目录

  • 1 绪论
    • 1.1 机器人的基本概念
    • 1.2 机器人的发展概况
    • 1.3 机器人的分类
    • 1.4 工业机器人的技术参数
  • 2 工业机器人的本体结构设计
    • 2.1 工业机器人的总体设计
    • 2.2 工业机器人的驱动与传动
    • 2.3 机身及臂部设计
    • 2.4 腕部设计
    • 2.5 手部设计
  • 3 工业机器人的运动学
    • 3.1 物体在空间中的位姿描述
    • 3.2 齐次坐标变换
    • 3.3 变换方程的建立
    • 3.4 工业机器人连杆参数及其变换矩阵
    • 3.5 工业机器人的运动学方程
  • 4 工业机器人静力学及动力学分析
    • 4.1 工业机器人速度雅可比与速度分析
    • 4.2 机器人静力学分析
    • 4.3 机器人动力学分析
  • 5 工业机器人轨迹规划
    • 5.1 工业机器人轨迹规划
    • 5.2 关节空间法
    • 5.3 直角坐标空间法
    • 5.4 轨迹的实时生成
  • 6 地面移动机器人
    • 6.1 移动机器人的类型及特点
    • 6.2 轮式移动机器人
    • 6.3 履带式移动机器人
    • 6.4 步行机器人
  • 7 多指灵巧手
    • 7.1 多指灵巧手的结构设计
    • 7.2 单指机构的运动学模型
    • 7.3 多手指协调运动学分析
    • 7.4 三指位姿方程的逆向解
    • 7.5 灵巧手的静力学分析
  • 8 并联机器人
    • 8.1 并联机器人的定义与特点
    • 8.2 典型的并联机构
    • 8.3 并联机构自由度的计算
    • 8.4 并联机构的位置分析
  • 9 工业机器人的感知
    • 9.1 工业机器人传感器概述
    • 9.2 位置和位移传感器
    • 9.3 机器人的视觉技术
    • 9.4 机器人的触觉
  • 10 机器人的控制系统
    • 10.1 机器人控制系统与控制方式
    • 10.2 基于运动坐标的控制
    • 10.3 基于运动参数的控制
    • 10.4 机器人的智能控制系统
  • 11 安川机器人
    • 11.1 认识安川机器人
    • 11.2 手动操作机器人
    • 11.3 NX100 HP6机器人菜单讲解
    • 11.4 机器人编程教导
    • 11.5 应用设定
    • 11.6 常见异常情况处理
    • 11.7 保养与备品
  • 12 ABB机器人
    • 12.1 认识ABB机器人
    • 12.2 系统安全及环境保护
    • 12.3 机器人示教
    • 12.4 机器人启动
    • 12.5 机器人自动生产
    • 12.6 编程与测试
    • 12.7 输入输出信号
    • 12.8 系统备份与冷启动
    • 12.9 文件管理
机器人示教

1.机器人操作面板

 机器人操作面板上有多个功能按钮,如图12.6所示。这些按钮包括:马达上电按钮、机器人急停按钮、操作模式选择器和运行时间计时器。

图12.6  机器人操作面板


2. 示教器的功能

示教器由Emergency stop button(E-Stop)(急停开关)、Enabling device(使能器)、Joystick(操纵杆)、Display(显示屏)组成,如图12.7所示。

图12.7  机器人的示教器

示教器面板各键的功能如图12.8所示。其中窗口键(window Keys)包括Jogging(操纵窗口)、program(编程窗口)、Input/Outputs(输入/输出窗口)、Misc.(其他窗口)四个键。Jogging(操纵窗口)用于手动状态下,操纵机器人,此时显示屏上显示机器人相对位置及当前坐标系。Program(编程窗口) 用于手动状态下编程与测试。Input/Outputs(输入/输出窗口),用来显示输入输出信号表与其数值。可手动给输出信号赋值。Misc.(其他窗口):包括系统参数、服务、生产以及文件管理窗口。

图12.8  示教器面板


3.手动操作机器人

(1)操纵窗口切换

若想对机器人进行手动操作,需要在操纵窗口切换,将机器人操作模式选择器置于手动限速模式。然后切换至操纵窗口。手动操作机器人运动是通过多个运动键实现的,包括运动单元切换键、运动模式切换键。运动单元切换键有External Unit(外轴运动单元)和Robot(机器人)组成;光标指向机器人,操纵杆操纵机器人本体运动。光标指向外轴,操纵杆操纵外轴,一台机器人最多可控制六个外轴。 

