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EPSON EPSON 机械手导入培训机械手导入培训爱普生中国 FA 营业本部2012年2月12日一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识二、硬件概要二、硬件概要三、三、EPSON RC+用户界面用户界面四、示教四、示教五、五、SPEL+语言语言六、动作指令六、动作指令七、七、I/O八、八、Pallet 九、九、!.!并列处理并列处理十、多任务处理十、多任务处理内容内容内容内容什么是工业机器人什么是工业机器人工业机器人（industrial robot,简称RI）：是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多个学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备；广泛适用的能自主动作，且多轴联动的机械设备；自从1962年美国研制出世界第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已经成为柔性制造系统（FMS），自动化工厂（FA），计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。为什么使用要机器人为什么使用要机器人替代人工，解决近几年人工成本的增长和招工难的替代人工，解决近几年人工成本的增长和招工难的问题问题人不愿意做的工作人不愿意做的工作,恶劣环境下的工作，比如噪音大恶劣环境下的工作，比如噪音大的环境，污染的环境等等。的环境，污染的环境等等。需要精度较高，人手难以实现的工作，比如中源的需要精度较高，人手难以实现的工作，比如中源的帖胶项目很难用治具人工操作。帖胶项目很难用治具人工操作。集成度高使用方便，减少设备开发周期。集成度高使用方便，减少设备开发周期。稳定性稳定性 机器人可工作机器人可工作24小时小时消费者对商品多样化的需求消费者对商品多样化的需求工业机器人的种类工业机器人的种类单轴机器人单轴机器人直角坐标系机器人直角坐标系机器人轴（轴（SCARA、水平多关节）机器人、水平多关节）机器人轴（垂直多关节）机器人轴（垂直多关节）机器人工业机器人的的特点工业机器人的的特点单轴机器人特点：采用精密滚珠丝杠和同步带作为传动件，精密、坚固、运行平稳、定位精确、结构简单、噪音小，安装使用与维护简便。工业机器人的的特点工业机器人的的特点直角坐标机器人特点：结构简单，一般有多自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角，高可靠性、高速度、高精度，但体积比较庞大。应用领域：装货、卸货、焊接、包装、固定、涂层、粘结、封装、特种搬运操作、装配等。工业机器人的的特点工业机器人的的特点轴机器人特点：有4个轴（4个自由度）X、Y、Z、U，这类机器人的结构轻便、响应快，最适用于平面定位、垂直方向进行装配的作业。应用领域：装货、卸货、焊接、包装、固定、涂层、粘结、封装、特种搬运操作、装配等。工业机器人的的特点工业机器人的的特点轴机器人特点：有6个关节（六个自由度）X、Y、Z、U、V、W，适合于几乎任何轨迹或角度的工作可以自由编程，完成全自动化的工作，提高生产效率。应用领域：应用领域有装货、卸货、喷漆、表面处理、测试、测量、弧焊、点焊、包装、装配、切屑机床、固定、特种装配操作、锻造、铸造等。手表组装生产线手表组装生产线开始于对手表的小型零部件的高精度、高效率组装25252525年的销售业绩！业界行业最高的市场份额年的销售业绩！业界行业最高的市场份额年的销售业绩！业界行业最高的市场份额年的销售业绩！业界行业最高的市场份额EPSON机器人发展历史 精密机器人（单轴精密机器人（单轴精密机器人（单轴精密机器人（单轴/4/4轴轴轴轴/6/6轴）轴）轴）轴）高速度高速度高速度高速度高稳定性高稳定性高稳定性高稳定性高精度高精度高精度高精度 视觉系统视觉系统视觉系统视觉系统 视觉系统配合机器人实现互动视觉系统配合机器人实现互动视觉系统配合机器人实现互动视觉系统配合机器人实现互动EPSON机器人的最大特点机器人的最大特点爱普生机器人选件部分SCARA(4轴轴)Pro-six(6轴轴)G G系列系列 LSLS系列系列 RSRS系列系列C C系列系列S S系列系列另有业界最高精度单轴模块机械手控制器选件控制器选件手编手编视觉视觉通讯板卡通讯板卡GUI GUI BuilderBuilder传送带跟踪传送带跟踪EPSON机器人的产品线4轴轴 SCARA G系列系列LS系列系列RS系列主系列主要参数要参数产品系列系列名称最大负载G1G3G6G10/20RS3RS4LS3LS61Kg3Kg6Kg1020Kg3Kg4Kg3Kg6KG0.005mm 