任務四工業機器人示教編程典型應用2024年1月公司簡介CATALOGUE一學習目標公司簡介CATALOGUE目錄二工作任務三實踐操作四問題探究五知識拓展六評價反饋七練習題1．了解工業機器人路徑定義；2．了解工業機器人路徑規劃方法；3．掌握工業機器人典型應用（搬運）示教編程方法。一、學習目標

二、工作任務1．計算機器人運動軌跡。2．根據任務要求建立程序。三、實踐操作-知識儲備機器人在進行動作前需要進行任務規劃、動作規劃、軌跡規劃。軌跡規劃是根據作用任務要求，計算出預期的運動的軌跡。根據這個預期的軌跡，實時計算機器人運動的位移、速度、加速度，生成運動軌跡。軌跡規劃器方框圖三、實踐操作-知識儲備1.位置約束①初始點：給定速度和加速度（一般為零）。②提升點：中間點運動的連續。③下放點：同提升點。④終止點：給定速度和加速度（一般為零）。所有關節軌跡的極值必須不超出每個關節變量的物理和幾何極限。關節軌跡的位置條件三、實踐操作-知識儲備2.時間的考慮①軌跡的初始段和終止段：時間由機器人末端接近和離開支持表面的速率決定；也是由關節電機特性決定的某個常數。②軌跡的中間點或中間段：時間由各關節的最大速度和加速度決定，將使用這些時間中的一個最長時間（即用最低速關節確定的最長時間來歸一化）。分割軌跡的方法有4-3-4軌跡和3-5-3軌跡，這里只介紹4-3-4軌跡分割方法。4-3-4軌跡是每個關節有下面三段軌跡：第一段由初始點到提升點的軌跡用四次多項式表示。第二段（或中間段）由提升點到下放點的軌跡用三次多項式表示。最后一段由下放點到終止點的軌跡由四次多項式表示。三、實踐操作-Robox控制系統機器人示教編程1.建立程序文件登錄到“管理員”模式下，選擇”文件”菜單，在當前界面下，新建程序文件（”新建”→”文件”輸入程序文件名”banyun1”，確認后系統會自動跳轉到程序編程界面）。示教搬運程序建立”banyun1”程序三、實踐操作-Robox控制系統機器人示教編程2.示教程序搬運完整程序內容如下：程序注釋MJOINT(*,v500,fine,tool0)(工作原點)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第一點)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第二點)io.output[9]:=true(夾取指令具體I/O根據實際操作)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第三點和第一點選擇一樣的點)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第四點)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第五點)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第六點)io.output[9]:=false(松開夾具指令具體I/O根據實際操作)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第七點)MJOINT(*,v500,fine,tool0)(第八點)三、實踐操作-Robox控制系統機器人示教編程3.軌跡確定在完成了機器人動作程序輸入后，運行程序，以便檢查各程序點是否有不妥之處。1）程序界面點擊左下方”編輯”，返回”代碼”界面。三、實踐操作-Robox控制系統機器人示教編程2）點擊”代碼”界面第一行程序語句，點擊”SetPC”三、實踐操作-Robox控制系統機器人示教編程3）將示教器打到”單步進入”運行模式，使能打開，按住示教器上”啟動”鍵，機器人會執行選中行指令（本程序點未執行完前，松開則停止運動，按下繼續運動），通過機器人的動作確認各程序點是否正確。執行完一行后松開再次按下”啟動”鍵機器人開始執行下一個程序點。程序點確認完成后，可進行自動運行。三、實踐操作-固高GTC-RC800控制系統機器人示教編程（1）建立程序文件確認示教器上的模式旋鈕對準”示教”，設定為示教模式；按下示教器上的”伺服準備”鍵，”伺服準備指示燈”開始閃爍；使用示教器”上移”、”下移”鍵，使”程序”變為藍色；按下示教器上的”右移”鍵打開子菜單。然后按下”選擇”鍵進入程序管理界面。在”目標程序”中輸入要新建程序文件的名字。點擊界面上“新建”按鈕，即操作成功。進入程序內容界面，新建一空程序，只有NOP和END兩句。輕握示教器背面的”三段開關”，伺服電源接通。三、實踐操作-ROBOX控制系統機器人的示教編程固高GTC-RC800機器人程序：程序注釋MOVJV=25BL=0在關節坐標模式下，以最大速度的25%運動MOVLV=25BL=0在直角坐標模式下，以最大速度的25%運動。MOVCP1=001BL=0圓弧運動的中間點（第一個點默認為上一點）。MOVCP2=002BL=0圓弧運動的末點。SPEEDSP=60調整速度至最高速的60%（默認50%），對所有運動指令有效（此速度為示教文件全局速度）。COORD_NUMCOORD=TCSNUM=1切換工具坐標系至1。DOUTDO=1VALUE=0把第一個通用輸出點復位掉。TIMER T=1000延時1sWAITDI=2VALUE=1等待第二個通用輸入點，為1（觸發時），繼續執行。IFDI=1VALUE=0THEN判斷：當第一個輸入點為0時，執行下面動作CALLPROG=1調用名字為1的子程序END_IF結束上面IF判斷JUMPL=0001程序跳轉至第一行。三、實踐操作-ROBOX控制系統機器人的示教編程（2）示教程序：在示教從上一程序點到下一個程序點的過程中，不能切換不同的坐標系，否則記錄會造成機器人運動異常。運動方式參數釋義MOVJP=1V=25BL=0（工作原點）MOVJP=2V=25BL=0（第一點）MOVLV=5BL=0（第二點）DOUTDO=1VALUE=1（夾取指令具體IO根據實際情況操作）MOVLP=2V=10BL=0（第三點和第一點選擇一樣的點）MOVJV=50BL=0（第四點）MOVJP=3V=50BL=0（第五點）MOVJV=10BL=0（第六點）DOUTDO=1VALUE=0（松開夾具指令具體IO根據實際情況操作）MOVJP=3V=20BL=0（第七點）MOVJP=1V=100BL=0（第八點）機器人搬運程序三、實踐操作-ROBOX控制系統機器人的示教編程（3）軌跡確認：1）軌跡示教結束后，必須進行軌跡確認，并且在軌跡確認的過程中必須清除機器人周圍的任何障礙物。2）隨時保持警覺狀態，確保出現故障時，能夠及時按下電控柜上的急停開關。在完成了機器人動作程序輸入后，運行程序，以便檢查各程序點是否有不妥之處。確認步驟：步驟一，把光標移到程序點1（行0001）。步驟二，一直按示教器上”前進”鍵，機器人會執行選中行指令（本程序點未執行完前，松開則停止運動，按下繼續運動），通過機器人的動作確認各程序點是否正確。執行完一行后松開再次按下”前進”鍵機器人開始執行下一個程序點。步驟三，程序點確認完成后，把光標移到程序起始處。步驟四，連續運行程序，按下”三段開關”+”前進”鍵，機器人連續回放所有程序點，一個循環后停止運行。四、問題探究工業機器人搬運的好處包括以下三方面？1.增加工人的安全性在一些惡劣的工業環境中，人類親身去執行工作是非常危險的，現場機器和尖銳物體很容易傷害到人類，在一些高溫、粉塵、有毒環境下工作的員工時刻會有生命危險。2.提升工廠生產效率機器人雖然無法做到一切，有些工作還是需要人來完成的，但在許多領域使用機器人可以提升工作效率，特別是一些重復性的工作，搬運工業機器人可以24小時不停機工作，企業只需要支付電費即可。而且有些工作不需要照明系統，完成可以黑燈作業，這將進一步減少工廠的成本。3.保證更好的搬運的整齊規范搬運機器人可以產生較高的生產品質，因為它們被編程設定了精確、重復的動作，不會受到環境和情緒影響而犯錯誤。五、知識拓展

