《工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用虛擬仿真》課件-工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系

4.3工業(yè)機(jī)器人手動操作擴(kuò)展知識1打包和解包

打包是為了創(chuàng)建一個包含虛擬控制器、庫和附加媒體庫的活動工作站包以便于保存。解包是打包的逆過程，是為了啟動并恢復(fù)虛擬控制器并打開工作站。1打包（1）點(diǎn)擊保存按鈕，如圖所示。在彈出的對話框，文件名內(nèi)輸入合法的名稱,如“IRB120”。（2）在“文件”功能選項(xiàng)卡，單擊“共享”下拉菜單中的“打包”。如圖所示。（3）在彈出的對話框中選擇“確定”，注意打包的名字和位置時不要出項(xiàng)中文名和中文路徑。如圖所示。（4）對話框自動關(guān)閉，輸出窗口提示打包的進(jìn)程，直到打包完成，如圖所示。2.解包

（1）雙擊打包過的文件，彈出如圖所示的對話框，一直點(diǎn)擊“下一步”。（2）出項(xiàng)解包存放位置時不要出項(xiàng)中文路徑。如圖所示。在彈出一個或文件已存在目標(biāo)位置是否進(jìn)行覆蓋時，可選擇“是”。

（3）按默認(rèn)選項(xiàng)一直點(diǎn)擊“下一步”。直到解包完成，關(guān)閉。如圖所示。解包成功后，就可以操作保存過的工作站。2工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系

機(jī)器人系統(tǒng)的坐標(biāo)系包含World坐標(biāo)系—大地坐標(biāo)系、Base坐標(biāo)系—機(jī)座坐標(biāo)系、Tool坐標(biāo)系—工具坐標(biāo)系及Wobj坐標(biāo)系—工件坐標(biāo)系等。其相互關(guān)系如圖所示。規(guī)定坐標(biāo)系的目的在于對機(jī)器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃和編程時，提供一種標(biāo)準(zhǔn)符號。對一個機(jī)器人來說，大地坐標(biāo)系和機(jī)座坐標(biāo)系可以看做是一個坐標(biāo)系；但對于由多個機(jī)器人組成的系統(tǒng)，大地坐標(biāo)系和機(jī)座坐標(biāo)系是兩個不同的坐標(biāo)系。通常將工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動看作是工具坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動。下面介紹工具坐標(biāo)和工件坐標(biāo)的定義方法。1.工具坐標(biāo)的定義工具數(shù)據(jù)tooldata用于描述安裝在工業(yè)機(jī)器人第六軸上的工具的TCP、質(zhì)量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。工具坐標(biāo)TCP設(shè)定的原理如下：在機(jī)器人工作范圍內(nèi)找一個非常精確的固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)。在工具上確定一個參考點(diǎn)（一般是工具的中心點(diǎn)）手動操作機(jī)器人去移動工具上的參考點(diǎn)，以四種以上不同的機(jī)器人姿態(tài)盡可能與固定點(diǎn)剛好碰上。工具坐標(biāo)新建有4，5，6點(diǎn)等。為了獲得工具的準(zhǔn)確的TCP點(diǎn)，一般采用6點(diǎn)法進(jìn)行操作。采用6點(diǎn)法其操作方法為:第1、2、3點(diǎn)以工具參考點(diǎn)以不同的姿態(tài)靠近固定點(diǎn)，且三個點(diǎn)的位姿應(yīng)盡可能相差大些，有利于精度的提高。第4點(diǎn)是工具的參考點(diǎn)垂直于固定點(diǎn)，第5點(diǎn)是工具的參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定TCP的X正方向移動，第6點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定TCP的Z正方向移動。下面利用6點(diǎn)法介紹新建一個工具數(shù)據(jù)Mytool1的操作。(1)在“建?！惫δ苓x項(xiàng)卡，單擊“固體”下拉菜單中的“圓錐體”。如圖所示。(2)在對話框內(nèi)設(shè)置“基座中心點(diǎn)、直徑、高度”后，點(diǎn)擊創(chuàng)建，如圖所示。(3)關(guān)閉后，創(chuàng)建的圓錐體顯示在工作站，如圖所示。以圓錐體的頂點(diǎn)作為固定點(diǎn)。(4)在“控制器”功能選項(xiàng)卡中調(diào)出示教器，點(diǎn)擊主菜單，單擊“程序數(shù)據(jù)”，如圖所示，彈出的界面中，雙擊“tooldata”。(5)單擊“新建”，如圖所示，在彈出的“新數(shù)據(jù)聲明”窗口對工具數(shù)據(jù)名稱改為“Mytool1”后，單擊確認(rèn)。（ps:示教器要在手動模式下才能修改數(shù)據(jù)）(6)選擇Mytool1后，單擊“編輯”菜單中的“定義”選項(xiàng)。如圖所示。(7)選擇“TCP和Z,X”,使用6點(diǎn)方法設(shè)定TCP，如圖所示。(8)使能鍵按下后，操作搖桿使工具參考點(diǎn)靠上固定點(diǎn)，作為第一個點(diǎn)，如圖所示。(9)示教器中選中點(diǎn)1，點(diǎn)擊“修改位置”，如圖所示。把當(dāng)前位置記錄在工具坐標(biāo)的第1點(diǎn)(10)操作機(jī)器人工具參考點(diǎn)以不同姿態(tài)來靠近固定點(diǎn)，如圖所示。把當(dāng)前位置記錄在工具坐標(biāo)的第2點(diǎn)，第3點(diǎn)，并分別修改位置。注意，第1、2、3點(diǎn)定義時，機(jī)器人的姿態(tài)應(yīng)盡可能的差異大些。(11)工具參考點(diǎn)垂直靠上固定點(diǎn)，如圖所示，示教器中選中點(diǎn)4，點(diǎn)擊修改位置，把當(dāng)前位置記錄在工具坐標(biāo)的第4點(diǎn)。(12)線性操作機(jī)器人工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定TCP的X方向移動，如圖所示，定義為延伸器點(diǎn)X，并修改位置。(13)線性操作機(jī)器人工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定TCP的Z方向移動，如圖所示，定義為延伸器點(diǎn)Z，并修改位置。(14)當(dāng)所有點(diǎn)都記錄完成，可以點(diǎn)擊“位置”>“保存”,將所有校準(zhǔn)點(diǎn)保存在新的RAPID模塊中，以便之后的編程利用，在彈出如圖所示界面，根據(jù)需要可更改新模塊名稱，點(diǎn)擊“確定”>“是”。(15)回到界面，點(diǎn)擊“確定”，出現(xiàn)如圖的工具坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果，給出了最大、最小、平均誤差。工程上一般平均誤差允許在0.4mm內(nèi),平均誤差超過1mm,要重新示教位置點(diǎn)。(16)單擊確定后，在如圖所示的界面中，選擇Mytool1，單擊“編輯”，選擇“更改值”(17)在如圖所示的界面中，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定工具的質(zhì)量mass（單位kg），相對于tool0的重心偏移數(shù)據(jù)cogx，y，z。注意，三者不能同時為0，在不清楚的時候，可把mass，z都設(shè)置為1。(18)最后選擇工具坐標(biāo)Mytool1，利用重定位方法驗(yàn)證新建工具坐標(biāo)的方向和精度如何。2工件坐標(biāo)的定義

