工业机器人操作与编程教材PPT.ppt

标题行,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,*,全国高等职业教育“十二五”规划教材全国工业机器人技能培养系列精品教材,邢美峰 主 编,王慧东 王春暖 副主编,工业机器人操作与编程,（,ISBN 978-7-121-28191-4,）,目 录,任务,1,认识工业机器人,任务,2,搬运编程与操作,任务,3,机器人涂胶编程与操作,任务,4,喷漆编程与操作,任务,5,数控车床上下料编程与操作,任务,6,码垛编程与操作,任务,7,工业机器人的离线编程,任务,1,认识工业机器人,1.1,了解工业机器人,1.1.1,工业机器人分类及应用,1.1.2,工业机器人的组成,1.1.3,工业机器人的坐标系,1.1.4,工业机器人基本规格,1.1.6,工业机器人电气控制柜面板,1.1.7,示教器基本功能与操作,1.1.8,工业机器人操作安全注意事项,任务,1,认识工业机器人,1.1.1,工业机器人分类及应用,1.,按臂部的运动形式分,（,1,）直角坐标型,臂部可沿三个直角坐标移动；,（,2,）关节型,臂部有多个转动关节；,（,3,）圆柱坐标型,臂部可作升降、回转和伸缩,动作；,任务,1,认识工业机器人,1.1.1,工业机器人分类及应用,1.,按臂部的运动形式分,4,）组合结构,可以实现直线、旋转、回转、,伸缩；,（,5,）球坐标型,臂部能回转、俯仰和伸缩。,任务,1,认识工业机器人,2,、按执行机构运动的控制机能分,点位型,连续轨迹型,3,、按程序输入方式分,离线输入型,示教输入型,4,、按应用领域分类,可分为搬运机器人、装配机器人、上下料机器人、焊接机器人、码垛机器人、喷涂机器人等,。,任务,1,认识工业机器人,1.1.2,工业机器人的组成,工业机器人由本体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。,本体,:,即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构；,驱动系统,:,包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；,控制系统：是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。任务,1,认识工业机器人,1.1.3 工业机器人的坐标系,工业机器人一般有四个坐标系，基坐标系、关节坐标系、工具坐标系、工件坐标系。,任务,1,认识工业机器人,1.2,手动操作工业机器人,1.2.1,手动操作功能简介,1.2.1,手动操作工业机器人,拓展与提高,1,十大工业机器人品牌,任务,1,认识工业机器人,1.2.1,手动操作功能简介,机器人的运动可以是连续的、也可以是步进的，可以是单轴独立的、也可以是多轴联动的，这些运动都可以通过示教器手动操作来实现。,1.2.1,手动操作工业机器人,1,、工业机器人启动基本操作,2,、单轴移动的手动操作,3,、工业机器人参考点设定,4,、工业机器人回参考点操作,HSR-608,工业机器人电气控制柜面板,任务,1,认识工业机器人,拓展与提高,1,十大工业机器人品牌,一、发那科（,FANUC,）日本,二、库卡（,KUKARoboterGmbh,）德国,三、那智（,NACHI,）不二越日本,四、川崎机器人日本,五、,ABBRobotics,机器人瑞典,六、史陶比尔（,Staubli,）瑞士,任务,1,认识工业机器人,拓展与提高,1,十大工业机器人品牌,七、柯马（,COMAU,）意大利,八、爱普生（,DENSO EPSON,）机器人,(,机械手,),日本,九、日本安川（,YaskawaElectric Co.,）日本,十、新松,(SIASUN),机器人中国,任务,2,搬运编程与操作,2.1,新建、编辑和加载程序,2.1.1,程序的基本信息,2.1.2,新建程序,2.1.3,打开、加载程序,2.1.4,程序编辑、修改,2.1.5,程序检查,2.1.6,自动运行,任务,2,搬运编程与操作,2.1.1,程序的基本信息,1.,常见的程序编制方法有两种，示教编程方法和离线编程方法。