【文章內(nèi)容簡介】 機器人一般采用多層線路板，32 位高性能的 CPU 和超大規(guī)模可編程器件 RC+，系統(tǒng)的整個工藝采用表貼元器件，從而使整套系統(tǒng)更為緊湊； 采用自主研發(fā)的AFDX05運動控制芯片，多達20級的運動指令緩沖區(qū)，特別適合高速小線段加工； 6軸聯(lián)動，可擴展到24軸； 執(zhí)行ISO國際標準G代碼； 32路輸入，32路輸出接口； 全光耦隔離，抗干擾性強，運行穩(wěn)定； 可通過鍵盤或示教盒對機械手進行操作； 在示教編程的基礎上，指揮六個步進/伺服電機完成指定的動作； 系統(tǒng)界面簡潔大方，提供豐富的顯示及監(jiān)控信息，機械手的當前狀態(tài)信息、I/O信息、軸的速度、位置都可實時查詢和監(jiān)控； 機械手各軸參數(shù)可設置，更好大限度的提高機械手的整機性能； 示教編程過程支持絕對位置、相對位置、延時、等待任意IO口輸入信號、控制任意IO口輸出信號、程序段循環(huán)調(diào)用等等。 下面介紹愛普生機械手一些裝配流程示范，如圖213所示: 圖213 機器人裝配流程圖 裝配機器人的大量作業(yè)是軸與孔的裝配，為了在軸與孔存在誤差的情況下進行裝配，應使機器人具有柔順性。主動柔順性是根據(jù)傳感器反饋的信息而從動柔順心則利用不帶動力的機構來控制手爪的運動以補償其位置誤差。例如美國Draper實驗室研制的遠心柔順裝置RCC(Remote Center Compliance device)（圖3）,一部分允許軸作側(cè)向移動而不轉(zhuǎn)動,另一部分允許軸繞遠心（通常位于離手爪最遠的軸端）轉(zhuǎn)動而不移動，分別補償側(cè)向誤差和角度誤差，實現(xiàn)軸孔裝配。 愛普生機器人與控制器之間的裝配示意圖： PLC系統(tǒng) 以可編程控制器為基礎來構筑系統(tǒng)如圖214所示： 圖214 PLC與RC180的控制系統(tǒng) RB控制器系統(tǒng) 僅用機器人控制器來構筑系統(tǒng)如圖215所示： 圖215 僅用RC180系統(tǒng) 機器人的電氣線路連接在機器人的電氣線路連接中，控制器的電氣線路連接較為復雜一些，下面是（RC180與RC620）控制器的簡圖 ，如圖216所示： 圖216 RC180與RC620控制器機器人的控制箱有很多電氣線路接口，還有一些特殊用途接口等等。如圖217所示： 圖217 控制箱的線路連接圖 計算機與控制器的連接簡圖，如圖218所示 圖218 計算機控制器連接圖 當我們要啟動機器人工作時，首先將控制器與計算機的電氣線路接口插好，檢查線路無誤之后再打開電源，在這個過程中需要注意機器人的電氣連接順序如圖219所示: 圖219 機器人的電氣線路連接順序圖 機器人與控制器、PC之間的連接如圖220所示： 圖220 機器人與控制器、PC的連接圖 PC與無線網(wǎng)絡之間的連接如圖221所示: 圖221 PC與無線網(wǎng)絡的連接圖 機器人的主要技術參數(shù) 機器人的主要技術參數(shù)如表21所示： 表21 機器人的主要技術 項目規(guī)格型號ADT473X6G2軸數(shù)6軸手臂全長225（第1臂）+248（第2臂）＝473mm手臂偏心 J3（前面手腕）：100mm 最大動作范圍R＝588mm(工具安裝面)，R＝492mm（P點：J4,J5,J6中心） 動作角度J1：177。160176。,J2：177。100176。,J3：177。62176。 J4：177。144176。,J5：177。110176。,J6：177。360176。