03工业机器人编程与操作——(中职课件)基础知识工业机器人的示教编程.ppt
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1、03 工业机器人编程与操作工业机器人编程与操作(中职(中职课件)基础知识课件)基础知识 工业机器人的示教编工业机器人的示教编程程 5.1 5.1 工业机器人示教编程的概念及特点工业机器人示教编程的概念及特点 5.2 5.2 工业机器人示教的主要内容工业机器人示教的主要内容 5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令 5.4 5.4 示教再现安全操作规程示教再现安全操作规程 5.5 5.5 示教再现的方法与步骤示教再现的方法与步骤 n 第5章 工业机器人的示教编程知识目标知识目标 1了解示教再现和离线编程的概念及特点。了解示教再现和离线编程的概念及特点。
2、2掌握工业机器人示教的主要内容。掌握工业机器人示教的主要内容。3了解工业机器人示教编程的常见指令。了解工业机器人示教编程的常见指令。4掌握示教再现的操作方法。掌握示教再现的操作方法。能力目标能力目标 通过对简单程序示教再现方法的学习,能对其它通过对简单程序示教再现方法的学习,能对其它程序进行示教编程。程序进行示教编程。教学重点和难点教学重点和难点 1.工业机器人示教器功能键认知。工业机器人示教器功能键认知。2.工业机器人插补方式。工业机器人插补方式。3.工业机器人语言及常见指令。工业机器人语言及常见指令。4.示教再现的方法与步骤。示教再现的方法与步骤。概念 机器人代替人进行作业时,必须预先对机
3、器人发出指示,规定机器人应该完成的动作和作业的具体内容,同时机器人控制装置会自动将这些指令存储下来,这个过程就称为对机器人的“示教”。“再现”则是通过存储内容的回放,使机器人在一定精度范围内按照程序展现示教的动作和作业内容。5.15.1工业机器人示教编程的概念及特点工业机器人示教编程的概念及特点5.1.1 5.1.1 示教再现的概念及特点示教再现的概念及特点5.15.1工业机器人示教编程的概念及特点工业机器人示教编程的概念及特点5.1.1 5.1.1 示教再现的概念及特点示教再现的概念及特点特点1.优点(1)设备简单(2)操作简便,易于掌握。(3)示教再现过程很快,示教后马上可应用。2.2.缺
4、点缺点(1)编程占用机器人作业时间。(2)很难规划复杂的运动轨迹以及准确的直线运动。(3)示教轨迹的重复性差。(4)无法接受传感信息。(5)难以与其它操作或其它机器人操作同步。5.15.1工业机器人示教编程的概念及特点工业机器人示教编程的概念及特点5.1.2 5.1.2 离线编程的概念及特点离线编程的概念及特点概念 机器人离线编程可分为两类:基于文本的编程和基于图形的编程,目前常用的是基于图形的编程。基于图形的编程是利用计算机图形学的成果,建立起计算机及其工作环境的几何模型,并利用计算机语言及相关算法,通过对图形的控制和操作,在离线情况下进行机器人作业轨迹的规划。5.15.1工业机器人示教编程
5、的概念及特点工业机器人示教编程的概念及特点5.1.2 5.1.2 离线编程的概念及特点离线编程的概念及特点特点特点 1.不需要实际机器人,只需机器人系统和工作环境的图形模型。2.编程时不影响机器人正常工作。3.通过仿真软件试验程序,可预先优化操作方案和运行周期。4.可用CAD方法进行最佳轨迹规划。5.可实现复杂运行轨迹的编程。5.2 5.2 工业机器人示教的主要内容工业机器人示教的主要内容5.2.1 5.2.1 运动轨迹的示教运动轨迹的示教定义 机器人运动轨迹示教主要是为了完成某一作业,工具中心点(TCP)所掠过的路径,包括运动路径和运动速度的示教。对于有规律的轨迹,仅示教几个特征点,计算机就
6、能利用插补算法获得中间点的坐标,如直线需要示教两点,圆弧需要示教三点,如图5-1(a)和(b)所示。5.2 5.2 工业机器人示教的主要内容工业机器人示教的主要内容5.2.1 5.2.1 运动轨迹的示教运动轨迹的示教 由此可见,机器人运动轨迹的示教主要是确认程序点的属性,每个程序点的属性主要包含以下4个信息:1.位置坐标:通过变换机器人的基坐标、关节坐标、工具坐标等使工具中心点到达指定位置,使用的坐标系不同时,工具中心点位置坐标的表达方式也不同。5.2 5.2 工业机器人示教的主要内容工业机器人示教的主要内容5.2.1 5.2.1 运动轨迹的示教运动轨迹的示教 2.插补方式插补方式 表表5-1
7、 5-1 工业机器人的常见插补方式工业机器人的常见插补方式5.2 5.2 工业机器人示教的主要内容工业机器人示教的主要内容5.2.1 5.2.1 运动轨迹的示教运动轨迹的示教 3.空走点空走点/作业点作业点:机器人再现时,如从当前程序点到下一程序点不需要实施作业,则当前点就称为空走点,反之为作业点。4.进给速度进给速度:进速给度是指机器人运动的速度。在作业再现时,进给速度可以通过倍率进行修调,进给速度的单位取决于动作指令的类型。如,(1)J P1 50%FINE;(2)L P1 100mm/sec FINE;(3)C P1 P2 100mm/sec CNT50。5.2 5.2 工业机器人示教的
8、主要内容工业机器人示教的主要内容5.2.2 5.2.2 作业条件的示教作业条件的示教 定义 工业机器人常用的作业条件输入法主要有三种:1.使用作业条件文件:根据工业机器人应用领域的不同,各种专业机器人会安装不同的作业软件包,每个软件包会包含针对作业内容的不同作业条件文件。2.在作业指令中直接设定:作业指令中通常会显示部分作业条件,如,运动指令:J P1 100%FINE中,100%指的是机器人的进给速度,FINE指的是机器人的运动路径,类似这样的作业条件均可在指令中直接进行设定。3.手动设定:在某些作业场合中,一些作业参数需手动进行设定。如弧焊作业时保护气流量。5.2 5.2 工业机器人示教的
