机器人技术及其应用第9章 机器人示教与操作ppt课件.ppt

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1、机器人示教与操作第九章概述第一节机器人示教类别与基本特征第二节机器人编程语言的类别和基本特性第三节动作级语言和对象级语言第四节目录Contents机器人遥操作第五节典型示教与操作案例第六节小结第七节1概述概述机器人的示教与操作是机器人运动和控制的结合点，是实现人与机器人通信的主要方法，也是研究和使用机器人系统最困难与关键的问题之一。机器人的工作能力基本上是由其软件系统决定的。机器人的软件系统能实现什么样的示教和操作决定了机器人实用功能的灵活性和智能程度。如何教一台机器人完成某个任务，或者说一台机器人能够编程到什么程度，

2、决定了该机器人能适应什么任务以及机器人的适应性。例如，如何让机器人执行复杂顺序的任务？如何让机器人快速地从一种操作方式转换到另一种操作方式？如何让普通的工人操作机器人？如何提高机器人的示教效率？所有这些问题，都是使用机器人所需要考虑的问题，而且与机器人的控制问题密切相关。概述随着机器人应用的推广，机器人的示教和操作得到越来越多的关注。本章将介绍机器人示教的类别与特性、机器人编程语言的类别与特性、机器人遥操作，并结合典型案例介绍机器人的示教与操作。机器人示教类别与基本特征2机器人示教类别与基本特征由于机器人的控制装置和作

3、业要求多种多样，国内外尚未制订统一的机器人控制代码标准，所以编程语言也是多种多样的。目前，在工业生产中应用的机器人的主要编程示教方式有以下几种形式。在顺序控制的机器中，所有的控制都是由机械的或电气的顺序控制器实现的。按照我们的定义，这里没有程序设计的要求。顺序控制的灵活性小，这是因为所有的工作过程都已编好，或由机械挡块，或由其他确定的方法所控制。大量的自动机都是在顺序控制下操作的。这种方法的主要优点是成本低，易于控制和操作。１.顺序控制的编程示教机器人示教类别与基本特征目前９０％以上的机器人还是采用示教方式编程。示教方

4、式是一项成熟的技术，易于被熟悉工作任务的人员所掌握，而且用简单的设备和控制装置即可进行。示教过程进行得很快，示教过后，马上即可应用。在对机器人进行示教时，机器人控制系统存入存储器的轨迹和各种操作。如果需要，过程还可以重复多次。在某些系统中，还可以用与示教时不同的速度再现。2.示教方式编程（手把手示教）机器人示教类别与基本特征如果能够从一个运输装置获得使机器人的操作与搬运装置同步的信号，就可以用示教的方法来解决机器人与搬运装置配合的问题。示教方式编程也有一些缺点：①只能在人所能达到的速度下工作；②难与传感器的信息相配合；

5、③不能用于某些危险的情况；④在操作大型机器人时，这种方法不实用；⑤难获得高速度和直线运动；⑥难与其他操作同步。使用示教盒可以克服其中的部分缺点。机器人示教类别与基本特征利用装在控制盒上的按钮可以驱动机器人按需要的顺序进行操作。在示教盒中，每一个关节都有一对按钮，分别控制该关节在两个方向上的运动。有时还提供附加的最大允许速度控制。虽然为了获得最高的运行效率，人们希望机器人能实现多关节合成运动，但在用示教盒示教的方式下，却难以同时移动多个关节。示教盒一般用于对大型机器人或危险作业条件下的机器人示教。但这种方法仍然难以获得高

6、的控制精度，也难以与其他设备同步和与传感器信息相配合。３.示教盒示教机器人示教类别与基本特征脱机编程和预编程的含义相同。它是指用机器人程序语言预先进行程序设计，而不是用示教的方法编程。脱机编程有以下几个方面的优点：１）编程时可以不使用机器人，可腾出机器人去做其他工作。２）可预先优化操作方案和运行周期。３）以前完成的过程或子程序可结合到待编的程序中去。４）可用传感器探测外部信息，从而使机器人做出相应的响应。这种响应使机器人可以工作在自适应的方式下。４.脱机编程或预编程的示教机器人示教类别与基本特征５）控制功能中可以包含现

7、有的计算机辅助设计（ＣＡＤ）和计算机辅助制造（ＣＡＭ）的信息。６）可以预先运行程序来模拟实际运动，从而不会出现危险。利用图形仿真技术，可以在屏幕上模拟机器人运动来辅助编程。７）对不同的工作目的，只需替换一部分待定的程序。在非自适应系统中，没有外界环境的反馈，仅有的输入是各关节传感器的测量值，因此可以使用简单的程序设计手段。机器人示教类别与基本特征基于演示的机器人示教就是通过人体的演示运动，基于传感器抽出演示运动的关键信息（如关键部位的位置、姿态等），将关键信息转换为机器人能够识别的信息，从而让机器人再现人体的演示运动。

8、如何让一台纯粹的预编程机器人变成一台基于用户的柔性机器人来完成一项任务，这是基于演示的机器人示教要实现的目标。一方面，我们希望机器人学习得更快；另一方面则希望机器人具有友好的人机交互，能够适应人类的日常生活。５.基于演示的机器人示教（Ｒｏｂｏｔｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｂｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ）机器人示教类别与基本特征早期的基于