工业机器人基础编程与调试-KUKA机器人 课件 ch02 图形描图示教编程

第二章图形描图示教编程高等院校公共课系列精品教材工业机器人基础编程与调试学习目标1知识目标KUKA机器人用户权限。(1)工具坐标系测量原理及方法。(2)基坐标系测量原理及方法。(3)工具坐标测量和基坐标测量的优点(4)工具负载的定义及影响。(5)程序模块的创建、编辑及运行。(6)运动指令PTP、LIN、CIRC。(7)学习目标2技能目标掌握XYZ4点法、XYZ参照法的测量方法及步骤。(1)掌握ABC世界坐标系法、ABC2点法的测量方法及步骤。(2)通过对工具坐标系测量的学习，完成尖点工具的测量。(3)掌握输入负载数据和附加负载数据的操作方法及步骤。(4)掌握3点法创建基坐标的方法及步骤。(5)掌握PTP、LIN、CIRC指令的应用。(6)任务1工具TCP设定。任务2有效载荷及基坐标设定。任务3平面图形描图示教编程。工作任务01工具TCP设定PARTONE通过XYZ4点法和ABC世界坐标系法测量尖点工具的TCP。任务1工具TCP设定一任务描述本任务旨在让学生掌握工具的测量方法及工具测量的准确性。因此完成这一任务需要了解工具测量的原理，及正确使用示教器进行操作。任务1工具TCP设定二任务分析任务1工具TCP设定三相关知识工具坐标系测量

工具坐标系是一个直角(笛卡儿)坐标系，其原点在工具上。工具坐标系的取向一般是坐标系的X轴与工具的工作方向一致。工具坐标系总是随着工具的移动而移动。工具的测量是依托工具参照点为原点来创建一个坐标系为基础的，该参照点被称为TCP点，该坐标系即为工具坐标系。工具坐标系的测量分为工具原点的确定和姿态的确定。任务1工具TCP设定三相关知识1.确定坐标系的原点(1)XYZ4点法将工具的TCP从4个不同的方向移向一个参考点(一般选择尖端点或具有明显特征的点)，机器人控制系统从不同的法兰位置值中计算出TCP点，XYZ4点法如图所示。注：4个不同方向的工具的姿态差距越大越好。任务1工具TCP设定三相关知识(2)XYZ参照法对一件新工具与一件已测量过的工具进行比较测量，机器人控制系统比较法兰位置，并对工具的TCP进行计算。此种方法适用于几何相似的同类工件，XYZ参照法如图所示。任务1工具TCP设定三相关知识2.确定坐标系姿态(1)ABC世界坐标系法ABC世界坐标系法是将工具坐标系的轴平行于世界坐标系的轴进行校准，机器人控制系统从而得知工具坐标系的姿态。该方法具体有两种方式，即5D法和6D法，如图所示。任务1工具TCP设定三相关知识(2)ABC2点法ABC2点法是通过移动X轴上一个点和XY平面上一个点，机器人控制系统即可得知工具坐标系各轴的方向的方法，ABC2点法测量坐标系方向如图所示。02有效载荷及基坐标识PARTONE任务2有效载荷及基坐标识一任务分析本任务主要让学生掌握机器人有效载荷的设定和基坐标的设定。在完成此任务前，需要先学习机器人上的负载和工具负载的含义及应用、基坐标的测量原理、基坐标测量的意义等知识。任务2有效载荷及基坐标识二相关知识(一)工具负载数据1.工具负载的定义工具负载数据是指所有装在机器人法兰上的负载的数值,它是另外安装在机器人上并同机器人一起移动的负载的质量。需要输入的值有质量、重心位置(质量受重力作用的点)质量转动惯量以及所属的主惯性轴。负载数据必须输入机器人控制系统，并分配给正确的工具。任务2有效载荷及基坐标识二相关知识2.工具负载数据的影响输入的负载数据会影响许多控制过程，包括控制算法(计算加速度)、速度和加速度监控、力矩监控、碰撞监控、能量监控等，所以，正确输入负载数据是非常重要的。如果机器人以正确输入的负载数据执行其运动，则可以从它的高精度中受益，使运动过程具有最佳的节拍时间，最终使机器人具有长的使用寿命。任务2有效载荷及基坐标识二相关知识(二)基坐标系测量原理基坐标系测量分为两个步骤：确定坐标系原点和定义坐标系方向，具体测量方法如表所示。03平面图形描图示教编程PARTONE任务3平面图形描图示教编程一任务分析本任务旨在学习KUKA机器人的编程、调试及程序运行的基础上完成给定图形的运动轨迹。因此完成这一任务需要掌握程序文件的创建、编辑方式，运动指令的定义及应用，机器人程序运行等相关知识。任务3平面图形描图示教编程二相关知识1.程序模块创建(1)导航器中的程序模块程序模块应始终保存在文件夹“Program”(程序)中，也可建立新的文件夹并将程序模块存放在那里。模块用字母“M”标识。一个模块中可以加入注释，此类注释中可含有程序的简短功能说明，如图所示。(一)程序模块任务3平面图形描图示教编程二相关知识1.程序模块创建(2)程序模块的属性程序模块由SRC文件和DAT文件两个部分组成，如图所示。(一)程序模块任务3平面图形描图示教编程二相关知识2.程序编辑方式通过KUKA导航器编辑SmartPad程序模块，编辑方式与常见的文件系统类似。编辑方式包含复制、删除、重命名。在用户组“专家”权限下，每个模块的SRC文件和DAT文件都映射在导航器中。(一)程序模块任务3平面图形描图示教编程二相关知识运动指令定义(1)点到点运动PTP指令是机器人沿最快的轨道将TCP从起始点引至目标点。(2)线性运动时机器人沿着一条直线以定义的速度移动至目标点，即在线性移动过程中，机器人转轴之间将进行配合，使工具及工件参照点沿着一条通往目标点的直线移动。(3)圆周运动是机器人沿圆形轨道以定义的速度将TCP移动至目标点。(二)KUKA运动指令任务3平面图形描图示教编程二相关知识1.执行初始化运行KUKA机器人的初始化运行称为BCO运行。在进行选择程序、程序复位、程序执行时，手动移动