工业机器人的离线编程及其特点与操作流程(组图)

第4章工业机器人作业与教学介绍41工业机器人教学主要内容411运动轨迹412工作条件413作业顺序学习目标介绍案例课堂认知拓展与提高本章总结思维练习42工业机器人简单性试用示教与再现 421 在线示教及其特点 422 在线示教的基本步骤及其特点 43 工业机器人离线编程技术 431 离线编程及其特点 432 离线编程系统的软件架构 433 离线编程的基本步骤 如何课前复习 选择机器人坐标系和运动轴 机器人点动和连续运动有什么区别？哪些场合适合使用学习目标、认知目标，掌握工业机器人教学的主要内容，熟悉机器人在线教学的特点和操作流程，熟悉机器人离线编程特点和操作流程掌握机器人教学-再现 工作原理 能力目标 能够进行简单的工业机器人操作 在线教学和复制 能够进行工业机器人离线操作的教学和复制 机器人职业前景导入案例分析 对于需要高端的机器人公司 人才至少要熟悉常用控制编程语言和仿真设计、神经网络模糊控制等算法，能够指导员工。在此基础上，他们可以根据实际情况自主研究算法。此外，最好能主导大型机电一体化设备的研发。根据职能的划分，对其余调试和操作人员的要求也相应降低。按照职能的划分，大致可以分为四类工作。 1 工程师助理主要负责协助工程师绘制机械图纸。电气图。简单的工具和夹具设计。装配 2 机器人生产线试生产人员及操作工 3 机器人装配调试人员 4 高端维修或售后服务人员 课堂认知 141 工业机器人教学的主要内容 目前公司引进第一代工业机器人基本工作原理是示教-再现示教，又称引导，即操作者根据实际操作要求，直接或间接引导机器人一步一步地将应完成的动作和具体内容告知机器人的工作。它被记忆并存储在机器人控制装置中以进行再现。机器人可以通过对存储内容的回放，在一定精度范围内根据程序显示示教的动作和分配的工作内容。该程序用机器人语言描述机器人的工作内容。该文件用于保存示教操作中产生的示教数据和机器人完成机器人指令任务所需的信息，包括运动轨迹、操作条件和操作顺序等。通过路径是机器教学的重点。从运动方式上，工业机器人有点对点PTP运动和连续路径CP运动两种形式。根据运动路径的类型，工业机器人有直线和圆弧两种运动方式。直线示教时轨迹示教2个程序点，直线起点和直线终点，圆弧轨迹示教3个程序点，圆弧起点，圆弧中间点和圆弧终点，通常PTP示教每段轨迹的终点在特定操作期间 CP 运动基于机器人控制系统的路径规划。职业规划。职业规划。大学生。职业规划。大学生。职业规划。个人职业规划模块。点属性：旋转自由度、3个平移自由度、6个自由度、3个位置坐标描述 机器人TCP度 机器人再现时，从上一个程序点移动到当前程序点。插补法 机器人再现时，从上一个程序点开始。移动到当前程序点的速度。再现速度是指从当前节目点移动到下一个节目点的整个过程。无需任何工作来示教空闲点。程序

将点移动到下一个程序点的整个过程需要执行操作。用于启动操作点的操作。 2 操作的起点和中间点。段的再现速度一般以作业参数中指定的速度移动，空闲段的移动速度以移动命令中指定的速度移动。在注册程序点时，程序点的属性值也会在工业机器人常用插补模式中注册。动作图 显示插补方式 动作说明 未指定轨迹运动时，机器人默认采用关节插补。出于安全原因，通常使用关节插值。关节插补通常用于显示程序点 1，以示教机器人从上一个程序点运行到当前程序点。一条直线是一个直线程序点，1 条直线轨迹只能示教直线插补的终点。直线插补主要用于直线轨迹的工作。示教机器人沿圆弧插补示教的 3 个程序点执行圆弧。轨道圆弧插补、轨迹移动、圆弧插补，主要用于圆弧轨迹的操作示教起点。使用这些文件可以使作业命令的应用更容易。直接设置job命令的附加项。首先，需要了解机器人指令的语言形式或程序编辑画面的构成要素。程序语句一般由行标签命令和附加项组成。 8JP [1] 100FINE0008MOVJVJ8000①②③①②③aFANUC 机器人 bYASKAWA 机器人主要部件的程序声明 3 在某些应用中，运行参数的设置需要手动手动设置。 413操作顺序不仅能保证产品质量，还能提高效率。主要涉及一些简单工作场合下工作顺序的设置和机器人运动轨迹工作对象的过程顺序示教。在一个完整的工业机器人系统中，还包括机器人本身和外围设备的动作序列。一些外围设备，如变位机、移动滑台、自动换刀器等工业机器人机器人教案模板，如四大机器人的动作指令，在线教学，因为简单直观，容易掌握，所以工业机器人常用的编程方法。 421 在线示教功能由操作员通过手持示教器引导和控制机器人运动，记录机器人运行的程序点并插入所需的机器人指令，完成程序的编程。典型的示教过程依靠操作者观察机器人及其端部夹持工具相对于工作对象的位置和姿态，通过示教器的操作，重复机器人在程序点的工作姿态运动参数和工艺条件调整好，然后在下一个程序点转移到示教工业机器人的在线示教。早期的机器人操作编程系统中也有手动牵引显示。示教也称为直接示教或手拉手示教，即操作者拖动装有力-扭矩传感器的机器人末端执行器对工件进行工作。机器人实时记录整个示教轨迹和工艺参数，然后根据这些在线参数准确再现整个示教轨迹和工艺参数。在线演示工作任务汇编的共同特点 1 利用机器人重复定位精度较高的优势，减少系统误差对机器人运动绝对精度的影响。 2 要求操作者具有专业知识和熟练的操作技能。近距离教学操作有一定的危险性，安全性较差。 3 适应症 教学过程繁琐耗时。根据任务反复调整末端执行器的位置需要很多时间。时效性很差。 4 机器人在线示教的准确性完全取决于操作者的经验和目测。对于复杂的运动轨迹，很难获得令人满意的教学。效果 5 机器人示教时，关闭与外围设备的接触功能。对于需要根据外部信息进行实时决策的应用程序，它是无能为力的。 6 在柔性制造系统中