工件坐標(biāo)用于定義工件相對于大地坐標(biāo)（或其它坐標(biāo)）的位置。機(jī)器人程序支持多個工件坐標(biāo)，可以根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行變換。工件坐標(biāo)有很多優(yōu)點(diǎn)：1重新定位工作站的工件時，只需要更改工件坐標(biāo)的位置，所有路徑即可隨之更新。2外部夾具被更換，重新定義工件坐標(biāo)后，可以不更改程序，直接運(yùn)行。3在電腦上示教編寫的程序，通過工件坐標(biāo)和工具坐標(biāo)的重標(biāo)定，可直接下載到示教器使用，提高了工作效率。4通過重新定義工件坐標(biāo)，可以簡便的完成一個程序適合多臺機(jī)器人。在對象的平面上，只需要定義三個點(diǎn)，就可以建立一個工件坐標(biāo)，如圖所示。(1)X1，X2確定工件坐標(biāo)X正方向（從X1指向X2）；(2)Y1確定工件坐標(biāo)Y正方向；(3)從Y1向直線X1,X2做垂直線，兩線的交點(diǎn)就是原點(diǎn)；(4)Z正方向符合右手定則(食指指向X正方向，中指和無名指指向Y正方向，則拇指指向Z正方向)。下面介紹創(chuàng)建工件坐標(biāo)的操作：(1)在手動操縱畫面中，動作模式選擇“線性”，坐標(biāo)系選擇“工件坐標(biāo)”，工具坐標(biāo)選擇新建的“Mytool1”，工件坐標(biāo)選擇“wobj0”，如圖所示。(2)單擊”工件坐標(biāo)”，進(jìn)入到工件坐標(biāo)選擇窗口，單擊“新建”，如圖所示。(3)對工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行設(shè)定后，單擊“確定”，如圖所示。(4)選擇wobj1，點(diǎn)擊“編輯”菜單，選擇“定義”。如圖所示。(5)將“用戶方法”設(shè)定為“3點(diǎn)”，如圖所示。(6)手動操作機(jī)器人的工具參考點(diǎn)靠近定義工件坐標(biāo)的X1點(diǎn)，如圖所示