,（一）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制；,（二）离线示教：是操作者不对实际作业的机器人直接进行示教，而是在离线编程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。,任务,2,搬运编程与操作,2.1.1,程序的基本信息,2.,程序的基本信息包括：程序名、程序注释、子类型、写保护、程序指令和程序结束标志。,任务,2,搬运编程与操作,2.1.2,新建程序,在如图所示的“示教界面”中点击下方左侧的“新建程序”按钮，在弹出如图所示的对话框中输入程序名，可新建一个空的程序文件。,示教界面,程序名输入对话框,任务,2,搬运编程与操作,2.1.3,打开、加载程序,打开程序对话框可查看系统中所有的程序文件及其属性，点击“示教界面”中的“打开程序”，可显示如图所示程序文件列表，选择一个现有的程序文件并点击“确认”后可加载选中的该程序文件。,打开程序窗口,任务,2,搬运编程与操作,2.1.4,程序编辑、修改,示教主要提供程序编辑、修改功能，对于触摸屏手持器，本机器人控制系统提供两种操作方式即：短按和长按。,2.1.5,程序检查,系统支持对编写的程序进行语法检查，若程序没有语法错误，提示报警号、出错程序及错误行号。,任务,2,搬运编程与操作,2.1.6,自动运行,在自动操作模式下可以运行机器人程序，任何程序必须先加载到内存中才能运行。,1,、加载程序,2,、自动运行程序,程序加载界面,任务,2,搬运编程与操作,2.2,搬运编程与操作,2.2.1,运动指令,2.2.2,等待和数字输出指令,2.2.3,工业机器人工作流程,2.2.4,搬运工艺分析,2.2.5,搬运运动规划和示教前的准备,2.2.6,搬运示教编程,任务,2,搬运编程与操作,2.2.1,运动指令,运动指令用来实现以指定速度、特定路线模式等将工具从一个位置移动到另一个指定位置。在使用运动指令时需指定以下几项内容：,1.,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,机器人动作类型有,三种：关节定位（,J,）、直线运动（,L,）、圆弧运动（,C,）；,2.,位置数据：指定运动的目标位置；,3.,进给速度：指定机器人运动的进给速度；,任务,2,搬运编程与操作,2.2.2,等待和数字输出指令,1,、等待指令,WAIT(value)sec,指令格式：,WAIT(value)sec,指令注释：用于在一个指定的时间段内，或者直到某个条件满足时的时间段内，结束程序的,指令。,程序说明如下：,WAIT,等待指令,Value,取常数（,Constant,）,2,、数字输出指令,DO,指令格式：,DOi=ON/OFF,指令注释：写操作，指令把,ON=1/OFF=0,赋值给指定的数字输出信号。,程序说明如下：,DO,是可以被用户控制的输出信号,i,数字输出端口号，即寄存器号，范围为,0-199,ON/OFFON=1/OFF=0,打开,/,关闭数字输出信号,任务,2,搬运编程与操作,2.2.3,工业机器人工作流程,使用工业机器人完成搬运工作，要经过,5,个主要工作环节，包括工艺分析、运动规划、示教前的准备、示教编程、程序测试。,2.2.4,搬运工艺分析,机器人搬运是指物料在生产工序、工位之间进行运送转移，以保证连续生产的搬运作业。采用科学合理的搬运方式和方法，不断进行搬运分析，改善搬运作业，避免产品,在搬运过程中，因搬运手段不当，造成磕、碰、伤，从而影响产品质量。为了有效地组织好物料搬运，必须遵循搬运的原则。,任务,2,搬运编程与操作,2.2.5,搬运运动规划和示教前的准备,1,、运动规划,机器人搬运的动作，可分解成为,“,抓取工件”、“移动工件”、“放下工件”等,一系列子任务。可以进一步分解为“把吸,盘移到工件上方”、“移动吸盘贴近工件,”,、“打开吸盘抓取工件”、“移动吸盘抬起工件”等一系列动作。,图,2-21,搬运任务流程图,任务,2,搬运编程与操作,2.2.5,搬运运动规划和示教前的准备,2,、示教前的准备,（,1,）,I/O,配置,本任务中使用气动吸盘来抓取工件，气动吸盘的打开与关闭需通过,I/O,信号控制。