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工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用—初识工业机器人的作业示教第4章1工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教课前回顾机器人点动与连续移动有何区别，分别适合在哪些场合运用？点动机器人每点按或微动【轴操作键】一次机器人移动一段距离。•点动机器人主要用在示教时离目标位置较近的场合。连续移动机器人则是长按/拨动【轴操作键】来移动机器人手臂的方式。•连续移动机器人主要用在示教时离目标位置较远的场合。2工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教学习目标掌握工业机器人示教的主要内容熟悉机器人在线示教的特点与操作流程熟悉机器人离线编程的特点与操作流程掌握机器人示教-再现工作原理能够进行工业机器人简单作业在线示教与再现能够进行工业机器人离线作业示教与再现3工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教导入案例机器人职业前景分析对于机器人企业来说，他们需要的高端人才，至少应熟悉编程语言和仿真设计，以及神经网络、模糊控制等常用控制算法，能达到指导员工的程度。在此基础上，能依据实际情况自主研究算法。此外，最好还能主导大型机电一体化设备的研发，具备一定的管理能力。而其余调试，操作员工的要求相应递减。跟据职能划分，大概可分为四个工种：1.工程师助手，主要责任是协助工程师绘制机械图样、电气图样、简单工装夹具设计、制作工艺卡片、指导工人按照装配图进行组装；2.机器人生产线试产员与操作员；3.机器人总装与调试者；4.高端维修或售后服务人员。4工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.1工业机器人示教的主要内容•目前，企业引入的以第一代工业机器人为主，其基本工作原理是“示教-再现”•“示教”也称导引，即由操作者直接或间接导引机器人，一步步按实际作业要求告知机器人应该完成的动作和作业的具体内容，机器人在导引过程中以程序的形式将其记忆下来，并存储在机器人控制装置内；•“再现”则是通过存储内容的回放，机器人就能在一定精度范围内按照程序展现所示教的动作和赋予的作业内容。程序是把机器人的作业内容用机器人语言加以描述的文件，用于保存示教操作中产生的示教数据和机器人指令。5工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教•机器人完成作业所需的信息包括运动轨迹、作业条件和作业顺序。4.1.1运动轨迹4.1工业机器人示教的主要内容•定义：运动轨迹是机器人为完成某一作业，工具中心点（TCP）所掠过的路径，是机器示教的重点。•从运动方式上看，工业机器人具有点到点（PTP）运动和连续路径（CP）运动2种形式。•按运动路径种类区分，工业机器人具有直线和圆弧2种动作类型。6工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.1.1运动轨迹4.1工业机器人示教的主要内容示教时•直线轨迹示教2个程序点（直线起始点和直线结束点）。•圆弧轨迹示教3个程序点（圆弧起始点、圆弧中间点和圆弧结束点）。在具体操作过程中•PTP示教各段运动轨迹端点。•CP运动由机器人控制系统的路径规划模块经插补运算产生。7工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教程序点2程序点4程序点1程序点3机器人运动轨迹4.1.1运动轨迹4.1工业机器人示教的主要内容8工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教•机器人运动轨迹的示教主要是确认程序点的属性。•每个程序点主要包含：•1、位置坐标•描述机器人TCP的6个自由度（3个平动自由度和3个转动自由度）。•2、插补方式•机器人再现时，从前一程序点移动到当前程序点的动作类型。4.1.1运动轨迹4.1工业机器人示教的主要内容9工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教•3、再现速度•机器人再现时，从前一程序点移动到当前程序点的速度。•4、空走点•指从当前程序点移动到下一程序点的整个过程不需要实施作业，用于示教除作业开始点和作业中间点之外的程序点。•5、作业点•指从当前程序点移动到下一程序点的整个过程需要实施作业，用于作业开始点和作业中间点。4.1.1运动轨迹4.1工业机器人示教的主要内容10工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教提示4.1.1运动轨迹4.1工业机器人示教的主要内容•空走点和作业点决定从当前程序点移动到下一程序点是否实施作业。作业区间的再现速度一般按作业参数中指定的速度移动，而空走区间的移动速度则按移动命令中指定的速度移动；登录程序点时，程序点属性值也将一同被登录。11工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人常见插补方式插补方式动作描述动作图示机器人在未规定采取何种轨迹移动时，默认采用关节插补。出于安全考虑，通常在程序点1用关节插补示教。关节插补终点起点机器人从前一程序点到当前程序点运行一段直线，即直线轨迹仅示教1个程序点（直线结束点）即可。直线插补主要用于直线轨迹的作业示教。直线插补终点起点机器人沿着用圆弧插补示教的3个程序点执行圆弧轨迹移动。圆弧插补主要用于圆弧轨迹的作业示教。圆弧插补终点中间点起点12工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.1工业机器人示教的主要内容4.1.2作业条件•工业机器人作业条件的登录方法，有3种形式：•1、使用作业条件文件•输入作业条件的文件称为作业条件文件。