工業(yè)機(jī)器人編程與操作 課件 任務(wù)9　 工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制

工業(yè)機(jī)器人編程與操作新編21世紀(jì)高等職業(yè)教育精品教材·裝備制造類主編馬陽邵娟P(guān)ART01任務(wù)1工業(yè)機(jī)器人寫字程序的編制PART02任務(wù)2工業(yè)機(jī)器人木門雕刻程序的編制PART03任務(wù)3工業(yè)機(jī)器人簡單搬運(yùn)程序的編制目錄CONTENTSPART04任務(wù)4工業(yè)機(jī)器人碼垛程序的編制PART05任務(wù)5工業(yè)機(jī)器人碼垛程序的簡化PART07任務(wù)7工業(yè)機(jī)器人箱體類零件焊接程序的編制PART08任務(wù)8工業(yè)機(jī)器人噴漆程序的編制PART09任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制PART10任務(wù)10離線編程軟件的安裝與調(diào)試PART11任務(wù)11離線編程軟件寫字應(yīng)用PART06任務(wù)6工業(yè)機(jī)器人簡單焊接程序的編制PART09任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制·1知識準(zhǔn)備·2任務(wù)實(shí)施·3樣例程序任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制本任務(wù)利用HSR-6機(jī)器人對工件進(jìn)行打磨，機(jī)器人的作用是控制打磨頭，使之在打磨過程中與打磨表面保持正確的角度和恒定的速度，通過學(xué)習(xí)，了解機(jī)器人在打磨領(lǐng)域的應(yīng)用，正確編寫打磨程序，創(chuàng)建目標(biāo)點(diǎn)示教，進(jìn)行程序調(diào)試，最終完成整個打磨任務(wù)?！救蝿?wù)描述】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（1）培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)端正的學(xué)習(xí)態(tài)度、求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)，努力成為新時期具體匠心精神的優(yōu)秀技術(shù)人才。（2）培養(yǎng)民族自豪感，堅(jiān)定文化自信。（3）培養(yǎng)溝通交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識，養(yǎng)成自我學(xué)習(xí)的習(xí)慣，具備分析與解決實(shí)際問題的能力?！舅仞B(yǎng)提升】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（1）能夠熟練應(yīng)用圓弧運(yùn)動指令，能夠編制直線軌跡程序。（2）能夠熟練應(yīng)用PR、LBL、IF、JMP、I/O等指令編寫程序。（3）能夠完成打磨運(yùn)動的示教?！炯寄苣繕?biāo)】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制【學(xué)習(xí)思路】一

