【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)?？删幊唐骷?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(chǔ)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(shè)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(yīng)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(gòu)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(chǔ)來構(gòu)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(gòu)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(luò)之間的連接如圖221所示: 圖221 PC與無線網(wǎng)絡(luò)的連接圖 機器人的主要技術(shù)參數(shù) 機器人的主要技術(shù)參數(shù)如表21所示： 表21 機器人的主要技術(shù) 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(guān)節(jié)、第6關(guān)節(jié)同軸的點上，即使將第4關(guān)節(jié)、第6關(guān)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(guān)節(jié)角度=180）、或J4F1（J4關(guān)節(jié)角度= 180 或80 J4關(guān)節(jié)角度）。指定J6Flag時，請記述斜杠（/）和其后的J6F0 （180J6關(guān)節(jié)角度=180）、或J6F1 （360 J6 關(guān)節(jié)角度= 180 或180 J6 關(guān)節(jié)角度= 360 ）、或J6Fn（180*(n+1) J6關(guān)節(jié)角度= 180*n 或180*n J6關(guān)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(guān)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(wù)，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(jié)構(gòu) 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(jié)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(guān)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(wù)1 : 重復P1～P4的Jump動作； 任務(wù)2 : 每5秒打開/關(guān)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(guān)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(yīng)用系統(tǒng)需求狀況和機器人系統(tǒng)柔性設(shè)計的分析，結(jié)合實例