(2)坐标系设定

如图12.9所示,机器人的坐标系包括:World coordinates(大地坐标系)、Base coordinates(基础坐标系)、Tool coordinates(工具坐标系)、Work object coordinates(工件坐标系)。 

图12.9  机器人的坐标系

(3)坐标系的选择

进入操纵窗口后,使用光标移动键将光标移至选项Coord,此时显示器下端功能键上将显示World、Base、Tool、Wobj四种选项,按相应功能键选择坐标系,如图12.10所示。 

图12.10 机器人的坐标系的选择

(4)工具的选择

进入操纵窗口后,使用光标移动键将光标移至选项Tool,如图12.11(a)所示。按回车键,此时显示器显示机器人系统内部工具清单,如图12.11(b)所示。使用光标移动键将光标移至相应的工具,通过功能键OK选择。

图12.11 机器人工具的选择

(5)工件坐标系选择

使用光标移动键将光标移至选项Wobj,按回车键,显示器显示工件坐标系清单,如图12.12所示,将光标移至相应的工件坐标系,通过功能键OK选择。注意:只有机器人坐标系Coord选择Wobj时,此项选择才起作用。

图12.12 机器人工件坐标系的选择

(6)操纵杆锁定选择

进入操纵窗口后,使用光标移动键将光标移至选项Joystick lock,此时显示器下端功能键上将显示None与三种箭头共四种选项,如图12.13所示,按相应功能键选择锁定机器人操纵杆前后、左右与旋转。 

图12.13  机器人操纵杆锁定的选择

(7)点动速度选择

使用光标移动键将光标移至选项Incremental,显示器下端功能键上显示No(Normal) (正常状态,连续移动)、Small(小,每单元移动0.05mm或0.005度)、Medium(中,每单元移动1mm或0.02度)、Large(大,每单元移动5mm或0.2度)与User(用户自定义点动速度)四种选项,按相应功能键选择相应速度,如图12.14所示。 

图12.14  机器人点动速度的选择图

(8)机器人当前位置显示

进入操纵窗口后,在显示屏右侧Robot pos会显示机器人当前位置。当机器人运动模式为直线运动或姿态运动时,显示屏显示机器人当前X、Y、Z坐标值与空间姿态值Q1、Q2、Q3、Q4。根据基坐标系、机器人工具TCP或工件坐标系的不同选择,数值会发生变化,如图12.15所示。 

图12.15 机器人当前位置显示

(9)使能器

机器人在自动模式下,使能器无效。机器人在手动模式下,使能器有三个位置。起始为“0”,此时机器人电机不上电。中间为“1”,机器人电机能上电。最终为“0”,机器人电机不上电,必须回到起始状态才能再次使电机上电。


图12.16 使能器

(10)机器人直线运动

若让机器人进行直线运动,首先在示教器上找到Motion keys(运动控制键),将Motion Unit(运动单元切换键)切换到Robot(机器人),即:光标指向机器人。然后,将Motion Type 1(运动模式切换键1)切换至Linear(直线运动),如图12.17所示。 

图12.17 机器人直线运动

(11)机器人的姿态运动

若让机器人改变运动姿态,首先在示教器上找到Motion keys(运动控制键),将Motion Unit(运动单元切换键)切换到Robot(机器人),即:光标指向机器人。然后,将Motion Type 1(运动模式切换键1)切换至Reorientation(姿态运动),如图12.24所示。 

图12.24 机器人的姿态运动

(12)单轴运动

若让机器人改变运动姿态,首先在示教器上找到Motion keys(运动控制键),将Motion Unit(运动单元切换键)切换到Robot(机器人),即:光标指向机器人。然后,选择Motion Type 2(运动模式切换键2)。此时机器人以如图12.26所示的方式单轴运动。 

图12.26  机器人单轴运动

(13)外轴运动

进入操纵窗口,按运动单元切换键至外轴运动,此时显示屏在功能键处,显示所有可控制的外轴名称,如图12.27所示。按功能键选择要操纵的外轴单元。如果系统有超过5个外轴,按回车键,功能键上可显示其他的外轴。一般情况下,外轴采用单轴运动方式,如图12.28所示。 

图12.27  机器人外轴运动的选择窗口

图12.28  机器人外轴运动