模塊五工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)知識目標

了解工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點；

了解工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構；

了解工業(yè)機器人的控制方式；

掌握ABB工業(yè)機器人控制柜的接口接線方法。技能目標

能繪制工業(yè)機器人控制系統(tǒng)結構圖；

認識IRC緊湊型控制柜各接口；

認識DSQC652板卡；

能夠在實訓臺上完成I/O信號接線。素養(yǎng)目標

夯實基礎，提升對知識的總結和深入思考的能力；

培養(yǎng)工程意識、綠色生產(chǎn)意識，掌握工業(yè)機器人控制方法；

提升自主探究能力和團隊協(xié)作能力；

通過控制柜接線，提升學生的動手能力和精益求精的工匠精神。5.1工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)及控制方式5.1.1控制系統(tǒng)結構5.1.1控制系統(tǒng)結構5.1.1控制系統(tǒng)結構5.1.1控制系統(tǒng)結構5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點5.1.3工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構5.1.3工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點5.1.3工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點5.1.3工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點5.1.3工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點5.1.3工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構5.1.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點5.1.3工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構5.1.4工業(yè)機器人的運動控制5.1.4工業(yè)機器人的運動控制5.1.4工業(yè)機器人的運動控制5.2ABB工業(yè)機器人控制柜和I/O板卡5.2.1認識IRC緊湊型控制柜各接口5.2.1認識IRC緊湊型控制柜各接口5.2.1認識IRC緊湊型控制柜各接口5.2.1認識IRC緊湊型控制柜各接口5.2.1認識IRC緊湊型控制柜各接口5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡5.2.2認識DSQC652板卡感謝學習！模塊六工業(yè)機器人的手動操縱知識目標

牢記工業(yè)機器人手動操縱的安全規(guī)程；

熟悉工業(yè)機器人示教器屏幕、按鍵使用方法；

掌握在不同坐標系下手動操縱機器人的3種運動方式；

掌握工業(yè)機器人工具坐標系和工件坐標系的標定方法。技能目標

能按照工業(yè)機器人手動操縱的安全規(guī)程操縱機器人；

能夠正確使用工業(yè)機器人示教器；

熟練操縱工業(yè)機器人在不同坐標系下運動；

能夠按照作業(yè)要求正確標定工業(yè)機器人的工具坐標系和工件坐標系。素養(yǎng)目標

夯實基礎，提升對知識的總結和深入思考的能力；

培養(yǎng)工程意識、綠色生產(chǎn)意識，掌握工業(yè)機器人安全操縱方法；

提升自主探究能力和團隊協(xié)作能力；

通過工業(yè)機器人坐標系的標定訓練，提升動手能力，培養(yǎng)精益求精的工匠精神。6.1用示教器手動操縱機器人6.1.1工業(yè)機器人安全操作規(guī)程6.1.1工業(yè)機器人安全操作規(guī)程6.1.1工業(yè)機器人安全操作規(guī)程6.1.1工業(yè)機器人安全操作規(guī)程6.1.1工業(yè)機器人安全操作規(guī)程6.1.1工業(yè)機器人安全操作規(guī)程6.1.2機器人示教器的使用示教器的組成和按鍵功能示教器主要由液晶屏幕和操作按鍵組成。它是機器人的人機交互接口，機器人的所有操作基本上都是通過它來完成的。示教器實質(zhì)上就是一個專用的智能終端，主要通過串口通信的方式與控制系統(tǒng)相連，再將控制信號輸出給工業(yè)機器人本體，完成控制。ABB工業(yè)機器人示教器示教器的組成和按鍵功能顯示屏主要分為4個顯示區(qū)：（1）菜單顯示區(qū)：顯示操作屏主菜單和子菜單。（2）通用顯示區(qū)：在通用顯示區(qū)，可對作業(yè)程序、特性文件、各種設定進行顯示和編輯。（3）狀態(tài)顯示區(qū)：顯示系統(tǒng)當前狀態(tài)，如動作坐標系、機器人移動速度等。顯示的信息根據(jù)控制柜的模式（示教或再現(xiàn)）不同而改變。（4）人機對話顯示區(qū)：在機器人示教或自動運行過程中，顯示功能圖標以及系統(tǒng)錯誤信息等。6.1.2機器人示教器的使用示教器的組成和按鍵功能

