工业机器人技术及应用第3章 PPTPPT资料.pptx

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机器人通过一套独特的、友好的图形用户界面操作，在触摸屏幕上，有一系列范围广泛的功能让用户选择。

任何重复,3.1机器人运动轴与坐标系,机器人系统中个运动轴的定义,目录,大家5/好34,6,所处位,3.1.1机器人运动轴的名称通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴，基座轴和,置,工装轴统称外部轴。

机器人轴,机器人操作机（本体）的轴，属于机器人本身。

【课堂认知】,基座轴,工装轴,机器人轴和基座轴以外的轴，指使工装夹具翻转和回转的轴。

机器人整体移动的轴，如行走轴（滑移平台或导轨）。

返回,3.1机器人运动轴与坐标系,目录,实现末端执行器的任意空间姿态。

大家6/好34,7,3.1.1机器人运动轴的名称,轴5,A5A4,所处位置,轴4,A6,A3,轴3,轴6,【课堂认知】,A2,轴2,A1,轴1,ABB机器人,KUKA机器人,返回,典型机器人操作机各运动轴A1、A2和A3三轴（轴1、轴2和轴3）称为基本轴或主轴，用以保证末端执行器达到工作空间的任意位置。

A4、A5和A6三轴（轴4、轴5和轴6）称为腕部轴或次轴，用以,3.1机器人运动轴与坐标系,大家7/好34,8,所处位,3.1.2机器人坐标系的种类目前，大部分商用工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系，而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。

置,关节坐标系,工具坐标系,【课堂认知】,机器人坐标系种类,直角坐标系用户坐标系,返回目录,TCP为机器人系统控制点，出厂是默认位于最后一个运动轴或安装法兰的中心，安装工具后TCP点将发生改变。

3.1机器人运动轴与坐标系,大家8/好34,9,3.1.2机器人坐标系的种类,

（1）关节坐标系在关节坐标系下，机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。

所处位,置,对大范围运动，且不要求TCP姿态的，可选择关节坐标系。

轴名称,轴类型动作说明,动作图示,本体左右回转,【课堂认知】,主轴（基本轴）,大臂上下运动,小臂前后运动手腕回旋运动,手腕弯曲运动,次轴（腕部轴）,返回目录,手腕扭曲运动,3.1机器人运动轴与坐标系,大家9/好34,9,3.1.2机器人坐标系的种类

（2）直角坐标系（世界坐标系、大地坐标系）,机器人示教与编程时经常使用,所处位,的坐标系之一，原点定义在机器人安装面与第一转动轴的交点处，X轴向前，Z,置,轴向上，Y轴按右手法则确定。

【课堂认知】,Z,X,Y,直角坐标系原点,返回目录,3.1机器人运动轴与坐标系,返回目录,大1家0好/34,11,3.1.2机器人坐标系的种类直角坐标系下的各轴动作,所处位,轴类型,动作图示轴类型,动作图示,轴名称,动作说明,轴名称,动作说明,置,X轴,U轴绕Z轴旋转,沿X轴平行移动,【课堂认知】,Y轴,V轴绕Y轴旋转,沿Y轴平行移动,主轴（基本轴）,次轴（腕部轴）,Z轴,沿Z轴平行移动,绕末端工W轴具所指方向旋转,3.1机器人运动轴与坐标系,返回目录,工具坐标系原点,大1家1好/34,12,所处位,3.1.2机器人坐标系的种类（3）工具坐标系原点定义在TCP点，并且假定工具的有效方向为X轴（有些机器人厂商将工具的有效方向定义为Z轴），而Y轴、Z轴由右手法则确定。

在进行相,置,对于工件不改变工具姿态的平移操作时选用该坐标系最为适宜。

【课堂认知】,Y,X,Z,3.1机器人运动轴与坐标系,返回目录,大1家2好/34,13,3.1.2机器人坐标系的种类,轴类型,工具坐标系下的各轴动作动作图示轴类型,动作图示,轴名称,动作说明,轴名称,动作说明,所处位置,X轴,Rx轴绕X轴旋转,沿X轴平行移动,【课堂认知】,沿Y轴平行移动,主轴（基Y轴本轴）,次轴（腕Ry轴绕Y轴旋转部轴）,Z轴,Rz轴绕Z轴旋转,沿Z轴平行移动,3.1机器人运动轴与坐标系,用户坐标系原点,返回目录,大1家3好/34,14,3.1.2机器人坐标系的种类,（4）用户坐标系可根据需要定义用户坐标系。

当机器人配备多个工作台时，选,所处位,择用户坐标系可使操作更为简单。

在用户坐标系中，TCP点将沿用户自定义的坐,置,标轴方向运动。

Z,【课堂认知】,Y,X,3.1机器人运动轴与坐标系,返回目录,大1家4好/34,16,3.1.2机器人坐标系的种类,用户坐标系下的各轴动作,轴类型,动作图示,轴类型,动作图示,轴名称,动作说明,轴名称,动作说明,所处位置,X轴,Rx轴绕X轴旋转,沿X轴平行移动,【课堂认知】,Y轴,Ry轴绕Y轴旋转,沿Y轴平行移动,主轴（基本轴）,次轴（腕部轴）,Z轴,Rz轴绕Z轴旋转,沿Z轴平行移动,3.1机器人运动轴与坐标系,返回目录,大1家5好/34,16,所处位,提示,置,不同的机器人坐标系功能等同，即机器人在关节坐标系下完成的动作，同样可在直角坐标系下实现。

