机器人技术及应用实训报告

哈尔滨理工大学机电与汽车工程学院机器人技术及应用实训报告班级：姓名：学号：指导教师：目录一．工业机器人概述.......................................11.工业机器人的发展过程..................................12.工业机器人的基本组成..................................1二．实训内容.............................................21.工业机器人ABBIRB120的认识..........................22.机器人的手动操作.....................................53．机器人的I/O通信....................................94．机器人程序数据及其设定..............................95．程序编辑器.........................................14三．实训总结............................................161一．工业机器人概述1、工业机器人的发展过程第一代为示教/再现型机器人。它主要由机械系统和控制系统组成。是当前工业中应用最多的。第二代机器人为感觉型机器人。如有力觉、触觉和视觉等，它具有对某些外界信号进行反馈调整的能力。目前已进入应用阶段。第三代为智能型机器人。其尚处于完全研究阶段。2、工业机器人的基本组成2.1、工业机器人的组成部件：执行机构，驱动-传动机构，控制系统，智能系统图12.2、各部件的功能：执行机构：是机器人赖以完成各种作业的主体部分。通常为开式空间连杆机构。驱动-传动机构：由驱动器和传动机构组成。传动有机械式、电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱动器有步进电机、伺服电机、液压马达和液压缸等。控制系统驱动—传动机构执行机构工作系统智能系统位行检测2控制系统：一般由示教操作盘或控制计算机和伺服控制装置组成。前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动，同时要完成编程、示教/再现以及和其它环境状况（传感器信号）、工艺要求。外部相关设备之间的信息传递和协调工作。而后者是控制各关节驱动器使各杆能按预定运动规律运动。智能系统：则由感知系统和分析决策系统组成，它分别由传感器及软件来实现。工业机器人操作机是由机座、手臂、手腕及末端执行器等组成的机械装置。而从机器人完成作业的方式来看，操作机个是由手臂机构、手腕机构及末端执行器等组成的机构。其结构方案及其运动设计是整个机器人设计的关键二、实训内容1.工业机器人ABBIRB120的认识1.1、ABBIRB120的结构及其组成图23ABBIRB120工业机器人，底座尺寸180×180mm，高度700mm，重量25kg，是迄今为止ABB最小的机器人。具有敏捷、经凑、轻量的特点。ABBIRB120是一款6轴机器人，最高载荷3kg（手腕5轴垂直向下时为4kg），工作范围达到580mm。机身表面光洁，便于清洁，空气管线与用户信号线缆从脚底至手腕全部嵌入机身内部。除了水平工作范围达到580mm以外，IRB120小型工业机器人还具有一流的工作行程，底座下方拾取距离为112mm。IRB120采用对称结构，第二轴无外凸，回转半径极小，可靠近其他设备安装，纤细的手腕进一步增强了手臂的可达性。IRB120配备轻型铝合金马达，结构轻巧，功率强劲，可实现机器人高速运行，在任何应用中都能确保优异的精度与敏捷性。1.2、ABB机器人示教器（1）．示教器是进行机器人的手动操作，程序编写，参数配置以及监控用的手持装置，也是我们最常打交道的控制装置。（2）．示教器各外观介绍A链接电缆B触摸屏C急停开关D手动操作摇杆E数据备份用USB接口F是能按钮H示教器复位按钮4G触摸屏用笔使能器按钮的作用：使能器按钮是工业机器人为保证操作人员人身安全而设置。只有在按下按钮，并保持在电机开启状态，才可对机器人进行手动操作与程勋调试。当发生危险时，人会本能地是按钮放开或松紧，则机器人会马上停下来,保证安全.使能器按钮分了两档,在手动状态下,第一档按下去机器人将处于电机开启状态.第二档按下去以后,机器人又处于防护装置停止状态.（3）．示教器的按键功能介绍：右上四个键是功能扩展键,可根据实际情况对其进行设置,在本次实验中,将按键一设置为flj（法兰紧），按键二设置为fls（法兰松），按键三设置为gjj（工件紧），按键四设置为gjs（工件松）。（4）．示教器快捷键功能介绍：5①选择机械单元②切换移动模式（重定位或线性）③手动操作机器人时控制各轴运动的切换键（轴1-3或轴4-6）④切换增量⑤步退按钮（使程序后退一步的指令）⑥停止按钮（停止程序执行）⑦启动按钮（开始执行程序）⑧步进按钮（使程序前进一步的指令)⑨切换机器人手动、自动状态⑩使能键2．机器人的手动操作手动操作机器人运动一共有三种模型，单轴运动、线性运动、重定位运动。此次实训用到了单轴和线性运动，重定位运动不做介绍。2.1、单轴运动一般地ABB机器人是由六个伺服电动机分别驱动机器人的六个①②⑤④③⑥⑦⑧⑨⑩6关节轴，那么每次手动操作一个关节轴的运动，就称之为单轴运动。操作之前严格按照操作规则进行，规范操作。其中手动操作时不能注意超过各轴的运动极限，以免造成机器损伤，影响实训进度。各关节轴如下图所示。图32.2、单轴运动的手动操作电源总开关急停开关通电/复位机器人状态图47（2）.ABB菜单中，选择“手动操作”（1）.将控制柜上机器人状态钥匙换到手动限速状态，在状态栏中确认机器人的状态已切换为手动。82.3、线性运动机器人线性运动指的是安装在机器人第六轴法兰盘上工具的TCP,在空间中做线性运动。（4）.选中“轴1-3”，然后点击确定（选中轴4-6就可以操作轴4-6）（3）.点击“动作模式”93．