【正文】 們需要定義將要用于多軸刀具軌跡的機(jī)器人工具方向 。 在刀具操作管理器中選擇第一個(gè)刀具操作。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 本地設(shè)定 。對(duì)于 5 軸機(jī)床來說，還 包含由 Mastercam 定義的工具方向，該方向?yàn)橐还ぞ呤噶浚诤筇幚砥髦?，視?為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)量。由于機(jī)器人能夠繞著工具旋轉(zhuǎn)，每一個(gè)點(diǎn)需要定義成工具中 心點(diǎn)，同時(shí)還要定義方向矩陣或者 3 個(gè)歐拉角，這樣可以確定一個(gè)坐標(biāo)系。該設(shè)置頁面上的參數(shù)能控制以工具矢量為中心的旋轉(zhuǎn)量。 選擇 軸配置 設(shè)置頁面。 在工具方向計(jì)算方式中選擇球面差補(bǔ)。 默認(rèn)Z 軸旋轉(zhuǎn)216。216。216。什么是球面差補(bǔ)的方向？球面差補(bǔ)方向決定了在哪個(gè)平面上進(jìn)行球面差補(bǔ)，參照定義在機(jī)器人上的用戶坐標(biāo)（也就是當(dāng)前的 WCS）。俯視圖 前視圖 側(cè)視圖這三個(gè)面以這樣的方式朝向以配合三個(gè)在編程工作中經(jīng)常用到的典型用戶坐標(biāo)系。下面這張圖顯示了工件以及用戶坐標(biāo)方向。步驟 10:保存參數(shù)點(diǎn)擊 OK 來保存參數(shù)，同時(shí)會(huì)退出 Robotmaster 參數(shù)設(shè)置窗口。 在 Robotmaster 工具欄中點(diǎn)擊 機(jī)器人模擬設(shè)定 按鈕。 按下圖所示設(shè)置所有參數(shù)：216。STEP 12:對(duì)刀具操作 1 進(jìn)行模擬仿真216。216。216。仿真啟動(dòng)，如下圖所示：多運(yùn)行幾次模擬仿真，仔細(xì)研究機(jī)器人工具沿著切割路徑的方向。在對(duì)第一個(gè)刀具操作的模擬仿真過程中，可以看到工具的 X 軸（紅色的）一直跟刀具路 徑保持相同的夾角。下圖展示了工具從某一點(diǎn)移動(dòng)到下一點(diǎn)的例子，在這個(gè)例 子中，工具從一個(gè)方向（藍(lán)色）旋轉(zhuǎn) 90 度運(yùn)行至下一方向（黃色）。 在類型里選擇 默認(rèn)Z 軸不旋轉(zhuǎn)。 確定已經(jīng)選擇刀具操作。 從 Mastercam 主工具欄中點(diǎn)擊 Robotmaster 仿真按鈕。在模擬仿真過程中，您會(huì)發(fā)現(xiàn)工具不會(huì)再沿著工具 Z 防線旋轉(zhuǎn)，X 軸（紅色）總是與切割路徑方向保持相同的角度。下圖展示了工具從某一點(diǎn)移動(dòng)到下一點(diǎn)的 例子，在工具方向從一個(gè)狀態(tài)（藍(lán)色球）變化到另一狀態(tài)時(shí)（黃色）放生變化時(shí)， 工具的 X 軸（紅色）沒有繞著工具 Z 軸旋轉(zhuǎn)。Z 軸不旋轉(zhuǎn)的方式會(huì)使得工具 X 軸相對(duì)于指向同一個(gè)方向，并且這種方式在工具 方向不是豎直的時(shí)候（跟用戶坐標(biāo)系或者 WCS 的 Z 軸相差很遠(yuǎn)）效果顯著。Z 軸旋轉(zhuǎn)的方式，在工具方向發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使工具繞著工具 Z 軸持續(xù)旋轉(zhuǎn)。然而， 這種方式在工具方向與垂直方向相差很遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)引起機(jī)器人腕部軸過度旋轉(zhuǎn)。 對(duì)于刀具操作 1 來說，最好的方式是默認(rèn)Z 軸旋轉(zhuǎn)，建議用戶返回 Robotmaster 參數(shù)設(shè)定窗口，并把選項(xiàng)改回默認(rèn)Z 軸旋轉(zhuǎn)。建議用戶多次嘗試這兩種方式，以更好地理解 Z 軸旋轉(zhuǎn)和 Z 軸不旋轉(zhuǎn)兩種方式之間的差異。 在刀具操作管理器中選擇刀具操作 2。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 本地設(shè)定。 選擇軸配置頁面。 在類型區(qū)域，選擇默認(rèn)Z 旋轉(zhuǎn)。 在視圖區(qū)域，選擇俯視圖。 點(diǎn)擊 OK 來保存參數(shù)，同時(shí)會(huì)退出 Robotmaster 參數(shù)設(shè)置窗口。 確定已經(jīng)選擇了刀具操作。 從 Mastercam 主工具欄中點(diǎn)擊 Robotmaster 仿真按鈕。 