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1、一、工业机器人手动操作基础知识,1.构建工业机器人最小仿真系统 RobotStudio是ABB公司开发的工业机器人离线编程软件，RobotStudio以ABB VirtualController为基础，与机器人在实际生产中运行的软件完全一致。因此，通过RobotStudio可执行十分逼真的模拟，所用均为车间中实际使用的真实机器人程序和配置文件。其核心技术是VirtualRobot。从本质上讲，所有可以在实际工作台上进行的工作都可以在虚拟示教台（QuickTeach）上完成，因而是一种非常出色的软件工具。RobotStudio可从ABB官方网站下载，第一次安装后，软件提供30天的免费使用，期限到
2、后，仅有基本功能可用。,1.双击桌面快捷方式RobotStudio，打开RobotStudio软件，如图所示,2.在打开的界面中，选择创建空工作站，创建后界面如图所示。,3导入ABB工业机器人到工作站,4加载工业机器人工具选择“导入模型库”，“设备”“training object”中的my tool，如图所示,加载后工具MyTool出现在布局及机器人基座处。如图所示。,将MyTool安装到机器人手腕上，其操作方法为，在布局中的MyTool上按住鼠标左键，向上拖到“IRB120_3_58_01”后松开左键，弹出如图所示对话框，单击“是”。工具MyTool安装到机器人上效果如图所示。将MyToo
3、l安装到机器人手腕上，其操作方法也可采用，鼠标右键单击布局中的MyTool，选择“安装到”“IRB120_3_58_01”。,5加载工业机器人工件选择“导入模型库”，“设备”“training object”中的curving thing，见图，添加后工件，如图所示。,工件离机器人较远，显示工业机器人的工作区域操作方法为：鼠标右键单击布局中的“IRB120_3_58_01”，选择“显示机器人工作区域”，其白色空间内为机器人可达区域，如图所示。,工件不在工业机器人的工作区域，需设置curving thing的位置，其操作方法为：鼠标右键单击curving thing，选择设定位置，如图4-11所
4、示。在弹出的对话框中设置其合适位置，设定完毕后，点击应用，再点击关闭。,注意：设定位置时，以大地坐标为参考坐标，坐标原点在机身底座的中心，xyz方向以图箭头所指示。至此一个最小的工业机器人仿真系统建立完成，如图所示。,6.创建控制系统在“基本”功能选项卡，单击“机器人系统”的“从布局”，如图所示。,设定好系统名称和位置，注意路径建议不要出现中文，选择RobotWare（如果安装有多个，选择对应的RobotWare版本），单击“下一个”，如图所示。,单击“选项”，如图所示。,在弹出如图所示的对话框中，作以下修改：(1)更改默认语言：单击“Default Language”去掉“English”前
5、面的勾勾选“Chinese”。(2)选择现场总线及协议：单击“Industrial Networks”勾选“709-1 DeviceNet Master/Slave”；单击“Anybus Adapters”勾选“840-2 PROFIBUS Anybus Device”。,修改完成后的概况如图,单击确定后，回到图1，单击完成。系统建立完成后，右下角控制器状态应为绿色。如图2所示。至此一个最小的工业机器人仿真系统建立完成。,图1,图2,2手动操作工业机器人,手动操纵机器人运动一共有三种模式：单轴运动、线性运动和重定位运动。下面介绍如何手动操纵机器人进行这三种运动。1单轴运动 一般的，ABB机器人
6、是有6个伺服电机分别驱动机器人的6个关节轴，那么每次手动操纵一个关节轴的运动，就称为单轴运动。以下就是手动操纵单轴运动的方法。,（1）单轴手动 在“基本”功能选项卡，选中“Freehand”的“手动关节图标”，然后选中某个关节，按住鼠标左键进行转到。如图所示,（2）单轴精确手动 鼠标右键单击布局中的“IRB120_3_58_01”，选择“机械装置手动关节”，其如图所示。,在弹出的界面图中，拖动滑块或单击按钮可以精确手动每个关节轴，根据需要也可设定每次点动的度数。,2线性运动 机器人的线性运动是指安装在机器人第6轴法兰盘上工具的中心点TCP（Tool Center Point）在空间中作线性运动
