工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)教材計(jì)劃

1、工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)教材計(jì)劃南京熊貓電子裝備有限公司本培訓(xùn)內(nèi)容解釋權(quán)歸南京熊貓電子裝備所有五、機(jī)器人的控制系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén) 工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)，具有三個(gè)或者更多個(gè)可編程的軸，并且有提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度和工作環(huán)境，降低對(duì)工人操作技術(shù)的要求等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。1 1、機(jī)器人控制系統(tǒng)概述2 2、機(jī)器人控制系統(tǒng)參數(shù)3 3、機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1 1、機(jī)器人控制系統(tǒng)概述工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén) 一個(gè)最基本的機(jī)器人控制系統(tǒng)包含機(jī)器人控制器，機(jī)器人本體、機(jī)器人示教器三個(gè)重要組成部分。整個(gè)系統(tǒng)又以機(jī)器人控制器為核心，以示教器作為人機(jī)顯示和操作界面，來(lái)控制機(jī)器

2、人本體來(lái)進(jìn)行工作。 一個(gè)典型的焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)，除了以上三部分外，還包含有焊機(jī)和外部軸。由熊貓公司自主研發(fā)的機(jī)器人控制系統(tǒng)，配備自主研發(fā)的數(shù)字化脈沖氣保焊機(jī)和雙軸變位機(jī)，即可組成一個(gè)典型的焊接機(jī)器人工作站。2 2、機(jī)器人控制系統(tǒng)參數(shù)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)熊貓公司開(kāi)發(fā)的機(jī)器人控制柜prc100，具有以下特點(diǎn)：u以imx6作為主控芯片，性能卓越，伺服響應(yīng)時(shí)間1msu可通過(guò)增加外部軸模塊實(shí)現(xiàn)最多可同時(shí)控制軸27個(gè)u配有多路通訊和io接口，外部設(shè)備、數(shù)據(jù)連接便利u使用cpci框架結(jié)構(gòu)，連接可靠，性能穩(wěn)定u超大容量的存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)1000個(gè)以上程序項(xiàng)目項(xiàng)目規(guī)格規(guī)格型號(hào)型號(hào)prc100電機(jī)容量電機(jī)容量3.4

3、kw（6軸）可控制軸數(shù)可控制軸數(shù)6個(gè)（最多可擴(kuò)展至27個(gè)）內(nèi)存內(nèi)存ram在100000點(diǎn)以上，可存儲(chǔ)1000個(gè)以上程序（每個(gè)程序100000點(diǎn)）接口接口機(jī)器人i/f接口焊機(jī)接口手操器接口（最多4個(gè)）各種通訊接口外形尺寸外形尺寸6005001060重量重量100kg電源電源三相交流220v（50/60hz）溫度范圍溫度范圍045濕度范圍濕度范圍20-90%（無(wú)結(jié)露現(xiàn)象）絕緣耐壓絕緣耐壓1m以上（dc500v）壽命壽命30000小時(shí)/8年2、硬件架構(gòu)1）從電路上分： 可分為主電路部分和控制電路兩部分。2）從功能上分： 可分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)控制部分、控制電源系統(tǒng)部分、主控制電路板部分、i/o板部分

4、、安全回路、冷卻部分等組成。3）從能力上分： 可分為6軸控制系統(tǒng)和外部軸系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)主電路部分工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)控制電路部分工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)各個(gè)電路板實(shí)現(xiàn)的功能1、主控制板 整個(gè)控制器的大腦，實(shí)現(xiàn)所有信號(hào)的運(yùn)算和處理。2、電機(jī)板 與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行can通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，一塊電機(jī)板可同時(shí)控制9個(gè)電機(jī)，一臺(tái)控制柜可同時(shí)安裝3個(gè)電機(jī)板。3、安全板 一些安全回路的處理，以及報(bào)警控制和反饋。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)4、io控制1板 實(shí)現(xiàn)與驅(qū)動(dòng)器的io口之間的信號(hào)連接（連接到io_2-1板上） 實(shí)現(xiàn)與四個(gè)手操盒的信號(hào)連接（連接到io_1板上） 實(shí)現(xiàn)

