第5章--手动操纵工业机器人ppt课件.pptx

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1、第5章 手动操纵工业机器人教学目标工业机器人技术与应用1.了解工业机器人的安全操作规程2.熟悉示教器的按键及使用功能3.掌握机器人运动轴与坐标系4.掌握手动移动机器人的流程和方法目录页 PAGE OF CONTENT5.1工业机器人运动轴与坐标系5.2认识和使用示教器5.3工业机器人安全操作规程5.4手动移动工业机器人5.5工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定工业机器人运动轴与坐标系5.1一一、工业机器人的运动轴、工业机器人的运动轴通通常常机机器器人人运运动动轴轴按按其其功功能能可可划划分分为为机机器器人人轴轴、基基座座轴轴和和工工装装轴轴，基基座座轴轴和工装轴统称和工装轴统称外部外部轴轴。

2、工业机器人运动轴与坐标系5.1一一、工业机器人的运动轴、工业机器人的运动轴6轴关节型机器人操作机有轴关节型机器人操作机有6个可活动的关节（轴）。个可活动的关节（轴）。ABB机机器器人人6轴轴定定义义为为轴轴1、轴轴2、轴轴3、轴轴4、轴轴5和和轴轴6。KUKA机机器器人人6轴轴分别定义为分别定义为Al、A2、A3、A4、A5和和A6。Al、A2和和A3三三轴轴称称为为基基本本轴轴或或主主轴轴，基基本本轴轴用用于于保保证证末末端端执执行行器器达达到到工工作作空空间间的的任任意意位位置置；A4、A5和和A6三三轴轴称称为为腕腕部部轴轴或或次次轴轴，用用于于实实现现末末端端执执行器的行器的任意空间姿

3、态任意空间姿态。工业机器人运动轴与坐标系5.1二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系工工业业机机器器人人的的运运动动实实质质是是根根据据不不同同作作业业内内容容、轨轨迹迹的的要要求求，在在各各种种坐坐标标系系下的运动。下的运动。工业机器人运动轴与坐标系5.1二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系1.关节坐标系关节坐标系在在关关节节坐坐标标系系下下，机机器器人人各各轴轴均均可可实实现现单单独独正正向向或或反反向向运运动动。对对于于大大范范围围运运动动，且且不不要要求求机机器器人人TCP点点姿姿态态的的，可可选选择择关关节节坐标系。坐标系。轴1轴2轴3轴4轴5轴6工业机器人运动轴与坐标

4、系5.1二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系2.直角坐标系直角坐标系机机座座坐坐标标系系是是最最常常用用的的直直角角坐坐标标系系，其其原原点点定定义义在在机机器器人人的的安安装装面面与与第第一一转转动动轴轴的的交交点点处处，X轴轴向向前前，Z轴轴向向上上，Y轴轴按按右右手规则手规则确定。确定。机座坐标系机座坐标系工业机器人运动轴与坐标系5.1二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系3.工具坐标系工具坐标系工工具具坐坐标标系系的的原原点点定定义义为为机机器器人人TCP点点。进进行行相相对对于于工工件件不不改改变变工工具具姿姿势势的的平平行行移移动动操操作作时最为适宜。时最为适宜。工具

5、坐标系工具坐标系认识和使用示教器5.2二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系示教器主要由示教器主要由显示屏和各种操作按键显示屏和各种操作按键组成。组成。显示屏主要分为以下显示屏主要分为以下4个显示区：个显示区：1.菜单显示区：显示操作屏主菜单和子菜单。菜单显示区：显示操作屏主菜单和子菜单。2.通通用用显显示示区区：在在通通用用显显示示区区，可可对对作作业业程程序序、特特性性文文件件、各各种种设设定定进进行行显显示和编辑。示和编辑。3.状状态态显显示示区区：显显示示系系统统当当前前状状态态，如如动动作作坐坐标标系系、机机器器人人移移动动速速度度等等。显显示的信息根据控制柜的模式（示教或再现

6、）不同而改变。示的信息根据控制柜的模式（示教或再现）不同而改变。4.人人机机对对话话显显示示区区：在在机机器器人人示示教教或或自自动动运运行行过过程程中中，显显示示功功能能图图标标以以及及系系统错误信息等。统错误信息等。认识和使用示教器5.2二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系序号按键名称按键功能1急停键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。2安全开关在操作时确保操作者的安全。只有安全开关被按到适中位置，伺服电源才能，机器人方可动作。一旦松开或按紧，切断伺服电源，机器人立即停止运动。3坐标选择键手动操作时，机器人的动