示教器硬件功能說明標號部件名稱說明A連接器與機器人控制柜連接B觸摸屏機器人程序的顯示和狀態(tài)的顯示C急停開關緊急情況時拍下，使機器人停止D操縱桿控制機器人的各種運動，如單軸運動、線性運動EUSB接口數(shù)據(jù)備份與恢復用USB接口?？刹錟盤/移動硬盤等存儲設備F使能按鈕給機器人的各伺服電機使能上電G觸摸筆與觸摸屏配合使用H重置按鈕將示教器重置為出廠狀態(tài)6.1.2機器人示教器的使用示教器的組成和按鍵功能示教器功能按鍵說明標號說明A-D預設按鍵，可以根據(jù)實際需求設定按鍵功能E選擇機械單元。（用于多機器人控制）F切換運動模式，機器人重定位或者線性運動G切換運動模式，實現(xiàn)機器人的單軸運動，軸1-3或軸4-6H切換增量（增益）控制模式，開啟或者關閉機器人增量運動J后退按鍵，使程序逆向運動，程序運行到上一條指令K啟動按鍵，機器人正向連續(xù)運行整個程序L前進按鍵，使程序正向單步運行程序，按一次，執(zhí)行一條指令M暫停按鈕，機器人暫停運行程序6.1.2機器人示教器的使用示教器的組成和按鍵功能示教作業(yè)時必須按照規(guī)定的手持方式進行示教。左手手持，四指穿過張緊帶，手指放置于使能按鈕，掌心與大拇指握緊示教器。使能按鈕分為兩檔，在手動狀態(tài)下第一檔按下去機器人將處于電機開啟狀態(tài)。只有在按下使能按鈕并保持在“電機開啟”的狀態(tài)才可以對機器人進行手動的操作和程序的調(diào)試。第二檔按下時機器人會處于防護停止狀態(tài)。操作機器人示教器時，左手手指需持續(xù)按住使能按鈕不放。6.1.2機器人示教器的使用1.配置示教器操作環(huán)境

（1）將控制柜旋鈕轉到手動模式；打開示教器主界面，選擇左上角下拉菜單，單擊“controlpanel”選項。6.1.3設置機器人示教器的初始值1.配置示教器操作環(huán)境（2）在彈出的界面中單擊Language選項，并選擇Chinese選項，后重啟示教器。6.1.3設置機器人示教器的初始值2.通過示教器完成系統(tǒng)備份與恢復

（1）打開示教器主界面，選擇左上角下拉菜單，單擊“備份與恢復”選項。6.1.3設置機器人示教器的初始值2.通過示教器完成系統(tǒng)備份與恢復

（2）在彈出的界面單擊“備份當前系統(tǒng)”選項。6.1.3設置機器人示教器的初始值2.通過示教器完成系統(tǒng)備份與恢復

（3）單擊備份路徑后的“…”按鈕，選擇合適的備份路徑，點擊“備份”按鈕，完成系統(tǒng)備份。6.1.3設置機器人示教器的初始值2.通過示教器完成系統(tǒng)備份與恢復

（4）恢復系統(tǒng)與備份類似，進入“步驟2”中界面，選擇“恢復系統(tǒng)”，單擊“…”按鈕，選擇之前備份的系統(tǒng)，單擊“恢復”按鈕。6.1.3設置機器人示教器的初始值6.2工業(yè)機器人的坐標系和運動方式6.2.1工業(yè)機器人的坐標系6.2.1工業(yè)機器人的坐標系6.2.1工業(yè)機器人的坐標系6.2.1工業(yè)機器人的坐標系6.2.1工業(yè)機器人的坐標系6.2.1工業(yè)機器人的坐標系1.機器人單軸運動操作機器人的單軸運動指的是通過搖桿控制機器人每個單獨軸正向和反向運動。

（1）打開示教器菜單欄選擇“手動操縱”界面，進入動作模式界面，選擇1-3軸運動選項。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式1.機器人單軸運動操作

（2）工業(yè)機器人搖桿向右為1軸正方向，向下為2軸正方向，順時針旋轉為3軸正方向。操縱搖桿，改變機器人1-3軸位姿。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式1.機器人單軸運動操作

（3）打開示教器菜單欄選擇“手動操縱”界面，進入動作模式界面，選擇4-6軸運動選項。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式1.機器人單軸運動操作

（4）此時，工業(yè)機器人搖桿向左為4軸正方向，向下為5軸正方向，順時針旋轉為6軸正方向。操縱搖桿，改變機器人4-6軸位姿。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式2.機器人手動線性運動操作通常，選擇從點移動到點時，機器人的運行軌跡為直線，所以稱為直線運動，也稱為線性運動。其特點是工業(yè)機器人的焊槍、膠槍（或工件）等姿態(tài)不變，僅末端執(zhí)行器的位置發(fā)生變化。