5、與示教器之間的485通訊 實(shí)現(xiàn)與焊機(jī)之間的485通訊5、io_1板和io_2-1板 實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離和電平轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)與焊機(jī)之間的io信號(hào)連接 實(shí)現(xiàn)與示教器之間的can通訊 實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備之間的can通訊 實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)器人之間的can通訊 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)6、io控制2板和io_2-2板 實(shí)現(xiàn)9軸以外的電機(jī)控制，配合電機(jī)板使用，增加一個(gè)電機(jī)板則需要增加一個(gè)io_2-2板。從而實(shí)現(xiàn)最多單臺(tái)控制器能夠控制27個(gè)軸。 驅(qū)動(dòng)器需要另配控制柜。7、背板 實(shí)現(xiàn)cpci框架中所有電路板的信號(hào)連接，減少連線(xiàn)，提高可靠性。8、surge板 實(shí)現(xiàn)防雷擊保護(hù)和欠壓、缺相報(bào)警。9、panel display板 實(shí)現(xiàn)當(dāng)前狀

6、態(tài)和報(bào)警代碼顯示。10、encoder板 實(shí)現(xiàn)本體電池的報(bào)警提示。 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)五、機(jī)器人的感覺(jué)系統(tǒng)1 1、機(jī)器人的傳感器技術(shù)2 2、機(jī)器人的內(nèi)部傳感器3 3、機(jī)器人的外部傳感器4 4、機(jī)器人的視覺(jué)傳感器 人類(lèi)熟悉的五種感覺(jué)，即視覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)。機(jī)器人要想模仿人進(jìn)行一些活動(dòng)和工作，那么也必須要配備一些感覺(jué)系統(tǒng)，我們將機(jī)器人的“感覺(jué)器官”稱(chēng)之為傳感器。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)1 1、機(jī)器人的傳感器技術(shù) 定義： 傳感器按一定規(guī)律實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)并將被測(cè)量(物理的、化學(xué)的和生物的信息)通過(guò)變送器變換為另一種物理量(通常是電壓或電流量)。它既能把非電量變換為電量，也能實(shí)現(xiàn)電量之間或非電量之間的

7、互相轉(zhuǎn)換?？偠灾?，一切獲取信息的儀表器件都可稱(chēng)為傳感器。 國(guó)際上，傳感技術(shù)被列為六大核心技術(shù)(計(jì)算機(jī)、激光、通訊、半到體、超導(dǎo)和傳感)之一。傳感技術(shù)也是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)(傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù))之一。 傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)1 1、機(jī)器人的傳感器技術(shù) 分類(lèi)： 機(jī)器人用傳感器可分為檢測(cè)內(nèi)部狀態(tài)信息傳感器和檢測(cè)外部對(duì)象和外部環(huán)境狀態(tài)的外部信息傳感器。 內(nèi)部信息傳感器包括檢測(cè)位置、速度、力、力矩、溫度以及異常變化的傳感器。 外部信息傳感器包括觸覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器、接近覺(jué)傳感器、角度覺(jué)(平衡覺(jué))傳感器、視覺(jué)傳感器等。具有多種外部傳感

8、器是先進(jìn)機(jī)器人的重要標(biāo)志。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)1 1、機(jī)器人的傳感器技術(shù) 選擇： 機(jī)器人對(duì)傳感器的一般要求是：精度高，重復(fù)性好；穩(wěn)定性好，可靠性高；抗干擾能力強(qiáng)；重量輕，體積小，安裝方便可靠；價(jià)格便宜。 在現(xiàn)代工業(yè)中，機(jī)器人被用于執(zhí)行各種加工任務(wù)，其中比較常見(jiàn)的加工任務(wù)有物料搬運(yùn)、裝配、噴漆、焊接、檢驗(yàn)等。不同的加工任務(wù)對(duì)機(jī)器人提出了不同的要求。 機(jī)器人控制需要采用傳感器檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)位置、速度、加速度。多數(shù)機(jī)器人都采用了位置傳感器作為閉環(huán)控制器的反饋元件。機(jī)器人根據(jù)位置傳感器反饋的位置信息，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。不少機(jī)器人還裝備有速度傳感器和加速度傳感器。加速度傳感器可以檢測(cè)機(jī)器人構(gòu)件