7、作坐标选择键。可在关节、直角、工具和用户等常见坐标系中选择。此键每按一次，坐标系变化一次。4轴操作键对机器人各轴进行操作的键。只有按住轴操作键，机器人才可动作。可以按住两个或更多的键，操作多个轴。5速度键手动操作时，用这些键来调整机器人的运动速度。6光标键使用这些键在屏幕上按一定的方向移动光标。7功能键使用这些键可根据屏幕显示执行指定的功能和操作。8模式旋钮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）。认识和使用示教器5.2二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系1.ABB机器人示教器的组成机器人示教器的组成标号部件名称说明A连接器与机器人控制柜连接。B触摸屏机器人

8、程序的显示和状态的显示。C急停开关紧急情况时拍下，使机器人停止。D操纵杆控制机器人的各种运动，如单轴运动、线性运动。EUSB接口数据备份与恢复用USB接口。（可插U盘/移动硬盘等存储设备）F使能按钮给机器人的各伺服电机使能上电。G触摸笔与触摸屏配合使用。H重置按钮将示教器重置为出厂状态。ABB机机器器人人示示教教器器包包括括使使能能器器按按钮钮、触触摸摸屏屏、触触摸摸笔笔、急急停停按按钮钮、操操纵纵杆杆和和一一些些功功能能按钮按钮。ABB机器人示教器主要部件功能说明ABB机器人示教器结构示意图认识和使用示教器5.2二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系1.ABB机器人示教器的组成机器人示

9、教器的组成标号说明A-D预设按键，可以根据实际需求设定按键功能。E选择机械单元。（用于多机器人控制）F切换运动模式，机器人重定位或者线性运动。G切换运动模式，实现机器人的单轴运动，轴1-3或轴4-6。H切换增量（增益）控制模式，开启或者关闭机器人增量运动。J后退按键，使程序逆向运动，程序运行到上一条指令。K启动按键，机器人正向连续运行整个程序。L前进按键，使程序正向单步运行程序，按一次，执行一条指令。M暂停按钮，机器人暂停运行程序。ABB机器人示教器按键的功能说明ABB机器人示教器的功能按键认识和使用示教器5.2二二、工业机器人的坐标系、工业机器人的坐标系2.ABB机器人示教器的手持方式机器人

10、示教器的手持方式用用左左手手手手持持，4指指穿穿过过张张紧紧带带，指指头头触触摸摸使使能能按按钮钮，掌掌心心与与大大拇拇指指握握紧紧示示教教器器。操操作作机机器器人人示示教教器器时时，左左手手持持设设备备，手手指指按按住住使使能能按按钮钮不不放放。使使能能按按钮钮分分为为两两档档，在在手手动动状状态态下下第第一一档档按按下下去去机机器器人人将将处处于于电电机机开开启启状状态态。只只有有在在按按下下使使能能按按钮钮并并保保持持在在“电电机机开开启启”的的状状态态才才可可以以对对机机器器人人进进行行手手动动的的操操作作和和程程序序的的调调试试。第第二二档档按按下下时时机机器器人人会处于防护停止状态

11、。会处于防护停止状态。工业机器人安全操作规程5.3一一、在线示教安全操作在线示教安全操作1.禁止用力摇晃机械臂及在机械臂上悬挂重物。禁止用力摇晃机械臂及在机械臂上悬挂重物。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。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。3.未未经经许许可可不不能能擅擅自自进进入入机机器器人人所所及及的的区区域域。调调试试人人员员进进入入机机器器人人工工作作区区域域时时，需需要随身携带示教器，以防他人误操作。要随身携带示教器，以防他人误操作。4.示示教教前前，需需仔仔细细确确认认示示教教器器的的安安全全保保护护装装置

12、置是是否否能能够够正正确确工工作作，如如【急急停停键键】、【安全开关安全开关】等。等。5.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。6.在按下示教器上的在按下示教器上的【轴操作键轴操作键】之前要考虑到机器人的运动趋势。之前要考虑到机器人的运动趋势。7.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。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。8.在察觉到有危险时，立即按下在察觉到有危险时，立即按下【急停键急停键】，停止机器人运转。，停止机器人运转。工业机器人安全操作规程5.3二、二、再现和

