工业机器人离线编程
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5）可使用高级计算机编程语言对复杂任务进行编程。
6）便于修改机器人程Hale Waihona Puke Baidu。
二、机器人离线编程系统的组成
离线编程系统是当前机器人实际应用的一个必要手段， 也是开发和研究任务级规划方式的有力工具。
离线编程系统主要由用户接口、机器人系统三维几何 构型，运动学计算、轨迹规划、三维图形动态仿真、 通信接口和误差校正等部分组成。
表6-1 示教编程与离线编程的比较
示教编程
需要实际机器人系统和工作环境 编程时机器人停止工作 在实际系统上试验程序 编程的质量取决于编程者的经验 难以实现复杂的机器人运行轨迹
离线编程
需要机器人系统和工作环境的图形模型 编程时不影响机器人工作 通过仿真试验程序 可用CAD方法进行最佳轨迹规划 可实现复杂运行轨迹的编程
图6-10 虚拟示教器界面
４）点击示教器左上角的“ABB”按钮，进入示教器主 界面。在主界面上可实现“手动操纵”、“程序编辑 器”、“程序数据”等界面的操作，这些操作同实际 的示教器。
５）在虚拟示教器右侧，可单击选择机器人运行方式 为“自动”或“手动”。另外，还可以单击“使能按 钮”，作用同实际示教器上的使能按钮，作用同示教 器上的使能键。
１）双击工作站文件“A4322-1390=Beijing Mech_ver02”，打开RobotStudio5.09软件。系统将会出 现提示“……系统似乎被移动或删除。想要手动查找 此系统目录吗？”，选择是，找到“E:\ABB Robotics” 中的仿真系统位置，如图6-6所示。
图6-6 打开工作站文件
3、离线编程
离线编程是在专门的软件环境下，用专用或通用程 序在离线情况下进行机器人轨迹规划编程的一种方 法。
离线编程程序通过支持软件的解释或编译产生目标 程序代码，最后生成机器人路径规划数据。一些离 线编程系统带有仿真功能，可以在不接触实际机器 人机器工作环境的情况下，在三维软件中提供一个 和机器人进行交互作用的虚拟环境。
对机器人和工作单元进行仿真，这就要求对工作 单元中的机器人所有的卡具、零件和刀具等进行 三维实体几何构型。
目前用于机器人系统三维几何构型的主要有以下 三种方法：结构的立体几何表示、扫描变换表示、 边界表示。
3．运动学计算 运动学计算就是利用运动学方法在给出机器人运
动参数和关节变量的情况下，计算出机器人的末 端位姿；或者是在给定末端位姿的情况下计算出 机器人的关节变量值。
IT/Licensing/Software Product Administrator”，打开 “ABB Software Product Administrator”界面，如图6-2 所示。
图6-2 “ABB Software Product Administrator”界面
2）单击“操作”，在下拉菜单中选择“Specify License Server…”，界面如图6-3所示。
整体移动工作站 放大或缩小工作站
（２）虚拟示教器的基本操作 １）打开E:\ABB RS Station\ A4322-1390=Beijing
Mech_ver02仿真工作站文件。
２）单击“控制器”菜单中的“Virtual FlexPendant” 选项。
３）在“运行系统”界面选中想要打开的机器人示教 器，单击“运行VFP”按钮，则打开虚拟示教器，如图 6-10。
图6-4 “License Key Installation Wizard”界面
6）单击“Browse”按钮，选择License文件，单击“下 一步”按钮则进入下一界面，如图6-5所示。
图6-5 License文件选择
7）选中“Install the floating license keys on the License Server computer”前的复选框，点击“Install”按钮即可 完成License安装。
4．轨迹规划 在离线编程系统中，除需要对机器人的静态位置
进行运动学计算之外，还需要对机器人的空间运 动轨迹进行仿真。
5．三维图形动态仿真
机器人动态仿真是离线编程系统的重要组成部分， 它能逼真地模拟机器人的实际工作过程，为编程 者提供直观的可视图形，进而可以检验编程的正 确性和合理性。
【思考与练习】
1．常用的工业机器人编程的方法有哪三种？ 2．离线编程的优点有哪些？ 3．简述建立机器人新工作站的步骤。
2.导入仿真工作站
首先将仿真工作站文件“A4322-1390=Beijing Mech_ver02”复制到文件夹“E:\ABB RS Station”中， 将仿真机器人系统“IRB1410_5kg_1.44m_A43221390_ver02”、“IRB2400_16kg_1.5m_A43221390_ver02”及备份复制到文件夹“E:\ABB Robotics” 中。然后，按以下步骤完成工作站的导入操作。
