項(xiàng)目6-工業(yè)機(jī)器人的離線編程

工業(yè)(gōngyè)機(jī)器人的離線編程第一頁，共40頁?！緦W(xué)習(xí)(xuéxí)目標(biāo)】知識(shí)(zhī

shi)目標(biāo)1．了解工業(yè)機(jī)器人的編程方法；2．了解工業(yè)機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的組成；3．了解ABB焊接仿真工作站的使用。技能目標(biāo)1．正確理解離線編程系統(tǒng)。2．能夠使用ABB焊接仿真工作站軟件進(jìn)行簡單的離線編程。第二頁，共40頁。詞語：各種拼音：ɡè

zhǒnɡ解釋：指諸多物類。章炳麟《菌說》：“夫自有花剛石以來，各種遞變，而至於人，則各種皆充其鼎俎，以人智于各種爾?！豹q言各式各樣。周而復(fù)《上海的早晨》第一部七：“地上如同鋪了一塊一塊不規(guī)則的各種形狀的玻璃。”鄧小平《目前的形勢和任務(wù)》：“最大的問題還是要杜絕各種浪費(fèi)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率?！薄段膶W(xué)報(bào)》1984.5.3：“各種顏色，應(yīng)有盡有?！比蝿?wù) 工業(yè)機(jī)器人的離線系統(tǒng)（ABB焊接機(jī)器人仿真工作站）中編程。機(jī)器人編程是指為了使機(jī)器人完成某項(xiàng)作業(yè)而進(jìn)行的程序(chéngxù)設(shè)計(jì)。早期的機(jī)器人只具有簡單的動(dòng)作功能，采用固定的程序(chéngxù)進(jìn)行控制，動(dòng)作適應(yīng)性較差。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展及對(duì)機(jī)器人功能要求的提高，需要一臺(tái)機(jī)器人通過相應(yīng)的程序(chéngxù)完成各種工作，并具有較好的通用性。【工作(gōngzuò)任務(wù)】第三頁，共40頁。一、機(jī)器人編程方法目前，應(yīng)用于機(jī)器人的編程方法主要有三種。1.示教編程示教編程是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，它是目前大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人的編程方式。采用(cǎiyòng)這種方法時(shí)，程序編制是在機(jī)器人現(xiàn)場進(jìn)行的。示教編程是目前廣泛使用的一種示教編程方式。第四頁，共40頁。2、機(jī)器人語言編程

機(jī)器人語言編程是指采用專用的機(jī)器人語言來描述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡。

目前應(yīng)用(yìngyòng)于工業(yè)中的機(jī)器人語言是動(dòng)作級(jí)和對(duì)象級(jí)語言。第五頁，共40頁。詞語：一些拼音：yīxiē解釋：表示數(shù)量少。猶一點(diǎn)?！毒┍就ㄋ仔≌f·西山一窟鬼》：“一夜熱亂，不曾喫一些物事，肚里又饑?！薄豆沤裥≌f·沉小霞相會(huì)出師表》：“你説的是甚么説話？我一些不懂。”《紅樓夢》第九十回：“至于房中桌上擺設(shè)的東西，就是老太太拿來的，卻一些不動(dòng)，收拾的乾乾凈凈?！备咴础端珠L的故事》：“在他眼里，水手長不過比他早參軍幾年，打過一些仗，所以是他的上級(jí)?！北硎静恢挂环N或一次。如：他以前擔(dān)任過一些重要的職務(wù)。3、離線編程