9、受到的慣性力，使控制能夠補(bǔ)償慣性力引起的變形誤差。速度檢測(cè)用于預(yù)測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，計(jì)算和控制由離心力引起的變形誤差。 工業(yè)機(jī)器人在從事某些輔助工作時(shí)，也要求有一定的感覺(jué)能力。機(jī)器人在這方面的主要用途有檢查毛刺、裂縫或孔洞的存在，確定表面粗糙度和裝飾質(zhì)量，檢查裝配體的完成等。在外觀檢驗(yàn)中，機(jī)器人主要需要視覺(jué)能力，有時(shí)也需要其他類(lèi)型的傳感器。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)1 1、機(jī)器人的傳感器技術(shù)傳感器性能指標(biāo)的確定(1)靈敏度：傳感器輸出的變化值與相應(yīng)的被測(cè)量的變化值之比。(2)線(xiàn)性度：傳感器的輸入-輸出關(guān)系曲線(xiàn)與其選定的擬合直線(xiàn)之間的偏差。(3)測(cè)量范圍：范圍是指儀表能按規(guī)定精確度進(jìn)行測(cè)量的上限和下限的

10、區(qū)間。(4)精度：是真值附近正負(fù)三倍標(biāo)準(zhǔn)差的值與量程之比，是指測(cè)量值與真值的最大差異。(5)重復(fù)性：傳感器在同一工作條件下，輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次測(cè)量時(shí)，所得特性曲線(xiàn)間的一致程度。(6)分辨率：傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)，可能檢測(cè)出的被測(cè)信號(hào)的最小增量。(7)響應(yīng)時(shí)間：被測(cè)量發(fā)生變化時(shí)，傳感器輸出信號(hào)的變化速度。(8)可靠性：是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，具有給定測(cè)量范圍和精度的概率。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)2 2、機(jī)器人的內(nèi)部傳感器電位器 電位器是種典型的位置傳感器，可分為直線(xiàn)型(測(cè)量位移)和旋轉(zhuǎn)型(測(cè)量角度)。電位器由環(huán)狀或棒狀電阻絲和滑動(dòng)片(或稱(chēng)為電刷)組成，滑動(dòng)片接觸電阻絲取

11、出電信號(hào)。電刷與驅(qū)動(dòng)器連成體，將其線(xiàn)位移或角位移轉(zhuǎn)換成電阻的變化，在電路中以電壓或電流的變化形式輸出。電位器可分為導(dǎo)電塑料、線(xiàn)繞式、混合式等滑片型和磁阻式、光標(biāo)式等非接觸型。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)2 2、機(jī)器人的內(nèi)部傳感器測(cè)速發(fā)電機(jī) 測(cè)速發(fā)電機(jī)是利用發(fā)電機(jī)原理的速度傳感器或角速度傳感器。 根據(jù)這個(gè)原理測(cè)量角速度的測(cè)速發(fā)電機(jī)，可按其構(gòu)造分為直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、交流測(cè)速發(fā)電機(jī)和感應(yīng)式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)。 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的定子是永久磁鐵，轉(zhuǎn)子是線(xiàn)圈繞組?？梢詼y(cè)量010000rmin的旋轉(zhuǎn)速度，線(xiàn)性度為0.1%；此外，停機(jī)時(shí)不易產(chǎn)生殘留電壓，因此，它最適宜作速度傳感器。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)2 2、機(jī)器人的內(nèi)部傳感器

12、光學(xué)編碼器 光學(xué)編碼器是機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)中常用的一種檢測(cè)裝置；它實(shí)際是一種量化式的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。將機(jī)械軸的轉(zhuǎn)角值或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖。和所有量化式編碼器一樣，光學(xué)編碼器分為增量式和絕對(duì)式兩種。 所謂增量式編碼器，即在編碼盤(pán)上的讀數(shù)起始點(diǎn)是不固定的，它從讀數(shù)起始點(diǎn)開(kāi)始，把角位移或線(xiàn)位移的變化量進(jìn)行累積檢測(cè)。它只能檢測(cè)角值或線(xiàn)值的變化量(增量)故稱(chēng)為增量式編碼器。 所謂絕對(duì)式編碼器，其讀數(shù)起始點(diǎn)是給定的，它以編碼盤(pán)固有的某圖案為起始點(diǎn)，檢測(cè)角位移或線(xiàn)位移。它能同時(shí)檢測(cè)角值或線(xiàn)值的初始量和增量，也就是能取出總量(絕對(duì)量)，放稱(chēng)為絕對(duì)式編碼器。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、機(jī)器人的外部

