工業(yè)機器人操作與編程教材

1、全國高等職業(yè)教育“十二五”規(guī)劃教材全國工業(yè)機器人技能培養(yǎng)系列精品教材邢美峰 主 編王慧東 王春暖 副主編工業(yè)機器人操作與編程工業(yè)機器人操作與編程（ISBN 978-7-121-28191-4）目目 錄錄任務1 認識工業(yè)機器人任務2 搬運編程與操作任務3 機器人涂膠編程與操作任務4 噴漆編程與操作任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作任務6 碼垛編程與操作任務7 工業(yè)機器人的離線編程任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人1.1 了解工業(yè)機器人1.1.1 工業(yè)機器人分類及應用1.1.2 工業(yè)機器人的組成1.1.3 工業(yè)機器人的坐標系1.1.4 工業(yè)機器人基本規(guī)格1.1.6 工業(yè)機器人電氣控制柜面板1.

2、1.7 示教器基本功能與操作1.1.8 工業(yè)機器人操作安全注意事項任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人1.1.1 工業(yè)機器人分類及應用1.按臂部的運動形式分（1）直角坐標型 臂部可沿三個直角坐標移動；（2）關節(jié)型 臂部有多個轉(zhuǎn)動關節(jié)；（3）圓柱坐標型 臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動作；任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人1.1.1 工業(yè)機器人分類及應用1.按臂部的運動形式分4）組合結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)直線、旋轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)、伸縮；（5）球坐標型臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮。任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人2、按執(zhí)行機構(gòu)運動的控制機能分 點位型 連續(xù)軌跡型3、按程序輸入方式分 離線輸入型示教輸入型4、按

3、應用領域分類 可分為搬運機器人、裝配機器人、上下料機器人、焊接機器人、碼垛機器人、噴涂機器人等。任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人1.1.2 工業(yè)機器人的組成 工業(yè)機器人由本體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。 本體:即機座和執(zhí)行機構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構(gòu)； 驅(qū)動系統(tǒng):包括動力裝置和傳動機構(gòu)，用以使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應的動作； 控制系統(tǒng)：是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號，并進行控制。任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人1.1.3 工業(yè)機器人的坐標系 工業(yè)機器人一般有四個坐標系，基坐標系、關節(jié)坐標系、工具坐標系、工件坐標系。任務任務1 認識工業(yè)機

4、器人認識工業(yè)機器人1.2 手動操作工業(yè)機器人1.2.1 手動操作功能簡介1.2.1 手動操作工業(yè)機器人拓展與提高1十大工業(yè)機器人品牌任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人1.2.1 手動操作功能簡介 機器人的運動可以是連續(xù)的、也可以是步進的，可以是單軸獨立的、也可以是多軸聯(lián)動的，這些運動都可以通過示教器手動操作來實現(xiàn)。1.2.1 手動操作工業(yè)機器人1、工業(yè)機器人啟動基本操作2、單軸移動的手動操作3、工業(yè)機器人參考點設定4、工業(yè)機器人回參考點操作HSR-608工業(yè)機器人電氣控制柜面板任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人拓展與提高1十大工業(yè)機器人品牌一、發(fā)那科（FANUC）日本二、庫卡（KU

5、KA Roboter Gmbh）德國三、那智（NACHI）不二越日本四、川崎機器人日本五、ABB Robotics機器人瑞典六、史陶比爾（Staubli）瑞士任務任務1 認識工業(yè)機器人認識工業(yè)機器人拓展與提高1十大工業(yè)機器人品牌七、柯馬（COMAU）意大利八、愛普生（DENSO EPSON）機器人(機械手)日本九、日本安川（Yaskawa Electric Co.）日本十、新松(SIASUN)機器人中國任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.1 新建、編輯和加載程序2.1.1 程序的基本信息2.1.2 新建程序2.1.3 打開、加載程序2.1.4 程序編輯、修改2.1.5 程序檢查2.1.