離線編程是在專門的軟件環(huán)境下，用專用或通用程序在離線情況下進(jìn)行機(jī)器人軌跡規(guī)劃(guīhuà)編程的一種方法。

離線編程程序通過支持軟件的解釋或編譯產(chǎn)生目標(biāo)程序代碼，最后生成機(jī)器人路徑規(guī)劃(guīhuà)數(shù)據(jù)。一些離線編程系統(tǒng)帶有仿真功能，可以在不接觸實(shí)際機(jī)器人機(jī)器工作環(huán)境的情況下，在三維軟件中提供一個(gè)和機(jī)器人進(jìn)行交互作用的虛擬環(huán)境。第六頁，共40頁。示教編程離線編程需要實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)和工作環(huán)境編程時(shí)機(jī)器人停止工作在實(shí)際系統(tǒng)上試驗(yàn)程序編程的質(zhì)量取決于編程者的經(jīng)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)器人運(yùn)行軌跡需要機(jī)器人系統(tǒng)和工作環(huán)境的圖形模型編程時(shí)不影響機(jī)器人工作通過仿真試驗(yàn)程序可用CAD方法進(jìn)行最佳軌跡規(guī)劃可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)行軌跡的編程表6-1

示教編程與離線編程的比較(bǐjiào)第七頁，共40頁。與在線示教編程相比，離線編程具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）減少機(jī)器人不工作時(shí)間(shíjiān)。當(dāng)對(duì)機(jī)器人下一個(gè)任務(wù)進(jìn)行編程時(shí)，機(jī)器人仍可在生產(chǎn)線上工作，變成不占用機(jī)器人的工作時(shí)間(shíjiān)。2）使編程者遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的編程環(huán)境。3）使用范圍廣。 離線編程系統(tǒng)可對(duì)機(jī)器人的各種工作對(duì)象進(jìn)行編程。第八頁，共40頁。4）便于和CAD/CAM系統(tǒng)結(jié)合，做CAD/CAM/Robotics一體化。5）可使用高級(jí)(gāojí)計(jì)算機(jī)編程語言對(duì)復(fù)雜任務(wù)進(jìn)行編程。6）便于修改機(jī)器人程序。第九頁，共40頁。二、機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的組成離線編程系統(tǒng)是當(dāng)前機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)必要手段，也是開發(fā)和研究任務(wù)級(jí)規(guī)劃(guīhuà)方式的有力工具。離線編程系統(tǒng)主要由用戶接口、機(jī)器人系統(tǒng)三維幾何構(gòu)型，運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算、軌跡規(guī)劃(guīhuà)、三維圖形動(dòng)態(tài)仿真、通信接口和誤差校正等部分組成。其相互關(guān)系如圖6-1所示。第十頁，共40頁。圖6-1機(jī)器人離線編程系統(tǒng)(xìtǒng)組成第十一頁，共40頁。詞語：提供拼音：tígōng解釋：供給。謂提出可供參考或利用的意見、資料、物資、條件等。柯巖《奇異的書簡·船長》：“我要在你的引水單上注明，你是一個(gè)不合格的引水員，不能給船舶提供良好的協(xié)作?！蔽何　稏|方》第四部第十七章：“吉斯的談話雖然提供了不少情況，但對(duì)郭祥的下落，仍然沒有答案?！?．用戶接口工業(yè)機(jī)器人一般提供兩個(gè)用戶接口，一個(gè)用于示教編程，另一個(gè)用于語言(yǔyán)編程。示教編程可以用示教器直接編制機(jī)器人程序。語言(yǔyán)編程則是用機(jī)器人語言(yǔyán)編制程序，使機(jī)器人完成給定的任務(wù)。第十二頁，共40頁。詞語：主要拼音：zhǔyào解釋：把握事物的關(guān)鍵。宋曾鞏《請(qǐng)令長貳自舉屬官札子》：“分別淑慝，以執(zhí)中主要，信行其賞罰?！敝甘挛镏嘘P(guān)系最大，起決定作用的。吳晗《古代的農(nóng)書－－＜齊民要術(shù)＞》：“明徐光啟的《農(nóng)政全書》和清朝的《授時(shí)通考》都引用了這書的主要部