13、傳感器觸覺(jué)傳感器 單向微動(dòng)開(kāi)關(guān)：當(dāng)規(guī)定的位移或力作用到可動(dòng)部分(稱(chēng)為執(zhí)行器)時(shí)，開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)斷開(kāi)或接通而發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。 接近開(kāi)關(guān)：非接觸式接近傳感器有高頻振蕩式屈感應(yīng)式、電容感應(yīng)式、超聲波式、氣動(dòng)式、光電式、光纖式等多種接近開(kāi)關(guān)。 光電開(kāi)關(guān)：由led光源和光電二極管或光電三極管等光敏元件，相隔一定距離間構(gòu)成的透光式開(kāi)關(guān)。當(dāng)充當(dāng)基準(zhǔn)位置的遮光片通過(guò)光源和光敏元件間的縫隙時(shí)，光射不到光敏元件上，而起到開(kāi)關(guān)的作用。光電開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是非接觸檢測(cè)，精度可達(dá)0.5mm左右。 觸須傳感器：由須狀觸頭及其檢測(cè)部構(gòu)成，觸頭由具有一定長(zhǎng)度的柔空軟條絲構(gòu)成，它與物體接觸所產(chǎn)生的彎曲由在根部的檢測(cè)單元檢測(cè)。工業(yè)機(jī)器人技

14、術(shù)入門(mén)3 3、機(jī)器人的外部傳感器滑覺(jué)傳感器 滑覺(jué)傳感器是檢測(cè)垂直加壓方向的力和位移的傳感器。用手爪抓取處于水平位置的物體時(shí)，手爪對(duì)物體施加水平壓力，如果壓力較小，垂直方向作用的重力會(huì)克服這個(gè)壓力使物體下滑。能夠克服重力的手抓把持力稱(chēng)為最小把持力。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、機(jī)器人的外部傳感器力覺(jué)傳感器 力覺(jué)傳感器是一類(lèi)觸覺(jué)傳感器，它在機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用，這里專(zhuān)門(mén)加以介紹。 力和力矩傳感器是用來(lái)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部力或與外界環(huán)境相互作用力為目的的，力不是直接可測(cè)量的物理量，力是通過(guò)其他物理量間接測(cè)量出的。 力傳感器可用作變換器，如壓電元件，它可提供一個(gè)與變形、亦即作用于接觸點(diǎn)的力成正比

15、的信號(hào)。這樣的測(cè)量可用以提供碰撞復(fù)原時(shí)的力反饋，或使機(jī)器人卡爪能夠夾持像雞蛋一類(lèi)的易損物體而不弄碎它。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)4 4、機(jī)器人的視覺(jué)傳感器概述 如同人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的作用一樣，機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)賦予機(jī)器人一種高級(jí)感覺(jué)機(jī)構(gòu)，使得機(jī)器人能以“智能”和靈活的方式對(duì)其周?chē)h(huán)境作出反應(yīng)。機(jī)器人視覺(jué)是一門(mén)涉及多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，包括圖像處理、人工智能、解析幾何學(xué)、模式識(shí)別、實(shí)時(shí)計(jì)算等學(xué)科。 機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)利用視覺(jué)傳感器(如攝像機(jī))獲取三維景物的二維圖像，通過(guò)視覺(jué)處理器對(duì)一幅或多幅圖像進(jìn)行處理、分析和解釋?zhuān)玫接嘘P(guān)景物的符號(hào)描述，并為特定任務(wù)提供有用的信息，用于指導(dǎo)機(jī)器人的動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)4 4、機(jī)器