４）点击示教器左上角的“ABB”按钮，将出现示教器 的主界面，如图6-8所示。
图6-8 虚拟示教器主界面
５）单击“备份与恢复”菜单，选择“恢复系统”， 用保存在“E:\ABB Robotics”中的备份来恢复系统，如 图6-9所示。
图6-9 系统备份窗口
６）重复3）～5），为第二个系统做恢复。在恢复过 程中，虚拟示教器会自动关闭，直至RobotStudio软件 右下角“控制器状态”变为绿色，表示控制系统重启 完成。
1.示教编程 示教编程是一项成熟的技术，它是目前大多数工
业机器人的编程方式。采用这种方法时，程序编 制是在机器人现场进行的。 示教编程是目前广泛使用的一种示教编程方式。
2、机器人语言编程
机器人语言编程是指采用专用的机器人语言来 描述机器人的运动轨迹。
目前应用于工业中的机器人语言是动作级和对 象级语言。
3）在“Specify License Server”界面中，确认“Set Server”按钮右边的文本框内为“LENOVO-BJMech02” ，点击“Set Server”按钮。
4）关闭所有打开的界面。
图6-3 “Specify License Server”窗口
5）单击“开始/所有程序/ABB Industrial IT/Robotics IT/Licensing/License Key Installation Wizard”，打开 “License Key Installation Wizard”界面，如图6-4所示。
6．通信接口 在离线编程系统中，通信接口起着连接软件系统
和机器人控制柜的桥梁作用。
7．误差校正
离线编程系统中的仿真模型和实际的机器人模型 之间存在误差。产生误差的原因主要是由于机器 人本身结构上的误差、工作空间内难以准确确定 物体（机器人、工件等）的相对位置和离线编程 系统的数字精度等。
三、ABB离线变成系统
1.安装License
RobotStudio5.09是ABB公司开发的机器人离线编程软 件。该软件是网络版，有一定的使用期限，超过期限 后软件将不能运行，用户需要向ABB公司申请License 文件，安装之后才能从新运行。
安装License的步骤如下： 1）单击“开始/所有程序/ABB Industrial IT/Robotics
２）打开工作站后，首先单击工具栏中的“保存”按 钮，如图6-7所示。
图6-7 保存工作站窗口
3）单击“控制器”菜单中的“Virtual FlexPendant”选 项，在“选择系统”界面中选择要打开虚拟示教器的 系统，相应的虚拟示教器即可打开。
第一次启动虚拟示教器时，由于软件设置的因素，示 教器上的“自动生产窗口”界面中会显示“程序指针 不可用”的信息。
与在线示教编程相比，离线编程具有如下优点：
1）减少机器人不工作时间。当对机器人下一个任务进 行编程时，机器人仍可在生产线上工作，变成不占用 机器人的工作时间。
2）使编程者远离危险的编程环境。
3）使用范围广。 离线编程系统可对机器人的各种工 作对象进行编程。
4）便于和CAD/CAM系统结合，做CAD/CAM/Robotics 一体化。
机器人编程是指为了使机器人完成某项作业而进行的 程序设计。早期的机器人只具有简单的动作功能，采 用固定的程序进行控制，动作适应性较差。随着机器 人技术的发展及对机器人功能要求的提高，需要一台 机器人通过相应的程序完成各种工作，并具有较好的 通用性。
一、机器人编程方法 目前，应用于机器人的编程方法主要有三种。
【学习目标】
知识目标 1．了解工业机器人的编程方法； 2．了解工业机器人离线编程系统的组成； 3．了解ABB焊接仿真工作站的使用。
技能目标 1．正确理解离线编程系统。 2．能够使用ABB焊接仿真工作站软件进行简单的离线
编程。
【工作任务】
任务 工业机器人的离线系统（ABB焊接机器人仿真工作 站）中编程。
７）单击工具栏中的“保存”按钮。至此，仿真工作 站已完成导入操作。
３.仿真工作站基本操作
（１）RobotStudio基本操作 见表6-1。
表6-1 RobotStudio基本操作
操作方式
功能描述
鼠标左键点击 Ctrl+Shift+鼠标左键
Ctrl+鼠标左键 Ctrl+鼠标右键
选中被点击的物体 旋转工作站
其相互关系如图6-1所示。
图6-1 机器人离线编程系统组成
1．用户接口
工业机器人一般提供两个用户接口，一个用于示 教编程，另一个用于语言编程。
示教编程可以用示教器直接编制机器人程序。语 言编程则是用机器人语言编制程序，使机器人完 成给定的任务。
