六自由度机器人示教编程与再现控制实验报告

六自由度机器人示教编程与再现控制实验

一．实验目的

1. 了解机器人示教与再现的原理；

2. 掌握机器人示教和再现过程的操作方法。

二．实验设备和工具

1、 GRB3016六自由度机器人一台； 2、 GRB3016六自由度机器人控制柜一台； 3、 基于OtoStudio开发平台的控制软件一套； 4、 机器人气动手爪一套。

三．实验原理与方法

1, 示教再现原理

机器人的示教-再现过程是分为四个步骤进行的，它包括：

示教，就是操作者把规定的目标动作(包括每个运动部件，每个运动轴的动作)一步一步的教给机器人。示教的简繁，标志着机器人自动化水平的高低。

记忆，即是机器人将操作者所示教的各个点的动作顺序信息、动作速度信息、位姿信息等记录在存储器中。存储信息的形式、存储存量的大小决定机器人能够进行的操作的复杂程度。

再现，便是将示教信息再次浮现，即根据需要，将存储器所存储的信息读出，向执行机构发出具体的指令。至于是根据给定顺序再现，还是根据工作情况，由机器人自动选择相应的程序再现这一功能的不同，标志着机器人对工作环境的适应性。

操作，指机器人以再现信号作为输入指令，使执行机构重复示教过程规定的各种动作。

在示教-再现这一动作循环中，示教和记忆是同时进行

二自由度机器人的通用控制

机器人是一中自动化的机器 ，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智力能力，如感知能力，规划能力，动作能力和协同能力，是一中具有高度灵敏的自动化机器。作为一个复杂的综合系统，机器人控制系统涉及到很多的学科（如计算机，机械，传感器，人工智能等）。其中，机器人的控制系统具有很重要的意义。随着机器人的功能日益复杂，如何综合考虑模块功能，控制性能要求，设计一个合乎要求的机器人控制系统，将是一项非常有意义的事情。

那么研究一个机器人控制系统，需要我们对机器人控制系统有一个明确的认识。机器人控制体系是指控制机器人的软件和硬件机构，其研究主要集中在机器人控制器的研究和开发上，通常分为功能设计和结构设计。功能设计部分要完成控制功能和算法的定义，结构设计是完成功能在软件和硬件上的分布。

本文概要

本文主要着眼于机器人的控制系统的设计。以二连杆机器人的控制系统为例提出二自由度机器人的控制设计方案：基于PID控制器的二自由度机器人的MATLAB仿真。

第一章： 机器人的基础知识

什么是机器人？如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或着牵引车上的起重机进行比较，可发现两者非常相似。他们都具有许多的连杆，这些关节同过连杆依次连接，这

六自由度工业机器人实验指导书

前言

机器人已广泛应用于汽车与汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电器行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域。在工业生产中，弧焊机器人，点焊机器人，喷涂机器人及装配机器人等都被大量使用。

机器人系统由机器人和作业对象及环境共同组成的，其中包括机器人机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四部分组成，其实际上是一个典型的机电一体化系统，其工作原理为：控制系统发出动作指令，控制驱动器动作，驱动器带动机械系统运动，使末端操作器到达空间某一位置和实现某一姿态，实施一定的作业任务。末端操作器在空间的实时位姿由感知系统反馈给控制系统，控制系统把实际位姿与目标位姿相比较，发出下一个动作指令，如此循环，直到完成作业任务为止。

首钢莫托曼机器人有限公司生产的SG—MOTOMAN—UP6工业机器人，为6轴垂直多关节型，具有节省空间、高速动作时的轨迹精度高、轨迹流畅、动作速度高、动作范围广、安全可靠等特点,在工业上可进行弧焊、点焊、切割、搬运等。

实验项目 机器人示教编程与再现控制

一、 实验目的

通过本次试验，掌握六自由度工业机器人的示教编程与再现控制，

二、 实验内容

实验前请仔细阅读MOTOMAN-UP6机器人

摘要

在当今轮毂制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

本文设计和研究了一个六自由度的工业机器人，用于生产线的进送料和装配。首先，本文对生产线布局进行改造设计，提高生产的工作效率，然后，根据设计要求设计了机器人的整体方案和具体的机械结构，选择了合适的传动方式、驱动方式，设计了机器人的底座、大臂、小臂和手部的结构；并且对机器人的传动结构进行设计，机器人为六自由度关节型机器人，全部采用转动关节，关节处采用电机，减速机，齿轮传动机构，蜗轮蜗杆传动机构来实现各个自由度，从而实现所需的运动。在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，采用PC+DSP运动控制卡的控制方式，确定了控制系统的总体方案，设计了PCI 总线接口电路和DSP。

关键词: 六自由度工业机器人；生产线；结构设计；控制系统；

各位如果需要此设计的全套内容（包括二维图纸、中英文翻译、完整版论文、程序、答辩PPT）可

摘 要

在当今轮毂制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

本文设计和研究了一个六自由度的工业机器人，用于生产线的进送料和装配。首先，本文对生产线布局进行改造设计，提高生产的工作效率，然后，根据设计要求设计了机器人的整体方案和具体的机械结构，选择了合适的传动方式、驱动方式，设计了机器人的底座、大臂、小臂和手部的结构；并且对机器人的传动结构进行设计，机器人为六自由度关节型机器人，全部采用转动关节，关节处采用电机，减速机，齿轮传动机构，蜗轮蜗杆传动机构来实现各个自由度，从而实现所需的运动。在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，采用PC+DSP运动控制卡的控制方式，确定了控制系统的总体方案，设计了PCI 总线接口电路和DSP。

