机器人实验报告_焊接机器人
HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
《工业机器人技术》课程实验报告
班级
学号
姓名
宣城校区机械工程系
二零一七年十一月
六自由度工业机器人实验
1. 实验设备简介
用于演示运动控制的松下焊接机器人为六自由度串联机器人，其操作臂由手臂、手腕组成。通过六个关节伺服电机的协调控制，改变末端执行器的空间位姿。如图1所示。
图1 六自由度焊接机器人
2. 实验目的
(1) 了解焊接机器人的组成，包括机器人本体、控制柜、外接设备等；以及机器人操作臂的组成，包括手臂、手腕；
(2) 了解工业机器人的工作原理，关节伺服电机与末端执行器之间的运动
关系；
(3)了解工业机器人的手动控制方式和示教再现编程功能。
3. 问题
(1) 画出焊接机器人的机构运动简图，建立D-H坐标系，列出D-H参数表；
(2) 简述焊接机器人示教编程方式的优缺点。
puma250机器人运动学分析
焊接机器人运动分析 摘要：针对puma250焊接机器人，分析了它的正运动学、逆运动学的问题。采用D-H坐标系对机器人puma250 建立6个关节的坐标系并获取D-H 参数，并对其运动建立数学模型用MATLAB编程，同时仿真正运动学、逆运动学求解和轨迹规划利用pro-e对puma250建模三维模型。 关键词：puma250焊接机器人；正逆解；pro-e；Matlab；仿真 一、建立机器手三维图 Puma250机器人,具有6各自由度，即6个关节，其构成示意图如图1。各连杆包括腰部、两个臀部、腕部和手抓。设腰部为1连杆，两个臀部分别为2、3连杆，腰部为4连杆，手抓为5、6连杆，基座不包含在连杆范围之内，但看作0连杆，其中关节2、3、4使机械手工作空间可达空间成为灵活空间。1关节连接1连杆与基座0,2关节连接2连杆与1连杆，3关节连接3连杆与2连按，4关节连接4连杆与3连杆，5关节连接5连杆与4连杆。各连杆坐标系如图 2 所示。
图1 puma250 机器人二、建立连杆直角坐标系。
三、根据坐标系确定D-H表。 四、利用MATLAB 编程求机械手仿真图。>>L1=Link([pi/2 0 0 0 0],'standard'); L2=Link([0 0 0 -pi/2 0],'standard'); L3=Link([0 -4 8 0 0],'standard'); L4=Link([-pi/2 0 8 0 0],'standard'); L5=Link([-pi/2 0 0 -pi/2 0],'standard'); L6=Link([0 2 0 -pi/2 0],'standard'); bot=SerialLink([L1 L2 L3 L4 L5 L6],'name','ROBOT'); ([0 0 0 0 0 0])
机器人操作调节说明书
机器人操作调节说明 1．开启机器人电箱电源，待机器人启动完毕后将将选择开关扭至手动模式，机器人处于手动工作状态；2．程序说明： a．nWheelH1放下高度 b．nWheelH2抓取高度 c．nWheelD扫粉深度（高度） d．wobjCnv1固化线解码器（坐标） e．wobjCnv2喷粉线解码器（坐标） f．tool_Grip机器人坐标 g．phome机器人原点位置 h．pReady1机器人准备位置1 i．pcln1机器人清扫位置1 j．pReady2机器人准备位置2 k．Pick机器人抓取位置 l．pLeave机器人离开位置 m．Dplace机器人放下位置 n．rOpenGripper打开夹爪 o．rCloseGripper放开夹爪 3．机器人启动完毕，按一下左上角ABB，弹出选择目录，可进入不同控制目录； 4．选择程序调试，进入各单元程序，可手动调节及测试各单元程序及位置点； 进入程序调试后选择phome，运行程序为使机器人回原点，修改phome位置为改变原点位置； 选择TSingle为校正追踪固化线输送机及追踪喷粉线输送机，具体操作步骤为： 开启固化线输送机后单步运行程序 DeactUnit CNV1; DropWObj wobjCnv1; ActUnit CNV1; 跳步将PP移至WaitWObj wobjCnv1;时连续执行程序 待出现警报立即停止固化线输送机，停止运行程序可手动操纵机器人到固化线轮毂放下位置，修改相应位置； 再次运行一次该程序，正常后完成放下轮毂位置的设定； 关于追踪喷粉线输送机位置的步骤如上； 注意：同步感应开关位置不能变更！！！ 选择ClnWheel为校正清扫位置，设定好相应位置后，修改相应位置；
焊接机器人逆运动学位姿分析
1.1连杆的坐标系 应用D-H 法来建立机器人杆件的坐标系。在这种坐标系中，可以把机械手的任一连杆i （i=1，2，3···，n ）看作是一个刚体，与它相邻的两个关节i 、i-1的轴线i 和i-1 之间的关系也由它确定，如图1，可以用以下四个参数描 式中，cθi =cosθi ，sθi =sinθi ，i=1，2，3，···，n 图1连杆坐标系{i}到{i-1}的变换 i αi-1/（rad ）a i-1/（cm ）d i /（cm 12340 90°090°042.5410014.520011.895.3表1机器人连杆参数表