,HSR-JR608,机器人控制系统提供了完备的,I/O,通信接口，可以方便地与周边设备进行通信。本系统的,I/O,板提供的常用信号处理有输入信号,x,和输出信号,Y,。输入,/,输出主要是对这些输入,/,输出状态进行管理和设置。,任务,2,搬运编程与操作,2.2.5,搬运运动规划和示教前的准备,2,、示教前的准备,（,2,）坐标系设定,本任务中使用气动吸盘从传送带,A,上抓取物品，将其放置到另外一条传送带,B,上的盒子里，运动轨迹相对简单，示教取点较容易，所以可以在基坐标系下编程，不需要建立新的工具坐标系。,任务,2,搬运编程与操作,2.2.5,搬运运动规划和示教前的准备,图,2-22,搬运任务示意图,任务,2,搬运编程与操作,2.2.6,搬运示教编程,为了使机器人能够进行再现，就必须把机器人运动命令编成程序。利用工业机器人把工件从,A,点搬到,B,点，此程序由,6,个程序点组成，搬运程序如下：,表,2-4,搬运程序,程序,程序注释,WAIT 1,等待,1,秒（为了配合传送带节拍，可根据实际情况修改）,J P1 100%FINE,控制机器人工具点（吸盘）移动到传送带,1,上方,J P2 80%FINE,移动吸盘贴近工件,DO 1=ON,工具抓取工件,WAIT 1,等待吸盘吸附工件,J P3 80%FINE,工具抓取工件抬到安全高度,J P4 100%FINE,中间点,J P5 80%FINE,控制机器人工具点（吸盘）移动到传送带,2,上方,DO 2=ON,工具放置工件,WAIT 1,等待吸盘释放工件,J P6 100%FINE,工具抬高到程序起始点，便于第二次搬运,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.1,工业机器人的运动学分析,3.1.1,机器人位置与姿态的描述,3.1.2工业机器人运动学,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.1.1,机器人位置与姿态的描述,机器人末端执行器的位置和姿态简称为位姿。在空间坐标系中，位置是由三个移动自由度确定，姿态是由三个旋转自由度确定。关节型机器人可视为由一系列关节连接起来的连杆组成。机器人运动学研究的是各杆件尺寸、运动副类型、杆间相互关系（包括位移关系、速度关系和加速度关系）等。手部相对固定坐标系的位姿和运动是我们研究的重点，因此，首先要建立相邻连杆之间的相互关系，即要建立连杆坐标系。，把坐标系固定在机器人的每一个连杆的关节上，可用齐次变换来描述这些坐标系之间的相对位置和姿态方向。,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.1.2工业机器人运动学,1、连杆参数的关节变量,2,、连杆坐标系和齐次变换,3,、工业机器人的运动学正解,4,、工业机器人的运动学逆解,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.2,涂胶编程与操作,3.2.1,直线运动和输入,/,输出条件等待指令,3.2.2,涂胶工艺分析,3.2.3,涂胶运动规划和示教前的准备,3.2.4,胶枪工具坐标系设定,3.2.5,涂胶示教编程,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.2.1,直线运动和输入,/,输出条件等待指令,1、运动指令（直线指令L）,2、输入/输出条件等待指令WAIT(DI/DO)(比较符)（value）(操作),3.2.2,涂胶工艺分析,机器人涂胶是用特制胶枪，借助干燥压缩空气，将胶液喷涂到粘接表面上，胶层均匀，效率也高，适宜大面积粘接和大规模生产。,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.2.3,涂胶运动规划和示教前的准备,1,、运动规划,机器人涂胶的动作，可分解成为“等待涂胶控制信号”“打开胶枪”、“涂胶”、“关闭胶枪”等一系列子任务。可以进一步分解为“把胶枪移到第一条轨迹线上”、“胶枪移动到涂胶点”、“打开胶枪”、“移动胶枪涂胶”等一系列动作。