分。”劉賓雁《在橋梁工地上》：“不管缺點(diǎn)怎么多，成績還是主要的?！?.機(jī)器人系統(tǒng)(xìtǒng)的三維幾何構(gòu)型離線編程系統(tǒng)(xìtǒng)中的一個(gè)基本功能是利用圖形描述對(duì)機(jī)器人和工作單元進(jìn)行仿真，這就要求對(duì)工作單元中的機(jī)器人所有的卡具、零件和刀具等進(jìn)行三維實(shí)體幾何構(gòu)型。目前用于機(jī)器人系統(tǒng)(xìtǒng)三維幾何構(gòu)型的主要有以下三種方法：結(jié)構(gòu)的立體幾何表示、掃描變換表示、邊界表示。第十三頁，共40頁。詞語：給定拼音：ɡěi

dìnɡ解釋：1.預(yù)先規(guī)定作為標(biāo)準(zhǔn)或目標(biāo)。如：給定條件。3．運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算(jì

suàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算(jì

suàn)就是利用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法在給出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)和關(guān)節(jié)變量的情況下，計(jì)算(jì

suàn)出機(jī)器人的末端位姿；或者是在給定末端位姿的情況下計(jì)算(jìsuàn)出機(jī)器人的關(guān)節(jié)變量值。第十四頁，共40頁。4．軌跡規(guī)劃在離線編程系統(tǒng)中，除需要對(duì)機(jī)器人的靜態(tài)(jìngtài)位置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算之外，還需要對(duì)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)軌

跡進(jìn)行仿真。第十五頁，共40頁。5．三維圖形動(dòng)態(tài)仿真機(jī)器人動(dòng)態(tài)仿真是離線編程系統(tǒng)的重要(zhòngyào)組成部分，它能逼真地模擬機(jī)器人的實(shí)際工作過程，為編程者提供直觀的可視圖形，進(jìn)而可以檢驗(yàn)編程

的正確性和合理性。第十六頁，共40頁。詞語：橋梁拼音：qiáoliáng解釋：架在水上或空中以便通行的建筑物。《鹖冠子·備知》：“山無徑跡，澤無橋梁，不相往來?！碧凄崡ぁ堕_天傳信記》：“橋梁、山水、車輿、人物、草樹、鴈鳥、器仗、帷幕，吳道玄主之?！睏钏贰赌久藁ā罚骸斑@是一段長長的路，旅客須得提著行囊，走過破損的橋梁，才能跳上對(duì)岸那輛火車?！北扔髂芷鹇?lián)系溝通作用的人或事物。南朝梁慧皎《高僧傳·神異下·涉公》：“當(dāng)修行善道，為后世橋梁?！比纾焊刹渴屈h聯(lián)系群眾的橋梁。6．通信接口在離線編程系統(tǒng)(xìtǒng)中，通信接口起著連接軟件系統(tǒng)(xìtǒng)和機(jī)器人控制柜的橋梁作用。第十七頁，共40頁。詞語：存在拼音：cúnzài解釋：指事物持續(xù)地占據(jù)著時(shí)間和空間；實(shí)際上有。《禮記·仲尼燕居》“如此而后君子知仁焉”唐孔穎達(dá)疏：“仁猶存也。君子見上大饗四焉，知禮樂所存在也?！薄吨熳诱Z類》卷六九：“只是這箇道理常常存在?！鼻孱櫾r祿《滿庭芳·芍藥》詞：“廿載音塵如夢，風(fēng)流散，半沒荒煙，空存在，青袍未換，霜鬢杜樊川?！焙樯睢峨娪皯騽〉木巹》椒ā返诙拢骸八鼜哪乾F(xiàn)實(shí)已經(jīng)存在的東西，推展到現(xiàn)實(shí)中可能存在的東西的。”泛指各種事物或現(xiàn)象。魯迅《墳·文化偏至論》：“遞教力墮地，思想自由，凡百學(xué)術(shù)之事，勃焉興起，學(xué)理為用，實(shí)益遂生……世界之情狀頓更，人民之事業(yè)益利。久食其賜，信乃彌堅(jiān)，漸而奉為圭臬，視若一切存在之本根。”哲學(xué)上指不以人的意識(shí)為轉(zhuǎn)移的客觀世界。毛澤東《人的正確思想是從那里來的》：“人們的社會(huì)存在，決定人們的思想?！敝概e止行為?！独m(xù)資治通鑒·宋徽宗政和元年》：“辛巳，詔：‘陳瓘自撰《尊堯集》，語言無緒，并係詆誣，合行毀棄；仍勒停，送臺(tái)州羈管，令本州當(dāng)職官常切覺察，不得放出州城，月具存在申尚書省?！?．誤差校正離線編程系統(tǒng)(xìtǒng)中的仿真模型和實(shí)際的機(jī)器人模型之間存在誤差。產(chǎn)生誤差的原因主要是由于機(jī)器人本身結(jié)構(gòu)上的誤差、工作空間內(nèi)難以準(zhǔn)確確定物體（機(jī)器人、工件等）的相對(duì)位置和離線編程系統(tǒng)(xìtǒng)的數(shù)字精度等。第十八頁，共40頁。詞語：用戶拼音：yònghù解釋：（由供應(yīng)單位長期或按期供應(yīng)的）水電設(shè)備等的使用者；（由供應(yīng)單位定期送交的）牛奶、煤炭等的消費(fèi)者。三、ABB離線變成系統(tǒng)1.安裝LicenseRobotStudio5.09是ABB公司(ɡōnɡ

