工业机器人实验报告02机械41示教离线编程.docx
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工业机器人实验报告02机械41示教离线编程
工业机器人实验报告
——机器人示教与离线编程实验
班级：
机械41
组别：
第一组
组员：
陈豪2140101003
尹鑫鑫2140101023
武文家2140101020
指导老师：
桂亮
西安交通大学
2017年5月3日
西安交通大学实验报告
第页（共页）
课程：
工业机器人实验日期：
2017年5月3日
专业班号机械41组别第一组交报告日期：
年月日
姓名陈豪学号2140101003报告退发：
（订正、重做）
姓名尹鑫鑫学号2140101023教师审批签字：
姓名武文家学号2140101020
实验一机器人示教实验
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
1.模块化机器人一台；
2.模块化机器人控制柜一台。
三、实验原理
机器人的示教-再现过程是分为四个步骤：
示教、记忆、再现、操作。
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。
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。
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。
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。
示教的方法有很多种，有主从式，编程式，示教盒式等多种。
四、实验步骤
1.接通控制柜电源，按下“启动”按钮；
2.启动计算机，运行机器人软件；
3.点击主界面“模块组合方式”按钮，按照实际情况选择已组合的模块设备，并点击“确定”按钮；
4.点击主界面“机器人复位”按钮，机器人进行回零运动。
观察机器人的运动，所有模块全部运动完成后，机器人处于零点位置；
5.点击“示教”按钮，出现界面；
6.在“速度”中选择示教速度（由左到右从低速到高速1.5度/秒、6度/秒、12度/秒、24度/秒共四个挡，默认是6度/秒，一般情况下建议选择12度/秒；在“模块运动”中有每个关节的正反向运动，持续按下相应模块的按钮，机器人的模块会按照指令运动，松开相应的按钮，机器人的模块会停止运动；
7.在机器人“模块状态”和“当前坐标”中，可以实时显示机器人的运动状态，当每运动到一个点，必须按下“记录”按钮，在再现时机器人将忽略中间过程而只再现各个点，在“示教列表”中会记录并显示机器人相应模块运动的信息，继续运动其他模块，直到整个示教程序完成；
8.点击“保存”按钮，示教完的信息以（*.RBT6）格式保存在示教文件中；
9.点击“再现”按钮，机器人按照记录的机器人各模块信息再现一遍运动轨迹；
10.点击“清空”按钮会把示教列表全部清除。
11.点击“退出”按钮，退出当前界面；
12.点击“机器人复位”按钮，使机器人回到零点位置；
13.按下控制柜上的“停止”按钮，关闭计算机；
14.断开控制柜电源。
五、实验结果
1.示教实验结果截屏
图1.1回参考点
图1.2机械手吸取物块
图1.3机器人放下物块
2.示教实验结果分析
2.1实验结论
在实验中，我们可以看到，经过示教和记忆后的机器人能够较为准确地再现示教过程的动作，能够完成物块的运输装配工作。
2.2实验问题
但在实验中，我们发现，有时机器人无法再现动作与示教动作有所偏差，即机器人无法准确到达物块所在位置，进行物块的搬运工作。
我们分析，造成该问题的原因有如下几点：
1.机器人的控制与响应有延迟，导致机器人运动存在偏差；
2.机器人的机械结构造成机器人的误差不可避免（如反向间隙的存在）；
3.机器人在运动过程中存在干扰，造成误差。
2.2实验过程总结
机器人示教过程总结：
1.通过控制软件可视化界面，控制机器人完成拾取物块、搬运物块、放置物块的工作；
2.在示教的同时完成记忆过程；
3.通过再现过程，计算机向机器人发出指令；
4.机器人接受指令，进行预定操作。
六、思考题
1.通过实验总结机器人示教－再现的概念
机器人示教和再现实际上是一个信号输入与输出过程。
通过示教，机器人采集关键点的位置信息，并将位置反馈给存储器。
在再现过程中，存储器将已有的位置以指令的形式发出，控制机器人按示教的顺序，完成对应的工作。
2.试分析机器人的示教属于PTP（点到点）控制还是输入CP（连续轨迹）控制
机器人的示教属于PTP（点到点）控制。
在实验中，我们注意到在示教过程中，每控制机器人到达一个新位置，都要重新记录机器人关键点的位置，由此可以看出机器人示教实际上是对关键点位置和到达顺序的记录。
而再现是将关键点按顺序重新复现的过程。
即机器人的示教属于PTP（点到点）控制。
西安交通大学实验报告
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课程：
工业机器人实验日期：
2017年5月3日
专业班号机械41组别第一组交报告日期：
年月日
姓名陈豪学号2140101003报告退发：
（订正、重做）
姓名尹鑫鑫学号2140101023教师审批签字：
姓名武文家学号2140101020
实验二机器人离线编程实验
一、实验目的
1.通过编程，实现对机器人的控制；
2.熟悉机器人的操作控制过程；
3.熟悉利用VC++实现可视化机器人控制程序的编写过程。
二、实验设备
1.模块化机器人一台；
2.模块化机器人控制柜一台。
三、实验内容
在VisualC++6.0中编写可视化机器人控制程序。
通过完成的控制系统，实现对机器人的一些简单操作。