6、6 自動運行任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.1.1 程序的基本信息1.常見的程序編制方法有兩種，示教編程方法和離線編程方法。（一）示教編程方法：是由操作人員引導，控制機器人運動，記錄機器人作業(yè)的程序點，并插入所需的機器人命令來完成程序的編制；（二）離線示教：是操作者不對實際作業(yè)的機器人直接進行示教，而是在離線編程中進行編程或在模擬環(huán)境中進行仿真，生成示教數(shù)據(jù)，通過PC間接對機器人進行示教。任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.1.1 程序的基本信息2.程序的基本信息包括：程序名、程序注釋、子類型、寫保護、程序指令和程序結(jié)束標志。任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.1.

7、2 新建程序 在如圖所示的“示教界面”中點擊下方左側(cè)的“新建程序”按鈕，在彈出如圖所示的對話框中輸入程序名，可新建一個空的程序文件。示教界面程序名輸入對話框任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.1.3 打開、加載程序 打開程序?qū)υ捒蚩刹榭聪到y(tǒng)中所有的程序文件及其屬性，點擊 “示教界面”中的“打開程序”，可顯示如圖所示程序文件列表，選擇一個現(xiàn)有的程序文件并點擊“確認”后可加載選中的該程序文件。打開程序窗口任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.1.4 程序編輯、修改 示教主要提供程序編輯、修改功能，對于觸摸屏手持器，本機器人控制系統(tǒng)提供兩種操作方式即：短按和長按。2.1.5 程序檢查

8、系統(tǒng)支持對編寫的程序進行語法檢查，若程序沒有語法錯誤，提示報警號、出錯程序及錯誤行號。任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.1.6 自動運行在自動操作模式下可以運行機器人程序，任何程序必須先加載到內(nèi)存中才能運行。1、加載程序2、自動運行程序程序加載界面任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2 搬運編程與操作2.2.1 運動指令2.2.2 等待和數(shù)字輸出指令2.2.3 工業(yè)機器人工作流程2.2.4 搬運工藝分析2.2.5 搬運運動規(guī)劃和示教前的準備2.2.6 搬運示教編程任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.1 運動指令 運動指令用來實現(xiàn)以指定速度、特定路線模式等將工具從一

9、個位置移動到另一個指定位置。在使用運動指令時需指定以下幾項內(nèi)容：1.動作類型：指定采用什么運動方式來控制到達指定位置的運動路徑,機器人動作類型有 三種：關節(jié)定位（J）、直線運動（L）、圓弧運動（C）；2.位置數(shù)據(jù)：指定運動的目標位置；3.進給速度：指定機器人運動的進給速度；任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.2 等待和數(shù)字輸出指令1、等待指令 WAIT (value) sec指令格式：WAIT (value) sec指令注釋：用于在一個指定的時間段內(nèi)，或者直到某個條件滿足時的時間段內(nèi)，結(jié)束程序的 指令。程序說明如下：WAIT等待指令Value取常數(shù)（Constant）2、數(shù)字輸出指

10、令DO指令格式：DOi = ON/OFF指令注釋：寫操作，指令把ON= 1 / OFF=0賦值給指定的數(shù)字輸出信號。程序說明如下：DO是可以被用戶控制的輸出信號i數(shù)字輸出端口號，即寄存器號，范圍為0-199ON/OFFON=1/OFF=0打開/關閉數(shù)字輸出信號任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.3 工業(yè)機器人工作流程 使用工業(yè)機器人完成搬運工作，要經(jīng)過5個主要工作環(huán)節(jié)，包括工藝分析、運動規(guī)劃、示教前的準備、示教編程、程序測試。2.2.4 搬運工藝分析 機器人搬運是指物料在生產(chǎn)工序、工位之間進行運送轉(zhuǎn)移，以保證連續(xù)生產(chǎn)的搬運作業(yè)。采用科學合理的搬運方式和方法，不斷進行搬運分析，改善搬