sī)開發(fā)的機(jī)器人離線編程軟件。該軟件是網(wǎng)絡(luò)版，有一定的使用期限，

超過期限后軟件將不能運(yùn)行，用戶需要向ABB公司(ɡōnɡ

sī)申請(qǐng)License文件，安裝之后才能從新運(yùn)行。第十九頁，共40頁。安裝(ānzhuāng)License的步驟如下：1）單擊“開始/所有程序/ABB

Industrial

IT/RoboticsIT/Licensing/Software

Product

Administrator”，打開

“ABB

Software

Product

Administrator”界面，如圖6-2所示。圖6-2

“ABB

Software

Product

Administrator”界面(jièmiàn)第二十頁，共40頁。詞語：選擇拼音：xuǎnzé解釋：挑選；選取?！赌印ど型小罚骸笆枪蔬x擇天下賢良圣知辯慧之人，立以為天子。”《史記·滑稽列傳褚少孫論》：“選擇賢材。各任之以其能，賞異等，罰不肖?！碧贫拍痢洞伺e蔣係自代狀》：“伏以封還詔書，駮正時(shí)事，職業(yè)實(shí)重，選擇宜精?！薄毒劳ㄑ浴に尴阃埡朴鳅L鶯》：“我止有一女，所恨未能選擇佳壻，若早知，可以商議?！标愐恪断蛐沱惛琛罚骸澳銓W(xué)會(huì)了在緊要關(guān)頭進(jìn)行選擇，愛護(hù)人民的事業(yè)重于愛護(hù)自己?！敝笒x吉利日子。《儒林外史》第三六回：“我少年時(shí)也知道地理，也知道算命，也知道選擇?！眳⒁姟斑x日”。2）單擊“操作”，在下拉菜單中選擇“Specify

LicensServer…”，界面如圖6-3所示。3）在“Specify

License

Server”界面中，確認(rèn)“SetServer”按鈕右邊的文本框內(nèi)為“LENOVO-BJMech02”，點(diǎn)擊“Set

Server”按鈕。4）關(guān)閉所有(suǒyǒu)打開的界面。第二十一頁，共40頁。圖6-3“Specify

License

Server”窗口(chuāngkǒu)第二十二頁，共40頁。5）單擊“開始/所有程序(chéngxù)/ABB

IndustrialIT/Robotics

IT/Licensing/License

Key

InstallationWizard”，打開“License

Key

Installation

Wizard”，如圖6-4所示。第二十三頁，共40頁。圖6-4

“License

Key

Installation

Wizard”界面(jièmiàn)第二十四頁，共40頁。6）單擊“Browse”按鈕，選擇(xuǎnzé)License文件，單擊“下一步”按鈕則進(jìn)入下一界面，如圖6-5所示。圖6-5