0.008mm 0.015mm 0.025mm 0.01mm 0.015mm0.01mm0.01mm175225mm250350mm550650mm6501000mm350mm550mm400mm600mm0.3 second0.37second0.35second0.38second0.36 second0.39 second0.45second0.42second3000mm/s4350mm/s7900mm/s11000mm/s6237mm/s7400mm/s6000mm/s6800mm/sRC180/RC620RC180/RC620RC180/RC620RC180/RC620RC180/RC620RC180/RC620RC90RC90重复精度（J1+J2）工作臂长循环时间*最高速度*循环时间：负载1kg，垂直向25mm,水平300mm的门型往返运动时间适合控制器6轴轴 C系列系列S系列主要参数系列主要参数C3S5S5L3Kg5Kg5Kg0.02mm0.02mm0.03mm600mm706mm895mm0.37second0.44second0.49second4710mm/s4591mm/s4215mm/sRC180/RC620RC180/RC620RC180/RC620产品系列系列名称最大负载重复定位精度工作臂长最高速度(p点线速度）循环时间*适合控制器 快速安全恢复快速安全恢复单键单键备份备份故障发生时可方便地从故障发生时可方便地从USBUSB接口中读取维护数据接口中读取维护数据USB存储口 状态保存开关工业机器人选型要点工业机器人选型要点什么用途（搬运、组装、焊接等确定机器人轴数、自什么用途（搬运、组装、焊接等确定机器人轴数、自由度）由度）工作环境工作环境(是否高温、高湿、有防尘是否高温、高湿、有防尘)定位精度定位精度(重复定位、绝对定位重复定位、绝对定位)机器人的负重能力机器人的负重能力最高运行速度最高运行速度各个轴、自由度的工作范围各个轴、自由度的工作范围4/6轴机器手选型（本体）轴机器手选型（本体）1.根据产品、工艺确定机器人的类型。根据产品、工艺确定机器人的类型。2.根据产品的重量（产品或抓手或是产品根据产品的重量（产品或抓手或是产品+抓手）确定机器抓手）确定机器人的负重水平。人的负重水平。3.根据工作半径来选择机器人的臂长。根据工作半径来选择机器人的臂长。4.根据工艺要求确定核对机器人的最大速度、精度。根据工艺要求确定核对机器人的最大速度、精度。5.根据实际需要选择外围设备（如视觉系统、扩展通信口、根据实际需要选择外围设备（如视觉系统、扩展通信口、示教单元等）示教单元等）控制器选择控制器选择控制器类型RC620RC180RC90连接本体类型Scara系列（除LS），6轴，可同时控制多台Scara系列（除LS），6轴需加扩展单元LS系列最大控制轴数86（加扩展单元）4内置通信端口以太网，USB，RS232以太网，USB以太网，USB，RS232二、硬件概要二、硬件概要二、硬件概要二、硬件概要系统构成一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识1 1、机械手坐标系、机械手坐标系1.1 SCARA机械手坐标系XY方向坐标（前后左右）Z方向坐标（上下）U方向坐标（旋转）一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识1.2 垂直6轴型机械手的机械手坐标系一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识2.机械手的手臂姿势 在使用机械手作业时，有必要使其用示教时的手臂姿势在指定的点上动作。如果不这样做，根据手臂姿势的不同，会产生轻微的位臵偏移，或朝着意想不到的路径动作的结果，有干涉周边设备的危险。为了避免这种情况，在点数据中必须事先指定使其在此点上动作时的手臂姿势（如下图）。此信息也也可以从程序中变更（L或者R）。2.1 SCARA机械手的手臂姿势图一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识2.2 垂直6轴型机械手的手臂姿势2.2.1 垂直6轴型机械手在其动作范围内的点上，可以不同的手臂姿势使其动作，如下图示：一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识一、关于机械手的基础知识2.2.1 在EPSON RC+5.0软件中设定垂直6轴型机械手的手臂姿势，如下图示：2.2.2 也可以在程式中指定机械手的手臂姿势，记述为“/”与后面的L（左手姿势）或R（右手姿势）、A（上肘姿势）或B（下肘姿势）、F（手腕翻转姿势）或NF（手腕非翻转姿势）。手臂姿势有以下8中组合，如表1示，但因点而异，并非所有的组合都可以动作。