并要求控制程序能够控制机器人的运动模式、选择方式、启动方式、运动速度、目标位置、运动方向、手爪张闭。
完成程序后在机器人上实现操作。
四、实验结果
1.程序界面截图
图2.1程序头文件截图
图2.2程序可视化界面截图
五、实验分析与总结
1.实验过程总结
在实验中，我们通过调用机器人动态链接库函数实现对机器人的控制。
通过实验，我们有如下几点收获：
1.我们从函数形式中可以看出控制机器人需要提供给机器人一些参数（运动轴号、目标位置、运动速度、运动模式和启动方式）；
2.手部的控制函数与其他轴的控制函数不同，可见手部控制器是一个独立的部件；
3.只有当机器人的速度、目标位置控制在一个合适的范围内时、机器人的运动才能稳定。
4.不同的运动模式下，机器人方式有所不同。
2.实验问题分析
实验中遇到的最大问题是程序与机器人的链接问题，通过调用动态链接库最终能够实现机器人的链接。
由于我们不熟悉VC++语言，在编写程序时遇到了很多困难，但实际上，通过查找相关资料以及查看错误说明能够很好地解决问题。
6、机器人链接库编程实验程序
见附页
西安交通大学实验报告
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工业机器人实验日期：
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专业班号机械41组别第一组交报告日期：
年月日
姓名陈豪学号2140101003报告退发：
（订正、重做）
姓名尹鑫鑫学号2140101023教师审批签字：
姓名武文家学号2140101020
机器人示教与离线编程实验总结
1、机器人示教与离线编程的对比
表1机器人示教与离线编程的对比
项目
示教
离线编程
编程门槛
低
高
机器人占用
占用
不占用
事故
示教过程中易碰撞
不易碰撞
精度
靠人控制，精度低
精度高
应用范围
针对特定机器人
可控制大部分机器人
直观程度
高
低
二、实验体会
陈豪：
通过本次实验，我们了解了机器人的控制系统的组成。
在实验中，我们进一步认识了示教的作用，对机器人控制有了进一步的理解。
并在实验中复习了方VC++程序的编写、有关机器人示教和离线编程的相关知识、并对实验系统进行了分析。
对机器人理论的相关知识有了更深入的理解。
尹鑫鑫：
武文家：
通过此次试验，我们亲自操作完成了六自由度机器人的示教，对六自由度机器人机构和运转有了更深入的认知。
在编程控制实验中，我们又回顾了vc++的编写与应用，真正的把学到的知识用到了实践中去，对机器人的控制编程更加熟悉，也增加了对机器人开发的兴趣
3、实验分工
表2实验分工
组员
陈豪
尹鑫鑫
武文家
学号
2140101003
2140101023
2140101020
实验前期
实验预习，阅读实验指导书，了解实验步骤
实验过程
实验分析、程序编写
实验操作、分析
数据记录、控制调试
实验结束
实验原理、实验结果分析讨论
报告撰写
理论部分
分析部分
总结部分
西安交通大学实验报告附页
机器人离线编程程序
//expDlg.cpp:
implementationfile
//
#include"StdAfx.h"
#include"exp.h"
#include"expDlg.h"
#include"s6s1.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAboutDlgdialogusedforAppAbout
classCAboutDlg:
publicCDialog
{
public:
CAboutDlg（）;
//DialogData
//{{AFX_DATA（CAboutDlg）
enum{IDD=IDD_ABOUTBOX};
//}}AFX_DATA
//ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides
//{{AFX_VIRTUAL（CAboutDlg）
protected:
virtualvoidDoDataExchange（CDataExchange*pDX）;//DDX/DDVsupport
//}}AFX_VIRTUAL
//Implementation
protected:
//{{AFX_MSG（CAboutDlg）
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP（）
};
CAboutDlg:
:
CAboutDlg（）:
CDialog（CAboutDlg:
:
IDD）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_INIT
}
voidCAboutDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CAboutDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CAboutDlg）
//Nomessagehandlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CExpDlgdialog
CExpDlg:
:
CExpDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）
:
CDialog（CExpDlg:
:
IDD,pParent）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CExpDlg）
m_axis=0;
m_runmod=0;
m_trans=30.0;
m_fh=10.0;
m_dir=0;
m_acc=0;