定义了连杆坐标系和相应得连杆参数，就能建立运动学方程，焊接机器人末端关节的坐标系{n}相对于基础坐标系{0}中的齐次变换公式为： 对于6自由度的焊接机器人公式可以写为 （2 变换矩阵0 n T是关于n个关节变量的函数，这些变量 可以通过放置在关节上的传感器测得，则机器人末端连杆再基坐标系中的位置和姿态就能描述出来。 E n表示焊接机器人末端关节的姿态， 器人在世界坐标系中的位置。[3] 2机器人的逆运动学分析 逆运动学求解是已知机器人末端的位置和姿态即 求解机器人对应于该位置和姿态的关节角 只要0 n T表示的末端连杆坐标系的位置和姿态位于机 械手的可达空间内，则运动学方程至少有一个解， 达空间内，机械手具有任意姿态，导致运动学方程可能出现重解。 机器人的运动学方程是一组非线性方程式， 求解过程中，我们逐次在公式（4）的两端同时左乘一 即为 在上式两边的矩阵中寻找简单的表达式或常数， 对应相等，计算过程如下： （ （ （ （ （ （3求取各关节的解集 依靠D-H法求解关节角的过程是和焊接机器人本身的结构相关的，换句话说，也就是特定配置的机器人需要特定的解决方案。通过公式（6）-（16）可以看出每个关节角的结果是不唯一的，如果采用已有的求解方法，显而易见该过程是缓慢的，复杂的。本文提出了一种计算最终执行器位置的所有精确值的算法。该算法是在MATLAB 程实现的。通过该算法得到各节点的解是更快速、有效的。 用变换矩阵 6T定义一条具有两个端点A和B 轨迹，如公式（17）和（19）。从而θ能够被求出，如公式20）
AI机器人系统使用说明书
智营呼叫中心系统 使用说明书 目录 目录 (1) 前言 (3) 功能说明 (4) 1. 登陆 (4) 2. 客户管理 (4) 2.1客户列表 (4)
2.2跟进记录 (6) 3. 坐席管理 (6) 3.1坐席列表 (6) 3.2分机管理(软电话或语音网关登录的账号) (7) 3.3主叫号码 (7) 3.4坐席统计 (8) 3.5班组管理 (8) 3.6分机统计 (9) 4. 通话记录 (9) 5. 财务管理 (9) 6. 企业管理 (9) 6.1添加企业 (9) 6.2企业管理 (10) 7. 大数据 (10) 8. AI机器人 (11) 8.1纠正列表 (11) 8.2数据列表 (11) 8.3呼叫队列 (12) 8.4呼叫记录 (12) 8.5模板列表 (13) 9. 知识库 (15) 9.1分类管理 (15) 9.2问题列表 (16) 10. 短信管理 (17) 11. 系统设置 (17) 11.1修改密码 (17) 11.2系统配置 (17) 11.3定义字段 (18)
前言 本手册针对的用户需要具备一定的后台管理系统操作常识。本手册从使用者的角度，充分地描述系统所具有的特点、功能及使用方法并配截图页面说明,从而使用户通过说明书能够了解系统的操作及用途，并且能够确定在何种情况下，如何使用它；同时向用户提供系统每一个运行的具体过程及相关知识。
功能说明 1.登陆 用户在浏览器输入后台http地址，按回车键，跳转到登录页面，输入用户名、密码，点击“登陆”按钮进入系统，如图1。 图1 注意: 企业登录,直接用企业账号+密码. 坐席登录坐席工号@企业账号+密码. 或者坐席绑定的主叫号码+密码登录. 2.客户管理 2.1客户列表 1）客户管理：查看和编辑客户的详细信息。（如图2） ①添加客户：手动添加单个客户。（如图3） ②导入：下载导入模板，并按模板编排好客户资料，成批导入客户。（如 图4） ③分配：可将客户分配至坐席进行人工拨打。（图5）
wn焊接点焊电极的修磨与更换作业指导书_现用
wn焊接点焊电极的修磨与更换作业指导书_现用
上海捷众汽车冲压件有限公司Shanghai JieZhong Automotive Pressing Co., Ltd 点焊电极的修磨与更换 作业指导书 1主题与范围 通过规定焊接点焊电极的修磨标准、修磨方式、修磨频次、回用标准、更换方式，保证焊接生产时使用的点焊电极符合焊接工艺标准，保证焊点质量。 本文件适用于生产部焊接班组所使用的点焊电极。 2引用文件 （无） 3定义 点焊电极的修磨：通过使用规定工具打磨点焊电极端面，保证电极端面直径符合焊接工艺要求（见5.2.1.1）的过程。 点焊电极的回用：对于需要修磨的点焊电极，通过使用检测工具测量电极剩余长度，来判定电极能否回用的过程。 点焊电极的更换：使用规定工具拆下旧电极（不符合工艺要求的电极），装上新电极的过程。 4职责 4.1焊接班组长负责点焊电极修磨及更换工作的落实。 4.2焊接操作工负责点焊电极的拆装。 4.3夹具修理工负责点焊电极能否回用的分类工作。 4.4夹具修理工负责能够回用的点焊电极的具体修磨工作。 4.5值班长负责督促和检查点焊电极的修磨及更换工作的执行情况。 5点焊电极的修磨、回用、更换程序
Shanghai JieZhong Automotive Pressing Co., Ltd作业指导书 5.1点焊电极 5.1.1点焊电极端面直径 5.1.1.1Φ16mm（外表直径）×23mm（长）电极：原始（机加工后）端面直径为6mm。 5.1.1.2Φ13mm（外表直径）×20mm（长）电极：原始（机加工后）端面直径为5mm。 5.1.1.3特殊形式电极：参见具体图纸规定。 5.1.2电极墩粗：点焊电极在使用过程中由于电极端面工作区域受力及受大电流的热影响,电极端面形状发生变化，端面直径变大，接触表面产生化合物,降低焊接时焊点区域内通过的电流密度值,从而产生虚焊现象,影响焊接质量。 5.2点焊电极的修磨 5.2.1修磨标准 5.2.1.1Φ16mm电极：电极端面直径允许范围为6～8mm。 5.2.1.2Φ13mm电极：电极端面直径允许范围为5～7mm。 5.2.1.3特殊型式电极：电极端面直径允许范围为原始直径～+2mm。 5.2.2端面直径检测工具 5.2.2.1检测工具：电极卡板 5.2.2.2检测方式：将电极卡板上放在电极端面上，保证卡板上的标准孔与端面基本同心。 5.2.2.3合格判定：Φ6～Φ8的标准孔内可以看到整个电极端面，判断该电极可以使用。 5.2.2.4不合格判定：电极端面小于Φ6标准孔，或Φ8标准孔内无法可以