知識準(zhǔn)備任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（一）打磨機(jī)器人單元介紹該打磨機(jī)器人單元主要由一臺工業(yè)機(jī)器人，一套工作臺、一套打磨裝置、一個工作間（直接把機(jī)器人和工作臺安裝在其中）以及一套電氣控制系統(tǒng)組成，主要結(jié)構(gòu)如右圖所示。工件放在工作臺上，通過定位裝置固定位置，機(jī)器人帶動打磨裝置進(jìn)行打磨。工件的兩個小平面打磨完成后，機(jī)器人開始打磨曲面，所有表面打磨完成后，機(jī)器人發(fā)出打磨完成信號，可以通過機(jī)器人更換工具，也可以人工收取工件并放入新工件。【知識準(zhǔn)備】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（二）打磨工藝分析隨著工業(yè)自動化水平的提高，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，打磨便是其主要應(yīng)用之一，具體包括機(jī)加工件的棱角打磨、鑄件打磨及特殊工件表面拋光等。對于機(jī)加工件，其表面打磨效果對質(zhì)量有很大影響。目前，手機(jī)中框大多采用鋁合金等材質(zhì)，通過機(jī)加工的方式生產(chǎn)出來。對于這類工業(yè)產(chǎn)品，合理選擇工藝參數(shù)和打磨介質(zhì)，做好路徑規(guī)劃，可以保證工件棱角的圓滑程度。在改善手工打磨易出現(xiàn)不一致性等問題方面有著重要的意義，可以有效降低廢品率，從而節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。打磨領(lǐng)域工作量大，有可能導(dǎo)致職業(yè)傷害，人工成本不斷提高，因此，行業(yè)對打磨機(jī)器人的需求也在逐年增加。因?yàn)榇蚰C(jī)器人應(yīng)用的技術(shù)門檻及工藝門檻較高，所以對相關(guān)設(shè)備的配套要求也很高。以水龍頭為例，其外形曲面和曲線都比較復(fù)雜，要求機(jī)器人能夠完成高精度的、打磨軌跡包含成千上萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)的打磨，這對機(jī)器人的運(yùn)動編程提出了較高的要求。合理的方式是通過離線模擬仿真記憶，在線調(diào)試配合來完成，需要機(jī)器人配置功能強(qiáng)大的離線仿真軟件系統(tǒng)。此外，操作者對打磨工藝的理解程度也會直接影響編程效果，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量?！局R準(zhǔn)備】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（三）運(yùn)動規(guī)劃1.任務(wù)規(guī)劃機(jī)器人打磨的動作可分解為“棱角”和“平面”子任務(wù)，并進(jìn)一步分解為“打磨頭靠近工件”“移動打磨頭貼近工件”“啟動打磨頭旋轉(zhuǎn)”“沿工件軌跡移動”等一系列動作?！局R準(zhǔn)備】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制2.動作循環(huán)規(guī)劃打磨作業(yè)過程中需要對工件的要求面進(jìn)行打磨，因?yàn)楦鞑课幻娴拇蚰セ疽笙嗤?，所以只需要編寫一個輪廓表面的軌跡運(yùn)動程序即可，通過條件判斷來控制工作臺轉(zhuǎn)位換面?？稍O(shè)定一個轉(zhuǎn)位計數(shù)標(biāo)志，當(dāng)工件當(dāng)前面打磨完成后，工作臺轉(zhuǎn)位，根據(jù)之前設(shè)定的加工質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)記數(shù)加1，機(jī)器人回到設(shè)置點(diǎn)開始其他加工面的打磨。達(dá)到打磨計數(shù)時，表明打磨完成，輸出打磨結(jié)束信號?！局R準(zhǔn)備】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制3.路徑規(guī)劃在單面打磨作業(yè)過程中，打磨頭沿著工件表面以直線軌跡往復(fù)移動，運(yùn)動至最終點(diǎn)時，再反向沿著原路徑打磨，直至符合表面要求或質(zhì)量?！局R準(zhǔn)備】二

任務(wù)實(shí)施任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（一）準(zhǔn)備工作1.I/O設(shè)置本任務(wù)需要通過外部I/O信號啟動機(jī)器人，對于多加工面打磨的工件，可以通過機(jī)器人外部附加軸或I/O信號的模擬量來控制工作臺轉(zhuǎn)位。個別表面可通過工件的二次定位裝夾完成打磨。該任務(wù)需要I/O模塊具有開關(guān)量和模擬量的輸入/輸出功能?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制2.打磨工具坐標(biāo)系六點(diǎn)法設(shè)定本任務(wù)將具有旋轉(zhuǎn)功能的打磨頭作為打磨工具，TCP點(diǎn)設(shè)定在打磨頭底部面的中心點(diǎn)位置，相對于默認(rèn)工具0的坐標(biāo)方向和TCP發(fā)生改變，所以需要設(shè)定工具坐標(biāo)系。采用三點(diǎn)或六點(diǎn)法標(biāo)定工具坐標(biāo)系均可，對于精度要求較高的場合六點(diǎn)法更適用。