(7)單擊“修改位置”，將X1點(diǎn)記錄下來，如圖所示(8)手動操作機(jī)器人的工具參考點(diǎn)靠近定義工件坐標(biāo)的X2點(diǎn)，如圖所示。單擊“修改位置”，將X2點(diǎn)記錄下來。(9)手動操作機(jī)器人的工具參考點(diǎn)靠近定義工件坐標(biāo)的Y1點(diǎn)，如圖所示。單擊“修改位置”，將Y1點(diǎn)記錄下來，單擊“確定”(10)對自動生成的工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)后，單擊“確定”，如圖所示。(11)設(shè)定手動操作畫面項(xiàng)目，使用線性動作模式，體驗(yàn)新建立的工件坐標(biāo)，如圖所示。3.有效載荷的定義

對于應(yīng)用于搬運(yùn)的機(jī)器人，除了要正確設(shè)定工具的數(shù)據(jù)tooldata外，還要設(shè)定搬運(yùn)對象的質(zhì)量、重心等載荷數(shù)據(jù)loaddata，以協(xié)調(diào)機(jī)器人的運(yùn)動，減少對機(jī)器人的損傷，提高運(yùn)動精度。下面介紹創(chuàng)建有效載荷的操作：（1）在手動操縱界面中，點(diǎn)擊“有效載荷”，進(jìn)入到有效載荷選擇窗口，單擊“新建”，如圖所示。（2）對有效載荷數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行設(shè)定后，單擊“確定”，如圖所示。（3）選擇load1，點(diǎn)擊“編輯”>“更改值”,如圖所示。（4）在如圖所示的界面中，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定搬運(yùn)對象的質(zhì)量mass（單位kg），相對于機(jī)器人法蘭盤的重心偏移數(shù)據(jù)cogx，y，z（單位mm）。

（5）當(dāng)機(jī)器人夾取工件時，選擇有效載荷load1，如圖4-88所示，當(dāng)機(jī)器人釋放工件時，改回load0。（6）在RAPID編程中，對有效載荷的實(shí)時調(diào)整方法如圖所示。3系統(tǒng)備份與恢復(fù)ABB機(jī)器人數(shù)據(jù)備份的對象是所有正在系統(tǒng)內(nèi)存運(yùn)行的RAPID程序和系統(tǒng)參數(shù)，當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)錯亂或重新安裝新系統(tǒng)以后，可以通過備份快速的把機(jī)器人恢復(fù)到備份時的狀態(tài)。1.系統(tǒng)備份ABB機(jī)器人使用時，一定要按如下步驟做好系統(tǒng)備份。

進(jìn)入“主菜單”→單擊“備份與恢復(fù)”→選擇“備份當(dāng)前系統(tǒng)”→選擇“要備份的文件夾”、“備份路徑”（單擊“…”，選擇備份存放的位置）、“備份將被創(chuàng)建在…”→單擊“備份”進(jìn)行備份的操作。2.系統(tǒng)恢復(fù)

進(jìn)入“主菜單”→單擊“備份與恢復(fù)”→選擇“恢復(fù)系統(tǒng)”→在“備份文件夾”選擇將要恢復(fù)的文件夾→單擊“恢復(fù)”→確定要繼續(xù)對話框單擊“是”。4標(biāo)定機(jī)器人機(jī)械原點(diǎn)ABB機(jī)器人六個關(guān)節(jié)軸都有一個機(jī)械原點(diǎn)的位置。在以下的情況，我們需要對機(jī)械原點(diǎn)的位置進(jìn)行轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器更新操作：（1）更換伺服電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器電池后。（2）當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器發(fā)生故障，修復(fù)后。（3）轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器與測量板之間斷開過以后。（4）斷電后，機(jī)器人關(guān)節(jié)軸發(fā)生了移動。（5）當(dāng)系統(tǒng)報警提示“