焊接机器人离线编程应用技术经验
精心整理 焊接机器人离线编程应用技术 一、引述 随着国内外机械装备制造事业飞速发展，对各种机械设备的生产周期、产品质量、制造成本，提出了更高的要求。为了适应这种形势，设法提高及保证焊接接头质量的稳定性，机器人的柔性优势正是解决这一问题的的良好方案。 二、机器人系统简介 通用工业机器人，按其功能划分，一般由3个相互关连的部分组成：机械手总成、控制器、 教者的经验目测决定，对于复杂路径难以保证示教点的精确结果。而离线编程是将机器人所有编程的工作内容在计算机软件在完成，过程一般包括：机器人及设备的作业任务描述、建立变换方程、求解未知矩阵及编制任务程序等。在进行图形仿真以后，根据动态仿真的结果，对程序做适当的修正，以达到满意效果，最后在线控制机器人运动以完成作业。节省了在机器人上编程的时间、离线编程的程序易于修改、通过仿真模拟后，防止昂贵的设备发生碰撞而损坏、结合CAD 软件系统和其它人工智能技术与机器人系统一体化，来提高工作效率和焊接质量。由此看来当焊缝是直线或者简单曲线，焊缝上方没有干涉物且焊缝的精度要求不太高的情况下，采用在线示教的编程方式是非常理想的，但在许多复杂的作业应用中不是那么令人满意了。
因此，机器人离线编程及仿真是提高机器人焊接系统柔性化的一项关键技术，是现代机器人焊接制造业的一个重要方法。一般工业机器人焊接时，机器人对焊接过程动态变化、焊件变形和随机因素干扰等不具有自适应能力。随着焊接产品的高质量、多品种、小批量等要求增加，又对机器人焊接技术提出了更高要求。这就需要对本体机器人焊接系统进行二次开发，包括给焊接机器人配置适当的传感器，柔性周边设备以及相应软件功能，如焊缝跟踪传感、焊接过程传感与实时控制、焊接变位机构。这些功能大大扩展了基本的焊接机器人的功能，这样的焊接机器人系统智能程度的高低由所配置的传感器、控制系统以及软硬件所决定。根据目前的整体技术还不太容易满足机器人焊接的所有智能要求，但这是个重要的发展趋势。 其它 发那科公司的Roboguide以及日本OTC公司使用的离线模拟仿真软件就叫OTC。国内机器人厂家暂时还没有完全自主知识产权的模拟仿真软件。因为这些机器人公司业务主体是机器人与控制系统，而并非专业的软件公司，这些机器人厂家为了使自己的机器人更加适应市场需求，同时出于对机器人系统技术保护的考虑，而开发了只可用于自己公司机器人系统的离线模拟示教软件。这些软件虽然没有三维建模功能，但可以导入其它CAD软件设计的模型文件，通过虚拟示教方式离线编程，对于简单焊缝的作业倒也实用。
机器人示教器操作说明
一．示教操作盘面板介绍 示教操作盘是主管应用工具软件与用户之间的接口的操作装置。示教操作盘经由电缆与控制装置内部的主CPU印刷电路板和机器人控制印刷电路板连接。示教操作盘在进行如下操作时使用。 ●机器人的JOG进给 ●程序创建 ●程序的测试执行
●操作执行 ●状态确认 示教操作盘由如下构件构成。 ●横向40字符、纵向16行的液晶画面显示屏 ●61个键控开关 ●示教操作盘有效开关 ●Deadman开关 ●急停按钮 1.示教操作盘有效开关 在盘左上角，如右图所示： 其将示教操作盘置于有效状态。示教操作盘处在无效状态下，不能进行JOG进给、程序创建和测试执行等操作。 2.Deadman开关 在盘背面，如右图所示两黄色键： 示教操作盘处在有效状态下松开此开关时，机器人将进入急停状态。 3.急停按钮 在盘右上角，如右图所示红色键：
不管示教操作盘有效开关的状态如何，都会使 执行中的程序停止，机器人伺服电源被切断，使 得机器人进入急停状态。 示教操作盘的键控开关，由如下开关构成。 ●与菜单相关的键控开关 ●与JOG相关的键控开关 ●与执行相关的键控开关 ●与编辑相关的键控开关 1.与菜单相关的键控开关： 1.）、、、、 功能( F )键，用来选择液晶画面最下行的功能键菜单。 2．） 翻页键将功能键菜单切换到下一页。 3.）、 MENU（画面选择）键，按下，显示出画面菜单。 FCTN（辅助）键用来显示辅助菜单。 4.）、、、、、、、、SELECT（一览）键用来显示程序一览画面。 EDIT（编辑）键用来显示程序编辑画面。 DATA（数据）键用来显示寄存器等数据画面。 OTF键用来显示焊接微调整画面。 STATUS（状态显示）键用来显示状态画面。 I/O（输入/输出）键用来显示I/O画面。 POSN（位置显示）键用来显示当前位置画面。 DISP单独按下的情况下，移动操作对象画面。在与SHIFT键同时按下的情况下，分割画面（1个画面、2个画面、3个画面、状态/1个
二、机器人焊接系统要求
焊接机器人技术要求 一、设备名称、数量及用途 焊接机器人 1套用于山东玲珑机电有限公司（甲方） 二、供货范围 1、焊接机器人（焊枪、送丝机、储丝桶、水冷机、清枪剪丝装置、防碰撞传感器等） 2、机器人滑台系统 3、变位机 4、集成控制系统 5、示教器 6、焊接软件 7、配套的工装夹具 8、安全护栏及其它保护装置 9、烟尘处理系统 10、附件、备品备件 11、其它 一、系统方案 1.依据 1.1 甲方所提供的被焊工件照片、图纸及相关技术要求。 1.2 以产品的焊接工艺分析和工艺流程的合理性为基础，力求高柔性、高性价比、高可靠性，并且日后可扩展升级。 2.主要焊接工件及焊接要求 2.1.1工件外形图如下：（甲方可提供图纸）