電機功率J1：400W，J2：400W，J3：200W J4：200W，J5：100W，J6：100W最大搬運重量2Kg（：手腕姿態(tài)向下）合成最大速度 3000mm/s（工具安裝面中心）驅(qū)動馬達、制動器所有軸AC伺服馬達＋3軸帶制動器用戶用空氣配管所有軸AC伺服馬達＋3軸帶制動器用戶用空氣配管φ63線重量20Kg 第三章 EPSON 機器人RC+ 機器人的軟件環(huán)境 RC+ ： 圖31 RC+ 在EPSON RC+ ，如圖32所示： 圖32 機械手手臂姿勢在RC+ 也可以在程式中指定機械手的手臂姿勢，記述為“/”與后面的L（左手姿勢）或R（右手姿勢）、A（上肘姿勢）或B（下肘姿勢）、F（手腕翻轉(zhuǎn)姿勢）或NF（手腕非翻轉(zhuǎn)姿勢）。手臂姿勢有以下8中組合，如表31示，但因點而異，并非所有的組合都可以動作。 垂直6軸型的機械手在第4關節(jié)、第6關節(jié)同軸的點上，即使將第4關節(jié)、第6關節(jié)旋轉(zhuǎn)360度，也可以實現(xiàn)相同的位臵姿勢。作為用于區(qū)別像這樣點的點屬性，有J4Flag和J6Flag。指定J4Flag時，請記述斜杠（/）和其后的J4F0 （180J4關節(jié)角度=180）、或J4F1（J4關節(jié)角度= 180 或80 J4關節(jié)角度）。指定J6Flag時，請記述斜杠（/）和其后的J6F0 （180J6關節(jié)角度=180）、或J6F1 （360 J6 關節(jié)角度= 180 或180 J6 關節(jié)角度= 360 ）、或J6Fn（180*(n+1) J6關節(jié)角度= 180*n 或180*n J6關節(jié)角度= 180*(n+1)）。 表31 機器手手臂姿勢的組合 EPSON RC+ 開發(fā)軟件的使用 1. 微動Jog amp。Teach頁面 打開Jogamp。Teach頁面： Tools →Robot Manager →Jogamp。Teach或單擊工具欄圖標后，選擇Jogamp。Teach頁面。如圖33所示： 圖33 RC+ Robot Manager界面 Mode說明： World:在當前的局部坐標系、工具坐標系、機械手屬性、ECP坐標系上，向X、Y、Z軸的方向微動動作。如果是SCARA型機械手，也可以向U方向微動。如果是垂直6軸型機械手，則可以向U方向（傾斜）、V方向（仰臥）、W方向（偏轉(zhuǎn)）微動。 Tool : 向工具定義的坐標系的方向微動移動。 Local: 向定義的局部坐標系的方向微動移動。 Joint : 各機械手的關節(jié)單獨微動移動。不是直角坐標型的機械手使用Joint模式時，顯示單獨的微動按鈕。 ECP : 在用當前的外部控制點定義的坐標系上，微動動作。 2. 步驟 (1)在Points頁面Points Files下拉菜單中選擇需要教點的點文件。如圖34所示： (2)在Jogamp。Teach頁面右下角位臵選擇需要示教的點編號。如圖35所示： (3)微動將機械手移動的需要示教點的位置。如果是SCARA機械手，Motor On情況下，可以在Control Panel 頁面Free All釋放所要軸后，手動將機械手移動需要示教點的位置后，Lock ALL鎖定所有軸。 (4)點擊Teach按鈕，系統(tǒng)自動記錄下示教點在當前坐標系的具體數(shù)值。如果需要示教的點為新增點，將彈出以下對話框，用戶可根據(jù)需要對該點編輯標簽及說明。 (5)在Robot Manager |Points頁面點擊Save按鈕，完成示教點。 圖34 Points Files頁面 圖35 Jogamp。Teach頁面 開發(fā)實例 1. 概述 SPEL+是在R170/180控制器上運行的與BASIC相近的程序語言。它支持多任務，動作控制和I/O控制。程序以ASCII文本形式創(chuàng)建，被編輯在可以執(zhí)行的對象文件中。 2. 程序結構 一個SPEL+程序包括有函數(shù)，變量和宏指令，（Project）。