关键词: 六自由度工业机器人；生产线；结构设计；控制系统；

I

各位如果需要此设计的

摘要

I

Abstract

Title：SCHEME DESIDN、KINEMATICS、DYNAMICSANALYS &

SIMULATION OF FIVE DEGREE ASSEMBLY PROCESSING ROBOT Major：Mechanical and Electronic Engineering

Name：jian Guo Signature: Supervisor：Prof. Yumei HUANG Signature: Abstract

This paper studied and designed a five-DOF assembly processing robot, and carries on the kinematics and dynamics analysis, simulation. At last static analysis and modal analysis for the key parts of the robot by FEM, compared the analytical r

新时达机器人编程规范

1 客户所有工件程序统一建立在一个文件夹下面

2 程序名可以英语或者拼音等让人容易识别的字符命名，字符后面根据工件型号进行1 2等命名或者以规格型号命名：1600*1200等，文件夹及文件命名如下： Test//文件夹名 Product1//文件名 Product2//文件名 Product3//文件名 或者

Test//文件夹名

Product_1600*1200//文件名 Product_1000*800//文件名 Product3_800*600文件名

3 若程序为焊接应用，程序第一行必须加载tool（tool可以通过3点法，6点法进行示教或者直接填写xyzabc）

4 程序中针对不同坐标系，在tool后进行refsys（rf0）的设定 5 对IO变量进行初始化

6 变量命名：英语或者拼音，后缀根据需要添加数字。尽量不要直接使用ap0，ap1等，建议用关键字标注，比如ArcPrePos1，ARCEndPOS1等 //以上内容为示教器程序注意事项 //以下为程序编写完成后，修改配置

1 配置开机速度，默认是40%，根据需要修改

2修改pause反应，0位马上停，100为完成当前运动语句再停止 3 若默认直线速度只

六轴工业机器人模块

实验报告

姓名：张兆伟 班级：13 班 学号：2015042130 日期：2016年8月25日

六轴工业机器人模块实验报告

一、实验背景

六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性，用途十分广泛。本实验是在开放的六自由度机器人系统上，采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台，实现机器人的运动控制。通过示教程序完成机器人的系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序，学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。

在当今高度竞争的全球市场，工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着，制造企业所承受的压力日益增大，既要应付低成本国家的对手，还要面临发达国家的劲敌，二后者为增强竞争力，往往不惜重金改良制造技术，扩大生产能力。

机器人是开源节流的得利助手，能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值，机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致，显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来，让人类的聪明才智和应变能力得以释放，从而生产更大的经济回报。 二

实验一

一、实验目的

掌握RoboCup仿真机器人足球比赛相关知识点，具体内容如下： （1） Linux操作系统的熟悉及了解其基本操作。 （2） 掌握Linux下如何进行C++编程，了解gcc编译器以及一些简单编辑工具，如：vi、

emacs、gedit、Anjuta、Kdevelope等。 （3） 启动RoboCup仿真（2D）足球队的比赛。

二、实验设备

硬件环境：PC机

软件环境：操作系统linux

三、实验内容

(1)掌握 Linux 一些常用的命令

a)如何找到用户主目录的绝对路径名?在自己的系统上,用户主目录的绝对路径名是 什么?

pwd /home/student

(2)将当前工作目录从/home/UVA 转到/home/Tsinghua 需要使用什么命令? 如何显示当前目录? cd /home/Tsinghua

(3)如何在当前目录下建立子目录 RoboCup? mkdir Robcup

(4)如何删除子目录 RoboCup? rmdir Robcup

(5)如何查看当前目录下的内容? ls

(6)如何将文件 start.sh 的权限设定为:start.sh 属于可读、可写、可执行? chmod 777 start

三自由度并联机器人设计

一、上平台设计：

(1)新建：打开solidworks软件，进入界面以后点击新建，选择

新建“零件”。

(2)草图绘制，选择前视基准面，进入草图绘制界面。

(3)绘制草图：

●使用多边形工具绘制正三角形。

●绘制R=50的圆作为构造线，用直线连接三角形定点和圆心作为

构造线上，以两构造线的交点为圆心，绘制R=5的小圆，并使用圆周陈列，阵列角度为120度，形成1个小圆。

。

●再如图画出图中的矩形，剪去不必要的线，尺寸如图

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再使用一次圆周陈列，在三角形的三个角上形成相同的矩形框。（4）使用特征工具栏中的拉伸，拉伸后形成的实体如图

：

(4)在拉伸后的实体上的一个面上画一个如图的两个矩形。

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(5)如图拉伸20mm

，

(6)做出如图草图，尺寸见图示：

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(7)拉伸2mm

，结果如图示：

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（8）在图示面上，用实体引用工具引用上图绘制的半圆，并画一半

：

径为5mm的园，圆心与半圆圆心重合，如图示

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二、下平台设计：

草图绘制正三角形时，同上平台 的做法，做一半径为100mm 的圆，其他做法参考上平台，尺寸如图示

：