11、運作業(yè)，避免產(chǎn)品在搬運過程中，因搬運手段不當，造成磕、碰、傷，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了有效地組織好物料搬運，必須遵循搬運的原則。任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.5 搬運運動規(guī)劃和示教前的準備1、運動規(guī)劃 機器人搬運的動作，可分解成為“抓取工件”、“移動工件”、“放下工件”等一系列子任務?？梢赃M一步分解為“把吸盤移到工件上方”、“移動吸盤貼近工件”、“打開吸盤抓取工件”、“移動吸盤抬起工件”等一系列動作。圖2-21 搬運任務流程圖任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.5 搬運運動規(guī)劃和示教前的準備2、示教前的準備（1）I/O配置 本任務中使用氣動吸盤來抓取工件，氣動吸盤的

12、打開與關閉需通過I/O信號控制。HSR-JR608機器人控制系統(tǒng)提供了完備的 I/O通信接口，可以方便地與周邊設備進行通信。本系統(tǒng)的 I/O板提供的常用信號處理有輸入信號 x和輸出信號 Y。輸入 /輸出主要是對這些輸入 /輸出狀態(tài)進行管理和設置。任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.5 搬運運動規(guī)劃和示教前的準備2、示教前的準備（2）坐標系設定 本任務中使用氣動吸盤從傳送帶A上抓取物品，將其放置到另外一條傳送帶B上的盒子里，運動軌跡相對簡單，示教取點較容易，所以可以在基坐標系下編程，不需要建立新的工具坐標系。任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.5 搬運運動規(guī)劃和示教前的準

13、備圖2-22 搬運任務示意圖任務任務2 搬運編程與操作搬運編程與操作2.2.6 搬運示教編程 為了使機器人能夠進行再現(xiàn)，就必須把機器人運動命令編成程序。利用工業(yè)機器人把工件從A點搬到B點，此程序由6個程序點組成，搬運程序如下： 表2-4 搬運程序程序程序程序注釋程序注釋WAIT 1WAIT 1等待等待1 1秒（為了配合傳送帶節(jié)拍，可根據(jù)實際情況修改）秒（為了配合傳送帶節(jié)拍，可根據(jù)實際情況修改）J P1 100% FINEJ P1 100% FINE控制機器人工具點（吸盤）移動到傳送帶控制機器人工具點（吸盤）移動到傳送帶1 1上方上方J P2 80% FINEJ P2 80% FINE移動吸盤貼

14、近工件移動吸盤貼近工件DO 1 = ONDO 1 = ON工具抓取工件工具抓取工件WAIT 1WAIT 1等待吸盤吸附工件等待吸盤吸附工件J P3 80% FINEJ P3 80% FINE工具抓取工件抬到安全高度工具抓取工件抬到安全高度J P4 100% FINEJ P4 100% FINE中間點中間點J P5 80% FINEJ P5 80% FINE控制機器人工具點（吸盤）移動到傳送帶控制機器人工具點（吸盤）移動到傳送帶2 2上方上方DO 2 = ONDO 2 = ON工具放置工件工具放置工件WAIT 1WAIT 1等待吸盤釋放工件等待吸盤釋放工件J P6 100% FINEJ P6 1

15、00% FINE工具抬高到程序起始點，便于第二次搬運工具抬高到程序起始點，便于第二次搬運任務3 機器人涂膠編程與操作3.1 工業(yè)機器人的運動學分析3.1.1 機器人位置與姿態(tài)的描述3.1.2工業(yè)機器人運動學任務3 機器人涂膠編程與操作3.1.1 機器人位置與姿態(tài)的描述 機器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)簡稱為位姿。在空間坐標系中，位置是由三個移動自由度確定，姿態(tài)是由三個旋轉(zhuǎn)自由度確定。關節(jié)型機器人可視為由一系列關節(jié)連接起來的連桿組成。機器人運動學研究的是各桿件尺寸、運動副類型、桿間相互關系（包括位移關系、速度關系和加速度關系）等。手部相對固定坐標系的位姿和運動是我們研究的重點，因此，首先要建立相鄰連