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制點(diǎn)擊“主菜單”，選擇“設(shè)置”，進(jìn)入工具坐標(biāo)系設(shè)定界面，選中需要標(biāo)號的工具號（工具0不能被標(biāo)定），點(diǎn)擊“坐標(biāo)標(biāo)定”按鈕，彈出“坐標(biāo)標(biāo)定”窗口，選擇“六點(diǎn)標(biāo)定”選項(xiàng)，通過標(biāo)定空間中機(jī)器人末端在坐標(biāo)系中的6個不同位置來計算工具坐標(biāo)系。工具坐標(biāo)系六點(diǎn)標(biāo)定的步驟如下：（1）在機(jī)器人工作范圍內(nèi)找到一個非常精確的固定點(diǎn)，作為參考點(diǎn)。（2）在工具底面的中心位置確定一個參考點(diǎn)（可以拆下打磨介質(zhì)后再標(biāo)定它的中心點(diǎn)）。【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（3）手動操縱機(jī)器人來移動工具上的參考點(diǎn)，使機(jī)器人6種不同的姿態(tài)均與固定點(diǎn)剛好碰上。其中，第四點(diǎn)是工具的參考點(diǎn)，垂直于固定點(diǎn)；第五點(diǎn)是工具的參考點(diǎn)，從固定點(diǎn)向設(shè)定的TCP的X方向移動；第六點(diǎn)是工具的參考點(diǎn)，從固定點(diǎn)向設(shè)定的TCP的Y方向移動。（4）機(jī)器人通過這6組位置點(diǎn)數(shù)據(jù)計算得出TCP的數(shù)據(jù)。TCP的數(shù)據(jù)被保存在這個程序中，供程序調(diào)用?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制3.工作臺工件坐標(biāo)系的設(shè)定工件坐標(biāo)系是用戶在工件空間定義的一個笛卡爾坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系包括（X，Y，Z）和（A，B，C），前者用于表示距原點(diǎn)的位置，后者用于表示繞X-、Y-、Z-軸旋轉(zhuǎn)的角度。與工具坐標(biāo)系相同，機(jī)器人控制系統(tǒng)支持16個工件坐標(biāo)系設(shè)定。如果是單件打磨，則可以不設(shè)置工件坐標(biāo)系，打磨小工件時還可以在工作臺上同時安裝多個工件，這樣做的好處是可以在一次裝夾中完成多個工件的打磨，有效提高工作效率。注意，應(yīng)在打磨前建立對應(yīng)工件數(shù)量的工件坐標(biāo)系?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制點(diǎn)擊“主菜單”，選擇“設(shè)置”，進(jìn)入工件坐標(biāo)設(shè)定界面，采用四點(diǎn)法標(biāo)定工件坐標(biāo)系時，將第一個標(biāo)定點(diǎn)定為工件坐標(biāo)系絕對原點(diǎn)，即工件坐標(biāo)系X軸的起點(diǎn)，將工件TCP（即工具坐標(biāo)中心點(diǎn)）沿工件坐標(biāo)系X+方向移動一定距離，作為X軸方向延伸點(diǎn)，再從工件坐標(biāo)系XOY平面的第一或第二象限內(nèi)選取任意點(diǎn)作為Y方向延伸點(diǎn)，最后設(shè)置第四個點(diǎn)，此點(diǎn)為當(dāng)前工件坐標(biāo)系的絕對原點(diǎn)，由此4個點(diǎn)即可計算出工件坐標(biāo)系?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（二）示教編程1.設(shè)置寄存器R[1]：打磨工件計數(shù)R[2]：設(shè)定的打磨循環(huán)次數(shù)R[3]：打磨計數(shù)