對(duì)于本設(shè)置，用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人繞著工具旋轉(zhuǎn)了很大的角度，肘關(guān)節(jié)上下擺動(dòng)，如 下圖所示：由于第二個(gè)刀具操作包含的刀具路徑幾乎與垂直方向正交，所以設(shè)置成默認(rèn)Z 軸不旋轉(zhuǎn)會(huì)有更好的效果為刀具操作 2 設(shè)置軸配置參數(shù)216。216。216。216。步驟 19:保存參數(shù)216。對(duì)刀具操作 2 進(jìn)行模擬仿真216。216。 對(duì)于本設(shè)置，用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)工具總是在同一個(gè)方向，它不會(huì)隨著工具 Z 軸旋轉(zhuǎn)，仿 真結(jié)果比上一個(gè)設(shè)置好多了。 建議用戶多次嘗試這兩種方式，觀察這兩者之間的差異，從而可以更好地評(píng)估使用何種方式。 在刀具操作管理器中選擇刀具操作 3。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 本地設(shè)定。 選擇軸配置頁面。 在類型區(qū)域，選擇默認(rèn)Z 軸不旋轉(zhuǎn)。 在視圖區(qū)域，選擇俯視圖。 對(duì)于刀具操作 3，最好的方式是默認(rèn)Z 軸不旋轉(zhuǎn)，因?yàn)椴恍枰@著工具 Z 軸過度旋轉(zhuǎn)。 就如同之前提到過的，任何時(shí)候路徑方向與豎直方向夾角很大時(shí)，或者工具幾乎在水平切割作業(yè)時(shí)，用默認(rèn)Z 軸不旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)會(huì)取得更好的效果。步驟 23:對(duì)刀具操作 3 進(jìn)行模擬仿真216。216。建議用戶反復(fù)嘗試兩種方式，觀察這兩種方式對(duì)第三個(gè)刀具操作效果的差異。對(duì) 5 個(gè)刀具操作同時(shí)進(jìn)行模擬仿真216。216。注意:為了避免這種情況發(fā)生，必須使用 Z 軸安全撤回功能。 在刀具操作管理器中選擇刀具操作 2。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 本地設(shè)定。 選擇 Safe Retract 設(shè)置頁面。 選中使用接近點(diǎn)。 選擇 Z 軸。 在輸入框中輸入 這個(gè)值確保機(jī)器人在切割區(qū) 域上方對(duì)腕關(guān)節(jié)切換姿態(tài)，并把機(jī)器人和工件裝機(jī)的可能性降到最低。什么時(shí)候需要使用 Z 軸安全撤回高度設(shè)定，如何使用？安全撤回參數(shù)能夠在一個(gè)刀具執(zhí)行之前和之后移動(dòng)機(jī)器人工具頭部至一個(gè)安全撤回 平面。有些時(shí)候，切換姿態(tài)會(huì)引起刀頭和工件發(fā)生撞擊。步驟 26:對(duì)所有 5 個(gè)刀具操作進(jìn)行模擬仿真216。216。注意:注釋:教程 3輪廓追蹤目標(biāo):用戶了解如何使用輪廓追蹤方法來為多軸刀具路徑設(shè)置機(jī)器人的工具方向。 本教程需要用戶具備必要的運(yùn)用 Mastercam X7 設(shè)計(jì)和處理刀具路徑的技能。 在開始使用 Robotmaster 工作前，我們應(yīng)當(dāng)激活進(jìn)行仿真所需要的工具欄。步驟 1: 文件文件 位于 Robotmaster_V6\Samples 目錄下面。 打開216。步驟 2:更改激活的機(jī)床定義文件 中的機(jī)床定義是 Fanuc 機(jī)器人。步驟 3:啟動(dòng) Robotmaster 參數(shù)設(shè)定界面從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 全局設(shè)定。216。216。216。設(shè)置坐標(biāo)系數(shù)據(jù)參數(shù)216。216。216。216。216。216。216。216。216。設(shè)定起始點(diǎn)/結(jié)束點(diǎn)參數(shù)起始點(diǎn)/結(jié)束點(diǎn)是機(jī)器人在開始執(zhí)行程序前和結(jié)束執(zhí)行程序后，6 個(gè)關(guān)節(jié)各自的數(shù)值。 選擇 起始點(diǎn)/結(jié)束點(diǎn) 設(shè)置頁面。 在 J1 數(shù)據(jù)輸入框輸入 90。 在 J2 數(shù)據(jù)輸入框輸入45。 在 J3 數(shù)據(jù)輸入框輸入45。 在 J5 數(shù)據(jù)輸入框輸入95。 J4 和 J6 的值都為 0。 點(diǎn)擊 按鈕，把數(shù)據(jù)復(fù)制到結(jié)束位置。 選擇 工具和配置 頁面。 在工具調(diào)用 區(qū)域，選擇不使用工具調(diào)用單選按鈕。 在激活工具 區(qū)域，選擇不激活工具單選按鈕。 機(jī)器人配置設(shè)置如下圖所示。 