MOTOMAN机器人应用基础.docx
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MOTOMAN机器人应用基础.docx
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MOTOMAN机器人应用基础
日本安川MOTOMAN工业机器人
使用基础
编程和操作
1 简介
1.1 MOTOMAN小型机器人的发展
1.1.1 本体的发展
SV3
3kg
小型
定位精度±0.03mm
SK6
6kg
点焊
定位精度±0.01mm
SK10
10kg
点焊
定位精度±0.01mm
SK16
16kg
点焊
定位精度±0.01mm
SP20~60
20kg~60kg
弧焊
SK120
120kg
点焊
UP130
130kg
点焊
1.1.2 控制箱发展
80年代
90年代
系列
XG
ZX
ERC
MRC
XRC (98~99年)
字长
8位
16位
16位
32位
32位
CPU
8085
8086
80286
80386
80486 (27个外轴、三个本体)
外部轴:
本体俯焊好,不能仰焊,要增加手臂自由度,成本太高,带外部轴可增加功能。
1.2 XRC控制柜慨述
主电源开关和门锁位于XRC控制柜的面板上,示教盒挂在控制柜的右上方,再现面板位于控制柜的柜门上,如图所示。
在本教材中,再现面板上的按钮都用方括号及方括号中的文字表示。
比如[TEACH]表示再现面板上的示教按钮
。
1.3 示教盒
1.4 键的表示
● 命名键
在本教材中,命名键用方括号及方括号中的文字表示。
比如[TEACHLOCK]表示示教盒上的示教锁定键
。
数字键除了数字功能外,还有其他功能,具有双重功能键。
比如
可以表示成[1]或[TIMER]
● 符号键
符号键不用方括号来表示,而用一个小图标来表示。
● 坐标轴键和数字键
当同时表示所有键时,坐标轴键和数字键用“AxisOperationKeys”和“NumberKeys”表示。
● 组合键
组合键用“+”号连接表示,比如[SHIFT]+[COORD]。
1.5 屏幕说明
本教材中,示教盒显示区中的菜单条目,用{×××}来表示。
比如{JOB}表示JOB菜单。
这些菜单的下拉菜单用同样的方式表示。
在本教材中,用4种屏幕视图来图解说明示教盒显示区。
1.6 操作顺序
按下列操作顺序来使用机器人:
1) 开启XRC控制柜;
2) 示教机械人一种作业;
3) 机械人自动完成作业(称为“再现”);
4) 当完成作业后,关闭电源。
2 开启电源
当开启电源时,总是先打开主电源开关,然后开启伺服电源。
在开启电源时,确保机械手周围区域是安全的。
2.1 开启主电源
将主电源开关拔向ON位置,开启主电源,系统将开始自我诊断。
2.1.1 开启诊断
当主电源开启后,系统将自检,并且在示教盒屏幕上显示开启信息。
2.1.2 自检完成后
上次电源关闭时,XRC系统会保存所有状态数据。
开启诊断完成后,系统自动调入停机时的作业。
包括:
● 操作模式
● 操作过程
● 被调用的作业(如果是在XRC再现模式下,则该作业是当前作业;如果是在XRC示教模式下,则是该编程的作业)
● 作业的光标位置。
2.2 开启伺服电源
2.2.1 再现模式中
当保险装置闭合时,按[SERVOONREADY]开启伺服电源,该键指示灯亮,说明电源已开启。
注意:
当保险装置断开时,伺服电源是不能打开的。
2.2.2 示教模式中
1) 按再现面板上的[SERVOONREADY]按钮,开启伺服电源。
开伺服电源之后,这个按钮点亮了。
2) 按[TEACHLOCK]按钮进入示教模式。
3) 当操作者握紧手握急停开关时,伺服电源开启并且再现面板上的[SERVOONREADY]按钮就亮了。
2.2.3 坐标类型