热板 2.2工件的焊接要求： 2.2.1 气体保护电弧焊接(MAG)。 2.2.2 焊接牢固，无设备自身原因导致的夹渣、裂纹、咬边、漏焊等焊接缺陷。 2.2.3 焊缝均匀平整、无焊瘤等外观缺陷。 2.2.4 焊缝尺寸及质量应符合甲方图纸及技术要求。 2.2.5焊接位置：船形位焊接 3.工序及工艺路线的划分 3.1工序： 人工点焊零部件---吊运工件至变位机-→手动夹紧工件-→确认程序号-机器人焊接工件（变位机协调联动）- →焊接工件结束-→机器人复位→人工装卸工件，程序结束。 底座、横梁和热板在变位机上面焊接。 底座、横梁需要分两次焊接，第一次焊接底座、横梁的内部焊缝，第二次焊接底座、横梁的外部焊缝。需要人工分两次装卸工件。 3.2操作： 操作人员按下操作盒上的启动按钮，滑台上的焊接机器人按照预先设定好的程序运行，机器人夹持焊枪到达焊缝始端开始焊接，在焊接过程中变位机可以适时转动工件，使得工件上的焊缝有利于机器人的焊接作业，焊接结束，机器人复位，人工装卸工件。 该变位机可以同机器人配合工作。变位机带动工件适时翻转，可以将工件焊缝调整为机器人最佳位置焊接焊缝（船型焊缝），方便机器人焊接工件，此变位机还可以适应工件的多层多道焊接、对称焊接等焊接要求，减少工件焊接变形。 3.3机器人弧焊软件包： 机器人带有起始点寻位功能。该功能具备接触传感功能，具有自动寻找焊缝起始位置的功能，从而解决工件初始定位偏差问题。 机器人带有电弧跟踪功能。能够自动补偿由于工件的不一致性、焊接变形带来的偏差。 焊接工艺特点：通过触碰寻位对于其中特征位置的焊缝集中进行寻位；按照工艺需求，遵循焊接应力变化、表面要求及焊接可达性要求，依次进行焊接；大部分焊缝都尽最大可能调整为船型位置。焊接过程中，部分关键尺寸进行必要的二次寻位，以保证起弧位置准确。并利用变位机大幅反转的间隙，设置程序，进行清枪剪丝喷硅油的工作。 3.4焊接工艺 3.4.1工件参数条件 1)工件材料：Q345；
松下焊接机器人操作规程
松下机器人操作规程 一、资格要求： 1.1设备操作人员必须经过松下机器人的专业培训，取得机器人操作合格证后 上岗。 1.2没有使用部门的领导安排，不得擅自对设备的内部设定修改。 1.3禁止有参加培训的人员，擅自非法操作设备。 二、设备操作前的检查： 2.1机器人本体、控制柜、焊接电源示教盒及各附件连接电缆的外观良好。 2.2消耗品(焊丝、气体、导电嘴等)的确认，库存是否足够。 2.3部品件的夹具工作状况确认。 2.4设备急停按钮的有效确认。 2.5设备周边环境的确认(无易燃、易爆物及其他与工作不相关物品)。 2.6操作人员必要劳保用品的确认。 三、设备操作规程的规定： 3.1遵守设备上的危险、警告、注意、强制、禁止标志. 3.2依照正常的顺序对设备进行开机、关机。 3.3设备启动前一定要确认机器人工作范围内无干涉。 3.4设备工作中停顿，在示教盒上一般会有相应画面的显示，在画面显示的信 息没有得到记录并处理时，不要继续操作设备。 3.5操作人员除对焊接程序的修正外，禁止作其它影响设备正常工作的操作。 3.6因工作需要，对设备进行相应的改造时，需知会设备供应商，作相应的确 认。 3.7设备出现焊接过程中出现与平常不一样情况时，一定要找到造成这种不一
样状况的原因才能操作设备(工件、夹具、消耗品、设备)。 3.8对设备的清洁,严禁用水或其他液态清洁剂或含有水份的压缩空气。 3.9禁止对机器人本体擅自添加任何油品。 3.10机器人示教盒及电缆属于易损件，平时应加以保护，特别是不使用时要 放置于安全位置。 3.11设备每次开始运行或停顿，均要停放在安全位置。 3.12设备运作过程中，出现任何异常，应停止工作，记录异常情况，并知会 设备供应商，确认是否可继续工作。 四、设备点检与保养： 4.1每天开机前对设备的外观良好确认。 4.2每周对焊接电源及机器人本体清洁。 4.3依照设备定期保养表对设备进行保养。 4.4设备点检与保养建议由专业人员对应。 五、相关记录 5.1点检表（客户根据设备点检内容按ISO的规定自行作成点检表） 5.2保养及维修记录（客户按ISO的规定对每台设备自行作成保养及维修记录 表）
发那科机器人与SFR-SE-SP-0017 气动焊枪的设定-作业指导书
气动焊枪的设定指导说明 1. 定义 SPOT TOOL+，是嵌入机器人控制装置中的用于应用程序的软件包。除了记载在 FANUC Robot Series R-30i B/ R-30i B Mate控制装置（基本操作篇）操作说明书（ B-83284CM）中的基本操作外，还能进行与点焊相关的多种多样的作业。气动焊枪点焊设置，直接在SPOT TOOL+设置就可以。 2.工作准备 2.1 修改SPOT TOOL点焊应用
图1：程序细节中点焊是否启用 查看程序细节中点焊是否启用，就判断点焊应用是否启用。 SPOT TOOL+中默认为点焊。多个应用工具的情况下，将在此程序中使用的应用工具设置为有效。 图2：控制启动模式修改SPOT TOOL+应用 2.2.焊柜通信信号设置正确 3.外部条件 3.1 焊柜动力电源接通 3.2 控制柜电源接通
3.3 焊机与控制通讯正常 3.4 气动焊枪气压正常 4. 所需技能 4.1 FANUC 机器人基本操作 4.2 点焊基本操作 4.3 气动焊枪原理 5. 工作步骤 5.1.气动焊枪设置 气缸进出气管接口 气缸夹紧和松开到位检测开 关 冷却水管回路 控制气缸动作阀片 图3：气动焊枪安装示意图 安装好启动焊枪，连接冷却水回路，平衡气缸回路气管以控制阀，气缸检测回路。