13、自动运行安全操作再现和自动运行安全操作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。机器人处于自动模式时，严禁进入机器人本体动作范围内。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。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。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。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。5.必必须须知知道道机机器器人人控控制制器器和

14、和外外围围控控制制设设备备上上的的【急急停停键键】的的位位置置，准准备备在在紧紧急急情情况况下下按下这些按钮。按下这些按钮。6.永永远远不不要要认认为为机机器器人人没没有有移移动动，其其程程序序就就已已经经完完成成，此此时时机机器器人人很很可可能能是是在在等等待待让让它继续移动的输入信号。它继续移动的输入信号。工业机器人安全操作规程5.3三、三、安全守则安全守则1.万一发生火灾，请使用二氧化碳灭火器。万一发生火灾，请使用二氧化碳灭火器。2.急停开关急停开关(E-Stop)不允许被短接。不允许被短接。3.在任何情况下，不要使用机器人原始启动盘，用复制盘。在任何情况下，不要使用机器人原始启动盘，用

15、复制盘。4.机器人停机时，夹具上不应置物，必须空机。机器人停机时，夹具上不应置物，必须空机。5.机器人在发生意外或运行不正常等情况下，均可使用机器人在发生意外或运行不正常等情况下，均可使用E-Stop键，停止运行。键，停止运行。6.因因为为机机器器人人在在自自动动状状态态下下，即即使使运运行行速速度度非非常常低低，其其动动量量仍仍很很大大，所所以以在在进进行行编编程程、测试及维修等工作时，必须将机器人置于手动模式。测试及维修等工作时，必须将机器人置于手动模式。7.气路系统中的压力可达气路系统中的压力可达0.6MP，任何相关检修都要切断气源。，任何相关检修都要切断气源。8.在在手手动动模模式式下

16、下调调试试机机器器人人，如如果果不不需需要要移移动动机机器器人人时时，必必须须及及时时释释放放使使能能器器(Enable Device)。9.在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。10.突突然然停停电电后后，要要赶赶在在来来电电之之前前预预先先关关闭闭机机器器人人的的主主电电源源开开关关，并并及及时时取取下下夹夹具具上上的的工件。工件。11.维维修修人人员员必必须须保保管管好好机机器器人人钥钥匙匙，严严禁禁非非授授权权人人员员在在手手动动模模式式下下进进入入机机器器人人软软件件系系统，随意翻阅或修改程序及参数。统，随意翻阅或修改程序

17、及参数。12.严格执行生产现场严格执行生产现场6S管理规定和安全制度。管理规定和安全制度。13.严格按照机器人的标准化操作流程进行操作，严禁违规操作。严格按照机器人的标准化操作流程进行操作，严禁违规操作。工业机器人安全操作规程5.3四、四、现场作业产生的废弃物处理现场作业产生的废弃物处理1.现现场场服服务务产产生生的的危危险险固固体体废废弃弃物物包包括括：废废工工业业电电池池、废废电电路路板板、废废润润滑滑油油、废废油油脂脂、粘油废棉丝或抹布、废油桶、损坏的零件、包装材料等。粘油废棉丝或抹布、废油桶、损坏的零件、包装材料等。2.现场作业产生的废弃物处理方法：现场作业产生的废弃物处理方法：（1）

18、现场服务产生的损坏零件由公司现场服务人员或客户修复后再使用。）现场服务产生的损坏零件由公司现场服务人员或客户修复后再使用。（2）废包装材料，建议客户交回收公司回收再利用。）废包装材料，建议客户交回收公司回收再利用。（3）现现场场服服务务产产生生的的废废工工业业电电池池和和废废电电路路板板，由由公公司司现现场场服服务务人人员员带带回回后后交交还还供供应应商，或由客户保管，在购买新电池时作为交换物。商，或由客户保管，在购买新电池时作为交换物。（4）废废润润滑滑油油、废废润润滑滑脂脂、废废油油桶桶、粘粘油油废废棉棉丝丝和和抹抹布布等等，分分类类收收集集后后交交给给专专业业公公司处理。司处理。手动移动