16、人的視覺(jué)傳感器 機(jī)器人視覺(jué)可以劃分為六個(gè)主要部分：感覺(jué)與處理、分割、描述、識(shí)別、解釋。根據(jù)上述過(guò)程所涉及的方法和技術(shù)的復(fù)雜性可分為3個(gè)處理層次：低層視覺(jué)處理、中層視覺(jué)處理和高層視覺(jué)處理。 第一代系統(tǒng)根據(jù)物體的剪影工作，可由其剪影形狀推斷諸如物體的位置，方位和尺寸等參數(shù)。此種系統(tǒng)以二值即兩個(gè)灰度級(jí)圖象處理為其特征，而圖象系出逆光景象生成。 第二代機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)采用若干灰度等級(jí)以表征物體。這種系統(tǒng)可根據(jù)面光景象工作，并可區(qū)分紋理模式。 第三代系統(tǒng)不僅檢測(cè)灰度，而且采用立體技術(shù)以確定景象中可見(jiàn)物體的三維坐標(biāo)。更高級(jí)的系統(tǒng)甚至可推斷出不可見(jiàn)表面，例如一個(gè)物體背面的某些信息?，F(xiàn)在正處于機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的第

17、三代。 機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的重要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大且要求處理速度快。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)4 4、機(jī)器人的視覺(jué)傳感器實(shí)用的機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。（1）硬件部分：景物和距離傳感器，常用的有攝像機(jī)、ccd圖像傳感器、超聲波傳感器和結(jié)構(gòu)光設(shè)備；照明和光學(xué)系統(tǒng)；視頻信號(hào)數(shù)字化設(shè)備；視頻信號(hào)快速處理器，如dsp系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)及其外設(shè)；機(jī)器人或機(jī)械手及其控制器；（2）軟件部分包括：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件；機(jī)器人視覺(jué)處理算法；機(jī)器人控制軟件。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)4 4、機(jī)器人的視覺(jué)傳感器機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用的幾個(gè)關(guān)鍵要素 照明系統(tǒng)（光源）：是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素，因?yàn)樗苯佑绊戄斎霐?shù)據(jù)的質(zhì)量和至少30%的應(yīng)用效

18、果。 圖像的數(shù)字化：數(shù)字化的速度和精度關(guān)系到系統(tǒng)信號(hào)的精確輸入，完成這一主要任務(wù)的是圖像采集卡。圖像采集卡的工作原理為：視頻信號(hào)首先經(jīng)低通濾波器濾波，轉(zhuǎn)換為在時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)；按照應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)圖像分辨率的要求，得用采樣/保持電路對(duì)邊疆的視頻信號(hào)在時(shí)間上進(jìn)行間隔采樣，把視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的模擬信號(hào)；然后再由a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸出。而圖像采集處理卡在具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的同時(shí)，還具有對(duì)視頻圖像分析、處理功能，并同時(shí)可對(duì)相機(jī)進(jìn)行有效的控制。 圖像處理速度：處理速度直接關(guān)系到機(jī)器人系統(tǒng)是否能夠根據(jù)環(huán)境的變化及時(shí)做出反應(yīng)。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)4 4、機(jī)器人的視覺(jué)傳感器機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的應(yīng)用機(jī)器人的視覺(jué)

19、技術(shù)主要應(yīng)用在下述兩個(gè)方面： （1）裝配機(jī)器人(機(jī)械手)視覺(jué)裝置。要求視覺(jué)系統(tǒng)必須做到：識(shí)別傳送帶上所要裝配的機(jī)械零件；確定該零件的空間位置。據(jù)此信息控制機(jī)械手的動(dòng)作，做到準(zhǔn)確裝配。對(duì)機(jī)械零件的檢查；檢查工件的完好性；量測(cè)工件的極限尺寸；檢查工件的磨損等。此外，機(jī)械手還可根據(jù)視覺(jué)的反饋信息進(jìn)行自功焊接、噴漆和自動(dòng)上下料等。 （2）行走機(jī)器人視覺(jué)裝置。要求視覺(jué)系統(tǒng)能夠識(shí)別室內(nèi)或室外的景物，進(jìn)行道路跟蹤和自主導(dǎo)航。用以完成危險(xiǎn)材料的搬運(yùn)和野外作業(yè)等任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)五、機(jī)器人的語(yǔ)言系統(tǒng)1 1、機(jī)器人語(yǔ)言系統(tǒng)概述2 2、機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)