5.2 FANUC机器人点焊焊机接口设置 在SETUP中选择“点焊初始设置”或者在控制启动模式中选择“点焊初始设置”,变更后，执行冷启动操作。 图4：SPOT CONFIG配置图1 图5：SPOT CONFIG配置图 2
图6：SPOT CONFIG配置图 3 气动焊枪点焊时，是靠气缸伸缩推动焊钳夹紧和关闭，无伺服电机，气动焊枪点焊时，无需在控制启动模式，添加伺服枪轴，只需在点焊 初始设置界面设置一些与气动焊枪相关的设置
焊接机器人离线编程应用技术
焊接机器人离线编程应 用技术 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
焊接机器人离线编程应用技术 一、引述 随着国内外机械装备制造事业飞速发展，对各种机械设备的生产周期、产品质量、制造成本，提出了更高的要求。为了适应这种形势，设法提高及保证焊接接头质量的稳定性，机器人的柔性优势正是解决这一问题的的良好方案。 二、机器人系统简介 通用工业机器人，按其功能划分，一般由 3 个相互关连的部分组成：机械手总成、控制器、示教系统（即示教盒）。机械手总成是机器人的执行机构，它由驱动器、传动机构、机器人臂、关节、末端操作器、以及内部传感器等组成，它的任务是精确地保证末端操作器所要求的位置，姿态和实现其运动；控制器是机器人的神经中枢，它由计算机硬件、软件和一些专用电路构成，其软件包括控制器系统软件、机器人专用语言、机器人运动学、动力学软件、机器人控制软件、机器人自诊断、自保护功能软件等，它处理机器人工作过程中的全部信息和控制其全部动作；示教系统是机器人与人的交互接口，在示教过程中它将控制机器人的全部动作，并将其全部信息送入控制器的存储器中，它实质上是一个专用的智能终端。 三、机器人编程的类型与应用方法 目前的机器人编程可以分为示教编程与离线编程两种方式。示教编程是指操作人员利用示教盒控制机器人运动，使焊枪到达完成焊接作业所需位姿，并记录下各个示教点的位姿数据，随后机器人便可以在“再现”状态完成这条焊缝的焊接。离线编程是利用三维图形学的成果，在计算机的专业软件中建立起机器人及其工作环境的模型，通过软件功能对图形的控制和操作，在不使用实际机器人的情况下进行编程，进而自动计算出符合机器人语言的文本程序，再通过计算机的仿真模拟运行后将最终的数据程序传至机器人控制系统直接使用。示教编程与离线各有特点。在示教过程中，编程效果受操作人员水平及状态的影响较大，示教时，为了保证轨迹的精度，通常在一段较短（如100mm）的样条曲线焊缝上需要示教数十个数据点，以保证焊接机器人运行平滑及收弧点位置的一致。每段在线示教编程都需要花很长的时间。因要尽量保证示教点在焊缝轨迹上，并且要让焊枪姿态的连续变化，对操作人员的水平要求很高。另外，示教的精度完全靠示教者的经验目测决定，对于复杂路径难以保证示教点的精确结果。而离线编程是将机器人所有编程的工作内容在
A 机器人操作培训 S C IRB 说明书 完整版
S4C IRB 基本操作 培训教材 目录 1、培训教材介绍 2、机器人系统安全及环境保护 3、机器人综述 4、机器人启动 5、用窗口进行工作 6、手动操作机器人 7、机器人自动生产 8、编程与测试 9、输入与输出 10、系统备份与冷启动 11、机器人保养检查表 附录1、机器人安全控制链 附录2、定义工具中心点 附录3、文件管理 1、培训教材介绍 本教材解释ABB机器人的基本操作、运行。 你为了理解其内容不需要任何先前的机器人经验。 本教材被分为十一章，各章分别描述一个特别的工作任务和实现的方法。各章互相间有一定联系。因此应该按他们在书中的顺序阅读。 借助此教材学习操作操作机器人是我们的目的，但是仅仅阅读此教材也应该能帮助你理解机器人的基本的操作。 此教材依照标准的安装而写，具体根据系统的配置会有差异。
机器人的控制柜有两种型号。一种小，一种大。本教材选用小型号的控制柜表示。大的控制柜的柜橱有和大的一个同样的操作面板，但是位于另一个位置。 请注意这教材仅仅描述实现通常的工作作业的某一种方法，如果你是经验丰富的用户，可以有其他的方法。 其他的方法和更详细的信息看下列手册。 《使用指南》提供全部自动操纵功能的描述并详细描述程序设计语言。此手册是操作员和程序编制员的参照手册。 《产品手册》提供安装、机器人故障定位等方面的信息。 如果你仅希望能运行程序，手动操作机器人、由软盘调入程序等，不必要读8-11章。 2、机器人系统安全及环境保护 机器人系统复杂而且危险性大，在训练期间里，或者任何别的操作过程都必须注意安全。无论任何时间进入机器人周围的保护的空间都可能导致严重的伤害。只有经过培训认证的人员才可以进入该区域。请严格注意。 以下的安全守则必须遵守。 ?万一发生火灾，请使用二氧化碳灭火器。 ?急停开关（E-Stop）不允许被短接。 ?机器人处于自动模式时，不允许进入其运动所及的区域。 ?在任何情况下，不要使用原始盘，用复制盘。 ?搬运时，机器停止，机器人不应置物，应空机。 ?意外或不正常情况下，均可使用E-Stop键，停止运行。在编程，测试及维修时必须注意既使在低速时，机器人仍然是非常有力的，其动量很大,必须将机器人置于手动模式。 ?气路系统中的压力可达0.6MP，任何相关检修都要断开气源。 ?在不用移动机器人及运行程序时，须及时释放使能器(Enable Device)。?调试人员进入机器人工作区时，须随身携带示教器，以防他人无意误操作。?在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。 ?突然停电后，要赶在来电之前预先关闭机器人的主电源开关，并及时取下夹具上的工件。 ?维修人员必须保管好机器人钥匙，严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意翻阅或修改程序及参数。 安全事项在《用户指南》安全一章中有详细说明。 如何处理现场作业产生的废弃物 现场服务产生的危险固体废弃物有：废工业电池、废电路板、废润滑油和废油脂、粘油回丝或抹布、废油桶。