9、主要内容工业机器人示教的主要内容5.2.3 5.2.3 作业顺序的示教作业顺序的示教 1.作业对象的工艺顺序:对于简单作业场合,作业顺序的设定跟运动轨迹点一致;对于复杂作业场合,作业顺序的设定涉及到机器人运动轨迹合理规划问题。2.机器人与外围设备的动作顺序:机器人与外围设备如焊机、变位机、移动滑台等的有效配合,以达到设定动作,减少停机时间,提高工作效率、安全性和作业质量。5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.1 5.3.1 运动指令运动指令 1.1.动作类型动作类型:指定采用什么运动方式来控制到达指定位置的运动路径。2.2.位置数据位置数据
10、:指定运动的目标位置。3.3.进给速度进给速度:指定机器人运动的进给速度。4.4.定位路径定位路径:指定相邻轨迹的过渡形式。有FINE和CNT两种形式,FINE 相当于准确停止,CNT 相当于圆弧过渡,如图5-2所示。5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.1 5.3.1 运动指令运动指令图5-2 CNT与FINE运动路径图示运动指令格式如图5-3所示图5-3 机器人运动指令格式及图解 5.附加运动指令:指定机器人在运动过程中的附加执行指令。5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.1 5.3
11、.1 运动指令运动指令5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.1 5.3.1 运动指令运动指令 不同机器人,其编程语言不尽相同,以运动类型的表达形式为例,常见工业机器人编程语言如表5-2所示。表5-2 常见工业机器人编程语言的对比5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.2 R5.3.2 R寄存器指令寄存器指令 寄存器指令主要是在寄存器上完成算术运算。根据运算表达式左值的类型,可以将寄存器指令分为:R寄存器、位置寄存器PRi指令及位置寄存器轴指令PRi,j。简单作业示教时经常使用的是R寄存器。
12、R寄存器是一个存储数据的变量。指令格式:Ri=(value),Ri=(value)指令把数值(value)赋值给指定的R寄存器。华数机器人i的范围是0到199,(value)常取常数,如R1=500。5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.3 I/O5.3.3 I/O指令指令 用于改变向外围设备的输出信号,或读取输入信号的状态。如WAIT X02,3=ON,表示等待外部设备给机器人一个数字信号;Y02,3=ON,表示给外部设备输出一个数字信号。02,3表示机器人信号输出端接线端口,如图5-4所示。图5-4 机器人接线端口5.3 5.3 工业机
13、器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.4 5.3.4 其他指令其他指令 条件指令 由IF开头,用于比较判断是否满足条件,若满足则执行后面的JMP或CALL指令。支持的比较运算符有:、=、=、=、,还可以使用逻辑与(AND)和逻辑或(OR)指令对这些条件语句进行运算。等待指令 用于在一个指定的时间段内,或者直到某个条件的满足时的时间段内,结束程序的指令,等待指令包括如下两种。5.3 5.3 工业机器人示教编程的语言及常见指令工业机器人示教编程的语言及常见指令5.3.4 5.3.4 其他指令其他指令 1.指定时间的等待指令指定时间的等待指令:等待一个指定的时间(以秒
14、为单位)后,再执行后续程序。指令格式:WAIT(value)sec,value值可以为常数,也可为Ri。示例:(1)WAIT 10sec;(2)WAIT R1sec 2.条件等待指令:等待指定的条件满足后,再执行后续程序。如果没有指定操作,程序将无限期等待,直到满足指定的条件为止。流程控制指令 用来控制程序的执行顺序,控制程序从当前行跳转到指定行去执行,流程控制指令包括:标签指令、程序结束指令、无条件跳转指令、子程序调用指令。5.4 5.4 示教再现安全操作规程示教再现安全操作规程示教和手动操作时 1.禁止用力摇晃机器人手臂及在手臂上挂重物。2.示教时切勿戴手套,根据作业内容穿戴规定的工作服和
15、保护用具等。3.不得擅自开启机器人,调试人员进入工作区域时应随身携带示教器,以免他人误操作。4.示教前,应仔细确认示教器上各功能键是否能正常工作。5.对于初学者,在手动操作时应尽量采用较低速度倍率。6.在规划机器人运动路径时,要考虑避让点。7.察觉有危险时,应立即按下【急停键】。5.4 5.4 示教再现安全操作规程示教再现安全操作规程再现和生产时 1.在开机运行前,须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。2.须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置和状态。3.当机器人处于自动模式时,应远离机器人本体动作区间。4.运行作业程序时,要事先跟踪检查一遍程序。5.机器人在运行中途停
16、止时,一定要等待几分钟再靠近机器人,因为此时有可能是程序中编写了等待命令。5.5 5.5 示教再现的方法与步骤示教再现的方法与步骤图5-5工业机器人示教再现流程图5.5 5.5 示教再现的方法与步骤示教再现的方法与步骤 根据工业机器人示教再现流程,以华中数控机器人为例,示教一个如图5-6所示的焊接程序。图5-6 弧焊机器人运动轨迹5.5 5.5 示教再现的方法与步骤示教再现的方法与步骤 示意图中6个程序点的含义见表5-3。表5-3 程序点含义5.5 5.5 示教再现的方法与步骤示教再现的方法与步骤 1.示教前的准备 (1)接通主电源 等待系统初始化 打开急停键 选择示教模式并设置合适的坐标系与
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