垂直6轴型的机械手在第4关节、第6关节同轴的点上，即使将第4关节、第6关节旋转360度，也可以实现相同的位臵姿势。作为用于区别像这样点的点属性，有J4Flag和J6Flag。指定J4Flag时，请记述斜杠（/）和其后的J4F0（-180J4关节角度=180）、或J4F1（J4关节角度=-180 或80 J4关节角度）。指定J6Flag时，请记述斜杠（/）和其后的J6F0（-180J6关节角度=180）、或J6F1（-360 J6 关节角度=-180 或180 J6 关节角度=360）、或J6Fn（-180*(n+1)J6关节角度=180*n 或180*n J6关节角度 Curve“mycurve”,O,0,4,P1,P2,On 2,P(3:7)设定自由曲线 Jump P1用直线将手臂移动至P1 CVMove“mycurve”用定义的自由曲线“mycurve”移动手臂图2六六、动作指令、动作指令5.速度设定指令5.1 PTP指令的速度设定Speed 功能用于设定PTP动作速度的百分比格式：Speed s，a，b说明：s 速度设定值；a 第三轴上升速度设定值；b 第三轴下降速度设定值。示例：1.Speed 80 2.Speed 80，40，30Accel 功能用于设定PTP动作加减速度的百分比。格式：Accel a，b，c，d，e，f说明：a/b 加/减速度设定值；c/d 第三轴上升加/减速度设定值；e/f 第三轴下降加/减速度设定值示例：1.Accel 80，80 2.Accel 80，80，30，30，60，605.2 CP指令的速度设定SpeedS 功能用于设定CP动作速度值格式：SpeedS 速度设定值说明：表1 为不同机型对应的速度设定值范围示例：SpeedS 800 CP动作的速度设置为800mm/sAccelS功能用于设定CP动作加减速度值格式：AccelS 加速设定值，减速设定值说明：表1 为不同机型对应的加减速度设定值范围示例：AccelS 800 加减速度均为800mm/S机械手型号Speeds值范围mm/sAccelS值范围mm/sE2系列111200.15000G系列120000.115000PS系列120000.115000RS系列120000.115000表1六六、动作指令、动作指令5.3 Power指令功能:电源模式的设定格式:Power High|Low说明:默认值为Low。低功率模式下电机输出被限制，实际动作速度变为默认初始值的范围内。低功率模式设定时，从监控窗口或程序中即使出现设为高速的指示，也会按初始值速度动作。如果需要用更高的速度动作时，必须设定为Power High。5.4 Weight指令功能:进行补偿PTP 动作时的速度加减速度的参数设定格式:Weight 手部重量说明:手部重量指指定手臂上垂挂的夹治具和其他工件的重量。由设定值计算出的等价搬运重量超过最大可搬运重量时，会出现错误。六、动作指令六、动作指令6.Jump 指令的修饰6.1 拱形动作在Jump指令后通过指定门形参数Cn(n=07)，可以改变拱形的形状。上图中a，b的值与C06对默认初始值（单位：mm）如下表列，7为门形动作。要改变C06对应的a，b的值，使用Arch指令。也可以Tools|Robot Manager|Arch选项卡中修改。6.2 Arch指令功能:用于设定Jump动作拱形参数设定格式Arch 拱形编号，垂直上升距离，垂直下降距离说明设定值比垂直移动距离大时变为门形动作。设定值即使掉电也会被保持。运动轨迹根据运动速度、机械手的动作方式而改变，所以动作前请先确认动作轨迹示例:Arch 0，10，40拱形编号01234567a30405060708090门型运动b30405060708090表1七、七、I/O控制指令控制指令RC170/RC180控制器标配了24位输入和16位输出，用户可以通过安装I/O板卡扩展I/O位数。每张I/O板卡包括32位输入和32位输出，最多可以安装4张I/O板卡，既最多可增加128位输入和128位输出。1硬件连接1.1 输入电路：输入电压范围:+12 24V 10ON 电压:+10.8V（最小）OFF 电压:+5V（最大）输入电流:10mA，24V输入时，典型值七、七、I/O控制指令控制指令1.2 输出电路额定输出电压:+12 24V 10最大输出电流:：100mA（典型值）1输出输出驱动器:：Photo Mos继电器通态电阻（平均）:：23.5以下输出七、七、I/O控制指令控制指令2 输出指令On 功能：打开指定输出位格式：On 输出位编号,时间,非同步指定输出位编号:可使用的输出位编号；时间:以秒为单位，最小有效位为0.01秒；非同步指定:0或1说明：非同步指定在时间指定时可以指定，功能如表1 示示例：1.On 1 2.On 1，0.5，0 Off 功能：关闭指定输出位格式：Off 输出位编号,时间,非同步指定输出位编号：可使用的输出位编号；时间：以秒为单位，最小有效位为0.01秒；非同步指定：0或1说明非同步指定在时间指定时可以指定，功能如表1 示示例：1.Off 1 2.Off 1，0.5，0指定1时指定时间打开后关闭，执行下一个命令。