系统中的这种编程方式无法连接CAD数据库。 422在线教学的基本步骤。通过在线示教方式为机器人输入A点到B点的加工程序。机器人运动轨迹设置在与程序相同的位置 6 点 1 ▲为了提高工作效率，程序点通常用工作描述的标准模板来解释。总经理职位描述。收银员。职位描述。人事专员。职位描述。点 2 运动轨迹示教方法 3 作业起点 4 作业终点 清除程序点 清除程序点 程序点 5 作业回避点 机器人原点 61 示教前的准备 2 新作业程序 1 工件表面清洁作业程序为机器人语言 说明 2 作业工件夹持机器人的工作单元内容主要 3 安全确认用于注册示教数据和机器人指令 4 机器人原点确认 5 在线示教基本流程 3 程序点注册 程序点示教方法 程序点 1 机器人原点点击 设置程序point 属性给空闲点插值方法。第 3 章手动操作机器人。将机器人移动到原点。 PTP 确认并保存程序点。 1是机器人原点。 6 手动操纵机器人。设置为空闲点插值方法。选择PTP 操作近点作为操作近点。确认并保存程序点。 2 手动操纵机器人移动到操作的起点。 3 程序点作为操作起点。确认并保存程序点。插入焊接开始操作命令，手动操纵机器人移动到操作结束。 4 程序点。将程序点的属性设置为空闲点插值。选择线性插值。 4. 确认并保存程序点。如有必要，手动插入端点。焊接操作指令结束，手动操纵机器人移动到避让点。 5 程序点。将程序点属性设置为空闲点插补模式。选择直线插补避让点作为避让点。 5. 确认并保存程序点。手动机器人操作。到原点6程序点，将程序点属性设置为空闲点插补方式，选择PTP机器人原点作为机器人原点，确认并保存程序点 6 设置运行条件 4 ①在运行中设置焊接开始规范启动指令 波束钢护栏护理文件编写规范、施工工程验收规范、操作流程规范、医疗文件编写规范及焊接启动顺序 ②在焊接结束命令中设置焊接结束规范和焊接结束动作顺序 ③手动调节保护气体流量, 检查试运行, 5 跟踪的主要目的是检查示教产生的动作和末端刀具的指向位置是否已被注册。机器人运动暂停后，在当前行光标所在的程序语句的末尾逐行执行连续运动。机器人依次完成多个路径点。连续运动按顺序执行。只能实现前向跟踪。它主要用于周期估计跟踪模式。确认机器人附近没有人后，按以下顺序执行工作程序的测试操作 打开待测试的程序文件 1 移动 将光标移动到所需跟踪程序点所在的命令行。 2 长按示教器上的相关跟踪功能键，可实现机器人的单步或连续操作。 TCP会从当前位置移动到光标所在位置和光标所在的程序点的位置，当机器人在7条直线上时，机器人会从当前位置移动到下一个相邻的示教点位置。检查时不执行电弧喷涂等操作指令。进行空重放，利用跟踪操作，快速实现节目点变更增删。 6 可通过两种方式手动启动再生焊接工业机器人程序。使用示教器上的启动按钮启动程序。该方法适用于工作任务和测试阶段。自动启动 使用外部设备输入信号启动程序的方法，在实际生产中常用于确定机器人的工作范围