焊接机器人的运动控制系统
焊接机器人的运动控制系统 作为焊接机器人的用户，为正确选择、合理使用并做到能常规维护焊接机器人，必须对焊接机器人的运动控制系统有一定层次的了解。 焊接机器人是装上了焊钳或各种焊枪的工业机器人。工业机器人的运动控制系统涉及数学、自动控制理论等，内容很多。要在较短的篇幅中，全面而系统地介绍工业机器人的运动控制系统，实在是非工业机器人控制专业人员所能及的事情，因此，本章内容是从焊接机器人的用户角度出发，尽量以图代解、简明地阐述有关机器人运动控制系统的一般性问题。 焊接机器人运动轴的定义 点焊与弧焊两种机器人都是由典型6关节型（也称6轴）工业机器人装上焊钳或焊枪而构成，因此，讨论焊接机器人运动系统构成，亦即讨论典型6关节工业机器人的运动系统构成。顾名思义，典型6关节工业机器人有6个可活动的关节，每个关节的运动名称都有定义，在图2中，给出了典型6关节工业机器人各关节的编号与动作状态（编号后面的英文大写字母就是规定动作英文名称的第一个字母），每个关节的运动都由一个伺服电（动）机驱动，每个电机都有各自的伺服控制系统。机器人最后“手”关节上所安装的工具中心点（TCP）（对点焊钳与电焊枪的TCP点，在相应的机器人结构中都作了规定）的运动轨迹是多个关节伺服系统协同动作的结果。而机器人运动控制系统（器）的作用就是如何根据编程指令来指挥控制6个伺服电（动）机协同动作，以完成工具中心点所要求实现的运动轨迹。 焊接机器人的运动轴参数 焊接机器人的运动轴参数主要包括：各轴最大运动范围、最大速度、相关轴的容许转距、相关轴的容许惯性力矩等 焊接机器人运动控制系统的组成 对机器人运动控制系统的一般要求 机器人控制系统是机器人的重要组成部分，主要用于对机器人运动的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下： 记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有
机器人厚板普通焊接作业标准
1.0 目的 为了进一步规范车间厚板焊接机器人标准化工作，规范机器人焊接作业的管理，特制订本规则。 2.0 适用范围 本规则适用于本公司以厚板焊接机器人坡口形式制作的厚板机器人焊接工件形式。 3.0 编写依据 《焊接工程师手册》， 《焊接手册》。 4.0 内容 4.1厚板焊接机器人焊接工件制备要求： 4.1.1 用于切割下料的钢板应经质量部门检查验收合格，其各项指标满足国家规范的相应规定。 4.1.2 钢板在下料前应检查钢板的牌号、厚度和表面质量，如钢材的表面出现蚀点深度超过国标钢板负 偏差的部位不准用于产品。钢板的平整度应至少保证在2000mm测量长度上不高于11mm。 4.1.3 筋板下料完毕后对筋板进行检查，筋板尺寸必须满足加工尺寸要求。 4.1.4工件的机器人焊接坡口全部采用机加工放置进行制作，要求尺寸±0.5mm 4.1.5 工件组对要求严格，具体如下几个方面： a）在组对前，先检查筋板的平面度，工件弯曲变形超差的应进行校正。 b）组对前要在坡口下加焊接衬板，组对时保证工件图纸尺寸的整体高度要求。 c）组对时坡口正上方不允许加拉筋，避免机器人焊接时焊枪碰到筋板。 d）组对完毕后要对筋板进行固定焊，焊接时要注意采用对称焊接的方式进行，以避免工件因固定焊而变形。 4.2焊接操作工艺： 4.2.1 将工件吊装到厚板焊接机器人焊接平台上时，首先确厚板焊接机器人的有效行程可以焊接工件焊 缝长度。工件以接近平行或垂直于焊接机器人轨道的方向放置。（一般以平行方向为主） 4.2.2 检查焊缝内部质量情况，焊缝内不允许有突起等焊接颗粒，焊缝底部焊接衬板与筋板之间不允许 有超过1mm的缝隙，焊接衬板对接处不允许有超过1mm的间断。 4.2.3 根据板厚和焊缝形式调整焊接工艺参数，焊接工艺参数包括焊枪长度、焊接形式、焊接电流及电 压、焊机行走速度、气体保护气体量、预热温度等，工艺参数选择主要根据是工件焊缝形式和钢板厚度，根据工厂实际设备设施情况而定的工艺参数见表1： 表1厚板焊接机器人焊接工艺参数选择表
电焊机校准作业指导书正文
1.概述 电焊机焊接电流的大小直接关系到焊接件的质量。对电焊机的校准，主要是比较实测输出电流与电焊机仪表指示电流或调节器指示电流之间的关系。为确保本公司电焊机电流、电压示值准确可靠，为生产过程提供可靠数据，特制定本作业指导书。 2.适用范围 适用于本公司新购买和使用中的电焊机空载电压和负载电流的校准,主要用于电焊机现场校准。不适用于焊接机器人的校准。 3.引用文件 JJG124-2005《电流表、电压表、功率表及电阻表》; GB15579.1-2004《GB 15579.1-2004弧焊设备第一部分焊接电源》 4.校准条件 4.1.环境条件 4.1.1.环境温度:（10-40）℃; 4.1.2.环境相对湿度:40℃时不大于50%RH,20℃时不大于90%RH; 4.1.3.标准表通电预热30min。 4.2.标准装置 KEITHLEY2000型多用表,一台； DLB-1000高精密电流表，一台。 辅助装置：BP-400F型负载箱，一台 5.校准项目 外观、空载电压、负载电流。 6.校准方法 直接测量法 7.校准步骤 7.1.外观检查 7.1.1.新购焊机外观应标有焊机名称、型号、制造厂名(或)商标以及其它保证其正确使用的 信息、通用标志和符号,且不应有可以引起测量错误和影响准确度的缺陷; 7.1.2.使用中的焊机外观不应有妨碍使用和读数的缺陷或损伤。 7.2.按电焊机校准接线图接线（见下页） 7.3.分别接通电焊机、高精密电流表、多用表电源 7.4.断开负载箱6只开关，接通焊枪开关，进行开路电压校准，分别记录多用表电压档显