16、桿之間的相互關系，即要建立連桿坐標系。，把坐標系固定在機器人的每一個連桿的關節(jié)上，可用齊次變換來描述這些坐標系之間的相對位置和姿態(tài)方向。任務3 機器人涂膠編程與操作3.1.2工業(yè)機器人運動學1、連桿參數(shù)的關節(jié)變量2、 連桿坐標系和齊次變換3、工業(yè)機器人的運動學正解4、工業(yè)機器人的運動學逆解任務3 機器人涂膠編程與操作3.2 涂膠編程與操作3.2.1 直線運動和輸入/輸出條件等待指令3.2.2 涂膠工藝分析3.2.3 涂膠運動規(guī)劃和示教前的準備3.2.4 膠槍工具坐標系設定3.2.5 涂膠示教編程任務3 機器人涂膠編程與操作3.2.1 直線運動和輸入/輸出條件等待指令1、運動指令（直線指令L）2

17、、輸入/輸出條件等待指令WAIT (DI/DO)(比較符)（value）(操作)3.2.2 涂膠工藝分析 機器人涂膠是用特制膠槍，借助干燥壓縮空氣，將膠液噴涂到粘接表面上，膠層均勻，效率也高，適宜大面積粘接和大規(guī)模生產(chǎn)。任務3 機器人涂膠編程與操作3.2.3 涂膠運動規(guī)劃和示教前的準備1、運動規(guī)劃 機器人涂膠的動作，可分解成為“等待涂膠控制信號”“打開膠槍”、“涂膠”、“關閉膠槍”等一系列子任務。可以進一步分解為“把膠槍移到第一條軌跡線上”、“膠槍移動到涂膠點”、“打開膠槍”、“移動膠槍涂膠”等一系列動作。任務3 機器人涂膠編程與操作3.2.3 涂膠運動規(guī)劃和示教前的準備2、示教前的準備I/O

18、配置 本任務中需通過外部I/O信號啟動機器人涂膠工作，此外膠槍的打開與關閉也需通過I/O信號控制。任務3 機器人涂膠編程與操作3.2.4 膠槍工具坐標系設定 在進行涂膠編程之前，就需要構(gòu)建起必要的編程環(huán)境，其中包括工具數(shù)據(jù)，需要在編程前進行定義。工具坐標系用于描述安裝在機器人第六軸上的工具的TCP、位姿等數(shù)數(shù)據(jù)。一般不同的機器人應用配置不同的工具，比如說弧焊的機器人使用弧焊槍作為工具，而用于搬運板材等機器人就會使用吸盤式的夾具作為工具。 HSR-608機器人默認工具的工具中心點位于第五軸和第六軸的交點，即位于于機器人手腕中心點，如圖3-11所示。任務3 機器人涂膠編程與操作3.2.4 膠槍工具

19、坐標系設定 HSR-608機器人默認工具的工具中心點位于第五軸和第六軸的交點，即位于于機器人手腕中心點，如圖3-11所示。圖圖3-11 HSR-6083-11 HSR-608機器人工具坐標系機器人工具坐標系任務4 噴漆編程與操作4.1 噴漆前的準備4.1.1 噴漆工藝分析4.1.2 運動規(guī)劃4.1.3 示教前的準備4.1.4 噴槍工具坐標系六點標定4.1.5 工作臺工件坐標系設定任務4 噴漆編程與操作4.1.1 噴漆工藝分析 隨著工業(yè)自動化水平的提高，工業(yè)機器人應用也越來越廣泛。機器人噴涂作為工業(yè)機器人的一個應用領域，主要包括汽車噴漆、家電噴涂、靜電噴涂及家具噴涂等幾大類。 機器人噴涂的表面類

20、型大致分為以下幾種類型：水平面、豎直側(cè)表面、曲面。各個表面噴涂時對噴槍的姿態(tài)要求各不相同。任務4 噴漆編程與操作4.1.2 運動規(guī)劃1、任務規(guī)劃 機器人噴漆的動作，可分解成為 “噴漆”、 “工件轉(zhuǎn)位”、“噴漆”等一系列子任務。可以進一步分解為“把噴槍靠近工件”、“移動吸盤貼近工件”、“打開噴槍噴漆”、“沿工件移動噴槍”等一系列動作。任務4 噴漆編程與操作4.1.2 運動規(guī)劃2、動作循環(huán)規(guī)劃 噴漆作業(yè)過程需要對工件四面進行噴漆，各面的噴漆運動軌跡相同，所以只需要編制一個表面的噴漆運動程序，通過條件判斷控制工作臺轉(zhuǎn)位換面。任務4 噴漆編程與操作4.1.2 運動規(guī)劃3、軌跡規(guī)劃 單面噴漆作業(yè)過程中，