有下列坐标类型用于操作机械手
● 关节坐标
机械手的每一根轴相互独立运动。
● 直角坐标
和机械手的位置无关,它平行于X轴,Y轴,Z轴中的任意一轴运动。
● 用户坐标
机械手平行于用户坐标轴运动。
在任何一坐标系中,在固定的工具中心点(TCP:
toolcenterpoint)的位置,只可能改变手腕方向。
这就叫做TCP固定功能。
3 示教
3.1 机械手的运动
通常用两种坐标来操作机械人:
关节坐标和直角坐标。
按示教盒上的坐标轴操作键,操作机械手的每一根轴。
3.1.1 关节坐标
3.1.2 直角坐标
3.1.3 运动指令和步骤
机械手使用作业指令来实现运动和执行再现,这些指令叫做运动指令。
目的位置,插补方法,运行速度等等信息都记录在运动指令中。
叫做运动指令的原因是,主体指令都是以“MOV”开始。
“MOV”是一种用于XRC系统中的“INFORMⅡ”语言。
比如:
MOVJ VJ=50.00
MOVL V=1122 PL=1
从一条运动指令到下一条运动指令为一步。
步骤1为001,步骤2为002,步骤3为003,等等。
步骤1的位置即为记录有步骤号001(S:
001)的运动指令处的位置。
例如:
参照下面的作业的内容,当执行再现时,机械手由步骤1向步骤2运动,运动速度记录在步骤2的运动指令中。
在机械手到了步骤2之后,机械手执行TIMER指令,再执行DOUT指令,然后继续执行步骤3。
3.2 示教
3.2.1 示教前的准备工作
示教前应做下面准备工作:
● 按下再现面板上的[REMOTE]按钮,使灯灭
● 按下[TEACH]按钮(在面板上),设置示教模式
● 按下[TEACH LOCK]键(在示教盒上),锁住示教模式(示教锁,确保安全)
● 输入作业名称
1) 确保再现面板上的[REMOTE]按钮没有点亮了,如点亮了,按下[REMOTE]按钮关掉,这样再现面板就可以操作了。
灯亮——遥控操作
灯灭——本地面板操作
2) 在再现面板上,按下[TEACH]按钮进入示教模式。
3) 按下[TEACHLOCK]键。
如果按下[TEACHLOCK]键,该按钮将点亮。
这样一来,通过再现面板或外部输入设备,就不能改变操作模式和操作过程。
另外,如果[TEACHLOCK]键没有点亮,使用紧急制动开关,不能开启伺服电源。
4) 在顶部菜单中选择{JOB},并在子菜单中选择{CREATENEWJOB}。
这时将显示输入行。
5) 在显示了新的作业后,按[SELECT]键。
6) 在这个例子中,作业的名字叫“TEST”,请用翻页键显示字母符号页。
7) 移动光标到“T”,按[SELECT]键,“E”,“S”,和“T”类推。
8) 按[ENTER]键确认。
9) 移动光标至“EXEC”处,按[SELECT]键,这样,作业名“TEST”将存储在XRC系统,并且作业内容被显示出来,自动显示NOP和END指令。
能用于作业名的字符
作业名必须由数字、字母、或已注册的其他字符。
在5和6步之间,当按翻页键时,将依次显示所有字符。
名字可用8位数字、字母、符号来表示。
3.2.2 示教
● 作业示教
作业是一种工作程序,它表示机械手将要执行的任务。
程序是用机械人编程语言“INFORMⅡ”来创建的。
下面的例子将说明如何使机械手学会要做的事情。
如下图所示,这个例子说明让机器人从工件的A点运动到B点所需要的步骤。
完成这个作业总共需要6步。
路径确认
使第一步和最后一步重合
记录每一步骤
安全检查
确保了锁住了示教模式
确保你和机械手之间要有安全的距离
● 步骤1——开始位置
始终要注意,机械手在操作前确保有一个安全的工作区域。
1) 握紧手握急停开关,这时伺服电源打开,机械手可以操作了。
2) 按轴操作键,移动机械手到预期的位置,要确保位置安全,并且使工作区域适合于作业编程。
3) 用[MOTIONTYPE]键选择关节运动方式,使关节运动指令“MOVJ”显示在输入窗口中。