2.机器人系统的三维几何构型 离线编程系统中的一个基本功能是利用图形描述
6）便于修改机器人程Hale Waihona Puke Baidu。
二、机器人离线编程系统的组成
离线编程系统是当前机器人实际应用的一个必要手段， 也是开发和研究任务级规划方式的有力工具。
离线编程系统主要由用户接口、机器人系统三维几何 构型，运动学计算、轨迹规划、三维图形动态仿真、 通信接口和误差校正等部分组成。
表6-1 示教编程与离线编程的比较
示教编程
需要实际机器人系统和工作环境 编程时机器人停止工作 在实际系统上试验程序 编程的质量取决于编程者的经验 难以实现复杂的机器人运行轨迹
离线编程
需要机器人系统和工作环境的图形模型 编程时不影响机器人工作 通过仿真试验程序 可用CAD方法进行最佳轨迹规划 可实现复杂运行轨迹的编程
图6-10 虚拟示教器界面
４）点击示教器左上角的“ABB”按钮，进入示教器主 界面。在主界面上可实现“手动操纵”、“程序编辑 器”、“程序数据”等界面的操作，这些操作同实际 的示教器。
５）在虚拟示教器右侧，可单击选择机器人运行方式 为“自动”或“手动”。另外，还可以单击“使能按 钮”，作用同实际示教器上的使能按钮，作用同示教 器上的使能键。
１）双击工作站文件“A4322-1390=Beijing Mech_ver02”，打开RobotStudio5.09软件。系统将会出 现提示“……系统似乎被移动或删除。想要手动查找 此系统目录吗？”，选择是，找到“E:\ABB Robotics” 中的仿真系统位置，如图6-6所示。
图6-6 打开工作站文件
3、离线编程
离线编程是在专门的软件环境下，用专用或通用程 序在离线情况下进行机器人轨迹规划编程的一种方 法。
离线编程程序通过支持软件的解释或编译产生目标 程序代码，最后生成机器人路径规划数据。一些离 线编程系统带有仿真功能，可以在不接触实际机器 人机器工作环境的情况下，在三维软件中提供一个 和机器人进行交互作用的虚拟环境。
对机器人和工作单元进行仿真，这就要求对工作 单元中的机器人所有的卡具、零件和刀具等进行 三维实体几何构型。
目前用于机器人系统三维几何构型的主要有以下 三种方法：结构的立体几何表示、扫描变换表示、 边界表示。
3．运动学计算 运动学计算就是利用运动学方法在给出机器人运
动参数和关节变量的情况下，计算出机器人的末 端位姿；或者是在给定末端位姿的情况下计算出 机器人的关节变量值。
IT/Licensing/Software Product Administrator”，打开 “ABB Software Product Administrator”界面，如图6-2 所示。
图6-2 “ABB Software Product Administrator”界面
2）单击“操作”，在下拉菜单中选择“Specify License Server…”，界面如图6-3所示。
整体移动工作站 放大或缩小工作站
（２）虚拟示教器的基本操作 １）打开E:\ABB RS Station\ A4322-1390=Beijing
Mech_ver02仿真工作站文件。
２）单击“控制器”菜单中的“Virtual FlexPendant” 选项。
３）在“运行系统”界面选中想要打开的机器人示教 器，单击“运行VFP”按钮，则打开虚拟示教器，如图 6-10。
图6-4 “License Key Installation Wizard”界面
6）单击“Browse”按钮，选择License文件，单击“下 一步”按钮则进入下一界面，如图6-5所示。
图6-5 License文件选择
7）选中“Install the floating license keys on the License Server computer”前的复选框，点击“Install”按钮即可 完成License安装。
4．轨迹规划 在离线编程系统中，除需要对机器人的静态位置
进行运动学计算之外，还需要对机器人的空间运 动轨迹进行仿真。
5．三维图形动态仿真
机器人动态仿真是离线编程系统的重要组成部分， 它能逼真地模拟机器人的实际工作过程，为编程 者提供直观的可视图形，进而可以检验编程的正 确性和合理性。
【思考与练习】
1．常用的工业机器人编程的方法有哪三种？ 2．离线编程的优点有哪些？ 3．简述建立机器人新工作站的步骤。
2.导入仿真工作站
首先将仿真工作站文件“A4322-1390=Beijing Mech_ver02”复制到文件夹“E:\ABB RS Station”中， 将仿真机器人系统“IRB1410_5kg_1.44m_A43221390_ver02”、“IRB2400_16kg_1.5m_A43221390_ver02”及备份复制到文件夹“E:\ABB Robotics” 中。然后，按以下步骤完成工作站的导入操作。