机器人的I/O通信（1）、打开示教器功能界面的控制面板，点击配置系统参数，选择DeviceNetDevice，点击添加，然后修改Name。再返回到配置系统参数，选择signal，点击添加，然后修改其属性。（2）、点击配置I/O信号，选择已经新建好的I/O通信口，点击应用。（2）点击“工具坐标。”此处显示轴X、Y、Z的操纵杆方向。（1）在该界面中选择“线性”，然后点击确定。104．机器人程序数据及其设定（1）.机器人运行程序：MODULEMainModuleCONSTrobtargetq10:=[[222.94,-1.96,549.30],[0.0235348,-0.710764,0.703037,0.000778584],[-1,0,-2,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];CONSTrobtargetq20:=[[84.79,279.54,209.92],[0.00117196,-0.708461,0.705748,0.000713793],[0,0,-1,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];11CONSTrobtargetq30:=[[393.87,-179.58,315.20],[0.0368147,0.287365,0.956735,0.0268999],[-1,0,0,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];CONSTrobtargetp10:=[[338.74,140.99,116.19],[0.00430799,-0.998823,0.00890213,0.047485],[-1,0,-2,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];TASKPERSwobjdatawobj1:=[FALSE,TRUE,,[[226.335,216.799,317.731],[0.71662,0.00153393,-0.0165551,-0.697266]],[[0,0,0],[1,0,0,0]]];CONSTrobtargetq40:=[[85.07,280.81,206.90],[0.00162944,-0.700772,0.713375,-0.00349161],[0,-1,-1,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];PROCmain()qujiaju;qubi;12zouguiji;fangbi;fanggongjian;ENDPROCPROCqujiaju()MoveLq10,v200,fine,tool0;MoveJoffs(q20,0,0,200),v200,fine,tool0;MoveJOffs(q20,0,0,50),v200,fine,tool0;Setfls;MoveLq20,v50,fine,tool0;WaitTime2;Resetfls;setflj;WaitTime2;MoveLOffs(q20,0,-100,0),v200,fine,tool0;MoveLoffs(q20,0,0,200),v200,fine,tool0;MoveLq10,v200,fine,tool0;ENDPROCPROCqubi()MoveJoffs(q30,0,0,200),v200,fine,tool0;Movelq30,v200,fine,tool0;waittime2;13ResetGJS;setgjj;WaitTime2;MoveLoffs(q30,0,0,200),v200,fine,tool0;MoveLq10,v200,fine,tool0;ENDPROCPROCzouguiji()MoveJOffs(p10,0,0,150),v200,z50,tool0\WObj:=wobj1;MoveLp10,v100,z50,tool0\WObj:=wobj1;MoveCOffs(p10,-100,-100,0),Offs(p10,-200,0,0),v100,z50,tool0\WObj:=wobj1;MoveCOffs(p10,-100,100,0),Offs(p10,0,0,0),v100,z50,tool0\WObj:=wobj1;MoveJOffs(p10,0,0,150),v200,z50,tool0\WObj:=wobj1;MoveLOffs(p10,-80,-50,0),v100,z5,tool0\WObj:=wobj1;MoveLOffs(p10,-100,-50,0),v100,z5,tool0\WObj:=wobj1;MoveCOffs(p10,-130,-30,0),Offs(p10,-100,0,0),v100,z5,tool0\WObj:=wobj1;MoveLOffs(p10,-80,0,0),v100,z5,tool0\WObj:=wobj1;MoveJOffs(p10,0,0,150),v200,z50,tool0\WObj:=wobj1;MoveLOffs(p10,-80,-50,0),v100,z5,tool0\WObj:=wobj1;MoveLOffs(p10,-80,60,0),v100,fine,tool0\WObj:=wobj1;14MoveJOffs(p10,0,0,150),v200,z50,tool0\WObj:=wobj1;ENDPROCPROCfangbi()MoveJoffs(q30,0,0,200),v200,fine,tool0;MoveLq30,v200,fine,tool0;WaitTime2;setgjs;MoveLoffs(q30,0,0,200),v200,fine,tool0;MoveJq10,v200,fine,tool0;ENDPROCPROCfanggongjian()MoveJoffs(q20,0,-80,200),v200,fine