,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.2.3,涂胶运动规划和示教前的准备,2,、示教前的准备,I/O,配置,本任务中需通过外部,I/O,信号启动机器人涂胶工作，此外胶枪的打开与关闭也需通过,I/O,信号控制。,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.2.4,胶枪工具坐标系设定,在进行涂胶编程之前，就需要构建起必要的编程环境，其中包括工具数据，需要在编程前进行定义。工具坐标系用于描述安装在机器人第六轴上的工具的,TCP,、位姿等数数据。一般不同的机器人应用配置不同的工具，比如说弧焊的机器人使用弧焊枪作为工具，而用于搬运板材等机器人就会使用吸盘式的夹具作为工具。,HSR-608,机器人默认工具的工具中心点位于第五轴和第六轴的交点，即位于于机器人手腕中心点，如图,3-11,所示。,任务,3,机器人涂胶编程与操作,3.2.4,胶枪工具坐标系设定,HSR-608,机器人默认工具的工具中心点位于第五轴和第六轴的交点，即位于于机器人,手腕中心点，如图,3-11,所示图3-11 HSR-608机器人工具坐标系,任务,4,喷漆编程与操作,4.1,喷漆前的准备,4.1.1,喷漆工艺分析,4.1.2,运动规划,4.1.3,示教前的准备,4.1.4,喷枪工具坐标系六点标定,4.1.5,工作台工件坐标系设定,任务,4,喷漆编程与操作,4.1.1,喷漆工艺分析,随着工业自动化水平的提高，工业机器人应用也越来越广泛。机器人喷涂作为工业机器人的一个应用领域，主要包括汽车喷漆、家电喷涂、静电喷涂及家具喷涂等几大类,。,机器人喷涂的表面类型大致分为以下几种类型：水平面、竖直侧表面、曲面。各个表面喷涂时对喷枪的姿态要求各不相同。,任务,4,喷漆编程与操作,4.1.2,运动规划,1,、任务规划,机器人喷漆的动作，可分解成为“喷漆”、“工件转位”、“喷漆”等一系列子任务。可以进一步分解为“把喷枪靠近工件”、“移动吸盘贴近工件”、“打开喷枪喷漆”、“沿工件移动喷枪”等一系列动作。,任务,4,喷漆编程与操作,4.1.2,运动规划,2,、动作循环规划,喷漆作业过程需要对工件四面进行喷漆，各面的喷漆运动轨迹相同，所以只需要编制一个表面的喷漆运动程序，通过条件判断控制工作台转位换面。,任务,4,喷漆编程与操作,4.1.2,运动规划,3,、轨迹规划,单面喷漆作业过程中，喷枪沿着工件表面以圆弧轨迹移动到工件右侧，然后向下移动固定距离，再沿着工件,.,表面以相同的圆弧轨迹动到工件左侧，再向下移动固定距离，然后再以相同的圆弧轨迹动到工件右侧。这样循环往复运动，完成整个喷漆过程。,任务,4,喷漆编程与操作,4.1.3,示教前的准备,I/O,配置,本任务中需通过外部,I/O,信号启动机器人喷漆工作，第一面喷漆完成后，需要通过,I/O,信号控制工作台转位。此外喷枪的打开与关闭也需通过,I/O,信号控制。,任务,4,喷漆编程与操作,4.1.4,喷枪工具坐标系六点标定,图,4-5,喷漆工具坐标系,任务,4,喷漆编程与操作,4.1.5,工作台工件坐标系设定,工件坐标系是由用户在工件空间定义的一个笛卡尔坐标系。工件坐标包括,:,（,X,Y,Z,）用来表示距原点的位置，（,A,B,C,）用来表示绕,X-,，,Y-,，,Z-,轴旋转的角度。与工具坐标系相同，机器人控制系统支持,16,个工件坐标系设定，每个工件坐标系可以属于不同的组号，也可为每个工件坐标系添加相应的注释说明。,任务,4,喷漆编程与操作,4.2,喷漆示教编程,4.2.1,圆弧运动指令,C,4.2.2,标签指令,LBL,和无条件跳转指令,JMP,4.2.3,寄存器指令,R,4.2.4,寄存器条件比较指令,IF Ri,4.2.5,位置寄存器指令,PR,4.2.6,编制喷漆程序,4.2.7,喷漆示教,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.1,圆弧运动指令,C,C 圆弧运动指令,Pi 圆弧运动的起始点,2000mm/sec 进给速度为2000/秒，由程序指令直接指定，单位可为mm/sec、cm/min、inch/min。