指定0时On命令开始执行的同时，执行下一个命令。省略时与指定1时限同表1七、七、I/O控制指令控制指令2 输出指令Out 功能：同时设定输出8个输出位格式：Out 端口编号,输出数据 端口编号：构成可使用输出位的组；输出数据：用端口编号指定的组的输出模式说明：端口编号与输出数据的组合后同时设定8个输出位。输出位8位1组。首先在用端口编号指定的组中指定输出数据参数中特定的输出模式。输出数据参数用10进制数（0255）或16进制数（&H0&HFF）指定。端口编号如下与位编号对应。端口编号位编号 0 0-7 1 8-15 2 16-23 .63 504-511示例：Out 0，0 将07位全部关闭Out 1，255将815位全部打开Out 0，100将2，5，6位全部关闭Out 0，&H64 将2，5，6位全部关闭七、七、I/O控制指令控制指令3 输入指令Wait 功能：时间等待或输入位等待格式：Wait 时间 Wait 输入条件，时间 时间:02147483,最小有效位为0.01秒；输入条件：记述待机条件说明：只指定时间时，指定时间待机后执行下一个命令。只指定输入条件式时，待机至条件成立。指定输入条 件与时间时，条件式成立或指定时间到都会执行下一个命令。使用Sw函数，可以确认输入条件式是否成 立，或指定时间是否已到。示例：Wait 1.5 待机15秒后，继续执行程序 Wait Sw（3）=On 待机直到输入位3开启Sw函数功能：返回指定的输入位状态格式：Sw(输入位编号）输入位编号：可以使用的输入位编号说明：进行I/O输入的状态确认。指定的输入打开时返回1，关闭时返回0。示例：Print Sw(3)打印输入位3的状态 Wait Sw(1)=On and Sw(2)=On 待机直到输入位1和2开启 Wait Sw(1)=On or Sw(2)=On 待机直到输入位1或2开启 Wait Sw(1)=On xor Sw(2)=On 待机直到输入位1或2其中一个开启In函数功能：返回指定的输入位端口格式：In(端口编号)端口编号：构成可以使用输入位的组说明：可同时确认8个输入位的值。可以使其待机直到2个以上的I/O位的状态在特定的条件下一致。返回值为0255范围的整数值。示例：Print In(0)打印输入位3的状态 Wait In(0)&（&B00001111）=14 待机到07位全部关闭 Wait In(0)=255 待机到07位全部开启串口通信串口通信参考 EPSON RC+5.0 用户指南的RS232 Communication 章以太网通信以太网通信参考 EPSON RC+5.0 用户指南的TCP/IP Communication 章远程控制（远程控制（IO,Ethernet,RS232)用途：通过设置，可以使用外部设备的IO/Ethernet/RS232来控制机器人的启动、停止、暂停、继续、复位及一些高级功能。参考 EPSON RC+5.0 用户指南的Remote Control 章八、八、Pallet格式：Pallet Outside,Pallet 编号,Pi,Pj,Pk,Pm,列数,行数参数：Outside 创建在指定的行及列的范围外可以访问的Pallet。指定范围：-32768 to 32767。可省略。Pallet 编号用0到15的整数指定Pallet编号。Pi,Pj,Pk 指定使用在Pallet定义（标准的3 点定义）中的点变量。Pm 与Pi,Pj,Pk 一起使用定义Pallet的点变量。可省略列数 用整数指定Pi 与Pj的列数。范围为1到32767。（行数列数32767）行数 用整数指定Pi 与Pk的行数。范围为1到32767。（行数列数32767）说明：在机械手上至少必须示教Pi,Pj,Pk这3 点，并指定Pi 与Pj的分割数及Pi 与Pk的分割数，才能定义pallet。Pallet 如果是高精度的四方形，则只要指定角上4 点中的3 个点就足够了，但是，还是建议指定全角4 点的位臵后进行pallet 定义。定义pallet 时，首先要示教角的3 或4 个点，4 点定义时：以下表示P1、P2、P3 及P4。P1-P2 间有3 点，P1-P3 间有4点，总计使用12点用以下格式定义表示Pallet的分割的各点自动地分配分割编号 （1-12）。示教P1、P2、P3 时，尽量使三点的姿势一致。八、八、PalletNotes不正确的pallet 的定义 如果搞错了点的顺序或点间的分割数，会出现错误的pallet顺序。Pallet 面的定义 用角上3 点的Z 坐标值定义pallet 平面的高度。