=>MOVJVJ=0.78
4)移动光标到行数0000处,按下[SELECT键。
J:
TEST S:
000 R1 TOOL:
*
0000NOP
0001END
5) 在输入窗口中,将光标移至右边的VJ=*.**处,该处表示速度,然后按住
[SHIFT]键,同时上下移动光标键(改变作业再现速度),直到得到合适的速度。
=>MOVJVJ=50.00
6) 按确认键[ENTER],记录下步骤1(行号0001)。
0000
NOP
0001
MOVJVJ=50.00
0002
END
● 步骤2——靠近开始作业位置
首先调整机械手的工作姿态
1) 用轴操作键将机械手移至接近开始作业的位置。
2) 按确认键[ENTER],记录下步骤2(行号0002)。
0000
NOP
0001
MOVJVJ=50.00
0002
MOVJVJ=50.00
0003
END
● 步骤3——开始作业位置
按照步骤2的姿势,将机械手移至开始作业的位置。
1) [FST]或[SLW]键得到一个中等速度,状态区中的速度图标显示为
形状。
2) 不要改变步骤2中的姿势,按[COORD]键选择直角坐标,用坐标轴操作键将机械手移至开始焊接点。
3) 将光标移到行号0002处,按[SELECT]键。
4) 在输入窗口中,将光标移至右边的VJ=*.**处,该处表示速度,然后按住[SHIFT]键,同时上下移动光标键(改变作业再现速度),直到得到合适的速度。
将速度设为12.50%。
=>MOVJVJ=12.50
5) 按确认键[ENTER],记录下步骤3(行号0003)。
0000
NOP
0001
MOVJVJ=50.00
0002
MOVJVJ=50.00
0003
MOVJVJ=12.50
0004
END
● 步骤4——作业结束点
指定作业结束点
1) 用坐标轴操作键将机械手移至工作结束点。
2) 按[MOTIONTYPE]键,选择直线运动类型(MOVL)。
=>MOVLV=66
3) 将光标移至行号0003,并按[SELECT]键。
=>MOVLV=66
4) 在输入窗口中,将光标移至右边的V=*.**处,该处表示速度,然后按住[SHIFT]键,同时上下移动光标键(改变作业再现速度),直到得到合适的速度。
将速度设为138cm/min。
=>MOVLV=138
5) 按确认键[ENTER],记录下步骤4(行号0004)。
0000
NOP
0001
MOVJVJ=50.00
0002
MOVJVJ=50.00
0003
MOVJVJ=12.50
0004
MOVLV=138
0005
END
● 步骤5——离开工件和夹具位置
将机械手移至一个不会撞击工件或夹具的位置。
1) 按[FST]或[SLW]键,将速度改为高速。
注意:
该速度只影响示教速度,再现速度由步骤4定义。
2) 用坐标轴操作键将机械手移至一个不会撞击夹具的位置。
3) 按[MOTIONTYPE]键设置节点运动类型[MOVJ]。
=>MOVJVJ=12.50
4) 将光标移至行号0004处,按[SELECT]。
=>MOVJVJ=12.50
5) 在输入窗口中,将光标移至右边的VJ=*.**处,该处表示速度,然后按住[SHIFT]键,同时上下移动光标键(改变作业再现速度),直到得到合适的速度。
这里将速度设为50%。
=>MOVJVJ=50.00
6) 按确认键[ENTER],记录下步骤5(行号0005)。
0000
NOP
0001
MOVJVJ=50.00
0002
MOVJVJ=50.00
0003
MOVJVJ=12.50
0004
MOVLV=138
0005
MOVJVJ=50.00
0006
END
● 步骤6——接近开始点
将机械手移至接近开始点
1) 用坐标轴操作键将机械手移至接近开始点。