21、噴槍沿著工件表面以圓弧軌跡移動到工件右側(cè)，然后向下移動固定距離，再沿著工件.表面以相同的圓弧軌跡動到工件左側(cè)，再向下移動固定距離，然后再以相同的圓弧軌跡動到工件右側(cè)。這樣循環(huán)往復運動，完成整個噴漆過程。任務4 噴漆編程與操作4.1.3 示教前的準備I/O配置 本任務中需通過外部I/O信號啟動機器人噴漆工作，第一面噴漆完成后，需要通過I/O信號控制工作臺轉(zhuǎn)位。此外噴槍的打開與關閉也需通過I/O信號控制。任務4 噴漆編程與操作4.1.4 噴槍工具坐標系六點標定圖圖4-5 4-5 噴漆工具坐標系噴漆工具坐標系任務4 噴漆編程與操作4.1.5 工作臺工件坐標系設定 工件坐標系是由用戶在工件空間定義的一

22、個笛卡爾坐標系。工件坐標包括:（ X,Y,Z）用來表示距原點的位置，（ A,B,C）用來表示繞 X-， Y-， Z-軸旋轉(zhuǎn)的角度。與工具坐標系相同， 機器人控制系統(tǒng)支持16個工件坐標系設定，每個工件坐標系可以屬于不同的組號，也可為每個工件坐標系添加相應的注釋說明。任務4 噴漆編程與操作4.2 噴漆示教編程4.2.1 圓弧運動指令C4.2.2 標簽指令LBL和無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP4.2.3 寄存器指令R4.2.4 寄存器條件比較指令IF Ri4.2.5 位置寄存器指令PR4.2.6 編制噴漆程序4.2.7 噴漆示教任務4 噴漆編程與操作4.2.1 圓弧運動指令CC 圓弧運動指令Pi 圓弧運動的起

23、始點 2000mm/sec 進給速度為2000/秒，由程序指令直接指定，單位可為mm/sec、cm/min、inch/min。通過區(qū)別起點和終點時的姿態(tài)，來控制被驅(qū)動的工具的姿態(tài)。任務4 噴漆編程與操作4.2.2 標簽指令LBL和無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP1、標簽指令LBL指令格式：LBLi指令注釋：標簽指令用于指定程序執(zhí)行的分支跳轉(zhuǎn)的目標。程序說明如下：LBL 標簽指令i標簽序號(1到32767)任務4 噴漆編程與操作4.2.2 標簽指令LBL和無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP1、標簽指令LBL示例： LBL2說 明 ： 標簽一經(jīng)執(zhí)行，對于條件指令、等待指令和無條件跳轉(zhuǎn)指令都是適用的。不能把標簽序號指定為間接

24、尋址（如LBLR1）。任務4 噴漆編程與操作4.2.2 標簽指令LBL和無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP2、無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP指令格式： JMP LBL i 指令注釋：無條件跳轉(zhuǎn)指令是指在同一個程序中，無條件的從程序的一行跳轉(zhuǎn)到另一行去執(zhí)行，即將程序控制轉(zhuǎn)移到指定的標簽。任務4 噴漆編程與操作4.2.2 標簽指令LBL和無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP2、無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP程序說明如下：JMP無條件跳轉(zhuǎn)指令i標簽序號(1到32767)示例： JMP LBL2任務4 噴漆編程與操作4.2.3 寄存器指令R寄存器指令在寄存器上完成算術運算。寄存器是一個存儲數(shù)據(jù)的變量，本機器人控制系統(tǒng)提供200個R寄存器。 指令格式：