點(diǎn)擊 OK 按鈕 來保存參數(shù)，并退出 Robotmaster 參數(shù)設(shè)定窗口。 在刀具操作管理器中選擇第一個(gè)刀具操作。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 本地設(shè)定。 選擇軸配置選項(xiàng)頁。 在工具方向計(jì)算方式中選擇路徑跟隨。 在工具旋轉(zhuǎn)中輸入 0。工具坐標(biāo)系方向根 據(jù)軌跡下一點(diǎn)的方向進(jìn)行變化，以此來保持工具軸與軌跡切線之間的固定角度關(guān)系。步驟 12:設(shè)置仿真參數(shù)216。216。 點(diǎn)擊 OK 來保存參數(shù)，同時(shí)會(huì)退出機(jī)器人模擬設(shè)定設(shè)置窗口。 選選擇刀具操作 1。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 仿真按鈕。 選擇播放按鈕。 在此配置中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)刀具的刀身與軌跡保持相切，這樣刀刃可以對(duì)工件輪廓邊緣 進(jìn)行切割。 在刀具操作管理器中選擇刀具操作 2。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 本地設(shè)定。 選擇軸配置選項(xiàng)頁。 在工具方向計(jì)算方式域中選擇路徑跟隨。 在工具旋轉(zhuǎn)值中輸入 0。 確定已經(jīng)選擇了刀具操作，如果沒有正確選擇刀具操作，Robotmaster 模擬仿真將 不會(huì)啟動(dòng)。 從 Mastercam 主工具欄中點(diǎn)擊 Robotmaster 仿真按鈕。 在此配置中，你將再一次看到刀具的刀身部分保持與軌跡相切，這樣刀刃可以對(duì)工 件輪廓邊緣進(jìn)行切割。 確保選擇了 2 個(gè)刀具操作。 從 Robotmaster 的工具欄中選擇 Robotmaster 模擬仿真按鈕。 在本教程，用戶需要反復(fù)設(shè)置不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)來進(jìn)一步探索和理解其中的原理。定制工具欄216。請(qǐng)參考 Robotmaster 快速入門指南，第 4 頁和第 5 頁。文件216。 選擇 文件。步驟 2:更改激活的機(jī)床定義 文件中的機(jī)床定義是 Fanuc 機(jī)器人。步驟 3:啟動(dòng) Robotmaster 參數(shù)設(shè)定界面216。步驟 4:設(shè)置機(jī)器人型號(hào)在本設(shè)置頁面，可以選擇機(jī)器人型號(hào)和將要裝配在機(jī)器人法蘭盤上的工具。 選擇 機(jī)器人 設(shè)置頁面。 點(diǎn)擊機(jī)器人下拉菜單，選擇 ROBOTMASTER2 機(jī)器人，本系列教程使用此通用機(jī)器人。 點(diǎn)擊選擇主軸定義文件菜單，選擇 GS_SPINDLE60。 選擇坐標(biāo)系數(shù)據(jù)頁面 ，按照下圖所示設(shè)置基坐標(biāo)數(shù)據(jù)和工具數(shù)據(jù)。 在 用戶坐標(biāo)系 區(qū)域，點(diǎn)擊下拉菜單，并選擇 用戶定義。 在 X 值輸入框輸入 2000。 在 Y 值輸入框輸入 580。 在 Z 值輸入框輸入 600。 其他值全部設(shè)為 0。 在定義方式區(qū)域，點(diǎn)擊下拉菜單并選擇使用主軸定義。216。216。216。216。216。216。216。設(shè)定工具和配置參數(shù)216。216。216。216。什么是“保持”機(jī)器人配置？當(dāng)機(jī)器人配置的參數(shù)被設(shè)成除了保持以外的任何選項(xiàng)時(shí)，這個(gè)參數(shù)會(huì)在整個(gè)程序運(yùn) 行期間保持。當(dāng)機(jī)器人配置設(shè)置成保持時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)從起始點(diǎn)的各關(guān)節(jié)的值中算出初始化設(shè)置 參數(shù)。通過使用保持選項(xiàng)和跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，就能夠在刀具操作之間變換配置參數(shù)編程。步驟 9:啟動(dòng) ROBOTMASTER 本地設(shè)定界面216。216。216。216。216。216。216。步驟 11:保存參數(shù)216。216。216。 點(diǎn)擊 OK 來保存參數(shù)，并退出機(jī)器人模擬設(shè)定設(shè)置窗口。 確定已經(jīng)選擇了刀具操作，如果沒有正確選擇刀具操作，Robotmaster 模擬仿真將 不會(huì)啟動(dòng)。 從 Robotmaster 主工具欄中點(diǎn)擊 Robotmaster 仿真按鈕。 