《KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用》 教案6.1 工具坐标设定

深圳信息职业技术学院教案第2页共6页KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用教案学科KEBA机器人控制系统基础操作与编程应用课题工具坐标设定教学目标及要求：本单元介绍机器人的直线运动编程。在了解了基本的运动指令和系统功能指令后，使用示教器进行直线运动编程，在仿真环境中查看程序运行效果。1.掌握工具坐标的作用；2.掌握一点法工具坐标的设定；教学重点：工具坐标的作用三点法工具坐标的设定教学难点：三点法工具坐标的设定实验仪器及教具：多媒体教学平台，KEBA工业机器人系统教学过程备注1.课程复习（5分钟）2.课程内容讲解1：工具坐标的作用（10分钟）3.课程内容讲解2：三点法工具坐标的设定（25分钟）4.课堂练习（35分钟）5.课堂小结（5分钟）课后作业：续页1.ToolTool指令的功能是为机器人设置一个新工具坐标系。通过该指令可以修改机器人末端工作点。1）工具坐标系的作用工具坐标系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。建立了工具坐标系后，机器人的控制点也转移到了工具的尖端点上，这样示教时可以利用控制点不变，方便地调整工具姿态，并可使插补运算时的轨迹更为精确。所以，不管是什么机型、用于什么用途的机器人，只要安装的工具有个尖端，建议在示教程序前应准确地建立工具坐标系。一般，不同的机器人应用配置不同的工具，比如说弧焊机器人就是用弧焊枪作为工具，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。焊枪的工具坐标系的原点（TCP）一般设置在末端尖端（有时会设置Z轴方向偏离末端表面3～5mm），吸盘的工具坐标系的原点（TCP）一般设置在接触面的中心，如图6.2所示。图6.2工具坐标系的应用2）工具坐标系的原理工具坐标系的创建是在工作台上寻找一固定点，然后机器人以不同的姿态接近该点，并保证在小范围内精确到达该点。到达该点的误差越小，表示设定的工具坐标系越准确。工具坐标系是一个直角（笛卡儿）坐标系，其原点在工具上。工具坐标系总是随着工具的移动而移动。工具坐标系的创建是以工具参照点为原点来创建一个坐标系，该参照点被称为TCP点。默认的工具坐标系的原点（工具中心点/TCP）位于机器人安装法兰的中心。图6.3工具坐标系的原理3）工具坐标系的示教Tool指令为机器人的工具（抓手）设置新的位置，设置后将变更机器人的作业范围。通过该指令可以修改机器人末端工作点，具体方法如下。①在示教器中加载一个程序，单击程序界面底部的“新建”按键，选择并设置Tool指令，然后新建一个工具坐标系t0，如图6.4所示。图6.4Tool指令设置②单击“Menu”菜单按键→“变量管理”→“工具手示教”，进入工具手示教界面，单击底部的“设置”按键开始示教工具坐标系。图6.5工具坐标系设置③选择未知位置的3点示教方法，找到示教物体，将机器人的TCP末端以不同的姿态示教到示教物体处，具体操作如图6.6～图6.9所示。图6.6选择3点示教法图6.7以第一种姿态示教固定点图6.8以第二种姿态示教固定点图6.9以第三种姿态示教固定点④示教完成后工具坐标系t0如图6.10所示，运行Tool（t0）指令后机器人末端位置的变化如图6.11所示。⑤选择位姿改变的一点（全局设置）示教法，示教坐标系的姿态，如图6.12所示。按照图6.13所示将工具垂直朝上，然后示教。⑥工具坐标系t0的姿态示教完成，运行Tool（t0）指令后机器人末端姿态的变化如图6.14所示。图6.10工具坐标系t0图6.11机器人末端位置的变化图6.13示教坐标系姿态图6.14工具坐标系t0的变化2.

OriMode该指令用于设置机器人TCP姿态插补，如果程序中没有指定姿态插补方式，系统默认机器人配置文件中指定的姿态插补方式。设置机器人姿态插补的方式：OriMode(ori:OriMode)OriMode指令姿态插补方式见表6.1。表6.1OriMode指令姿态插补方式CARTZ轴的初始和目标姿态定义了TCP的Z轴倾斜的平面。同时它将围绕当前的Z轴旋转，参考图6.15所示优点：姿态运动直观缺点：可能产生奇点问题用法：用于处理路径CARTCURVE对于直线运动指令，与CART插补方式相同；对于圆周运动，TCP将在一个圆柱面内旋转；初值和目标姿态使用CART插值来转换，参考图6.16所示优点：姿态运动直观缺点：可能产生奇点问题用法：目前仅用于处理圆周路径WRISTJOINT对于初始和目标姿态，计算腕关节点；使用PTP插值在轴空间切换；笛卡儿位置在笛卡儿空间是线性插补优点：可以快速重新定向