20、1 1、機(jī)器人語(yǔ)言系統(tǒng)概述機(jī)器人語(yǔ)言系統(tǒng)的組成是由以下幾部分組成的：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)1 1、機(jī)器人語(yǔ)言系統(tǒng)概述機(jī)器人語(yǔ)言系統(tǒng)的基本功能有： 運(yùn)算功能； 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)功能； 機(jī)器人的決策功能； 機(jī)器人的通信功能； 機(jī)器人的工具功能； 傳感器的數(shù)據(jù)處理功能。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)2 2、機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介1）val語(yǔ)言 val語(yǔ)言是美國(guó)unimation公司于1979年推出的一種機(jī)器人編程語(yǔ)言，主要配置在puma和unimation等型機(jī)器人上，是一種專(zhuān)用的動(dòng)作類(lèi)描述語(yǔ)言；val語(yǔ)言可應(yīng)用于上下兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人系統(tǒng)。val語(yǔ)言命令簡(jiǎn)單、清晰易懂，val語(yǔ)言系統(tǒng)包括文本編輯、系統(tǒng)命令和編程語(yǔ)言三個(gè)部

21、分。 val語(yǔ)言的指令包括監(jiān)控指令和程序指令兩種。監(jiān)控指令有六類(lèi)，分別為：位置及及姿態(tài)定義指令、程序編輯指令、列表指令、存儲(chǔ)指令、控制程序執(zhí)行指令和系統(tǒng)狀態(tài)控制指令。程序指令包括：運(yùn)動(dòng)指令、機(jī)器人位姿控制指令、賦值指令、控制指令、開(kāi)關(guān)量賦值指令、其他指令等。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)2 2、機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介2）sigla語(yǔ)言 sigla是一種僅用于直角坐標(biāo)式sigma裝配型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制時(shí)的一種編程語(yǔ)言，是20世紀(jì)70年代后期由意大利olivetti公司研制的一種簡(jiǎn)單的非文本語(yǔ)言。 這種語(yǔ)言主要用于裝配任務(wù)的控制，它可以把裝配任務(wù)劃分為一些裝配子任務(wù)，如取旋具，在螺釘上料器上取螺釘a，搬運(yùn)螺釘a，定位螺

22、釘a，裝入螺釘a，緊固螺釘?shù)?。編程時(shí)預(yù)先編制子程序，然后用子程序調(diào)用的方式來(lái)完成。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)2 2、機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介3）iml語(yǔ)言 iml也是一種著眼于末端執(zhí)行器的動(dòng)作級(jí)語(yǔ)言，由日本九州大學(xué)開(kāi)發(fā)而成。iml語(yǔ)言的特點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，能人機(jī)對(duì)話(huà)，適合于現(xiàn)場(chǎng)操作，許多復(fù)雜動(dòng)作可由簡(jiǎn)單的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，易被操作者掌握。 iml語(yǔ)言的主要指令有：運(yùn)動(dòng)指令move、速度指令speed、停止指令stop、手指開(kāi)合指令open及close、坐標(biāo)系定義指令coord、軌跡定義命令traj、位置定義命令here、程序控制指令ifthen、for each語(yǔ)句、case語(yǔ)句及define等工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)2 2、

23、機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介4）al語(yǔ)言 al語(yǔ)言是20世紀(jì)70年代中期美國(guó)斯坦福大學(xué)人工智能研究所開(kāi)發(fā)研制的一種機(jī)器人語(yǔ)言，它是在wave的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，也是一種動(dòng)作級(jí)編程語(yǔ)言，但兼有對(duì)象級(jí)編程語(yǔ)言的某些特征，使用于裝配作業(yè)。運(yùn)行va語(yǔ)言的系統(tǒng)硬件環(huán)境包括主、從兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制。 al語(yǔ)言的編程格式：程序begin開(kāi)始，由end結(jié)束。語(yǔ)句與語(yǔ)句之間用分號(hào)隔開(kāi)。變量先定義說(shuō)明其類(lèi)型，后使用。變量名以英文字母開(kāi)頭，由字母、數(shù)字和下畫(huà)線(xiàn)組成，字母大、小寫(xiě)不分。程序的注釋用大括號(hào)括起來(lái)。變量賦值語(yǔ)句中如所賦的內(nèi)容為表達(dá)式，則先計(jì)算表達(dá)式的值，再把該值賦給等式左邊的變量。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapan

24、da機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介 panda機(jī)器人語(yǔ)言具有語(yǔ)言簡(jiǎn)介緊湊，使用方便，占用內(nèi)存小，執(zhí)行速度快等優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介panda機(jī)器人的焊接動(dòng)作編程示例：切換至teach模式，按下【file】【new】后的界面如圖2。有多種操作順序，這里參照以下順序完成。(1)輸入語(yǔ)句，編制程序的概要(2)示教各個(gè)動(dòng)作點(diǎn)圖圖1：焊接動(dòng)作的模式圖焊接動(dòng)作的模式圖p1p2p3p4p5p6焊接開(kāi)始點(diǎn)焊接完成點(diǎn)退避點(diǎn)焊接中繼點(diǎn)weldemptyemptyemptyemptyweld焊接開(kāi)始準(zhǔn)備點(diǎn)焊接完成退避點(diǎn)圖圖2：新界面新界面工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器

25、人語(yǔ)言簡(jiǎn)介1輸入語(yǔ)句，編制程序的概要第一步動(dòng)作是jmove到安全退避點(diǎn)（p1）。動(dòng)作類(lèi)別是初期狀態(tài)【j】（jmove），按下【add】鍵。于是，第2行內(nèi)增加p001： jmove v=20, 792.000, 0.000, 533.000 內(nèi)容 第二步動(dòng)作是jmove到焊接機(jī)開(kāi)始準(zhǔn)備點(diǎn)（p2）。同樣，按下【add】鍵。于是，第3行內(nèi)增加p002： jmove v=20, 792.000, 0.000, 533.000 內(nèi)容 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介1輸入語(yǔ)句，編制程序的概要第三步動(dòng)作是lmove到焊接開(kāi)始點(diǎn)（p3）。動(dòng)作類(lèi)別由【j】更改為【l】。焊接機(jī)開(kāi)開(kāi)始

26、點(diǎn)是表示從此點(diǎn)到下一點(diǎn)是 weld狀態(tài)的，所以需要把【empty】更改為【weld】。然后，按下【add】鍵，增加第3行內(nèi)容。第4行： arc_set =1, a=150, v=24.4第5行：p003： lmove v=1.440, 792.000, 0.000, 533.000 第6行： arc_on 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介1輸入語(yǔ)句，編制程序的概要第四步動(dòng)作是lmove移動(dòng)到焊接中繼點(diǎn)。動(dòng)作類(lèi)別是【l】，直接按下【add】鍵。于是，第7行內(nèi)增加p004： lmove v=0.480, 792.000, 0.000, 533.000 內(nèi)容。因?yàn)槭呛附又?/p>

27、的 lmove，所以動(dòng)作速度是0.48 m/min 。另外，顯示焊接中的標(biāo)識(shí)。 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介1輸入語(yǔ)句，編制程序的概要第五步動(dòng)作是lmove移動(dòng)到焊接結(jié)束點(diǎn)。因?yàn)楹附咏Y(jié)束點(diǎn)是表示焊接到此點(diǎn)之后為 empty狀態(tài)，所以需要把【weld】更改為【empty】。然后，按下【add】增加以下2行內(nèi)容。第8行：p005： lmove v=0.480, 792.000, 0.000, 533.000 第9行： arc_off 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介1輸入語(yǔ)句，編制程序的概要第六步動(dòng)作是lmove移動(dòng)到焊接完成退避點(diǎn)（p6

28、）。按下【add】。于是，第10行內(nèi)增加p006： lmove v=1.440, 792.000, 0.000, 533.000 內(nèi)容。 最后的動(dòng)作是jmove移動(dòng)到安全退避點(diǎn)（p1）。動(dòng)作類(lèi)別由【l】更改為【j】，按下【add】。于是，第11行內(nèi)增加p007： jmove v=20, 792.000, 0.000, 533.000 內(nèi)容。 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介1輸入語(yǔ)句，編制程序的概要以上步驟完成編制程序概略。編制程序如圖3。no.編號(hào)語(yǔ)句(w)參數(shù)操作0001test：proc （初期）0002p001：jmove v=20, 792.000, 0.