通过区别起点和终点时的姿态，来控制被驱动的工具的姿态。,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.2,标签指令,LBL,和无条件跳转指令,JMP,1,、标签指令,LBL,指令格式：,LBLi,指令注释：标签指令用于指定程序执行的分支跳转的目标。,程序说明如下：,LBL,标签指令,i,标签序号,(1,到,32767),任务,4,喷漆编程与操作,4.2.2,标签指令,LBL,和无条件跳转指令,JMP,1,、标签指令,LBL,示例：,LBL2,说 明：,标签一经执行，对于条件指令、等待指令和无条件跳转指令都是适用的。不能把标签序号指定为间接寻址（如,LBLR1,）。,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.2,标签指令,LBL,和无条件跳转指令,JMP,2,、无条件跳转指令,JMP,指令格式：,JMP LBL i,指令注释：无条件跳转指令是指在同一个程序中，无条件的从程序的一行跳转到另一行去执行，即将程序控制转移到指定的标签。,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.2,标签指令,LBL,和无条件跳转指令,JMP,2,、无条件跳转指令,JMP,程序说明如下：,JMP,无条件跳转指令,i,标签序号,(1,到,32767),示例：,JMP LBL2,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.3,寄存器指令,R,寄存器指令在寄存器上完成算术运算。寄存器是一个存储数据的变量，本机器人控制系统提供,200,个,R,寄存器。,指令格式：,Ri=(value),Ri=(value),（,operator,）,(value),指令注释：把数值,(value),赋值给指定的,R,寄存器。,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.3,寄存器指令,R,程序说明如下：,R,寄存器指令,ii,的范围是,0,到,199,Value,可以取常数（,constant,）、寄存器（,R,）、位置寄存器中的某个轴（,PRi,j,）、数字量输入,输出,(DIi/DOi),、模拟量输入,/,输出,(AIi/AOi),。,Operator,把两个数值进行,/,、,MOD,、,DIV,操作,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.4,寄存器条件比较指令,IF Ri,指令格式：,IF Ri(,运算符,)(value)(,操作,),指令注释：寄存器条件比较指令将存储在寄存器中的值与另一个值比较。当比较条件满足时，执行指定的操作。,程序说明如下：,IF,条件指令,Ri,寄存器号,0,到,199,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.5,位置寄存器指令,PR,位置寄存器是一个存储位置数据,(x,、,y,、,z,、,w,、,p,、,r),的变量，本系统提供,100,个位置寄存器。,指令格式：,PRi=(value),指令注释：把数值,(value),赋值给指定的位置寄存器。位置寄存器指令在位置寄存器上完成算术操作。位置寄存器指令可以把位置数据、两个数值的和、差赋值给指定的位置寄存器。,任务,4,喷漆编程与操作,4.2.5,位置寄存器指令,PR,指令说明：,PR,位置寄存器,i,位置寄存器号，取值范围为,0-99,Value,可以取位置寄存器（,PR,）、位置变量（,P,）、直角坐标系中的当前位置（,Lpos),、关节坐标,系中的当前位置（,Jpos,）、用户坐标系（,UFRAMEi,）、工具坐标系（,UTOOLi,）。