示值U N 和电焊机电压表显示值U 7.5.根据负载箱标牌上“开关与电流对照表”选择适当开关组合进而设置适当的电流（注 意：设置的电流值仅作参考值，具体数值大小以精密电流表显示为准），接通焊枪开关 进行电流校准，分别记录高精密电流表显示值I N 和电焊机电流表显示值I 7.6.校准点选择 开路电压校准选择1点，负载电流校准选择3点（120A、240A、360A或200A、300A、400A），根据实际情况可作适当调整 7.7.最大允许误差的规定及误差的表示形式 电焊机校准误差以相对误差表示，其最大允许误差不超出±5% 7.8.将上述检查和校准结果填入校准记录FW/QR7.6-1-9-A0。 7.9.在焊机合适位置贴上校准标签,校准记录经审核签字后存档。 7.10.电焊机校准周期最长不超过1年。
SCARA机器人的运动学分析
电子科技大学 实验报告 学生姓名： 一、实验室名称：机电一体化实验室 二、实验项目名称：实验三SCARA 学号： 机器人的运动学分析 三、实验原理： 机器人正运动学所研究的内容是：给定机器人各关节的角度，计算机器人末端执行器相对于参考坐标系的位置和姿态问题。 各连杆变换矩阵相乘，可得到机器人末端执行器的位姿方程（正运动学方程） 为： n x o x a x p x 0T40T1 11T2 22T3 d3 n y o y a y p y （ 1-5）3T4 4= o z a z p z n z 0001 式 1-5 表示了 SCARA 手臂变换矩阵0 T4，它描述了末端连杆坐标系{4} 相对基坐标系 {0} 的位姿，是机械手运动分析和综合的基础。 式中： n x c1c2c4s1 s2 c4 c1 s2s4s1 c2 s4，n y s1c2 c4c1 s2 c4s1 s2 s4c1c2 s4 n z0 ， o x c1c2 s4s1 s2 s4 c1 s2 c4s1c2c4 o y s1c2 s4c1 s2 s4s1 s2 c4c1c2c4 o z0 ， a x0 ， a y0 ， a z1 p x c1 c2 l2s1s2l 2c1l 1， p y s1c2 l 2 c1 s2 l 2 s1l1， p z d3 机器人逆运动学研究的内容是：已知机器人末端的位置和姿态，求机器人对应于这个位置和姿态的全部关节角，以驱动关节上的电机，从而使手部的位姿符合要求。与机器人正运动学分析不同，逆问题的解是复杂的，而且具有多解性。
1）求关节 1： 1 A arctg 1 A 2 l 12 l 22 p x 2 p y 2 arctg p x 式中：A p x 2 ； p y 2l 1 p y 2 2）求关节 2： 2 r cos( 1 ) arctg ) l 1 r sin( 1 式中 ： r p x 2 p y 2 ；arctg p x p y 3). 求 关节变 量 d 3 令左右矩阵中的第三行第四个元素（3.4）相等，可得： d 3 p z 4). 求 关节变 量 θ 4 令左右矩阵中的第二行第一个元素（1.1,2.1 ）相等，即： sin 1 n x cos 1n y sin 2 cos 4 cos 2 sin 4 由上式可求得： 4 arctg ( sin 1 n x cos 1 n y )2 cos 1 n x sin 1 n y 四、实验目的： 1. 理解 SCARA 机器人运动学的 D-H 坐标系的建立方法； 2. 掌握 SCARA 机器人的运动学方程的建立； 3. 会运用方程求解运动学的正解和反解； （ 1-8） （ 1-9） （ 1-10 ）
基于MATLAB的仿人焊接机械手运动学分析和仿真_王求
作者简介：王求（１９７８－），男，在读硕士研究生；研究方向为焊接机器人运动学，材料焊接及其数值模拟。 合肥工业大学材料科学与工程学院 王求 胡小建 李雷阵 摘 要：关键词：针对在狭小空间或密闭容器内以及危险作业环境中焊接的特殊要求，以ＵＧ软件为基础设计了一种仿人焊接 机械手。采用Ｄ－Ｈ方法建立了焊接机械手的运动学方程，并讨论了该机械手的运动学问题。然后运用ＭＡＴＬＡＢ软件对机械手的运动学进行了仿真，通过仿真观察到机械手各个关节的运动，并得到所需的数据，说明了所设计参数的合理性和运动算法的正确性，为焊接机械手的动力学、控制及轨迹规划的研究提供了可靠的依据。焊接机械手；运动学；仿真；Ｍａｔｌａｂ 基于ＭＡＴＬＡＢ的仿人焊接机械手运动学分析和仿真 机器人技术作为信息技术和先进制造技术的典型代表和主要技术手段，已成为世界各发达国家竞相发展的高技术，其发展水平已经成为衡量一个国家技术发展水平的重要标志之一。焊接是制造业中最重要的工艺技术之一，它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。从２１世纪先进制造技术的发展要求来看，焊接自动化生产已是必然趋势，而焊接机器人是焊接自动化的革命性进步 。但是现阶段的焊接机器人都是具 有固定底座的机械手（臂），只能在固定位置完成一定范围内的操作，适应性较低。