2) 按确认键[ENTER],记录下步骤6(行号0006)。
0000
NOP
0001
MOVJVJ=50.00
0002
MOVJVJ=50.00
0003
MOVJVJ=12.50
0004
MOVLV=138
0005
MOVJVJ=50.00
0006
MOVJVJ=50.00
0007
END
● 确保第一步和最后一步一致
机械手在步骤6就停了,步骤6必须和步骤1十分接近。
最好是直接从步骤5的端点位置移至步骤1,这样机械手可以很快有效地开始下一个焊接作业。
下面的操作将使步骤6(结束点)和步骤1(开始点)一致。
1) 将光标移至步骤1(行号0001)。
2) 按[FWD]键,机械手将移至步骤1。
3) 将光标移至步骤6(行0006)。
4) 按[MODIFY]键。
5) 按确认键[ENTER]。
这样就能将步骤6的位置改为和步骤1的位置相同。
小结和提高
1) 步骤:
手握开关打开伺服电源→移动到位→选择运动指令形式→修改速度→确定;
2) 坐标类型切换[COORD];
3) 运动指令形式切换:
[MOTIONTYPE];
4) 修改任一行的再现运动速度;
1°光标移到修改行的指令处
2°按下[SELECT],把这一行移到输入缓冲行
3°把光标移到VJ=xx.xx处
按[SELECT]键,系统出现提示符,输入新的速度值
或者按[SHIFT]+光标键,修改速度值
4°[ENTER]确认
5) 修改任一行的运动指令;
1°把光标移到修改行,再移到指令处,
2°按[SELECT]
3°按住SHIFT键+光标键,改变运动指令
4°[ENTER]键确认
3.2.3 路径确认
作业编程完成时,要分别检查每一步,确保没有问题。
1) 将光标移至步骤1(行0001)。
2) 按[FST]或[SLW],使速度改为中等速度。
3) 按[FWD]键,确认机械手执行的每一步,每当按下[FWD]键,机械手就移动一步。
4) 逐步完成路径检查后,将光标移至作业开始处(0001行)。
5) 同时按住[INTERLOCK]键和[TESTSTART]键,连续地执行所有步骤。
机
械手连续走完所有步骤,直到循环结束时为止。
3.2.4 修改一个作业
注意:
在修改作业后,需要重新确认路径。
● 修改作业之前
确认机械手每一步的运动。
如果需要调整作业位置,增减步骤,首先要按下面步骤显示作业内容。
在顶部菜单中选择{JOB},并选择子菜单中的{JOB}项。
确保已打开示教模式。
● 改变位置数据
例:
改变步骤2中的位置数据。
1)按[FWD]键,将机械手移至步骤2(0002行);
2)用坐标轴操作键,将机械手移至调整位置;
3)按[MODIFY]键;
4)按确认键[ENTER],即可改变步骤2中的位置数据。
● 增加步骤
在步骤5和步骤6之间增加一个新的步骤。
1)按[FWD]键将机械手移至步骤5(0005行);
2)用坐标轴操作键,将机械手移至希望插入的作业位置;
3)按[INSERT]键;
4)按确认键[ENTER]键,即可插入该步骤。
当增加完步骤后,行数将会自动调整。
● 删除一个步骤
删除刚才增加的那个步骤
1)用[FWD]键将机械手移至步骤6(0006行);
2)确认光标在想删除的步骤上,然后按[DELETE]键;
3)按确认键[ENTER],即可删除这一步。
● 改变各步骤间的速度
改变机械手速度,比如减慢步骤3和步骤4间的速度。
1) 将光标移至步骤4(0004行);
2) 将光标移至指令处,然后按[SELECT]键;
3) 在输入窗口中,将光标移至右边“V=123”处,该处表示速度,然后按[SHIFT]键,同时上下移动光标键(改变作业再现速度),直到得到合适的速度;设置速度为66cm/min;
4) 按确认键,即可改变速度。
4 再现
4.1 再现前的准备
再现前,先要释放示教锁定按钮。
按[TEACHLOCK]键,使[TEACHLOCK]键灯灭。