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.1,数控车床及机器人上下料协调工作,5.1.1,数控车削工艺,5.1.2,机器人的通讯,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.1.1 数控车削工艺,数控车削加工工艺是以普通车削加工工艺为基础，结合数控车床的特点，,综合运用多方面的知识解决数控车削加工过程中面临的工艺问题,，主要内容有：,分析零件图纸,，,确定工序和工件在数控车床上的装夹方式,，确定各表面的加工顺序和刀具的进给路线以,及刀具、夹具和切削用量的选择等。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.1.2 机器人的通讯,在应用中，工业机器人必须联络其他各种设备、装置的有关信息，通过程序的处理,.,与协调,，才能实现自动运转。因此，工业机器人除具有基本的示教再现的功能之外，,与外界的联系就成为应用中的关键问题,工业机器人控制系统与外界联系有如下4类。,1、与生产系统对应。,2、与作业用途对应。,3、与周边设备对应。,4、与传感器或其他装置对应。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2,数控车床上下料编程与操作,5.2.1,子程序调用和增量指令,5.2.2,上下料运动规划,5.2.3,上下料示教前的准备,5.2.4,示教编程,拓展与提高,5,工业机器人如何与数控机床融合使用,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.1,子程序调用和增量指令,1、子程序调用指令,指令格式：CALL(Program),指令注释：子程序调用指令将程序控制转移到另一个程序（子程序）的第一行，并执行子程序。当子程序执行到程序结束指令（END）时，控制会迅速的返回到调用程序（主程序）中的子程序调用指令的下一条指令，继续向后执行。,指令说明：,CALL子程序调用指令,Program需要选择的子程序名,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.1,子程序调用和增量指令,1、子程序调用指令,指令格式：CALL(Program),指令说明：,CALL子程序调用指令,Program需要选择的子程序名,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.1,子程序调用和增量指令,2、增量指令（INC）,指令格式：INC,指令注释：增量指令将运动指令中的位置数据用作当前位置的增量，即增量指令中的位置数据为机器人移动的增量。,指令说明：,INC增量指令,任务,5,数控车床上下料编程与操作,2、增量指令（INC）,示例：L P1 500mm/sec FINE INC,注释：,（1）当位置数据为关节坐标值时，提供了每个轴的增量数据。,（2）当位置变量（Pi）作为位置数据时，用户坐标系的基准通过用户坐标系的序号指定，而用户坐标系的序号是在位置数据中指定的。,（3）当位置寄存器作为位置数据时，基准坐标系即为当前用户坐标系。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.2,上下料运动规划,1、任务规划,机器人上下料的运动可分解成为“抓取工件”、“交换工件”“放置工件”等一系列子任务。,2、动作规划,机器人上下料的运动可以进一步分解为“等待上位机控制信号”、“把卡具移到工件上方”、“打开卡具”、“抓取工件”、“移动工件到机床”“交换工件”等一系列动作。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.2,上下料运动规划,3、路径规划,抓取工件时示教第一点，其余点可以对第一点进行位置偏移，从而获得其余点的位置数据，这样可以减少示教点数，简化示教过程。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.3,上下料示教前的准备,1、I/O配置,本任务中使用两个气动卡盘来抓取工件，气动卡盘的打开与关闭需通过I/O信号控制。数控机床与给机器人也需要通过外部I/O信号通信。