29、000, 533.000 0003p002：jmove v=20, 792.000, 0.000, 533.000 0004 arc_set =1, a=150, v=24.4【l】【weld】0005p003：lmove v=1.440, 792.000, 0.000, 533.0 0006 arc_on 0007p004：lmovev=0.480, 792.000, 0.000, 533.0 0008p005：lmovev=0.480, 792.000, 0.000, 533.0 【empty】0009 arc_off 0010p006：lmove v=1.440, 792.000, 0.

30、000, 533.0 0011p007：jmove v=20, 792.000, 0.000, 533.000 【j】0012 end （初期）0013 eproc （初期）圖圖3：編制的程序編制的程序工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介2.示教各個(gè)動(dòng)作點(diǎn)開(kāi)始示教操作。退避點(diǎn)（p1）直接使用初期位置，示教焊接開(kāi)始準(zhǔn)備點(diǎn)（p2）。光標(biāo)移動(dòng)到第3行p002： jmove v=20, 792.000, 0.000, 533.000 ，出現(xiàn)下圖4，界面上顯示【pos rec】按鍵。按下jog鍵，把機(jī)器人移動(dòng)到焊接開(kāi)始準(zhǔn)備點(diǎn)（p2）。圖圖4：示教示教p002位置（示教前）位置（示

31、教前）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介2.示教各個(gè)動(dòng)作點(diǎn)按下【pos rec】鍵，出現(xiàn)以下確認(rèn)信息。圖圖5 5 確認(rèn)界面確認(rèn)界面工業(yè)機(jī)器人技術(shù)入門(mén)3 3、pandapanda機(jī)器人語(yǔ)言簡(jiǎn)介2.示教各個(gè)動(dòng)作點(diǎn)按下【ok】鍵，光標(biāo)行的位置數(shù)據(jù)更新為機(jī)器人當(dāng)前的位置數(shù)據(jù)，出現(xiàn)如圖6的界面。圖圖6：示教示教p002位置（示教后）位置（示教后）工業(yè)機(jī)器人編程一、編程示教器的構(gòu)成及工作原理概述 示教編程用于示教-再現(xiàn)型機(jī)器人中，它是目前大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人的編程方式，在機(jī)器人作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。 示教編程，即操作者根據(jù)機(jī)器人作業(yè)的需要把機(jī)器人末端執(zhí)行器送到目標(biāo)位置，且處于相應(yīng)的姿態(tài)，然后

32、把這一位置、姿態(tài)所對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)角度信息記錄到存儲(chǔ)器保存. 示教編程的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，易于掌握，操作者不需要具備專(zhuān)門(mén)知識(shí)，不需復(fù)雜的裝置和設(shè)備，軌跡修改方便，再現(xiàn)過(guò)程快。工業(yè)機(jī)器人編程一、編程示教器的構(gòu)成及工作原理構(gòu)成 熊貓自主研發(fā)的示教器，主要由示教器外殼、液晶觸摸屏、按鍵面膜、鑰匙開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)、按鈕、伺服安全開(kāi)關(guān)、示教器主控電路板等部分組成。工業(yè)機(jī)器人編程一、編程示教器的構(gòu)成及工作原理工作原理 在接通電源后，示教器通過(guò)液晶顯示屏來(lái)顯示系統(tǒng)控制軟件菜單界面；通過(guò)左手按下示教器上的伺服安全開(kāi)關(guān)，來(lái)接通伺服電源，此時(shí)，控制柜上的伺服電源指示燈亮；通過(guò)鑰匙開(kāi)關(guān)來(lái)選擇“teach”模式和“remore”模式；通過(guò)液晶觸摸屏和按鍵面膜來(lái)進(jìn)行機(jī)器人控制和程序編寫(xiě)。工業(yè)機(jī)器人編程二、編程示教器的硬件系統(tǒng)1、系統(tǒng)的硬件配置名稱(chēng)名稱(chēng)數(shù)量數(shù)量功能功能示教器主控板1塊示教器的主控電路、通訊、顯示驅(qū)動(dòng)等示教器usb板1塊外接usb線(xiàn)，用于軟件的升級(jí)、程序的管理液晶觸摸屏1塊人機(jī)界面顯示，帶