25、Ri=(value)Ri=(value)（operator）(value)指令注釋：把數(shù)值(value)賦值給指定的R寄存器。任務4 噴漆編程與操作4.2.3 寄存器指令R程序說明如下：R寄存器指令ii的范圍是0到199Value可以取常數(shù)（constant）、寄存器（R）、位置寄存器中的某個軸（PRi,j）、數(shù)字量輸入輸出(DIi/DOi)、模擬量輸入/輸出(AIi/AOi)。Operator把兩個數(shù)值進行+、-、*、/、MOD、DIV操作任務4 噴漆編程與操作4.2.4 寄存器條件比較指令IF Ri指令格式：IF Ri (運算符) (value) (操作)指令注釋：寄存器條件比較指令將存儲

26、在寄存器中的值與另一個值比較。當比較條件滿足時，執(zhí)行指定的操作。程序說明如下：IF條件指令Ri寄存器號0到199任務4 噴漆編程與操作4.2.5 位置寄存器指令PR位置寄存器是一個存儲位置數(shù)據(jù)(x、y、z、w、p、r)的變量，本系統(tǒng)提供100個位置寄存器。指令格式：PRi=(value) 指令注釋：把數(shù)值(value)賦值給指定的位置寄存器。位置寄存器指令在位置寄存器上完成算術操作。位置寄存器指令可以把位置數(shù)據(jù)、兩個數(shù)值的和、差賦值給指定的位置寄存器。任務4 噴漆編程與操作4.2.5 位置寄存器指令PR指令說明：PR位置寄存器i位置寄存器號，取值范圍為0-99Value可以取位置寄存器（PR）

27、、位置變量（P）、直角坐標系中的當前位置（Lpos)、關節(jié)坐標系中的當前位置（Jpos）、用戶坐標系（UFRAMEi）、工具坐標系（UTOOLi）。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.1 數(shù)控車床及機器人上下料協(xié)調(diào)工作5.1.1 數(shù)控車削工藝5.1.2 機器人的通訊任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.1.1 數(shù)控車削工藝 數(shù)控車削加工工藝是以普通車削加工工藝為基礎，結(jié)合數(shù)控車床的特點，綜合運用多方面的知識解決數(shù)控車削加工過程中面臨的工藝問題，主要內(nèi)容有：分析零件圖紙，確定工序和工件在數(shù)控車床上的裝夾方式，確定各表面的加工順序和刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。任務5 數(shù)控車床上下

28、料編程與操作5.1.2 機器人的通訊 在應用中，工業(yè)機器人必須聯(lián)絡其他各種設備、裝置的有關信息，通過程序的處理.與協(xié)調(diào)，才能實現(xiàn)自動運轉(zhuǎn)。因此，工業(yè)機器人除具有基本的示教再現(xiàn)的功能之外，與外界的聯(lián)系就成為應用中的關鍵問題。工業(yè)機器人控制系統(tǒng)與外界聯(lián)系有如下4類。1、與生產(chǎn)系統(tǒng)對應。2、與作業(yè)用途對應。3、與周邊設備對應。4、與傳感器或其他裝置對應。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.1 子程序調(diào)用和增量指令5.2.2 上下料運動規(guī)劃5.2.3 上下料示教前的準備5.2.4 示教編程拓展與提高5 工業(yè)機器人如何與數(shù)控機床融合使用任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作

29、5.2.1 子程序調(diào)用和增量指令1、子程序調(diào)用指令指令格式：CALL (Program) 指令注釋：子程序調(diào)用指令將程序控制轉(zhuǎn)移到另一個程序（子程序）的第一行，并執(zhí)行子程序。當子程序執(zhí)行到程序結(jié)束指令（END）時，控制會迅速的返回到調(diào)用程序（主程序）中的子程序調(diào)用指令的下一條指令，繼續(xù)向后執(zhí)行。指令說明： CALL子程序調(diào)用指令Program需要選擇的子程序名任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.1 子程序調(diào)用和增量指令1、子程序調(diào)用指令指令格式：CALL (Program) 指令說明： CALL子程序調(diào)用指令Program需要選擇的子程序名任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.1 子程序