４）点击示教器左上角的“ABB”按钮，将出现示教器 的主界面，如图6-8所示。
图6-8 虚拟示教器主界面
５）单击“备份与恢复”菜单，选择“恢复系统”， 用保存在“E:\ABB Robotics”中的备份来恢复系统，如 图6-9所示。
图6-9 系统备份窗口
６）重复3）～5），为第二个系统做恢复。在恢复过 程中，虚拟示教器会自动关闭，直至RobotStudio软件 右下角“控制器状态”变为绿色，表示控制系统重启 完成。
1.示教编程 示教编程是一项成熟的技术，它是目前大多数工
业机器人的编程方式。采用这种方法时，程序编 制是在机器人现场进行的。 示教编程是目前广泛使用的一种示教编程方式。
2、机器人语言编程
机器人语言编程是指采用专用的机器人语言来 描述机器人的运动轨迹。
目前应用于工业中的机器人语言是动作级和对 象级语言。
3）在“Specify License Server”界面中，确认“Set Server”按钮右边的文本框内为“LENOVO-BJMech02” ，点击“Set Server”按钮。
4）关闭所有打开的界面。
图6-3 “Specify License Server”窗口
5）单击“开始/所有程序/ABB Industrial IT/Robotics IT/Licensing/License Key Installation Wizard”，打开 “License Key Installation Wizard”界面，如图6-4所示。
6．通信接口 在离线编程系统中，通信接口起着连接软件系统
和机器人控制柜的桥梁作用。
7．误差校正
离线编程系统中的仿真模型和实际的机器人模型 之间存在误差。产生误差的原因主要是由于机器 人本身结构上的误差、工作空间内难以准确确定 物体（机器人、工件等）的相对位置和离线编程 系统的数字精度等。
三、ABB离线变成系统
1.安装License
RobotStudio5.09是ABB公司开发的机器人离线编程软 件。该软件是网络版，有一定的使用期限，超过期限 后软件将不能运行，用户需要向ABB公司申请License 文件，安装之后才能从新运行。
安装License的步骤如下： 1）单击“开始/所有程序/ABB Industrial IT/Robotics
２）打开工作站后，首先单击工具栏中的“保存”按 钮，如图6-7所示。
图6-7 保存工作站窗口
3）单击“控制器”菜单中的“Virtual FlexPendant”选 项，在“选择系统”界面中选择要打开虚拟示教器的 系统，相应的虚拟示教器即可打开。
第一次启动虚拟示教器时，由于软件设置的因素，示 教器上的“自动生产窗口”界面中会显示“程序指针 不可用”的信息。
与在线示教编程相比，离线编程具有如下优点：
1）减少机器人不工作时间。当对机器人下一个任务进 行编程时，机器人仍可在生产线上工作，变成不占用 机器人的工作时间。
2）使编程者远离危险的编程环境。
3）使用范围广。 离线编程系统可对机器人的各种工 作对象进行编程。
4）便于和CAD/CAM系统结合，做CAD/CAM/Robotics 一体化。
机器人编程是指为了使机器人完成某项作业而进行的 程序设计。早期的机器人只具有简单的动作功能，采 用固定的程序进行控制，动作适应性较差。随着机器 人技术的发展及对机器人功能要求的提高，需要一台 机器人通过相应的程序完成各种工作，并具有较好的 通用性。
一、机器人编程方法 目前，应用于机器人的编程方法主要有三种。
【学习目标】
知识目标 1．了解工业机器人的编程方法； 2．了解工业机器人离线编程系统的组成； 3．了解ABB焊接仿真工作站的使用。
技能目标 1．正确理解离线编程系统。 2．能够使用ABB焊接仿真工作站软件进行简单的离线
编程。
【工作任务】
任务 工业机器人的离线系统（ABB焊接机器人仿真工作 站）中编程。
７）单击工具栏中的“保存”按钮。至此，仿真工作 站已完成导入操作。
３.仿真工作站基本操作
（１）RobotStudio基本操作 见表6-1。
表6-1 RobotStudio基本操作
操作方式
功能描述
鼠标左键点击 Ctrl+Shift+鼠标左键
Ctrl+鼠标左键 Ctrl+鼠标右键
选中被点击的物体 旋转工作站
其相互关系如图6-1所示。
图6-1 机器人离线编程系统组成
1．用户接口
工业机器人一般提供两个用户接口，一个用于示 教编程，另一个用于语言编程。
示教编程可以用示教器直接编制机器人程序。语 言编程则是用机器人语言编制程序，使机器人完 成给定的任务。
2.机器人系统的三维几何构型 离线编程系统中的一个基本功能是利用图形描述