项目2 手动操纵工业机器人

项目2手动操纵工业机器人【学习目标】知识目标1．掌握机器人各轴的运动规律；2．掌握弧焊机器人系统中各部分的功能；3．熟悉示教器结构及操作界面与按键功能。技能目标1．能使用示教器操纵杆熟练控制机器人各轴的运动；2．能使用示教器快速找到并打开所需要选项。【工作任务】任务1连续移动机器人任务2精确定点移动机器人任务1连续移动机器人工业机器人的运动可以是连续的，也可以是步进的。既可以是单轴的运动，也可以是整体的协调运动。这些运动都可以通过示教器来控制实现。【知识准备】1．未经许可不能擅自进入机器人工作区域，机器人处于自动模式时，不允许进入其运动所及区域；2．机器人运行中发生任何意外或运行不正常时，立即使用E-Stop键（急停按钮），使机器人停止运行；一、安全操作注意事项3．在编程、测试和检修时，必须将机器人置于手动模式，并使机器人以低速运行；4．调试人员进入机器人工作区时，需随身携带示教器，以防他人误操作；5．在不移动机器人及运行程序时，须及时释放使能器（EnableDevice）；6．突然停电后，要手动及时关闭机器人的主电源和气源，任何检修都要切断气源；7．严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意修改程序及参数；8．万一发生火灾，应使用二氧化碳灭火器灭火；9．机器人停机时，必须空机，夹具上不应有物；10．机器人气路系统中的压力可达0.6MPa，任何相关检修都必须切断气源。11．维修人员必须保管好机器人钥匙，严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意翻阅和修改程序及参数。1．机器人系统的启动在确认机器人工作范围内无人后，合上机器人控制柜上的电源主开关，系统自动检查硬件。检查完成后若没有发现故障，系统将在示教器显示如图2-1所示的界面信息。二、机器人的启动和关闭图2-1ABB机器人启动界面2．机器人系统的关闭关闭机器人系统需要关闭控制柜上的主电源开关。当机器人关闭时，所有数字输出都将被置为0，这会影响到机器人的手爪和外围设备。在关闭机器人系统之前，首先要检查是否有人处于工作区域内，以及设备是否运行，以免发生意外。如果有程序正在运行或者手爪握有工件，则要先用示教器上的停止按钮使程序停止运行并使手爪释放工件，然后再关闭主电源开关。三、手动操纵机器人机器人系统启动后，在按下示教器上的使能键给机器人上电后，就可以摇动摇杆来控制机器人的运动。摇杆可以控制机器人分别在3个方向上运动，也可以控制机器人在3个方向上同时运动。机器人的运动速度与摇杆的偏转量成正比，偏转越大，机器人运动速度越快，但最高速度不会超过250mm/s。除在自动模式下，机器人各轴伺服没有上电或正在执行程序时不能手动操纵机器人之外，无论打开何种窗口，都可以用摇杆来操纵机器人。1．运动单元及运动模式对机器人进行手动操纵时，首先要明确选择运动单元以及运动方式。机器人系统可能不仅由机器人本体单独构成，它可能还包含有其他的机械单元，如外部轴（变位机等），也可以被选为运动单元进行单独操作。每个运动单元都有一个标志或名字，这个名字在系统设定时已经进行定义。ABB机器人具有线性运动、重定位运动和单轴运动3种运动方式。（1）线性运动大多数情况下，选择在从A点移动到B点时，机器人的运动轨迹为直线，所以称为直线运动，也称为线性运动。其特点是焊枪（或工件）姿态保持不变，只是位置改变。（2）重定位运动重定位运动方式是焊枪（或工件）姿态改变，而位置保持不变。在实际操作中，机器人的运动方式由选择的运动模式和坐标系决定。（3）单轴运动通过摇杆控制机器人单轴运动的步骤如下：1）将模式选择按钮放在手动模式，如图1-9所示。2）选择运动单元方法有两种。一是在ABB菜单下，按手动操纵，显示操作属性，按机械单元，出现可用的机械单元列表，如图2-2所示。若选择机器人，则摇杆控制机器人本体运动；若选择外部轴，摇杆控制外部轴运动，一个机器人最多可以控制6个外部轴。图2-2机器人系统机械单元列表第二种方法是使用快捷键来选择。按示教器右下角的，再按，也会出现如图2-2所示的选择列表，选择想要控制的运动单元即可。3)选择运动方式。选择线性移动，则摇杆方向窗口显示相应的操作轴，如1-3轴，4-6轴。