PR[1]：打磨軌跡點(diǎn)【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制2.示教打磨點(diǎn)位置寄存器PR作為全局變量，用于存放位置信息。機(jī)器人控制系統(tǒng)支持100個位置寄存器，寄存器從0開始編號。點(diǎn)擊“位置寄存器”列表中的“PR[1]”，可彈出位置寄存器設(shè)置界面，選擇“直角”坐標(biāo)系，將機(jī)器人坐標(biāo)系切換至“工件坐標(biāo)系”，在工件坐標(biāo)系下手動將機(jī)器人打磨頭移動到點(diǎn)1。點(diǎn)擊“點(diǎn)此確認(rèn)刷新坐標(biāo)”，返回即可顯示修改后的各個軸的坐標(biāo)值。確認(rèn)修改后系統(tǒng)會自動刷新該位置寄存器列表?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制3.程序設(shè)計（1）不使用寄存器編程。所有點(diǎn)位數(shù)據(jù)都使用P點(diǎn)進(jìn)行示教，程序內(nèi)不進(jìn)行寄存器的運(yùn)算。該編程方式的優(yōu)點(diǎn)是可以有效降低程序的錯誤率，非常適合新手；缺點(diǎn)是需要示教的點(diǎn)位較多，準(zhǔn)備工作都要在機(jī)器人上操作且用時較長，而且當(dāng)工件尺寸發(fā)生變化時，所有程序都要重新示教?！救蝿?wù)實(shí)施】JP[0]100%FINEY[2.5]=ONLP[1]200MM/MINFINELP[2]200MM/MINFINE...LP[8]200MM/MINFINEY[2.5]=OFFJP[0]100%FINER[1]=R[1]+1END任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（2）使用寄存器編程。所有的位置數(shù)據(jù)都通過寄存器PR點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)位數(shù)據(jù)運(yùn)算，這個過程中，寄存器會通過指令程序進(jìn)行運(yùn)算，然后把運(yùn)算得到的新值賦值給當(dāng)前寄存器。該編程方式的優(yōu)點(diǎn)是：①示教點(diǎn)數(shù)最少，可以大大降低程序的錯誤率；②工件尺寸發(fā)生變化時可以快速添加或刪除程序，以適應(yīng)加工要求；③準(zhǔn)備工作用時短；缺點(diǎn)在于整個程序的邏輯較復(fù)雜，對程序員的要求較高?！救蝿?wù)實(shí)施】JP[0]100%FINEY[2.5]=ONLPR[1]200MM/MINFINEPR[1,0]=PR[1,0]+50LPR[1]200MM/MINFINE..LPR[1]200MM/MINFINEY[2.5]=OFFJP[0]100%FINER[1]=R[1]+1END任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制4.打磨頭的啟動與停止根據(jù)I/O通信配置表或電路圖確定打磨頭的啟動或停止信號?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制5.寄存器指令R輸入編程首先在示教界面“新建程序”，輸入程序名“damo”，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕。點(diǎn)擊“END”，選擇“寄存器指令”，然后點(diǎn)擊第一個“…”，選擇R[…]，點(diǎn)擊第二個“…”，輸入“1”并確認(rèn)，點(diǎn)擊第三個“…”，選擇“const”，輸入“1”并確認(rèn)，最后點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，程序語句編輯完成。【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制通過復(fù)制、粘貼、編輯本行的功能完成其他寄存器指令R[2]=0、R[3]=2的輸入?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制7.寄存器條件比較指令輸入編程點(diǎn)擊“END”，選擇“條件指令”，然后點(diǎn)擊第一個“…”，選擇“R[…]”，點(diǎn)擊第二個“…”，輸入“1”并確認(rèn)，點(diǎn)擊“=”，編輯為“>”，點(diǎn)擊第三個“…”，選擇“R[…]”，點(diǎn)擊第四個“…”，輸入“3”，點(diǎn)擊第五個“…”，選擇JMPLBL[…]，點(diǎn)擊第六個“…”，輸入“4”并確認(rèn)，程序語句編輯完成?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制8.無條件跳轉(zhuǎn)指令輸入編程點(diǎn)擊“END”，選擇“流程控制指令”，然后選擇“JMPLBL[…]”，輸入“4”并確認(rèn)，程序語句編輯完成?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制9.寄存器指令PR輸入編程點(diǎn)擊“END”，選擇“寄存器指令”，按照右圖進(jìn)行編輯。10.完成后續(xù)打磨程序的編制【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制（三）運(yùn)行程序步驟1：加載程序。用戶可選擇并加載現(xiàn)有的程序文件，啟動加載的程序后，機(jī)器人會根據(jù)程序文件的內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的動作。點(diǎn)擊主菜單中的“自動”按鈕后，在彈出的窗口中選擇“加載程序”，然后選擇需加載的程序文件，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕后即可完成加載。【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制步驟2：自動運(yùn)行程序（⑩）。

示教器正面面板左側(cè)的“啟動/暫停”按鈕和“停止”按鈕可控制程序運(yùn)行的啟、停?！斑B續(xù)/單步”按鈕和“單周/循環(huán)”按鈕可設(shè)置程序自動運(yùn)行的方式。選擇單步運(yùn)行模式，系統(tǒng)會在運(yùn)行完一行程序后停止；若選擇連續(xù)運(yùn)行模式，系統(tǒng)會連續(xù)運(yùn)行完程序。選擇單周運(yùn)行模式，系統(tǒng)會在運(yùn)行完當(dāng)前程序后停止；若選擇循環(huán)運(yùn)行模式，系統(tǒng)運(yùn)行完程序后，會再次從程序首行開始運(yùn)行?！救蝿?wù)實(shí)施】三

樣例程序任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制打磨程序樣例R[1]=0；R[2]=2；R[3]=0；JP[0]100%FINE；LBL[1]；IFR[2]<R[3]JMPLBL[2]；【樣例程序】記錄打磨總數(shù)據(jù)，運(yùn)行一次程序后刪除設(shè)定打磨循環(huán)次數(shù)打磨循環(huán)計數(shù)機(jī)器人回零標(biāo)簽1判斷是否到達(dá)打磨次數(shù)任務(wù)9工業(yè)機(jī)器人打磨程序的編制Y[2.5]=ON；WAIT2sec；LPR[1]100mm/secFINE；PR[1,0]=PR[1,0]+300；LPR[1]100mm/secFINE；PR[1,1]=PR[1,1]+50；LPR[1]100mm/secFINE；PR[1,0]=PR[1,0]-300；LPR[1]100mm/secFINE；PR[1,1]=PR[1,1]+50；LPR[1]100mm/secFINE；PR[1,0]=PR[1,0]+300；LPR[1]