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.3,上下料示教前的准备2、设定工具坐标系,本项目使用抓取工具为两个气动三抓卡盘，它们的TCP点设定在卡抓的中心线上，相对与默认工具0的坐标方向没变，只是TCP相对于工具0的Y方向和Z正方向发生了偏移。所以，可采用修改轴的坐标值的方法设定坐标系。,3、设定工件坐标系,数控机床上下料过程需要建立摆放工件的工作台工件坐标系。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,5.2.4,示教编程,本项目要实现机器人从工作台上拾取工件，将其搬运至机床上，同时将已经加工完的工件取下放置到传送带上的动作。根据上下料运动规划将程序分为主程序、抓取程序、上下料程序、放置程序等几个程序块，通过主程序调用子程序完成上下料工作。其中抓取程序完成抓取位置的判断和计算，并完成抓取动作。上下料程序控制机器人将工件搬运至机床上，同时将已经加工完的工件取下的动作。放置程序控制机器人将工件放到传送带上的动作,。,任务,5,数控车床上下料编程与操作,拓展与提高,5,工业机器人如何与数控机床融合使用,任务,6,码垛编程与操作,6.1,码垛工艺,6.1.1,物品的码垛要求,6.1.2,托盘码垛,任务,6,码垛编程与操作,6.1.1,物品的码垛要求,码垛是指将物品整齐、规则地摆放成货垛的作业。它根据物品的性质、形状、重量等因素，结合仓库储存条件，将物品码放成一定的货垛。,在物品码放前要结合仓储条件做好准备工作，在分析物品的数量、包装、清洁程度、属性的基础上遵循合理、牢固、定量、整齐、节约、方便等方面的基本要求，进行物品码放。,任务,6,码垛编程与操作,6.1.2,托盘码垛,托盘是用于集装、堆放、搬运和运输的放置作为单元负荷的物品和制品的水平平台装置。在平台上集装一定数量的单件物品，并按要求捆扎加固，组成一个运输单位，便于运输过程中使用机械进行装卸、搬运和堆存。,任务,6,码垛编程与操作,6.2,码垛编程与操作,6.2.1,位置寄存器轴指令和坐标系设置指令,6.2.2,码垛运动规划,6.2.3,码垛示教前的准备,6.2.4,示教编程,拓展与提高,6,码垛机器人介绍,任务,6,码垛编程与操作,6.2.1,位置寄存器轴指令和坐标系设置指令,1、位置寄存器轴指令,位置寄存器轴指令在位置寄存器上完成计算操作。PRi,j中的元素 i 代表位置寄存器的序号，j 代表位置寄存器元素序号。位置寄存器轴指令可以将位置数据元素的值，或两个数据的和、差、商、余数等赋值给指定的位置寄存器元素。,指令格式PR i,j=(value)(operator)(value),任务,6,码垛编程与操作,6.2.1,位置寄存器轴指令和坐标系设置指令,2、坐标系设置指令UFRAMEi=(value),指令说明：,UFRAME工件坐标系选择指令,i工件坐标系序号，取值范围为1-15,Value位置寄存器PRi,任务,6,码垛编程与操作,6.2.2,码垛运动规划,1、任务规划机器人上码垛的运动，可分解成为“检测传送线信息”、判断放置位置”、“抓取工件”、“放置工件”等一系列子任务。,任务,6,码垛编程与操作,6.2.2,码垛运动规划,2、动作规划,码垛过程可进一步分解为“检测码盘是否已满”、“检测产品到位”、“判断左侧或右侧码垛”、“计算码垛放置位置”、“移动到抓取安全位置”、“抓取工件”、“移动到放置安,全位置”、“放置工件”、“计算工件放置数量”等一系列动作。,任务,6,码垛编程与操作,6.2.3,码垛示教前的准备,1、I/O配置,本任务中使用气动吸盘来抓取工件，气动吸盘的打开与关闭需通过I/O信号控制。传动带的产品到位信号和码盘放满的信号也需要通过I/O信号进行信息交换。,任务,6,码垛编程与操作,6.2.3,码垛示教前的准备,2、工具坐标系设定,由于吸盘相对与工具0的位置只在Z方向产生偏移，X、Y方向没有改变，且吸盘的位姿与工具0相同，所以建立吸盘工具坐标系时只需设定Z坐标值即可。,3、工件坐标系设定,码垛过程需要建立两个工件坐标系，包括左侧码盘建立工件坐标系1，右侧码盘建立工件坐标系2。,任务,6,码垛编程与操作,6.2.4,示教编程,本项目要实现机器人完成一条产品输入线、两个产品输出工位码垛任务。