机器人的轴如图2-3所示。图2-3机器人的轴2.手动移动机器人轻轻按住使能键，使机器人各轴上电，摇动摇杆使机器人的轴按不同方向移动。如果不按或者用力按下使能键，机器人不能上电，摇杆不起作用，机器人不能移动。方向属性并不显示操作单元实际运动的方向，操作时以轻微的摇动来辨别实际操作单元的运动方向。操作杆倾斜或旋转角度与机器人的运动速度成正比。为了安全起见，在手动模式下，机器人的移动速度要小于250mm/s。操作人员应面向机器人站立，机器人的移动方向如表2-1所示。表2-1机器人移动方向摇杆操作方向机器人移动方向操作方向为操作者前后方向沿X轴运动操作方向为操作者的左右方向沿Y轴运动操作方向为操纵杆正反旋转方向沿Z轴运动操作方向为操纵杆倾斜方向与摇杆倾斜方向相应的倾斜移动任务2机器人的精确定点运动机器人的移动情况与操纵摇杆的方式有关，既可以实现连续移动，也可以实现步进移动。摇杆偏移1s，机器人持续步进10步。摇杆偏移1s以上时，机器人连续移动；摇杆偏移或偏转一次，机器人运动一步，称为步进运动。进行机器人需要准确定位到某点时常使用步进运动功能。实现步进移动的操作方法见表2-2。步进运动每次移动的幅度可以调节，见表2-3。一、机器人步进移动操作方法表2-2机器人步进移动操作方法操作步骤备注1进入ABB主菜单，显示操纵属性操作窗口如图2-5所示2按增量键3选择功能键，按OK键确认增量大小见表2-34间断摇动摇杆，机器人步进移动注意机器人的运动方向5改变增量或者自定义增量对比机器人的移动变化图2-5机器人移动增量选择表2-3机器人步进移动增量数值增量距离角度小（small）0.05mm0.005°中(middle)1mm0.02°大(large)5mm0.2°用户自定义(user)0.50–10.0mm0.01°～0.20°使用快捷键可以快速切换连续运动或步进运动，并设置增量大小。方法是按快捷键，显示如图2-6所示的，选择增量按钮，即可以选择所需要的增量大小。图2-6使用快捷键实现增量选择注意：机器人运动的动量很大，运行过程中人进入机器人的工作区域是很危险的，为了确保安全，机器人系统一般都设置了急停按钮，分别位于示教器和控制柜上。无论在什么情况下，只要按下紧急停按钮，机器人就会停止运行。紧急停止之后，示教器的使能键将失去作用，必须手动恢复急停按钮才能使机器人重新恢复运行。手动恢复时需要注意以下两点：（1）恢复时必须确保机器人系统处于安全状态，所有危险因素必须排除；（2）所有压按式的急停开关都有一个闭锁装置，恢复时需要释放闭锁状态。一般情况下，转动按钮就可以恢复了，但有时需要将按钮拉出。机器人系统的坐标系包含World坐标系—绝对坐标系、Base坐标系—机座坐标系、Tool坐标系—工具坐标系及Wobj坐标系—工件坐标系等。其相互关系如图2-7所示。规定坐标系的目的在于对机器人进行轨迹规划和编程时，提供一种标准符号。工具坐标系的原点一般是在机器人第六轴面板的圆心。一、机器人坐标系【知识拓展】图2-7机器人坐标系的相互关系2、机器人坐标系的建立方法对一个机器人来说，绝对坐标系和机座坐标系可以看做是一个坐标系；但对于由多个机器人组成的系统，绝对坐标系和机座坐标系是两个不同的坐标系。（1）．工件坐标系的建立建立工件坐标系的方法如下：主菜单→程序数据→工件坐标系（Wobjdata）→新建→名称→定义工件坐标系。定义工件坐标系有如下两种方法：①直接输入新的坐标值，即x、y、z值。②示教法。编辑→定义→第1点→第二、三点（要求三点不在同一条直线即可）。（2）．工具坐标系的建立主菜单→程序数据→工具坐标系（Tooldata）→新建→名称→定义工具坐标系。定义工具坐标系有如下两种方法：①直接输入新的坐标值，即x、y、z值，同时要输入或自行测量焊枪中心和转动惯量②示教法。TCP→编辑→定义→焊丝对准尖状工件顶尖→更换位置（共4次）→变换焊枪姿态（共4次）→确定。这种方法又称4点定位法，也要输入或自行测量焊枪中心和转动惯量。【思考与练习】1．简述机器人安全操作规程。2．手动操作机器人有几种运动模式？3．如何手动控制机器人运动？4．什么是机器人的精确定点运动？如何调节机器人步进运动幅度？5．机器人坐标系有哪几种？各在什么情况下选用？6．思考如何能运用机器人设立各种坐标系。