7、。其特点是工具姿态保持不变，只是位置改变。手动操作线性运动的方法是：,（1）手动线性在“基本”功能选项卡，选中“Freehand”的“手动线性图标”，如图所示。然后选中鼠标指示放到箭头上，按住鼠标左键，以箭头指示的方向进行线性移动。,实际应用中，往往需要工具的末端做线性运动，对于本项目的工具TCP做线性运动，应在“基本”功能选项卡，选中“设置”的“工具”下拉菜单中选择“MyTool”。如图所示。与上面同样的方法进行的工具TCP做线性运动。,在手动状态下，进行单轴运动的手动操作以及线性操作，将工具移动至P1点，如图所示。注意：在移动到P1点时，需要调整视图，常用的快捷键方式见表。,表4-1 快捷
8、键操作方式,（2）精确线性运动 鼠标右键单击布局中的“IRB120_3_58_01”，选择“机械装置手动线性”，其如图所示。,在弹出的界面图中，可直接输入坐标值使机器人到达设定位置或单击按钮点动运动，根据需要也可设定每次点动的距离,3重定位运动手动操纵重定位运动的方法是：在“基本”功能选项卡，选中“Freehand”的“手动重定位图标”，如图所示。然后选中工具，鼠标指示放到出现的箭头上，按住鼠标左键，以箭头指示的方向进行线性移动。,4利用示教器手动操作机器人在“控制器”功能选项卡，单击“示教器”下拉菜单中的“虚拟示教器”。,会出现如图所示的示教器。,在前面已经将示教器语言默认为中文，如果要更改
9、为其它语言，在更改之前，应使机器人控制器处于手动模式。虚拟控制器默认模式为自动模式，转换为手动模式的方法如下，在上图点击模式切换按钮。在弹出的界面上选择手动模式。如图所示,转化为手动模式后，点击左上角主菜单，如图所示,在弹出的如图所示的对话框中，点击“控制面板”。,在弹出的如图所示的对话框中，点击“语言”菜单，从如图所示的界面中选择想要更改的语言,点击“确定”后，在弹出的“重启 FlexPendant”对话框中点击“是”，重启后生效。,1单轴运动点击左上角主菜单，点击手动操纵，点击“Enable”，如图4-35所示使使能器工作，变为绿色后机器人将处于电机开启状态。,在图所示的界面中，操纵杆方向
10、控制的分别为1、2、3轴，点击摇杆箭头指示方向，可移动机器人的1、2、3轴。,在上图所示的界面中，选择“动作模式”，在弹出的界面中选择轴4-6，如图所示。点击确定。,在弹出的界面如图所示，操纵杆方向控制的分别为4、5、6轴，点击摇杆箭头指示方向，可移动机器人的4、5、6轴,在图中，点击快速转换按钮，可进行1、2、3轴与4、5、6轴的切换。,2.线性运动操作方式与手动操作相同，单击左上角主菜单按钮，选择“动作模式”选中“线性”，然后单击确定。如图所示。,机器人的线性运动要在“工具坐标”中指定对应的工具，如图所示，用“tool0”操纵示教器上的操纵杆，工具的TCP点在空间中作线性运动。若要对Myt
11、ool进行线性运动，可在在“基本”功能选项卡，选中“控制器”的“同步”，在下拉菜单中点击“同步到RAPID”,在弹出的对话框中勾选工具数据中的“Mytool”，点击确定即可，示教器中即可看到“Mytool”（注意：示教器需要重新改为手动模式）。,3.重定位运动同样，单击左上角主菜单按钮，选择“动作模式”选中“重定位”，然后单击确定。如图所示。,在弹出的界面中，如图4-42所示。单击“坐标系”选择“工具”，确定后，单击“工具坐标”，选择“tool0”。然后单击确定，操纵示教器上的操纵杆，工具的TCP点作姿态调整的运动。,5-ABB工业机器人系统组成及功能ABB机器人有机器人本体（本教材以ABB