選擇播放按鈕。 在類型里選擇 默認(rèn)Z 軸不旋轉(zhuǎn)。 在視圖里選擇俯視圖。 工具旋轉(zhuǎn)設(shè)為 0。 點(diǎn)擊 OK 來保存參數(shù)，并退出機(jī)器人模擬設(shè)定設(shè)置窗口。步驟 19:保存參數(shù)216。216。 從 Robotmaster 的工具欄中選擇 Robotmaster 模擬仿真按鈕。 用戶會(huì)注意到機(jī)器人在工件內(nèi)部重新調(diào)整了腕部姿態(tài)。步驟 21:為刀具操作 3 設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)參數(shù)216。216。216。216。216。216。216。216。216。 o 在 J3 值中輸入20。 o 在 J5 值中輸入10。216。 選擇 ClearPosition1 跳轉(zhuǎn)點(diǎn)。 選擇 保存至跳轉(zhuǎn)點(diǎn)按鈕來把關(guān)節(jié)值保存至 ClearPosition1。 關(guān)閉當(dāng)前窗口退出跳轉(zhuǎn)點(diǎn)編輯器。 輸入的關(guān)節(jié)值會(huì)移動(dòng)機(jī)器人到一個(gè)安全位置，在這個(gè)位置我們可以安全地調(diào)整機(jī)器 人腕部的姿態(tài)。 ClearPosition1 是我們創(chuàng)建的第一個(gè)跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，我們將要把它放置在第三個(gè)刀具操作 的開頭。 當(dāng)模擬仿真結(jié)束時(shí)，所有單獨(dú)的關(guān)節(jié)值會(huì)保存到 ClearPosition1 跳轉(zhuǎn)點(diǎn)。 如下圖所示，在工序前的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)中，點(diǎn)擊添加按鈕，添加跳轉(zhuǎn)點(diǎn)。 點(diǎn)擊 OK 來保存參數(shù)，并退出機(jī)器人模擬設(shè)定設(shè)置窗口。 確定全部 4 個(gè)刀具操作已經(jīng)選定。 從 Robotmaster 的工具欄中選擇 Robotmaster 模擬仿真按鈕。 你會(huì)注意到機(jī)器人運(yùn)行至第一個(gè)跳轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)會(huì)在工件外面調(diào)整自己的姿態(tài)。 你會(huì)注意到在第四個(gè)刀具操作開始的時(shí)候，機(jī)器人撞入工件。 你還會(huì)注意到機(jī)器人在工件下面作業(yè)時(shí)并沒有得到合理的設(shè)置，第 5 和第 6 個(gè)軸接 近限位。 為了避免碰撞，我們需要把機(jī)器人移動(dòng)到一個(gè)安全的位置，把機(jī)器人設(shè)置從肘向上 改成肘向下，使第 5 和第 6 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)合理化。 在刀具操作管理器中選擇刀具操作 4。 從 Robotmaster 工具欄中選擇 Robotmaster 本地設(shè)定。 選擇跳轉(zhuǎn)點(diǎn)頁面。 在跳轉(zhuǎn)點(diǎn)關(guān)節(jié)值區(qū)域雙擊，在輸入跳轉(zhuǎn)點(diǎn)名字，添加一個(gè)跳轉(zhuǎn)點(diǎn)。 輸入 SafePosition 作為第二個(gè)跳轉(zhuǎn)點(diǎn)的名字。 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)編輯器按鈕216。216。216。 o 在 J3 值中輸入 0。 o 在 J5 值中輸入 0。216。 選擇 SafePosition 跳轉(zhuǎn)點(diǎn)。 選擇 保存至跳轉(zhuǎn)點(diǎn)按鈕來把關(guān)節(jié)值保存至 SafePosition。 輸入的關(guān)節(jié)值會(huì)使機(jī)器人移動(dòng)到一個(gè)安全位置，在機(jī)器人變換姿態(tài)時(shí)不會(huì)撞到工件。 這是我們創(chuàng)建的第二個(gè)跳轉(zhuǎn)點(diǎn) SafePosition，我們將會(huì)把它放置在第四個(gè)刀具操作 的開頭。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。注意:216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。注意:使用模擬仿真器可以設(shè)置四個(gè)機(jī)器人姿態(tài)（機(jī)器人位置的關(guān)節(jié)值），要成功對(duì)這個(gè)工件編 程，必須需要用到這些姿態(tài)。使用跳轉(zhuǎn)點(diǎn)的原因：