19、工业机器人5.4一一、机器人系统的启动和关闭机器人系统的启动和关闭1.机器人系统的启动机器人系统的启动在在确确认认机机器器人人工工作作范范围围内内无无人人后后，合合上上机机器器人人控控制制柜柜上上的的电电源源主主开开关关，系系统统自自动动检检查查硬硬件件。检检查查完完成成后后若若没没有有发发现现故故障障，启启动动系系统统。正正常常启启动动后后，机机器器人人系系统统通通常常保保持持最最后后一一次次关关闭闭电电源源时时的的状状态态，且且程程序序指指引引位位置置保保持持不不变变，全全部部数数字字输输出出都都保保持持断断电电以以前前的值或者置为系统参数指定的值，原有程序可以立即执行。的值或者置为系统参

20、数指定的值，原有程序可以立即执行。2.机器人系统的关闭机器人系统的关闭关关闭闭机机器器人人系系统统需需要要关关闭闭控控制制柜柜上上的的主主电电源源开开关关。当当机机器器人人系系统统关关闭闭时时，所所有有数数字字输输出出都都将将被被置置为为0，这这会会影影响响到到机机器器人人的的手手爪爪和和外外围围设设备备。因因此此，在在关关闭闭机机器器人人系系统统之之前前，首首先先要要检检查查是是否否有有人人处处于于工工作作区区域域内内，以以及及设设备备是是否否运运行行，以以免免发发生生意意外外。如如果果有有程程序序正正在在运运行行或或者者手手爪爪夹夹持持有有工工件件，则则要要先先用用示示教教器器上上的的停停

21、止止按按钮钮使使程程序序停停止止运运行行并使手爪释放工件，然后再关闭主电源开关。并使手爪释放工件，然后再关闭主电源开关。手动移动工业机器人5.4二、二、移动方式移动方式1.选择运动单元及运动方式选择运动单元及运动方式ABB机器人具有机器人具有线性运动、重定位运动和单轴运动线性运动、重定位运动和单轴运动3种运动方式。种运动方式。（1)线性运动线性运动大大多多数数情情况况下下，选选择择从从点点移移动动到到点点时时，机机器器人人的的运运行行轨轨迹迹为为直直线线，所所以以称称为为直直线线运运动动，也称为线性运动。其特点是焊枪（或工件）姿态保持不变，只是位置改变。也称为线性运动。其特点是焊枪（或工件）姿

22、态保持不变，只是位置改变。（2）重定位运动）重定位运动重定位运动方式是工件姿态改变，而位置保持不变。重定位运动方式是工件姿态改变，而位置保持不变。（3）单轴运动）单轴运动通过摇杆控制机器人单轴运动。通过摇杆控制机器人单轴运动。手动移动工业机器人5.4二、二、移动方式移动方式2.点动点动点点动动机机器器人人就就是是点点按按微微动动【轴轴操操作作键键】来来移移动动机机器器人人手手臂臂的的方方式式。每每点点按按或或微微动动【轴轴操操作作键键】一一次次机机器器人人移移动动一一段段距距离离。点点动动机机器器人人主主要要用用在在示示教教时时离离目目标标位位置置较较近近的的场场合合或或初初期期操操作中作中用

23、户。用户。手动移动工业机器人5.4二、二、移动方式移动方式3.连续移动连续移动连连续续移移动动机机器器人人则则是是长长按按/拨拨动动【轴轴操操作作键键】来来移移动动机机器器人人手手臂臂的的方方式式。连连续续移移动动机机器器人人主主要要用用在在示示教教时时离离目目标标位位置置较较远远的的场合。场合。手动移动工业机器人5.4三、三、典型坐标系下的手动操作典型坐标系下的手动操作1.关节坐标系关节坐标系关关节节坐坐标标系系经经常常用用在在机机器器人人双双工工位位操操作作，主主要要实实现现点点位位运运动动。其其关关键键操操作作步步骤骤是是：系系统统上上电电开开机机A工工位位机机器器人人手手动动示示教教选