在没有其他人或障碍物的情况下，打开保护气体，采用手动启动方式，实现自动焊接操作。 1 打开要再现的工作程序，将光标移动到程序的开头。伺服 ON 按钮打开伺服电源。 4 按下开始按钮。机器人开始运行。当程序被执行时，光标随着再现过程移动。节目内容自动滚动显示431离线节目及其特点。离线编程使用计算机图形的结果来建立机器人及其工作环境。机器人几何模型利用机器人编程语言通过图形的控制和操作来描述机器人任务，然后对编程、离线计算、规划和调试的结果进行三维图形动画仿真。机器人程序并生成机器人控制器的可执行代码。最后通过通讯接口发送给机器人控制器。机器人离线编程。基于虚拟现实技术的机器人操作编程已成为机器人学的一个新兴研究方向。它使用虚拟现实作为高端人机界面机器人教案模板，让用户可以使用声音、图像和图形等多种交互设备。与虚拟环境实时交互 8 机器人虚拟示教 432 离线编程系统软件架构 典型机器人离线编程系统的软件架构主要由建模模块、布局模块、编程模块、仿真模块、程序生成组成和通信模块。一个典型的机器人离线编程系统软件架构建模模块是离线编程系统的基础。它为机器人和工件的编程和仿真提供了可视化的三维几何建模。根据机器人实际工作单元的安装方式，在仿真环境中对整个机器人系统进行建模。模块化空间布局包括运动学计算、轨迹规划等，前者是控制机器人运动的基础。后者使用编程模块在机器人关节空间或直角空间中生成轨迹。程序生成是将仿真系统生成的运动程序转换成被加载的机器人控制器可以接受的代码指令，以指挥真实机器人工作接口通信。离线编程系统的重要部分分为用户界面和通讯界面。前者被设计为交互式鼠标。操作机器人的运动。后者负责连接离线编程系统和机器人控制器。在离线编程软件中，机器人和设备模型以三个维度显示。可直观设置观察机器人的位置、运动和干扰。在实际购买机器人设备之前，提前对机器人进行分析。工作站的配置可以使选择更加准确。离线编程软件使用的机械工程等计算公式与实际机器人完全一致。因此，模拟精度高。可以准确准确地模拟机器人的动作。离线编程软件中的机器人设置操作与实际机器人 上面几乎相同的程序的编辑画面也与在线示教相同。离线编程软件制作的仿真动画可以视频格式输出，方便学习交流。 433 离线编程的基本步骤是从A到B以离线方式输入。程序设置在同一位置 1 和程序点 ▲ 为了提高工作效率，程序点 6 通常为机器人运动轨迹 01.11。离线编程的基本流程 1、几何建模机器人工作台的几何建模提醒，各个机器人公司开发的离线编程软件的模型库基本包含了他们生产的各类机器人本体模型和一些典型的外围设备模型软件绘制机器人 工作环境模型时，注意参考坐标系是否从一个CAD 导入另一个CAD 21。对问题2 空间布局提供了与机器人交互的虚拟环境。需要根据整个机器人系统的实际组装和安装，在仿真环境中布置机器人及其操作环境，包括机器人本体、定位器、工件和外围操作设备。布局 3 运动规划、工作位置规划和

