件坐标后，只需在机器人系统重新定义工件坐标，则机器人的轨迹就自动更新到了，不需要再次轨迹编程了。因为相对于，相对于的关系是一样的，并没有因为整体偏移而发生变化。图2-3-6工件坐标的设定2在语句前面加上“!”，则整行语句作为注释行不被程序执行。例如:!GotothePickPosition;MoveLPick，v1000，fine，tool1wobj:=wobj1;2.Set指令Set指令的功能是将数字输出信号置1。四、常用语句1.注释行“!”SetDo1将数字输出信号Do1置1。3.Reset指令Reset指令的功能是将数字输出信号置0。例如:ResetDo1将数字输出信号Do1置0。例如:一、任务准备实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表2-3-2。二、轨迹描图单元的安装在轨迹描图单元的4个角有用于安装固定的螺钉孔，把轨迹描图单元放置到模块承载平台上，用M4内六角螺钉将其固定锁紧，保证模型紧固牢靠，整体布局与固定位置如图2-3-7所示。绘图笔夹具的安装参考模块二任务。表2-3-2实训设备及工具材料图2-3-7轨迹描图单元的整体布局三、绘制机器人运行轨迹图轨迹描图单元上的图案分布如图2-3-7所示。规划机器人运行轨迹，并绘制出机器人运行轨迹图，如图2-3-8a图2-3-8f所示。根据机器人的运行轨迹可确定其运动所需的示教点见表2-3-3。图2-3-8机器人运行轨迹图四、机器人程序的编写根据机器人运动轨迹编写机器人程序时，首先根据控制要求绘制机器人程序流程图，然后编写机器人主程序和子程序。编写子程序前要先设计好机器人的运行轨迹及定义好机器人的程序点。表2-3-3机器人运动轨迹示教点1.设计机器人程序流程图根据控制要求，机器人有1个main主程序和7个子程序(initial、圆环、六边形、正三角形、斜三角形、斜面矩形和斜面三角形7个子程序)，设计机器人程序流程图，如图2-3-9所示。2.机器人系统I/O与PLC地址配置机器人系统I/O与PLC地址配置见表2-3-4。图2-3-9机器人程序流程图表2-3-4机器人系统I/O与PLC地址配置表3.描图单元子程序设计(1)编写圆环子程序根据控制要求编写圆环子程序，输出信号do9表示完成圆环描图;然后示教点p1p12;最后使用示教器手动调试圆环子程序，检查该程序。PROCmt_yuanhuan()!圆1MoveJmt_home，v200，fine，tool0;MoveJmt_p1，v200，z0，tool0;MoveCmt_p2，mt_p3，v100，z0，tool0;MoveCmt_p4，mt_p1，v100，z0，tool0;!圆2MoveLmt_p5，v100，z0，tool0;MoveCmt_p6，mt_p7，v100，z0，tool0;MoveCmt_p8，mt_p5，v100，z0，tool0;!圆3MoveLmt_p9，v100，z0，tool0;MoveCmt_p10，mt_p11，v100，z0，tool0;MoveCmt_p12，mt_p9，v100，z0，tool0;setdo9;WaitTime1;ENDPROC(2)编写六边形子程序根据控制要求编写六边形子程序，输出信号do10表示完成六边形描图;然后示教点p13p18;最后使用示教器手动调试六边形子程序，检查该程序。PROCmt_liubianxing()MoveJmt_home，v200，fine，tool0;MoveJmt_p13，v100，z0，tool0;MoveLmt_p14，v100，z0，tool0;MoveLmt_p15，v100，z0，tool0;MoveLmt_p16，v100，z0，tool0;MoveLmt_p17，v100，z0，tool0;MoveLmt_p18，v100，z0，tool0;MoveLmt_p13，v100，z0，tool0;setdo10;WaitTime1;ENDPROC(3)编写正三角形子程序根据控制要求编写正三角形子程序，输出信号do11表示完成正三角形描图;修改工件坐标系为“wboj:=wobj1”;然后示教点p19p21;最后使用示教器手动调试正三角形子程序，检查该程序。PROCmt_zsjx()MoveJmt_home，v200，fine，tool0;MoveJmt_p19，v100，z0，tool0wboj:=wobj1