24、选择择关关节节坐坐标标系系（点点到到点点运运动动模模式式）移移动动机机器器人人到到B工工位位/旋旋转转回回转转机机B工位机器人手动示教。工位机器人手动示教。手动移动工业机器人5.4三、三、典型坐标系下的手动操作典型坐标系下的手动操作2.直角坐标系直角坐标系直直角角坐坐标标系系经经常常在在实实际际作作业业示示教教或或手手动动操操作作实实现现直直线线轨轨迹迹运运动动时时常常用用。其其关关键键操操作作步步骤骤是是：系系统统上上电电开开机机选选择择关关节节坐坐标标系系变变换换末末端端工工具具姿姿态态至至作作业业姿姿态态选选择择直直角角坐坐标标系系移移动动机机器器人人至至直直线线轨轨迹迹的的开开始始点点

25、选选择择直直角角坐坐标标系系的的Y轴轴移移动动机机器人至直线轨迹的结束点。器人至直线轨迹的结束点。手动移动工业机器人5.4三、三、典型坐标系下的手动操作典型坐标系下的手动操作3.工具坐标系工具坐标系机机器器人人作作业业运运动动轨轨迹迹示示教教完完毕毕后后，为为防防止止末末端端工工具具与与工工件件、夹夹具具等等发发生生碰碰撞撞，通通常常需需要要将将末末端端工工具具保保持持作作业业姿姿态态而而离离开开作作业业结结束束点点，类类似似这这种种不不改改变变工工具具姿姿态态的的操操作作均均可可选选择择在在工工具具坐坐标标系系下下操操作作。其其关关键键操操作作步步骤骤是是：系系统统上上电电开开机机选选择择直

26、直角角坐坐标标系系移移动动机机器器人人到到作作业业轨轨迹迹的的结结束束点点选选择择工工具具坐坐标标系系的的X轴轴移移动动机器人到一个安全位置。机器人到一个安全位置。手动移动工业机器人5.4四四、六、六自由度工业机器人奇异点自由度工业机器人奇异点机机械械手手臂臂进进行行线线性性运运动动模模式式(Linear Mode)，系系统统并并未未事事先先计计算算好好过过程程中中的的手手臂臂姿姿态态(Configuration)，倘若在运动过程中遇到奇异点，则会造成机械手臂卡住或提示错误。，倘若在运动过程中遇到奇异点，则会造成机械手臂卡住或提示错误。手动移动工业机器人5.4四四、六、六自由度工业机器人奇异点

27、自由度工业机器人奇异点1.常见奇异点的发生位置常见奇异点的发生位置机器人的奇异点与机械手臂姿态有关，六轴机械手臂的奇异点常见的发生位置有三种：机器人的奇异点与机械手臂姿态有关，六轴机械手臂的奇异点常见的发生位置有三种：（1）腕关节奇异点位置腕关节奇异点位置当当第第4轴轴与与第第6轴轴共共线线，如如图图所所示示，会会造造成成系统尝试将第系统尝试将第4轴与第轴与第6轴瞬间旋转轴瞬间旋转180度。度。手动移动工业机器人5.4四四、六、六自由度工业机器人奇异点自由度工业机器人奇异点1.常见奇异点的发生位置常见奇异点的发生位置机器人的奇异点与机械手臂姿态有关，六轴机械手臂的奇异点常见的发生位置有三种：机

28、器人的奇异点与机械手臂姿态有关，六轴机械手臂的奇异点常见的发生位置有三种：（2）肩关节奇异点位置肩关节奇异点位置当当第第1轴轴与与腕腕关关节节中中心心C点点(第第5轴轴与与第第6轴轴之之交交点点)共共线线，如如图图所所示示，会会造造成成系系统统尝尝试试将将第第1轴轴与与第第4轴轴瞬瞬间间旋旋转转180度度。此此类类型型有有个个特特殊殊的的情情况况，当当第第1轴轴与与腕腕关关节节中中心心共共线线，且且与与第第6轴轴共共线线时时，会会造造成成系系统统尝尝试试第第1轴轴与第与第6轴瞬间旋转轴瞬间旋转180度。度。手动移动工业机器人5.4四四、六、六自由度工业机器人奇异点自由度工业机器人奇异点1.常见