工作路径规划 运动规划有两个主要方面。在机器人运动空间可达的条件下，可以减少机器人在工作位置规划过程中的极端运动或机器人各轴的极限位置，以保证末端工具在工作姿态的前提下，避免机器人与工件夹具和外围设备等之间的碰撞。机器人运动规划。 31、提示机器人离线运动规划与在线示教相同。需要新的工作程序来保存示教数据和机器人指令。机器人动作采用在线示教方式操作。机器人的离线编程操作主要是通过示教器上的按钮进行。主要的3D图形运动是使用鼠标4动画模拟系统对运动规划的结果进行三维图形动画模拟来模拟整个工作情况。检查末端刀具碰撞的可能性和机器人的运动轨迹是否合理，计算机器人每一步的运行时间和整个工作过程。循环时间为离线编程结果的可行性提供了参考。作业的终点。模拟作业。起点。生成并传输模拟程序。通讯接口下载到机器人控制柜，驱动机器人执行指定的任务。 6 操作确认和焊接均考虑安全。离线编程生成的目标运行程序需要在自动运行前跟踪试运行点。离线操作编程操作完成，BA就到这里了。从工件提示开始再现之前，请做好以下准备工作。清理工件表面，确认装夹机器人原点。由于生产现场的复杂性，需要考虑工作的可靠性等方面。示教的主要目的，无论是在线示教还是离线编程，都是为了完成机器人运动轨迹运行条件和操作顺序的示教。机器人教学的主要内容得到了扩展和完善。常见的操作包括程序点的添加和修改、机器人移动速度的修改和机器人指令的添加。程序点的添加、更改和删除 1 程序点编辑方法 编辑类别 使用跟踪功能将机器人移动到程序点。手动操作示教点。将机器人移动到新的目标点。编程附加点 3 操作要点 动作图 1 位 3 单击示教器按钮注册程序点。 3 程序点使用跟踪功能将机器人移动到程序点。改变示教点的位置。手动操作机器人移动到新的目标点。程序点 2 点击示教器按钮注册程序。使用点2示教点跟踪功能将机器人移动到程序点2处，删除设定点。按下示教器按钮，删除程序点23。修改机器人移动速度2显示了3种运行速度。手动操作机器人移动时的示教速度。再现速度参与程序自动运行时的示教速度。确定运动轨迹时的示教速度 51. 示教速度：使用示教器手动操作机器人的运动速度。跟踪速度：在跟踪运行过程中，使用示教器确认运行轨迹或跟踪机器人的运动速度到程序中的某一点。一般有运行条件、速度、运动指令速度和高低档速度切换。运行示教程序的机器人移动速度与跟踪速度相似。速度运行 3.机器人指令分为以下几类：动作指令、操作指令、寄存器指令、IO指令、跳转指令、其他指令。动作指令是指以指定的移动速度和插补方式将机器人移动到工作空间中的指定位置的指令。指令是根据机器人的具体应用领域编写的一类指令，如码垛指令、焊接指令、搬运指令等。

内存指令是对寄存器进行算术运算的指令，IO指令改变输出信号给外围设备或指令跳转指令读取输入信号的状态，从而使程序的执行从程序的一行转移到另一程序的一行，如标签指令、程序结束指令、条件转移指令和无条件转移指令，以及定时器指令、注释指令等其他指令。本章总结了当前国际商用和实用工业机器人基本属于第一代工业机器人。其基本工作原理是示教——再现示教是机器人学习的过程。再现是机器人显示示教时录制的程序。这些移动的工业机器人通常通过示教的方式为机器人运行程序生成运动指令。目前，主要有两种方法。一种是在线。教学之二是离线编程。无论是在线教学还是离线编程，主要涉及运动轨迹、操作条件和操作顺序三个方面的教学和思维练习。或间接引导机器人根据实际作业1_______要求逐步引导机器人，告知机器人应完成的动作及作业的具体内容。机器人在引导过程中会以记忆的形式记忆并存储在机器人控制装置中___________ 存储内容的回放机器人可以在一定精度范围内根据程序显示显示的示教动作和分配的工作内容。主要目的是检查示教产生的动作和末端工具的指向位置是否已经注册。 2______ 记录是使用计算机 图形结果在计算机中建立机器人及其工作环境的模型 3______ 通过图形的控制和操作，无需使用实际机器人编程生成机器人程序 61.2 选择 1 为工业机器人操作编程主要内容包括①运动轨迹②工作状态③工作顺序④插补方法A①②B①②③C①③D①②③④2机器人运动轨迹的示教主要是确定程序点的属性。这些属性包括①位置坐标 ②插补方式 ③再现速度 ④工作点空闲点 A①②B①②③C①③D①②③④3 与离线编程相比，传统在线示教编程具有以下优点： ①减少机器人的非工作时间 ②使程序员远离恶劣的工作环境 ③易于修改机器人程序 ④可结合各种人工智能等技术，提高编程效率 ⑤方便与CADCAM系统集成，实现CADCAMRobotics集成 A①②④⑤B①②③C①③④⑤D①②③④⑤3判断1由于技术不成熟，现在大部分工业机器人应用广泛的属于第一代机器人。它的基本工作原理是教学-复制。 2 机器人示教时轨迹规律的原理 只需要示教几个关键点。 3 直线插补示教的程序点是指从当前程序点移动到下一个程序点运行一条直线。 4 离线编程是工业机器人常用的一种编程方式。 5 虽然示教复制方式存在机器人占用时效率低等诸多缺点。人们也曾尝试让机器人智能化，但难以实现复杂的生产现场和运行的可靠性。因此，工业机器人的操作和教学在很长一段时间内都无法脱离在线教学的现状。 4 综合应用 使用机器人完成下图所示的直线 轨迹A→B的焊接操作回答以下问题： 1 结合具体示教过程填写下表。请在相应选项下打√2。 2 如何处理程序点1和程序点6以提高实际编程时的效率。简述运行过程的直线轨迹工作示教程序点，工作点，空走点，PTP1，程序点，2程序点，程序点，3，空走点，工作点，插补，直线插补，71.4程序点，5个程序点，6个程序点，81。

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