•使用这些文件，可使作业命令的应用更简便。•2、在作业命令的附加项中直接设定•首先需要了解机器人指令的语言形式，或程序编辑画面的构成要素。•程序语句一般由行标号、命令及附加项几部分组成。13工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教8:JP[1]100%FINE0008MOVJVJ=80.00①②③①②③(b)YASKAWA机器人(a)FANUC机器人程序语句的主要构成要素4.1工业机器人示教的主要内容4.1.2作业条件•2、在作业命令的附加项中直接设定•3、手动设定•在某些应用场合下，有关作业参数的设定需要手动进行。14工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.1工业机器人示教的主要内容4.1.3作业顺序•作业顺序不仅可保证产品质量，而且可提高效率。•作业顺序的设置主要涉及：•1、作业对象的工艺顺序•在某些简单作业场合，作业顺序的设定同机器人运动轨迹的示教合二为一。•2、机器人与外围周边设备的动作顺序•在完整的工业机器人系统中，除机器人本身外，还包括一些周边设备，如变位机、移动滑台、自动工具快换装置等。15工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.2工业机器人的简单示教与再现工业机器人四巨头的机器人移动命令移动命令运动形式移动方式ABBFANUCYASKAWAKUKA点位运动PTPMoveJJMOVJPTP直线MoveLLMOVLLIN连续路径运动圆弧MoveCCMOVCCIRC•在线示教因简单直观、易于掌握，是工业机器人目前普遍采用的编程方式。16工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.2.1在线示教及特点4.2工业机器人的简单示教与再现•由操作人员手持示教器引导，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。•典型的示教过程是依靠操作者观察机器人及其末端夹持工具相对于作业对象的位姿，通过对示教器的操作，反复调整程序点处机器人的作业位姿、运动参数和工艺条件，再转入下一程序点的示教。17工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.2.1在线示教及特点4.2工业机器人的简单示教与再现•早期机器人作业编程系统中，亦有一种人工牵引示教（也称直接示教或手把手示教）。•即由操作人员牵引装有力-力矩传感器的机器人末端执行器对工件实施作业，机器人实时记录整个示教轨迹与工艺参数，然后根据这些在线参数就能准确再现整个作业过程。18工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教示教控制器再现操作者手持示教器工业机器人的在线示教4.2.1在线示教及特点4.2工业机器人的简单示教与再现19工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.2.1在线示教及特点4.2工业机器人的简单示教与再现•在线示教作业任务编制共同特点：•1、利用机器人有较高的重复定位精度优点，降低了系统误差对机器人运动绝对精度的影响。•2、要求操作者有专业知识和熟练的操作技能，近距离示教操作，有一定的危险性，安全性较差。•3、示教过程繁琐、费时，需要根据作业任务反复调整末端执行器的位姿，占用了大量时间，时效性较差。20工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教•在线示教作业任务编制共同特点：•4、机器人在线示教精度完全靠操作者的经验目测决定，对于复杂运动轨迹难以取得令人满意的示教效果。•5、机器人示教时关闭与外围设备联系功能。对需要根据外部信息进行实时决策的应用就显得无能为力。•6、在柔性制造系统中，这种编程方式无法与CAD数据库相连接。4.2.1在线示教及特点4.2工业机器人的简单示教与再现21工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教•通过在线示教方式为机器人输入从工件A点到B点的加工程序。程序点1程序点6程序点2程序点3A程序点5B程序点4机器人运动轨迹4.2.2在线示教的基本步骤4.2工业机器人的简单示教与再现▲为提高工作效率，通常将程序点6和程序点1设在同一位置。22工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教程序点说明说明说明说明程序点程序点程序点程序点1程序点3程序点5机器人原点作业开始点作业规避点程序点2程序点4程序点6作业临近点作业结束点机器人原点程序点1程序点6程序点2程序点3A程序点5B程序点4机器人运动轨迹23工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教4.2.2在线示教的基本步骤4.2工业机器人的简单示教与再现•（1）示教前的准备•1）工件表面清理。•2）工件装夹。•3）安全确认。•4）机器人原点确认。•（2）新建作业程序•作业程序是用机器人语言描述机器人工作单元的作业内容，主要用于登录示教数据和机器人指令。•（3）程序点的登录24工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教开始示教前的准备新建作业程序手动操纵机器人示教运动轨迹示教移动机器人到各个示教位置点登录各个程序点及其属性设定作业条件和作业顺序运行确认（跟踪）添加、变更、删除程序点否满足要求？编辑作业程序修改作业条件、作业顺序再是现执行作业程序否满足要求？是结束在线示教基本流程25工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教工业机器人技术及应用第4章初识工业机器人的作业示教运动轨迹示教方法程序点示教方法①按第3章手