License文件(wénjiàn)選擇第二十五頁，共40頁。7）選中“Install

the

floating

license

keys

on

the

LServer

computer”前的復(fù)選框，點(diǎn)擊(diǎn

jī)“Insta按鈕即可完成License安裝。第二十六頁，共40頁。2.導(dǎo)入仿真工作站首先將仿真工作站文件“A4322-1390=BeijingMech_ver02”復(fù)制到文件夾“E:\ABB

RSStation”中，將仿真機(jī)器人系統(tǒng)“IRB1410_5kg_1.44m_A4322-1390_ver02”、“IRB2400_16kg_1.5m_A4322-1390_ver02”及備份復(fù)制到文件夾“E:\ABB

Robotics”中。然后，按以下步驟完成(wán

chéng)工作站的導(dǎo)入

操作。第二十七頁，共40頁。１）雙擊工作站文件(wénjiàn)“A4322-1390=BeijingMech_ver02”，打開RobotStudio5.09軟件。系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)提示“……系統(tǒng)似乎被移動(dòng)或刪除。想要手動(dòng)查

找此系統(tǒng)目錄嗎？”，選擇是，找到“E:\ABBRobotics”中的仿真系統(tǒng)位置，如圖6-6所示。第二十八頁，共40頁。詞語：打開拼音：dǎ

kāi解釋：（１）揭開；拉開；解開：～箱子｜～抽屜｜～書本｜～包袱。（２）使停滯的局面開展，狹小的范圍擴(kuò)大：～局面。圖6-6打開(dǎ

kāi)工作站文件第二十九頁，共40頁。詞語：保存拼音：bǎocún解釋：愛護(hù)保全。南朝宋劉義慶《世說新語·方正》：“蘇峻時(shí)，孔羣在橫塘，為匡術(shù)所逼。王丞相保存術(shù)，因眾坐戲語，令術(shù)勸羣酒，以釋橫塘之憾?！薄端鍟の饔騻鳌じ卟罚骸胺蚪?jīng)國字人，以保存為貴，寧邦緝政，以全濟(jì)為大?！笔故挛锏壤^續(xù)存在，不受損失或不發(fā)生變化?！赌鲜贰ぴ簜鳌罚骸白阅钬?fù)罪私門，階榮望絶，保存性命，以為幸甚，不謂叨竊寵靈，一至於此?！倍×帷栋⒚媚铩返诙拢骸霸谀沁€依舊保存原始時(shí)代的樸質(zhì)的荒野，終身做一個(gè)作了工再吃飯的老實(shí)女人，也不見得就不是一種幸福。

”沙汀《困獸記》十一：“現(xiàn)在，那個(gè)開明的老紳士雖然搬到成都住家去了，但是他所倡導(dǎo)的風(fēng)氣，卻被一直保存下來?！保玻┐蜷_(dǎ

kāi)工作站后，首先單擊工具欄中的“保存”按鈕，如圖6-7所示。圖6-7保存(bǎocún)工作站窗口第三十頁，共40頁。詞語：軟件拼音：ruǎn

jiàn解釋：稱程序系統(tǒng)或軟設(shè)備。是提高計(jì)算機(jī)使用效率、擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能的程序總稱。如程序庫、編譯程序、操作系統(tǒng)等。3）單擊“控制器”菜單中的“Virtual