30、調(diào)用和增量指令2、增量指令（INC） 指令格式：INC 指令注釋：增量指令將運動指令中的位置數(shù)據(jù)用作當前位置的增量，即增量指令中的位置數(shù)據(jù)為機器人移動的增量。指令說明：INC增量指令任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作2、增量指令（INC） 示例：L P1 500mm/sec FINE INC注釋：（1）當位置數(shù)據(jù)為關節(jié)坐標值時，提供了每個軸的增量數(shù)據(jù)。 （2）當位置變量（Pi）作為位置數(shù)據(jù)時，用戶坐標系的基準通過用戶坐標系的序號指定，而用戶坐標系的序號是在位置數(shù)據(jù)中指定的。 （3）當位置寄存器作為位置數(shù)據(jù)時，基準坐標系即為當前用戶坐標系。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.2 上下料運動規(guī)劃

31、1、任務規(guī)劃機器人上下料的運動可分解成為 “抓取工件”、“交換工件” “放置工件”等一系列子任務。2、動作規(guī)劃 機器人上下料的運動可以進一步分解為“等待上位機控制信號”、“把卡具移到工件上方”、“打開卡具”、“抓取工件”、“移動工件到機床” “交換工件”等一系列動作。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.2 上下料運動規(guī)劃3、路徑規(guī)劃 抓取工件時示教第一點，其余點可以對第一點進行位置偏移，從而獲得其余點的位置數(shù)據(jù)，這樣可以減少示教點數(shù)，簡化示教過程。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.3 上下料示教前的準備1、I/O配置 本任務中使用兩個氣動卡盤來抓取工件，氣動卡盤的打開與關閉需通過I/

32、O信號控制。數(shù)控機床與給機器人也需要通過外部I/O信號通信。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.3 上下料示教前的準備2、設定工具坐標系 本項目使用抓取工具為兩個氣動三抓卡盤，它們的TCP點設定在卡抓的中心線上，相對與默認工具0的坐標方向沒變，只是TCP相對于工具0的Y方向和Z正方向發(fā)生了偏移。所以，可采用修改軸的坐標值的方法設定坐標系。3、設定工件坐標系數(shù)控機床上下料過程需要建立擺放工件的工作臺工件坐標系。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作5.2.4 示教編程 本項目要實現(xiàn)機器人從工作臺上拾取工件，將其搬運至機床上，同時將已經(jīng)加工完的工件取下放置到傳送帶上的動作。根據(jù)上下料運動規(guī)劃將程序分

33、為主程序、抓取程序、上下料程序、放置程序等幾個程序塊，通過主程序調(diào)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斷和計算，并完成抓取動作。上下料程序控制機器人將工件搬運至機床上，同時將已經(jīng)加工完的工件取下的動作。放置程序控制機器人將工件放到傳送帶上的動作。任務5 數(shù)控車床上下料編程與操作拓展與提高5 工業(yè)機器人如何與數(shù)控機床融合使用任務6 碼垛編程與操作6.1 碼垛工藝6.1.1 物品的碼垛要求6.1.2 托盤碼垛任務6 碼垛編程與操作6.1.1 物品的碼垛要求 碼垛是指將物品整齊、規(guī)則地擺放成貨垛的作業(yè)。它根據(jù)物品的性質(zhì)、形狀、重量等因素，結(jié)合倉庫儲存條件，將物品碼放成一定的貨垛。 在

34、物品碼放前要結(jié)合倉儲條件做好準備工作，在分析物品的數(shù)量、包裝、清潔程度、屬性的基礎上，遵循合理、牢固、定量、整齊、節(jié)約、方便等方面的基本要求，進行物品碼放。任務6 碼垛編程與操作6.1.2 托盤碼垛 托盤是用于集裝、堆放、搬運和運輸?shù)姆胖米鳛閱卧摵傻奈锲泛椭破返乃狡脚_裝置。在平臺上集裝一定數(shù)量的單件物品，并按要求捆扎加固，組成一個運輸單位，便于運輸過程中使用機械進行裝卸、搬運和堆存。任務6 碼垛編程與操作6.2 碼垛編程與操作6.2.1 位置寄存器軸指令和坐標系設置指令6.2.2 碼垛運動規(guī)劃6.2.3 碼垛示教前的準備6.2.4 示教編程拓展與提高6碼垛機器人介紹任務6 碼垛編程與操作6