12、IRB120为对象）、控制柜及示教器等组成,1工业机器人本体IRB120机器人本体详细信息可参见项目一技术参数部分。2控制器机器人控制器主要包括两部分：控制面板和外部接口，控制面板主要有：总开关、急停按钮、电机开启指示以及模式选择开关等；如图所示。外部接口主要有示教器连接接口、机器人驱动接口、机器人控制接口以及I/O通讯接口等。,模式选择开关在左端时，为自动模式此模式常用于创建和调试程序。模式选择开关在右端时，为手动全速模式，常用于测试和编辑程序。,3.示教器 示教器（FlexPendand）是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用的手持装置，也是我们最常打交道的控制装置。ABB机
13、器人示教器主要由连接电缆、触摸屏、紧急停止按钮、手动操作摇杆、USB端口、使能器按钮、触摸笔、复位按钮等组成。如图所示。ABB机器人示教器以简洁明了、直观互动的彩色触摸屏和3D操纵杆为设计特色。拥有强大的定制应用支持功能，可加载自定义的操作屏幕等要件，无需另设工作站人机界面。,（1）使能器按钮使能器按钮是工业机器人为保证操作人员人身安全而设置的，只有在按下使能器按钮，并保证在“电机开启”的状态，才能对机器人进行手动操作与程序调试。手动模式下，该按钮有三个位置，即不按（释放状态）：机器人电机不上电，机器人不能动作。轻轻按下：机器人将处于电机开启状态。可以操作摇杆或按照指令运动。用力按下：机器人将
14、使电机失电，机器人又处于防护装置停止状态。这样发生危险时，人会本能的将使能器按钮松开或按紧，机器人则会马上停止，保证安全。注意：自动模式下，使能器按钮不起作用。,（2）手动操作摇杆操作摇杆的操纵幅度是与机器人的运动速度相关的。操纵幅度较小则机器人运动速度较慢。操纵幅度较大则机器人运动速度较快。为了安全，手动模式应处于手动减速模式，这样机器人只能以小于250mm/s的速度移动。操作时，操作人员应面向机器人站立，摇杆方向与机器人移动方向关系见表。,表4-2 摇杆操作方向与机器人移动方向关系表,4.安全操作注意事项（1）未经许可不能擅自进入机器人工作区域，机器人处于自动模式时，不允许进入其运动所及区
15、域；（2）机器人运行中发生任何意外或运行不正常时，立即使用E-Stop键（急停按钮），使机器人停止运行；（3）在编程、测试和检修时，必须将机器人置于手动模式，并使机器人以低速运行；（4）调试人员进入机器人工作区时，需随身携带示教器，以防他人误操作；（5）在不移动机器人及运行程序时，须及时释放使能器（Enable Device）；（6）突然停电后，要手动及时关闭机器人的主电源和气源，任何检修都要切断气源；,（7）严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意修改程序及参数；（8）万一发生火灾，应使用二氧化碳灭火器灭火；（9）机器人停机时，必须空机，夹具上不应有物；（10）机器人气路系统中的压
16、力可达0.6MPa，任何相关检修都必须切断气源。（11）维修人员必须保管好机器人钥匙，严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意翻阅和修改程序及参数。,5.机器人系统使用操作（1）使用条件 机器人控制器接AC220V电源，并将机器人的伺服电缆，编码器电缆连接到机器人本体和控制器的对应端口，将示教器连接电缆连接到控制器的示教器端口。（2）使用步骤 首先使机器人控制器、示教器上的急停按钮处于松开状态，机器人处于何种状态，取决于实际情况。模式选择开关打到手动状态，在确认输入电压正常、机器人工作范围内无人后，然后合上机器人控制柜上的电源主开关，系统自动检查硬件，系统启动完成后就可以进行手动操作
17、。,（3）ABB机器人的手动操作 手动操纵机器人运动一共有三种模式：单轴运动、线性运动和重定位运动。重定位时，需要定义工具坐标，方法详见本项目拓展知识。实际的利用示教器手动操作与虚拟示教器一样，此处不再叙述。,6.机器人系统的关闭 关闭机器人系统需要关闭控制柜上的主电源开关。当机器人关闭时，所有数字输出都将被置为0，这会影响到机器人的手爪和外围设备。在关闭机器人系统之前，首先要检查是否有人处于工作区域内，以及设备是否运行，以免发生意外。如果有程序正在运行或者手爪握有工件，则要先用示教器上的停止按钮使程序停止运行并使手爪释放工件。在示教器的“重新启动”菜单中选择“关机”。然后再关闭主电源开关。注意：关机后再次开启电源需要等2分钟。,