FlexPendant”，在“選擇系統(tǒng)”界面中選擇要打開虛擬示教器的系統(tǒng)，相應(yīng)(xiāngyīng)的虛擬示教器即可打開。第一次啟動(dòng)虛擬示教器時(shí)，由于軟件設(shè)置的因素，示教器上的“自動(dòng)生產(chǎn)窗口”界面中會(huì)顯示“程序指針不可用”的信息。４）點(diǎn)擊示教器左上角的“ABB”按鈕，將出現(xiàn)示教器的主界面，如圖6-8所示。第三十一頁，共40頁。圖6-8虛擬(xūnǐ)示教器主界面第三十二頁，共40頁。詞語：系統(tǒng)拼音：xìtǒng解釋：血統(tǒng)世系。宋范成大《東宮壽詩》：“兩亥開基遠(yuǎn)，三丁系統(tǒng)長?！弊宰ⅲ骸肮┧囎妗⑻诨实墼栽诤?，今太上、主上、殿下元命皆在丁?！弊猿审w系的組織；同類事物按一定秩序和內(nèi)部聯(lián)系組合成的整體。郭沫若《洪波曲》第十章三：“當(dāng)時(shí)曾虛白和董顯光在擔(dān)任著國際宣傳處的工作，在系統(tǒng)上隸屬于國民黨的宣傳部，而事實(shí)上卻是一個(gè)獨(dú)立的機(jī)關(guān)?！鼻啬痢段覀冃枰獋饔浳膶W(xué)》：“曾經(jīng)有人畫一株樹長出的各個(gè)枝丫來形容生物進(jìn)化的系統(tǒng)，喻為‘生物樹’?！笔冀K一貫的條理，有條不紊的順序。瞿秋白《亂彈·新英雄》：“他們學(xué)會(huì)了組織和團(tuán)結(jié)，有規(guī)劃的整頓自己的隊(duì)伍，有系統(tǒng)的進(jìn)行自己的戰(zhàn)斗?！敝獋b《鐵道游擊隊(duì)》第八章：“他對(duì)小坡能這樣有系統(tǒng)的，把政委所講的告訴大家，感到很驚奇?！鄙餀C(jī)體內(nèi)能夠完成共同生理功能而組成的多個(gè)器官的總稱。如：消化系統(tǒng)；呼吸系統(tǒng)。謂一統(tǒng)于紀(jì)綱。明歸有光《明君恭己而成功論》：“故曰大樂必易，大禮必簡。易故不怨，簡故不爭，四海之內(nèi)，莫不係統(tǒng)，故能帝也?！保担﹩螕簟皞浞?bèi

fèn)與恢復(fù)”菜單，選擇“恢復(fù)系統(tǒng)”，用保存在“E:\ABB

Robotics”中的備份(bèi

fèn)來恢復(fù)系統(tǒng)，如圖6-9所示。圖6-9系統(tǒng)備份(bèi

fèn)窗口第三十三頁，共40頁。６）重復(fù)3）～5），為第二個(gè)系統(tǒng)(xìtǒng)做恢復(fù)。在恢復(fù)過程中，虛擬示教器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，直至

RobotStudio軟件右下角“控制器狀態(tài)”變?yōu)榫G色，表示控制系統(tǒng)(xìtǒng)重啟完成。７）單擊工具欄中的“保存”按鈕。至此，仿真工作站已完成導(dǎo)入操作。第三十四頁，共40頁。詞語：移動(dòng)拼音：yídòng解釋：改換原來的位置?！秴亲印ち蠑场罚骸办浩靵y動(dòng)可擊，陳數(shù)移動(dòng)可擊。”《北史·于謹(jǐn)傳》：“若難於移動(dòng)，據(jù)守羅郭，是其下策?！薄豆沤裥≌f·張道陵七試趙昇》：“弟子爭先來舉，如萬斤之重，休想移動(dòng)得分毫。”清沉復(fù)《浮生六記·閑情記趣》：“屏約高六、七尺，用砂盆種扁豆置屏中，盤延屏上，兩人可移動(dòng)?！敝芏鴱?fù)《上海的早晨》第一部一：“果然樓梯上有人下來了，沉重的腳步聲一步步遲緩地往下移動(dòng)?！闭{(diào)動(dòng)。宋蘇轍《論所言不行札子》：“但見種樸一人移涇原路句當(dāng)公事，至於育（范育）誼（種誼）并未見移動(dòng)?！辈僮鞣绞焦δ苊枋鍪髽?biāo)左鍵點(diǎn)擊選中被點(diǎn)擊的物體Ctrl+Shift+鼠標(biāo)左鍵旋轉(zhuǎn)工作站Ctrl+鼠標(biāo)左鍵整體移動(dòng)工作站Ctrl+鼠標(biāo)右鍵放大或縮小工作站３.仿真(fǎnɡ

zhēn)工作站基本操作（１）RobotStudio基本操作

見表6-1。表6-1

RobotS