根据码垛运动规划，将程序分为码垛主程序、判断工位程序、计算位置程序、抓取程序、放置程序、计数程序几个程序块，通过主程序调用子程序完成码垛工作。其中判断工位程序用来判断左侧码垛还是右侧码垛，计算位置程序计算码垛放置位置。通过计数程序计算产品放置数量，当产品放满时输出更换码盘信号。,任务,6,码垛编程与操作,拓展与提高,6,码垛机器人介绍,在很多产品的生产过程中，用机器人来完成一些生产工序，不仅能提高生产效率，降低成产成本，而且能进一步提高产品质量。例如在唇膏生产过程中，要把唇膏和外壳从托盘中取出，再把唇膏整洁正确的装入壳内，并盖好盖及拧紧，最后把成品唇膏放进另一托盘中。,任务,7,工业机器人的离线编程,7.1,离线编程的定义与发展现状,7.1.1,离线编程的定义,7.1.2,工业机器人离线编程的现状,7.1.3,离线编程的组成,7.1.4,离线编程语言,7.1.5,华数机器人离线编程软件的功能说明,任务,7,工业机器人的离线编程,7.1.1,离线编程的定义,工业机器人编程方式主要分为在线示教编程和离线编程两种，在线示教编程即指通过示教器直接操作机器人运动到指定的姿态和位置，并依次记录这些位置并保存为NC程序文件。而离线编程则不须操作机器人，而是依据三维模型，依次提取轨迹点的信息，并自动生成NC程序文件，通过控制器的数据接口将NC程序导入控制器。,任务,7,工业机器人的离线编程,7.1.2,工业机器人离线编程的现状,各大机器人厂商几乎都推出了配套的机器人离线编程软件，较为著名的有,ABB,的,RobotStudio,，,KUKA,的,KUKA.Sim Pro,等。各大,CAD/CAM,软件公司也开始进军机器人行业，分别推出了机器人模块：西门子公司一直很注重行业解决方案，推出的,ROBCAD,作为其产品生命周期管理软件的一部分；,CNC Software,公司在其著名的,CAM,软件,MasterCAM,中加入了机器人模块，命名为,RobotMaster,。,任务,7,工业机器人的离线编程,7.1.3,离线编程的组成,机器人离线编程从狭义上讲，指通过三维模型生成NC程序的过程，概念上与数控加工离线编程类似，都必须经过标定、路径规划，运动仿真，后置处理几个步骤，一般而言，机器人离线编程可针对单个机器人或流水线上多个机器人进行，我们将针对单个机器人工作单元的编程称为单元编程，将针对流水线上多个机器人工作单元的协调编程称为流水线编程。本质上，流水线编程是由单元编程组成的，但是需要注意在各单元编程,时设置好节拍。,任务,7,工业机器人的离线编程,7.1.4 离线编程语言,离线编程语言是用符号来描述机器人的运动的一种专用语言，,是离线编程系统与机器人控制器进行通信的载体,。之前我们提到的NC,程序文件即是保存有用离线编程语言编写的一段描述机器人运动的程序的文件,。各个机器人控制器厂家都有自己的编程语言,，但都是由分为数据操作指令,、运动指令、逻辑指令以及注释这几类指令组成。,任务,7,工业机器人的离线编程,7.1.5,华数机器人离线编程软件的功能说明,华数机器人离线编程软件,(HuaShu RobotCAM,以下简称,HSRC),是由华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心针对机器人离线编程开发的一款应用软件。该软件以,SIEMENS NX,作为,CAD,操作平台，通过该软件不仅可以规划机器人路径生成轨迹、输出机器人,NC,程序，还可以实现机器人运动仿真、干涉检查以及实现对机器人参数、工具参数的实时修改。,任务,7,工业机器人的离线编程,7.2,马桶喷釉离线编程,7.2.1,喷釉工艺分析,7.2.2,喷釉操作步骤,任务,7,工业机器人的离线编程,7.2.1,喷釉工艺分析,本例选择卫浴产品中较为复杂的坐便器作为加工对象，如图,7-10,。本例使用的机器人型号为,HSR-JR608,，该机器人的控制器配备的是华数机器人控制器。为了使机器人能够一次加工到工件的大部分表面，在工件端安装轴线为,Z,方向的旋转变位机，使坐便器绕,Z,轴旋转。,任务,7,工业机器人的离线编程,7.2.2,喷釉操作步骤,