29、奇异点的发生位置常见奇异点的发生位置机器人的奇异点与机械手臂姿态有关，六轴机械手臂的奇异点常见的发生位置有三种：机器人的奇异点与机械手臂姿态有关，六轴机械手臂的奇异点常见的发生位置有三种：（3）肘关节奇异点位置肘关节奇异点位置当当腕腕关关节节中中心心C点点与与第第2轴轴、第第3轴轴共共平平面面时时，会会造造成成肘肘关关节节卡卡住住，像像是是被被锁锁住住一一般般，无法再移动。无法再移动。2.如何避免奇异点如何避免奇异点理理论论上上，机机械械手手臂臂到到达达奇奇异异点点时时角角速速度度无无限限大大，为为避避免免损损坏坏，机机器器人人制制造造商商会会已已在在机机器器人人的的底底层层控控制制程程序序里

30、里加加入入了了安安全全算算法法，当当速速度度过过快快时时机机械械手手臂臂停停止止，并并产产生生错错误误提提示示信信息。使用者也可以限制机械手臂经过奇异点附近时的速度，使其缓慢地通过，避免息。使用者也可以限制机械手臂经过奇异点附近时的速度，使其缓慢地通过，避免停机。停机。工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5一、工具坐标系标定方法一、工具坐标系标定方法机机器器人人工工具具坐坐标标系系的的标标定定是是指指将将工工具具中中心心点点（TCP）的的位位姿姿告告诉诉机机器器人人，指指出出它它与与末末端端关节坐标系的关系。关节坐标系的关系。1.外部基准标定法外部基准标定法只需要使工具对准某一测定好的外

31、部基准点，便可完成标定，标定过程快捷简便。只需要使工具对准某一测定好的外部基准点，便可完成标定，标定过程快捷简便。2.多点标定法多点标定法这这类类标标定定包包含含工工具具中中心心点点(TCP)位位置置多多点点标标定定和和工工具具坐坐标标系系（TCF)姿姿态态多多点点标标定定。TCP位位置置标标定定是是使使几几个个标标定定点点TCP位位置置重重合合，从从而而计计算算出出TCP，即即工工具具坐坐标标系系原原点点相相对对于于末末端端关关节节坐坐标标系系的的位位置置，如如四四点点法法；而而TCF姿姿态态标标定定是是使使几几个个标标定定点点之之间间具具有有特特殊殊的的方方位位关关系系，从从而而计计算算出

32、出工工具具坐坐标标系系相相对对于于末末端端关关节节坐坐标标系系的的姿姿态态，如如五五点点法法（在在四四点点法法的的基基础上，除能确定工具坐标系的位置外还能确定工具坐标系的础上，除能确定工具坐标系的位置外还能确定工具坐标系的z轴方向）轴方向）工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5一、工具坐标系标定方法一、工具坐标系标定方法2.多点标定法多点标定法（1）在在机机器器人人动动作作范范围围内内找找一一个个精精确的固定点作为参考点。确的固定点作为参考点。（2）在在工工具具上上确确定定一一个个参参考考点点（最最好是工具中心点好是工具中心点TCP）。）。（3）按按之之前前介介绍绍的的手手动动操操纵纵机

33、机器器人人的的方方法法移移动动工工具具参参考考点点，以以四四种种不不同同的的工工具具姿姿态态尽尽可可能能与与固固定定点点刚刚好好碰上碰上。（4）机机器器人人控控制制柜柜通通过过前前 4 个个点点的的位位置置数数据据即即可可计计算算出出TCP的的位位置置，通通过过后后2个个点点即即可可确确定定TCP的姿态。的姿态。（5）根根据据实实际际情情况况设设定定工工具具的的质量和重心位置数据质量和重心位置数据。TCP六点法操作步骤六点法操作步骤：工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5一、工具坐标系标定方法一、工具坐标系标定方法3.ABB机器人工具数据的定义机器人工具数据的定义工工具具数数据据（TOO

34、LDATA）是是用用于于描描述述安安装装在在机机器器人人末末端端法法兰兰上上工工具具的的TCP、重重量量、重重心心等参数数据。等参数数据。（1）四点法设定）四点法设定TCP工具设定界面新建工具名称界面工具初始值参数设置界面工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5一、工具坐标系标定方法一、工具坐标系标定方法3.ABB机器人工具数据的定义机器人工具数据的定义（1）四点法设定）四点法设定TCP工具设定界面新建工具名称界面工具初始值参数设置界面工具的重量“mass”值的设定工具的重心偏移“cog”值的设定进入工具定义界面工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5“点3”修改位置界面 机器人姿态3