进行复杂苛刻条件（如小直径的容器内径中焊接）和危险环境（如有辐射等作业环境）中焊接作业时，要求可以代替人类从事焊接作业的机器人，而焊接机械手是实现焊接机器人的关键技术，因此设计出一种小型焊接机械手，可以作为仿人焊接机器人的执行末端，也可以直接作为 ［１］ ［２］ 焊接的执行末端，能代替焊工实现在狭小空间或者密闭容器内以及危险作业环境中的焊接。本文根据预定要求对焊接机械手进行机械结构设计，以ＵＧ软件进行造型，然后运用Ｄ－Ｈ坐标系理论为基础建模，讨论了机械手的运动学问题，并运用Ｍａｔｌａｂ中的Ｒｏ－ｂｏｔｉｃｓＴｏｏｌｂｏｘ完成了机械手的运动学仿真和轨迹规划。 机械手主要用于点焊或弧焊，其 末端载荷要求不高，能够承受焊枪质量即可，以抓持力１ｋｇ为依据进行设计。考虑机械手的工作条件，机械手本体质量小于１０ｋｇ。机械手本体由基座、肩部、大臂、小臂、手腕、末端执行器所组成，共６个自由度，其中前３个自由度用于控制焊枪端部的空间位置，后３个自由度用于控制焊枪的空间姿态。机械手共６个关节，６个关节全部为转动关节，每个关节实现１个自由度，６个关节实现的运动分别是：１－肩部回转；２－大臂俯仰；３－小臂俯仰；４－小臂回转；５－手腕俯仰；６－手腕 ［３］ ［４］ １焊接机械手结构设计 回转，如图１所示。根据机械手的设计要求，对机械手进行整体设计，使用ＵＧ软件进行机械手的三维建模，三维造型如图２所示。 机械手的运动学主要研究机械手 相对于固定参考系的运动，特别是研究机械手末端执行器位置和姿态与关节空间变量的关系。机械手运动学要 ２运动学分析 ［５］Analysis and simulation of kinesiology of simulated welding mechanical hand based on MATLAB
六轴运动机器人运动学求解分析
六轴联动机械臂运动学及动力学求解分析 V0.9版 随着版本的不断更新，旧版本文档中的一些笔误得到了修正，同时文档内容更丰富，仿真程序更完善。 作者朱森光 Email zsgsoft@https://www.360docs.net/doc/548888395.html, 完成时间 2016-02-28
1引言 笔者研究六轴联动机械臂源于当前的机器人产业热，平时比较关注当前热门产业的发展方向。笔者从事的工作是软件开发，工作内容跟机器人无关，但不妨碍研究机器人运动学及动力学，因为机器人运动学及动力学用到的纯粹是数学和计算机编程知识，学过线性代数和计算机编程技术的人都能研究它。利用业余时间翻阅了机器人运动学相关资料后撰写此文，希望能够起到抛砖引玉的作用引发更多的人发表有关机器人技术的原创性技术文章。本文内容的正确性经过笔者编程仿真验证可以信赖。 2机器建模 既然要研究机器人，那么首先要建立一个机械模型，本文将以典型的六轴联动机器臂为例进行介绍，图2-1为笔者使用3D技术建立的一个简单模型。首先建立一个大地坐标系，一般教科书上都是以大地为XY平面，垂直于大地向上方向为Z轴，本文为了跟教科书上有所区别同时不失一般性，将以水平向右方向为X轴，垂直于大地向上方向为Y轴，背离机器人面向人眼的方向为Z轴，移到电脑屏幕上那就是屏幕水平向右方向为X轴，屏幕竖直向上方向为Y轴，垂直于屏幕向外为Z轴，之所以建立这样不合常规的坐标系是希望能够突破常规的思维定势训练在任意空间建立任意坐标系的能力。 图2-1 图2-1中的机械臂，底部灰色立方体示意机械臂底座，定义为关节1，它能绕图中Y轴旋转；青色长方体示意关节2，它能绕图中的Z1轴旋转；蓝色长方体示意关节3，它能绕图中的Z2轴旋转；绿色长方体示意关节4，它能绕图中的X3轴旋转；深灰色长方体示意关节5，它能绕图中的Z4轴旋转；末端浅灰色机构示意关节6即最终要控制的机械手，机器人代替人的工作就是通过这只手完成的，它能绕图中的X5轴旋转。这儿采用关节这个词可能有点不够精确，先这么意会着理解吧。 3运动学分析 3.1齐次变换矩阵 齐次变换矩阵是机器人技术里最重要的数学分析工具之一，关于齐次变换矩阵的原理很多教科书中已经描述在此不再详述，这里仅针对图2-1的机械臂写出齐次变换矩阵的生成过程。首先定义一些变量符号，关节1绕图中Y轴旋转的角度定义为θ0，当θ0=0时，O1点在OXYZ坐标系内的坐标是(x0,y0,0)；关节2绕图中的Z1轴旋转的角度定义为θ1，图中的θ1当前位置值为+90度；定义O1O2两点距离为x1,关节3绕图中的Z2轴旋转的角度定义为θ2，图中的θ2当前位置值为-90度；O2O3两点距离为x2，关节4绕图中的X3轴旋转的角度定义为θ3, 图中的θ3当前位置值为0度；O3O4两点距离为x3，关节5绕图中的Z4轴旋转的角度定义为θ4, 图中的θ4当前位置值为-60度；O4O5两点距离为x4，关节6绕图中的X5轴旋转的角度定义为θ5, 图中的θ5当前位置值为0度。以上定义中角度正负值定义符合右手法则,所有角度定义值均为本关节坐标系相对前一关节坐标系的相对旋转角度值（一些资料上将O4O5两点重合在一起即O4O5两点的距离x4退化为零，本文定义x4大于零使得讨论时更加不失一般性）。符号定义好了，接下来描述齐次变换矩阵。 定义R0为关节1绕Y轴的旋转矩阵 =cosθ0 s0 = sinθ0 //c0 R0 =[c0 0 s0 0 0 1 0 0 0 c0 0 -s0 0 0 0 1] 定义T0为坐标系O1X1Y1Z1相对坐标系OXYZ的平移矩阵 T0=[1 0 0 x0 0 1 0 y0 00 1 0 0 0 0 1] 定义R1为关节2绕Z1轴的旋转矩阵 R1=[c1 –s1 0 0 s1 c1 0 0