碼垛機器人和搬運機器人的區別：碼垛機器人多使用四軸的機器人，而自動搬運機器人一般使用的是六軸機器人。碼垛機器人應用比較專一，對機器人靈活度要求不高，而工業搬運機器人不但要進行抓取動作，有時候還要配合工序進行產品的旋轉、前傾、側翻等動作，所以大部分的搬運都選擇軸數多的機器人來完成。碼垛機器人五、知識拓展

碼垛機器人是將已裝入容器的紙箱，裝入大袋的化工產品、水泥、糧食等按一定排列碼放在木質（或塑料）托盤上，進行自動堆碼，可堆碼多層，然后推出，便于叉車運至倉庫儲存。碼垛編程時通常包括碼垛和拆垛兩個過程。在建立碼垛程序時一般包括以下內容：①建立用戶坐標系。②設置碼垛參數：當前已完成碼件數量、碼件總數量、放置方向、放置順序、進入點、前點、后點。③根據任務與環境要求進行編程。六、評價反饋基本素養（30分）序號評估內容自評互評師評1紀律（無遲到、早退、曠課）（10分）

2安全規范操作（10分）

3團結協作能力、溝通能力（10分）

理論知識（40分）序號評估內容自評互評師評1了解機器人坐標系運動計算（15分）

2了解機器人基本旋轉矩陣、齊次矩陣（20分）

3了解機器人包括的坐標系（5分）

技能操作（30分）序號評估內容自評互評師評1采用Robox控制系統機器人完成搬運動作（15分）

2采用固高GTC-RC800控制系統機器人完成搬運動作（15分）

綜合評價

七、練習題一．填空題（1）機器人在進行動作前需要進行

、

、

。（2）對機器人手臂的每一次運動，都是四個點：

、

、

和

。（3）機器人所跟蹤的空間曲線與時間無關是

；機器人在其路線上中間位姿的時間順序與時間有關是指

。（4）通常進行分割機器人軌跡的方法包括

和

。二．簡答題（1）機器人進行動作時路線與軌跡的區別？（2）工業機器人搬運的好處有哪些？三．操作題建立新程序完成如圖所示的工件搬運，將圖中的形狀搬運到相應的位置上。七、練習題（一）填空題1）任務規劃、動作規劃、軌跡規劃2）初始點、提升點、下放點、終止點3）路線、軌跡4）4-3-4軌跡、3-5-3軌跡（二