一個項目至少包含有一個程序和一個main函數(shù)。函數(shù)以Function開始，F(xiàn)end結束，函數(shù)名可以使用最多32個字符的半角英文數(shù)字和下劃線，不區(qū)分大小寫，但是不可以使用以數(shù)字和下劃線開始的名稱或SPEL+關鍵字。程序示例如下： Function Main Call Func1 ... Fend Function Func1 Jump pickpnt ... Integer m_i ‘模塊變量m_i Global (Preserve) Integer g_i ‘全局變量（全局保護變量）g_i Function main Integer I ‘局部變量i ... Fend Function Func1 Integer I ‘局部變量i ... Fend 3. 變量 SPEL+中有3種不同的變量。 ? Local : 局部變量（用在同一Function內(nèi)使用的變量） ? Module : 模塊變量（在同一程序內(nèi)使用的變量） ? Global : 全局變量（在同一項目內(nèi)使用的變量） 4.、變量的數(shù)據(jù)類型 變量有多種數(shù)據(jù)類型，使用前先說明類型，格式為：數(shù)據(jù)類型變量名。例如：Integer i，定義變量i為整型數(shù)據(jù)。另外，代入的數(shù)據(jù)和變量的類型必須一致。在下表（表32）中列出SPEL+ 語言中使用的數(shù)據(jù)類型。 表32 變量的數(shù)據(jù)類型 開發(fā)實例 下面是EPSON機械手的一個清零操作方法。 動作要求： 任務1 : 重復P1～P4的Jump動作； 任務2 : 每5秒打開/關閉1次I/O。 Function test9 Integer i Xqt IO Do For i= 1 To 4 Jump P(i) Next Loop FEND FUNCTION IO Do On 1。 Wait Off 1。 Wait Loop Fend 第四章 EPSON 機器人的開發(fā)與調(diào)試 研究問題及其要求 研究存在的問題 如果要讓機器人寫字，比如遇到一些比較復雜的字體，機械手的運動坐標也會比較復雜，研究的主要問題是在EPSON RC+，使EPSON 6軸機器人在編寫的指令下按要求動作。在愛普生機械手的手部處裝配一支筆，在程序編完后下載到控制箱中來驅(qū)動機械手按要求動作寫字，要求機械手按照我們所編的程序指令一系列的動作，能夠?qū)崿F(xiàn)我們寫作的要求。機器人的寫字實例如圖41所示： 圖41 機器人的寫作實例 機器人的寫字要求 ，先要考慮是用軟筆還是硬筆，其次還要考慮到我們寫字字體、筆畫、力道、粗細。 筆尖與寫字板的距離的調(diào)整。只有合適的位置才能使機器人書寫。 確定機械手坐標和機械手關節(jié)的活范圍。 在使用機械手作業(yè)時，要使其手部姿勢在指定的點上動作。如果不這樣做的話，根據(jù)手部姿勢的不同，會產(chǎn)生輕微的偏移，使機械手朝著意想不到的軌跡動作，這樣達不到我們預期作業(yè)的要求。 坐標的調(diào)試是個非常復雜的過程，調(diào)整的幅度過大會造成過最大的極限，導致機器人發(fā)出聲音，需要重新驅(qū)動電機，甚至重新啟動系統(tǒng)。 機器人要按給定的程序以規(guī)定的軌跡進行動作。能夠動作并正確的寫好要寫的字。 機械人的動作要連貫準確。 對坐標的調(diào)整最好是在寫字板的中間來調(diào)整千不能夠超出寫字板的最邊緣的部分，最好要在寫字板中間部位調(diào)整。 系統(tǒng)開發(fā) 通過對EPSON機器人應用系統(tǒng)需求狀況和機器人系統(tǒng)柔性設計的分析，結合實例