（1）打開示教器菜單欄選擇“手動操縱”界面，將控制柜旋鈕切換至手動模式。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式2.機器人手動線性運動操作

（2）打開示教器菜單欄選擇“手動操縱”界面，進入動作模式界面，選擇線性運動選項。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式3.機器人手動線性運動操作

（3）打開坐標系選項卡，選擇大地坐標系（或其他直角坐標系）。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式3.機器人手動線性運動操作

（5）操縱機器人搖桿，使其沿直線運動至如圖所示焊縫終點。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式3.機器人手動線性運動操作

（3）打開坐標系選項卡，選擇大地坐標系（或其他直角坐標系）。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式4.機器人手動重定位操作重定位運動是機器人末端執(zhí)行器的位置保持不變，姿態(tài)發(fā)生變化的運動方式。

（1）打開示教器菜單欄選擇“手動操縱”界面，進入動作模式界面，選擇重定位運動選項。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式3.機器人手動重定位操作

（2）選擇適合當前末端執(zhí)行器的工具坐標系。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式3.機器人手動重定位操作

（3）操縱搖桿，使機器人做重定位運動，即保持機器人末端執(zhí)行器位置不變，姿態(tài)發(fā)生改變。6.2.2工業(yè)機器人的運動方式下面以六點法為例，演示工具坐標系的標定步驟。

（1）在機器人動作范圍內(nèi)找到一個精確的固定點作為參考點，如右圖中黃色圓柱錐體尖端。

（2）打開示教器，單擊左上角主菜單按鈕選擇“手動操縱”，選項。

（3）選擇“工具坐標”選項卡。

（4）點擊左下角“新建”按鈕。

（5）對工具數(shù)據(jù)屬性進行設定后，單擊“確定”按鈕。

（6）選中tool1后，單擊“編輯”菜單中的“定義”選項。

（7）單擊“方法”后面的下拉菜單，選擇“TCP和Z，X”方法設定TCP。

（8）選擇合適的手動操縱模式。按下使能鍵使用搖桿使工具參考點去靠上固定點，作為第一個點。

（9）選中“點１”，單擊修改位置，將位置記錄下來。

（10）移動機器人末端執(zhí)行器，使其尖端以另一種位姿與固定點接觸。

（11）選中“點２”，單擊修改位置，將位置記錄下來。

（12）移動機器人末端執(zhí)行器，使其尖端再以另一種位姿與固定點接觸。

（13）選中“點3”，單擊修改位置，將位置記錄下來。

（14）工具參考點以尖端沿Z軸向下垂直姿態(tài)接觸固定點。

（15）選中“點4”，單擊修改位置，將位置記錄下來。

（16）在“線性運動”模式下，操縱搖桿工具參考點從固定點向?qū)⒁O定為TCP的X方向移動。

（17）選中“延伸點X”，單擊“修改位置”按鈕，將延伸點X位置記錄下來。

（18）操縱搖桿，使工具從點4位置向定將要設為TCP的Z方向移動。

（19）單擊“修改位置”按鈕，將延伸點Z位置記錄下來。

（20）單擊“確定”按鈕，完成設定。

（21）“mass”和重心偏移量“cog”。選中“tool1”，然后打開編輯菜單選擇“更改值”命令。

（22）找到“mass”選項，單擊后面的值，修改為“0.5”，其含義是工具的質(zhì)量為0.5kg。

（23）找到“cog”選項，選擇“Z”方向，單擊值，改為“30”，其含義為，工具相對于六軸法蘭盤重心的重心偏移為Z方向偏移30mm。

（24）將“動作模式”選定為“重定位”，“坐標系”選定為“工具”，“工具坐標”選定為“tool1”。

（25）使用搖桿將工具參考點靠上固定點，然后在重定位模式下手動操縱機器人，如果TCP設定精確，則可以看到工具參考點與固定點始終保持接觸，而機器人會根據(jù)重定位操作改變著姿態(tài)。工件坐標系是用來描述工件位置的坐標系。工件坐標系由兩個框架構成：用戶框架和對象框架。所有的編程位置將與對象框架關聯(lián)，對象框架與用戶框架關聯(lián)，而用戶框架與世界坐標系關聯(lián)。如圖所示，A坐標系為世界坐標系，