35、.2.1 位置寄存器軸指令和坐標系設置指令1、位置寄存器軸指令 位置寄存器軸指令在位置寄存器上完成計算操作。PRi, j中的元素 i 代表位置寄存器的序號，j 代表位置寄存器元素序號。位置寄存器軸指令可以將位置數(shù)據(jù)元素的值，或兩個數(shù)據(jù)的和、差、商、余數(shù)等賦值給指定的位置寄存器元素。指令格式PR i, j =(value)(operator)(value)任務6 碼垛編程與操作6.2.1 位置寄存器軸指令和坐標系設置指令2、坐標系設置指令UFRAMEi=(value)指令說明：UFRAME工件坐標系選擇指令i工件坐標系序號，取值范圍為1-15Value位置寄存器PRi任務6 碼垛編程與操作6.2

36、.2 碼垛運動規(guī)劃1、任務規(guī)劃 機器人上碼垛的運動，可分解成為 “檢測傳送線信息”、判斷放置位置”、 “抓取工件”、“放置工件”等一系列子任務。任務6 碼垛編程與操作6.2.2 碼垛運動規(guī)劃2、動作規(guī)劃 碼垛過程可進一步分解為“檢測碼盤是否已滿”、“檢測產(chǎn)品到位”、 “判斷左側(cè)或右側(cè)碼垛”、 “計算碼垛放置位置”、“移動到抓取安全位置”、“抓取工件”、 “移動到放置安全位置”、“放置工件”、“計算工件放置數(shù)量”等一系列動作。任務6 碼垛編程與操作6.2.3 碼垛示教前的準備1、I/O配置 本任務中使用氣動吸盤來抓取工件，氣動吸盤的打開與關閉需通過I/O信號控制。傳動帶的產(chǎn)品到位信號和碼盤放滿的

37、信號也需要通過I/O信號進行信息交換。任務6 碼垛編程與操作6.2.3 碼垛示教前的準備2、工具坐標系設定 由于吸盤相對與工具0的位置只在Z方向產(chǎn)生偏移，X、Y方向沒有改變，且吸盤的位姿與工具0相同，所以建立吸盤工具坐標系時只需設定Z坐標值即可。3、工件坐標系設定碼垛過程需要建立兩個工件坐標系，包括左側(cè)碼盤建立工件坐標系1，右側(cè)碼盤建立工件坐標系2。任務6 碼垛編程與操作6.2.4 示教編程 本項目要實現(xiàn)機器人完成一條產(chǎn)品輸入線、兩個產(chǎn)品輸出工位碼垛任務。根據(jù)碼垛運動規(guī)劃，將程序分為碼垛主程序、判斷工位程序、計算位置程序、抓取程序、放置程序、計數(shù)程序幾個程序塊，通過主程序調(diào)用子程序完成碼垛工作。其中判斷工位程序用來判斷左側(cè)碼垛還是右側(cè)碼垛，計算位置程序計算碼垛放置位置。通過計數(shù)程序計算產(chǎn)品放置數(shù)量，當產(chǎn)品放滿時輸出更換碼盤信號。任務6 碼垛編程與操作拓展與提高6碼垛機器人介紹 在很多產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，用機器人來完成一些生產(chǎn)工序，不僅能提高生產(chǎn)效率，降低成產(chǎn)成本，而且能進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如在唇膏生產(chǎn)過程中，要把唇膏和外殼從托盤中取出，再把唇膏整潔正確的裝入殼內(nèi)，并蓋好蓋及擰緊，最后把成品唇膏放進另一托盤中。任務7 工業(yè)機器人的離線編程7.1 離線編程的定義與發(fā)展現(xiàn)狀7.1.1 離線編程的定義7.1.2 工業(yè)機器人離線編程的現(xiàn)狀7.1.3 離線編程的組成7.1.4 離線編程語