所以，也可以定义垂直方向的pallet。1 列pallet 的pallet 定义 通过3 点指定的Pallet 命令，也可以定义1 列的pallet。如果是1 列，应示教两端的2 点，并如下输入、执行。同一编号方向的分割数为1。Pallet 2,P20,P21,P20,5,1 定义一个5x1 的palletPallet 使用示例 以下是从监控窗口设定用P1、P2、P3 定义的pallet 的示例。Pallet 而平均配臵15 点，P1-P2 间排列。pallet 1,P1,P2,P3,3,5 jump pallet(1,2)Jump to position on pallet 此设定的创建的pallet 如下所示。九、九、!.!并列处理并列处理动作中并列进行I/O 等的输入输出处理。使用示例 1)将并列处理连同Jump命令同时使用。第3 关节上升移动结束，第1、第2、第4 关节 开始动作的阶段打开输出位1。输出位1 在Jump动作完成50%的阶段再次关闭。Function testJump P1!D0;On 1;D50;Off 1!Fend2)将并列处理连同Jump 命令一起使用。第3 关节上升移动结束，第1、第2、第4 关节各自完成到P1 的移动的 10%的阶段打开输出位5，0.5 秒后关闭输出位5。Function test2Jump P1!D10;On 5;Wait 0.5;Off 5!Fend注意：所有I/O 命令结束前动作结束的情况下 即使结束特定动作命令的动作所有的并列处理语句的执行也没有结束时，等全部结束以后执行下一个程 序。这种状况在必须并列处理多个I/O 命令的短距离移动动作时特别要注意用停止手臂的Till 语句中途结束动作时，并联I/O 的执行 如果移动的中途停止手臂的Till 语句被使用，动作语句执行的下一个语句等待至全部并列处理语句执行结 束后执行。独家十、多任务处理十、多任务处理多重任务是多个作业同时执行，可以大幅度缩短任务时间（作业时间）。也可以同时控制周边设备，这样系统整体效率提高生产性也会提高。作业分为各个任务后，程序会变得易懂，且维修也可以对各任务分别进行，要新增作业时只需添加任务就可以了。可以同时执行的任务最多可以是16 个。格式：Xqt 任务编号,函数名(自变量一览表),Normal|NoPause|NoEmgAbort 动作任务1:重复P1P4的Jump动作任务2:每5秒打开/关闭1次I/O。程序：Function test9Integer iXqt IODoFor i=1 To 4 Jump P(i)NextLoopFENDFUNCTION IODoOn 1;Wait 0.5Off 1;Wait 0.5LoopFend参考参考 TOOL应用及校准方法应用及校准方法.docTOOL坐标系坐标系LOCAL坐标系坐标系以工件为基准的坐标系，可以创建以工件为基准的坐标系，可以创建16个局部坐标个局部坐标系系 应用场合：应用场合：装配、装配、3D轨迹控制轨迹控制相机安装到机械手第二臂上的时候，可以用ARM坐标系将机器人的坐标基准移到相机的中心 应用场合：应用场合：机器人安装移动相机后，以相机中心走阵列ARM 坐标系坐标系ECP外部控制点功能外部控制点功能ECP动作是指：机械手抓住工件，用固定在动作是指：机械手抓住工件，用固定在机械手周边的工具，使其追随工件的棱角线机械手周边的工具，使其追随工件的棱角线等指定的轨迹。等指定的轨迹。应用场合：应用场合：打磨、去毛刺、类似于画图的轨迹控制等打磨、去毛刺、类似于画图的轨迹控制等模拟器仿真功能模拟器仿真功能EPSON软件集成了模拟器功能，可以运行运软件集成了模拟器功能，可以运行运动指令程序，以动指令程序，以3D界面直观地仿真机器手的界面直观地仿真机器手的动作，可以很方便地完成大多数项目实施前动作，可以很方便地完成大多数项目实施前期的验证工作；网络、选件的功能指令不支期的验证工作；网络、选件的功能指令不支持仿真。持仿真。VISION功能（选件）功能（选件）EPSON有自己的视觉系统有自己的视觉系统（Vision Guide6.0、CV1），视觉软件和机器人软件集成在一起，），视觉软件和机器人软件集成在一起，可以很方便地实现视觉校准、几何形状识别、可以很方便地实现视觉校准、几何形状识别、斑点检测功能；支持多种相机的安装方式。斑点检测功能；支持多种相机的安装方式。传送带追踪功能传送带追踪功能利用视觉系统从识别连续动作的传输机上传输利用视觉系统从识别连续动作的传输机上传输过来的工件，再机械手处理；目前支持该功能过来的工件，再机械手处理；目前支持该功能的控制器只有的控制器只有RC620，需要加视觉系统和，需要加视觉系统和PG信信号接收卡才能实现该功能。号接收卡才能实现该功能。应用场合：应用场合：生产线上的产品分类、收集、检测等生产线上的产品分类、收集、检测等