注意:
如要从作业开始处运行程序,必须执行下列操作:
将光标移至作业的开始处
用坐标轴操作键将机械手移至步骤1附近
这样,机器人就从步骤1开始作业了。
4.2 再现
只有确保没有人在机械手的工作区域里,才能开始执行操作。
1)按[PLAY]按钮。
2)按[START]按钮,机械手将执行一个完整的示教循环,然后停止。
5 搬运
5.1 作业示例
下面是一个搬运工件的程序,后面是作业程序的注释。
行号
指 令
解 释
0000
NOP
0001
MOVJVJ=25.00
移至等待位置
0002
MOVJVJ=25.00
移至接近抓取位置(抓取之前)
0003
MOVLV=100.0
移至抓取位置
0004
HAND1ON
抓取工件
0005
TIMERT=0.50
等待工件抓取完毕
0006
MOVLV=100.0
移至接近抓取位置(抓取之后)
0007
MOVJVJ=25.00
移至等待位置
0008
MOVJVJ=25.00
移至接近释放位置(释放之前)
0009
MOVLV=100.0
移至释放辅助位置
0010
MOVLV=50.0
移至释放位置
0011
HAND1OFF
释放工件
0012
TIMERT=0.50
等待至工件释放完毕
0013
MOVLV=100.0
移至接近释放位置(释放后)
0014
MOVJVJ=25.00
移至等待位置
0015
END
5.2 HAND指令的用法
5.2.1 功能
这个指令用于开启或关闭机械人的手,分单线圈、双线圈、三线圈控制方式。
一个机械人可以控制四只手。
根据所选电磁阀的不同,可以选用下列线圈方式控制信号。
SP 单线圈
HAND指令开启或关闭阀(x-1),相反的信号输给阀(x-2)。
作为单阀用时,将(x-2)连接至任一只手上。
2P 双线圈
HAND指令开启或关闭阀(x-1),相反的信号输给阀(x-2)。
3P 三线圈
把“ALL”加入HAND指令中,就允许(x-1)和(x-2)同时开启或关闭。
如果不加“ALL”到HAND指令中,则功能和双线圈一样。
Instruction
(x:
TOOLNO)
SP
(Valvex-1/x-2)
2P
(Valvex-1/x-2)
3P
(Valvex-1/x-2)
HANDxON
ON/-(-/OFF)
ON/OFF
ON/OFF
HANDxOFF
OFF/-(-/OFF)
OFF/ON
OFF/ON
HANDxONALL
--
--
ON/ON
HANDxOFFALL
--
--
OFF/OFF
5.2.2 指令和其他条目
HAND
#1
1
OFF
ALL
①
②
③
④
① 设备号码(#1或#2)
当两个机械手用于搬运时设置用。
② 工具号(1—4)
③ 工具输出状态(ON/OFF)
④ 同时控制所有阀(ALL)
同时开启或关闭阀1和阀2。
5.3 示教过程
5.3.1 示教点
步骤2、3、4和抓取运动有关,步骤6、7、8、9和释放有关。
下面分别作解释。
● 步骤1——是等待位置
将机器人调整到安全位置,使得在该位置机械人不会和工件或夹具碰撞。
用[FWD]和[BWD]确认路径。
5.3.2 操作过程
● 步骤2——接近抓取位置(抓取前)
定义抓具(工具)的姿势
1) 用坐标轴操作键指定机械手的正确姿势,当机械手靠近工件时,必须选择一个工具和工件和它不发生干涉的方向。
该位置常常位于抓取位置的上方。
2) 按确认键[ENTER],记录下步骤2(行号0002)。
0000
NOP
0001
MOVJVJ=25.00
0002
MOVJVJ=25.00
0003
END
● 步骤3——抓取位置
就像步骤2那样,将抓具移至抓取位置,同时记录HAND指令。
1) 按[FST]或[SLW]键
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