(完整word版)《工业机器人编程、仿真及调试》实训报告书

广州城建职业学院

综合实训报告

课程名称：《工业机器人编程、仿真及调试》实训项目：手动操纵ABB工业机器人

学生姓名：***

学生学号： **********

所在班级： 15机电4班

指导教师：***

机电工程学院

2017-2018学年第1学期

实训项目 手动操纵工业机器人

一、学习准备

1．主要设备：工业机器人

2．学习资料：安全操作规程、工作页、多媒体设备、焊接手册；

3．劳动保护用品：工作服、电焊手套、面罩、绝缘鞋、滤光玻璃

二、学习过程

引导问题：

1.请同学们查阅资料并写出手动模式下可以进行微动控制，无论“示教器”上显示什么

视图都可以进行微动控制，但在程序执行过程中无法进行微动控制。

答：微动控制就是使用 FlexPendant 控制杆手动定位或移动机器人或外轴。 什么时

候可以微动控制？ 手动模式下可以进行微动控制。无论 FlexPendant 上显示什么视图都可

以进行微动控 制，但在程序执行过程中无法进行微动控制。 关于动作模式和机器人 选定

的动作模式和 / 或坐标系确定了机器人移动的方式。 在线性动作模式下，工具中心点沿空

间内的直线移动，即 " 从 A 点到 B 点移动 " 方 式。工具中心点按选定的坐标系轴的方

向移动。 在逐轴模式下，一次只能移动一根机器人轴。因此很难预测工具中心点将如何移 动。 关于动作模式和附加轴 附加轴只能进行逐轴微动控制。附加轴可设计为进行某种线性

动作或旋转 （角）动 作的轴。线性动作用于传送带，旋转动作用于各种工件操纵器。 附

加轴不受选定的坐标系影响。 关于坐标系 如果工具坐标系的其中一个坐标与钻孔平行，则

能轻而易举地使用机械爪将销子定 位于钻孔内。在基坐标系中执行同样的任务时，可能需

要同时在 x 、和 z 坐标进行微 动控制，从而增加了精确控制的难度。 选择合适的坐标系

会使微动控制容易一些，但对于选择哪一种坐标系并没有简单或 唯一的答案

学习目标：

1、掌握各轴的运动规律；

2、熟练使用机器人的三种运动方式；

3、能够使用示教器摇杆熟练控制机器人各轴运动；

4、能够使用增量控制机器人的步进运动；

5、培养学生认真细致的工作态度；

建议学时:

学习地点：一体化学习工作站

2. 通过观察机器人的移动方式及将其下表填写：

动作模式控制杆图示说明

轴 1-3 模式

机器人的1、2、3轴必须单独运动，

没有联动关系。

轴 4-6 模式

线性模式机器人的工具姿态不变，工具中

心点（TCP）在空间内直线移动，

各轴的转动角度由控制器运算后

决定。

重定位模式

注：由于机器本体一般有六个轴且示教器上的操纵杆为三方向控制，所以“单轴模式”需要分为“轴 1-3 模式”与“轴 4-6 模式”才能完全控制机器人各个轴运动（如下图）。

3.工具中心点定义不精确是否将直接影响到机器人工作时的质量和效率

答：是

小贴士：

1、什么是工具

工具是能够直接或间接安装在机器人转动盘上，或能够装配在机器人工作范围内固定位置上的物件。

固定装置（夹具）不是工具。

所有工具必须用TCP （工具中心点）定义。

为了获取精确的工具中心点位置，必须测量机器人使用的所有工具并保存测量数据。

2、工具数据tooldata

工具数据tooldata用于描述安装在机器人第六轴上的工具的TCP、质量、重心等参数数据。

一般不同的机器人应用配置不同的工具，比如说弧焊的机器人就使用弧焊枪作为工具（如下图），而用于搬运板材的机器人就会使用吸盘式的夹具作为工具。

3、工具中心点TCP（Tool Center Ponit）

以下是围绕工具中心点 (TCP) 定义工具／操纵器机械腕方向的示意图：

工具中心点 (TCP) 是定义所有机器人定位的参照点。通常 TCP 定义为与操纵器转动盘上的位置相对。

TCP 可以微调或移动到预设目标位置。工具中心点也是工具坐标系的原点。

机器人系统可处理若干 TCP 定义，但每次只能存在一个有效 TCP。

TCP 有两种基本类型：移动或静止。

移动TCP

多数应用中TCP 都是移动的，即TCP 会随操纵器在空间移动。

典型的移动 TCP 可参照弧焊枪的顶端、点焊的中心或是手锥的末端等位置定义。

静止TCP

某些应用程序中使用固定 TCP，例如使用固定的点焊枪时。此时，TCP 要参照静止设备而不是移动的操纵器来定义。

默认工具（tool0）的工具中心点位于机器人安装法兰的中心，如下图示，图中的A点就是原始的TCP点。

TCP的设定原理如下：

1）、首先在机器人工作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点。

2）、然后在工具上确定一个参考点（最好是工具的中心点）。

3）、用之前介绍的手动操纵机器人的方法，去移动工具上的参考点，以四种以上不同的机器人姿态尽可能与固定点刚好碰上。为了获得更准确的TCP，在以下的例子中使用六点法进行操作，第四点是用工具的参考点垂直于固定点，第五点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的X方向移动，第六点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的Z方向移动。4）、机器人通过这四个位置点的位置数据计算求得TCP的数据，然后TCP的数据就保存在tooldata这个程序数据中被程序进行调用。

4.如何定义焊接机器人（IRC1410）焊枪的工具中心点，并使得工具中心点的平均误差在0.5mm以下。

答：用四种以上不同的机器人姿态进行更精确的TCP定位

小贴士：

1、三、评价工件;

工件是拥有特定附加属性的坐标系。它主要用于简化编程（因置换特定任务和工件进程等而需要编辑程序时）。

工件坐标系必须定义于两个框架：用户框架（与大地基座相关）和工件框架（与用户框架相关）。创建工件可用于简化对工件表面的微动控制。可以创建若干不同的工件，这样，您就必须选择一个用于微动控制的工件。