机器人在关节坐标系下的动作是单轴运动，而在直角坐标系下则是多轴联动。

除关节坐标系以外，其他坐标系均可实现控制点不变动作（只改变工具姿态而不改变TCP位置）在进行机器人TCP标定时经常用到。

【课堂认知】,动作后动作中动作前,动作前动作中动作后,关节坐标系下的单轴运动,直角坐标系下的多轴协调运动,3.2认识和使用示教器,目录,工业机器人行业四巨头的最新示教器产品,大1家6好/34,17,所处位置,KUKAsmartPAD,ABBFlexPendant,【课堂认知】,YASKAWADX100,FANUCiPendant,返回,3.2认识和使用示教器,目录,大1家7好/34,18,示教器主要由显示屏和各种操作按键组成，显示屏主要有4个显示区组成。

菜单显示区,所处位置,显示操作屏主菜单和子菜单。

在通用显示区，可对作业程序、特性文件、各种设定进行显,通用显示区示和编辑。

【课堂认知】,状态显示区显示系统当前状态，如动作坐标系、机器人移动速度等。

显示的信息根据控制柜的模式（示教或再现）不同而改变。

人机对话显示区在机器人示教或自动运行过程中，显示功能图标以及系统错误信息等。

返回,3.2认识和使用示教器,）。

大1家8好/34,19,示教器按键设置主要包括【急停键】、【安全开关】、【坐标选择键】、【轴操作键】/【Jog键】、【速度键】、【光标键】、【功能键】、【模式旋钮】等。

所处位,序号按键名称按键功能,置,急停键,1,通过切断伺服电源立刻停止机器人和外部轴操作。

一旦按下，开关保持紧急停止状态；

顺时针方向旋转解除紧急停止状态。

【课堂,返回选择机器人控制柜的模式（示教模式、再现/自动模式、远程/遥控模式等目录,模式旋钮,8,3.3机器人安全操作规程,返回目录,大1家9好/34,20,3.3.1示教和手动机器人时,所处位,1）禁止用力摇晃机械臂及在机械臂上悬挂重物。

置,2）示教时请勿戴手套。

穿戴和使用规定的工作服、安全鞋、安全帽、保护用具等,）未经许可不能擅自进入机器人工作区域。

调试人员进入机器人工作区域时，需随身携带示教器，以防他人误操作。

）示教前，需仔细确认示教器的安全保护装置是否能够正确工作，如【急停键】、【安全开关】等。

【课堂认知】,）在手动操作机器人时要采用较低的倍率速度以增加对机器人的控制机会。

）在按下示教器上的【轴操作键】之前要考虑到机器人的运动趋势。

）要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该路径不受干涉。

）在察觉到有危险时，立即按下【急停键】，停止机器人运转。

3.3机器人安全操作规程,返回目录,大2家9好/34,20,3.3.2再现和生产运行时,1）机器人处于自动模式时，严禁进入机器人本体动作范围内。

所处位,置,2）在运行作业程序前，须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。

3）使用由其他系统编制的作业程序时，要先跟踪一遍确认动作，之后再使用该程序。

4）须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置和状态。

【课堂认知】,5）必须知道机器人控制器和外围控制设备上的【急停键】的位置，准备在紧急情况下按下这些按钮。

6）永远不要认为机器人没有移动，其程序就已经完成，此时机器人很可能是在等待让它继续移动的输入信号。

3.4手动移动机器人,目录,点动机器人,大2家1好/34,22,3.4.1移动方式,所处位置,

（1）点动点动机器人就是点按/微动【轴操作键】来移动机器人手臂的方式。

每点按或微动【轴操作键】一次机器人移动一段距离。

点动机器人主要用在示教时离目标位置较近的场合。

【课堂认知】,返回,3.4手动移动机器人,目录,大2家2好/34,23,3.4.1移动方式,所处位置,

（2）连续移动连续移动机器人则是长按/拨动【轴操作键】来移动机器人手臂的方式。

连续移动机器人主要用在示教时离目标位置较远的场合。

【课堂认知】,返回,连续移动机器人,3.4手动移动机器人,提示,目录,大2家3好/34,24,所处位置,3.4.2典型坐标系下的手动操作

（1）关节坐标系关键步骤：

系统上电开机A工位机器人手动示教选择关节坐标系移动机器人到B工位/旋转回转机B工位机器人手动示教。

【课堂认知】,工位B,工位B,工位A,工位A,双工位操作,双工位+变位机操作,机器人外部轴的运动控制，只能在关节坐标系下进行。

返回,3.4手动移动机器人,目录,大2家4好/34,25,所3.4.2典型坐标系下的手动操作处

（2）直角坐标系位置关键步骤：

系统上电开机选择关节坐标系变换末端工具姿态至作业姿态,选择直角坐标系移动机器人至直线轨迹的开始点选择直角坐标系的Y轴移动机器人至直线轨迹的结束点。

运动轨迹,【课堂认知】,z,y,x,机器人直线运动轨迹,返回,3.4手动移动机器人,提示,目录,动作应选Z轴进行操作。

大2家5好/34,26,3.4.2典型坐标系下的手动操作（3）工具坐标系关键步骤：

选择直角坐标系移动机器人到作业轨迹的结束点选择工,所处位置,具坐标系的X轴