35、画面“点1”修改位置界面 机器人姿态1画面“点2”修改位置界面 机器人姿态2画面“点4”修改位置界面 机器人姿态4画面工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5（2）重定位测试工具中心点）重定位测试工具中心点（3）自动识别工具的重量和重心）自动识别工具的重量和重心ABB机机器器人人提提供供了了自自动动识识别别工工具具的的重重量量和和重重心心的的功功能能，通通过过调调用用LoadIdentity程程序序即即可可实现实现。步骤步骤如下：如下：1）安安装装好好焊焊枪枪并并新新建建完完“hanqiang”工工具具后后，在在工工具具坐坐标标中中选选中中该该工工具具，机机器器人人进进入入单轴运动模式，利

36、用操纵杆使机器人单轴运动模式，利用操纵杆使机器人6个轴运动到接近个轴运动到接近0的位置，准备工作的位置，准备工作完成。完成。2）在在主主菜菜单单页页面面，单单击击“程程序序编编辑辑器器”，进进入入主主程程序序编编辑辑界界面面，单单击击“调调试试”菜菜单单，再单击再单击“调用例行程序调用例行程序”。3）单击）单击选中选中“LoadIdentify”例行程序，单击例行程序，单击“转到转到”菜单，打开该菜单，打开该程序。程序。4）按按住住示示教教器器后后面面的的电电机机使使能能按按钮钮，然然后后按按下下程程序序运运行行按按键键，然然后后按按照照英英文文提提示示依依次次单击单击“OK”“Tool”“O

37、K”“OK”。在载荷确认界面中，输入数字。在载荷确认界面中，输入数字2，单击单击-确定确定5）单单击击“-90”或或者者“+90”，再再点点击击“YES”“MOVE”，示示教教器器自自动动运运行行到到改改变变运运行行模块界面。模块界面。工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5进入单轴运动模式界面进入主程序编辑界面选定的例行程序界面例行程序打开后界面载荷确认界面选定的例行程序界面工业机器人工具坐标系与工件坐标系的标定5.5二、二、工件（用户）坐标系标定方法工件（用户）坐标系标定方法工工件件坐坐标标是是用用来来描描述述工工件件位位置置的的坐坐标标系系。工工件件坐坐标标由由两两个个框框架架构构成

38、成：用用户户框框架架和和对对象象框框架架。所所有有的的编编程程位位置置将将与与对对象象框框架架关关联联，对对象象框框架架与与用用户户框框架架关关联联，而而用用户户框框架架与与大地坐标系关联。大地坐标系关联。建立工件坐标系的方法如下：建立工件坐标系的方法如下：主主菜菜单单程程序序数数据据工工件件坐坐标标系系新新建建名称名称定义工件坐标系。定义工件坐标系。定义工件坐标系有如下两种方法：定义工件坐标系有如下两种方法：1.直接输入坐标值，即直接输入坐标值，即x、y、z的值。的值。2.示示教教法法：编编辑辑定定义义第第一一点点第第二二、三三点点（三三点点不不在在同同一一条条直直线线上上即即可）。可）。思

39、考与练习5.6一、填空题1.通常机器人运动轴按其功能可划分为 、和 ，和 统称外部轴。2.ABB机器人具有 、和 3种运动方式。3.常见奇异点的发生位置有 、和 。二、判断题1.六自由度工业机器人工具坐标系的原点一般是在第六轴法兰盘的圆心。（）2.进行相对于工件不改变工具姿势的平行移动操作时选择关节坐标系最为适宜。（）3.对于ABB机器人，除在自动模式下，各轴伺服电机没有上电或正在执行程序时不能手动操纵机器人之外，无论打开何种窗口，都可以用摇杆来操纵机器人。（）4.当机器人手臂末端接近奇异点时，微小的位移变化量就会导致某些轴的角度产生剧烈变化，产生近似无限大的角速度。（）思考与练习5.6三、简答题1.简述机器人的安全操作规程。2.如何手动控制机器人运动？3.机器人的坐标系有哪几种？各在什么情况下使用？4.使用示教器按图5-20所示路径（ABCDEFA）移动机器人，简述其操作过程，并填写表5-5（请在相应选项下打“”）。THANK YOU