m_hand=FALSE;
m_str=_T（""）;
//}}AFX_DATA_INIT
//NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32
m_hIcon=AfxGetApp（）->LoadIcon（IDR_MAINFRAME）;
}
voidCExpDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CExpDlg）
DDX_Radio（pDX,IDC_XMOTOR,m_axis）;
DDX_Radio（pDX,IDC_SPEED,m_runmod）;
DDX_Text（pDX,IDC_TRANS,m_trans）;
DDX_Text（pDX,IDC_FH,m_fh）;
DDX_Radio（pDX,IDC_PDIR,m_dir）;
DDX_Radio（pDX,IDC_RADIO11,m_acc）;
DDX_Check（pDX,IDC_CHECK_HAND,m_hand）;
DDX_Text（pDX,IDC_EDIT1,m_str）;
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CExpDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CExpDlg）
ON_WM_SYSCOMMAND（）
ON_WM_PAINT（）
ON_WM_QUERYDRAGICON（）
ON_BN_CLICKED（IDC_TRANS_START,OnTransStart）
ON_BN_CLICKED（IDC_SUDDEN_STOP,OnSuddenStop）
ON_BN_CLICKED（IDC_XMOTOR,OnXmotor）
ON_BN_CLICKED（IDC_YMOTOR,OnYmotor）
ON_BN_CLICKED（IDC_ZMOTOR,OnZmotor）
ON_BN_CLICKED（IDC_UMOTOR,OnUmotor）
ON_BN_CLICKED（IDC_VMOTOR,OnVmotor）
ON_BN_CLICKED（IDC_WMOTOR,OnWmotor）
ON_BN_CLICKED（IDC_SPEED,OnSpeed）
ON_BN_CLICKED（IDC_POSITION,OnPosition）
ON_BN_CLICKED（IDC_PDIR,OnPdir）
ON_BN_CLICKED（IDC_NDIR,OnNdir）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO11,OnRadio11）
ON_BN_CLICKED（IDC_RADIO12,OnRadio12）
ON_EN_CHANGE（IDC_FH,OnChangeFh）
ON_EN_CHANGE（IDC_TRANS,OnChangeTrans）
ON_BN_CLICKED（IDC_CHECK_HAND,OnCheckHand）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CExpDlgmessagehandlers
BOOLCExpDlg:
:
OnInitDialog（）
{
CDialog:
:
OnInitDialog（）;
//Add"About..."menuitemtosystemmenu.
//IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange.
ASSERT（（IDM_ABOUTBOX&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）;
ASSERT（IDM_ABOUTBOX<0xF000）;
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu（FALSE）;
if（pSysMenu!
=NULL）
{
CStringstrAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString（IDS_ABOUTBOX）;
if（!
strAboutMenu.IsEmpty（））
{
pSysMenu->AppendMenu（MF_SEPARATOR）;
pSysMenu->AppendMenu（MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu）;
}
}
//Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically
//whentheapplication'smainwindowisnotadialog
SetIcon（m_hIcon,TRUE）;//Setbigicon
SetIcon（m_hIcon,FALSE）;//Setsmallicon
//TODO:
Addextrainitializationhere
s6s1_set_critical（NULL）;
s6s1_init（1,NULL,true）;
s6s1_select
（1）;
returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
voidCExpDlg:
:
OnSysCommand（UINTnID,LPARAMlParam）
{
if（（nID&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）
{
CAboutDlgdlgAbout;
dlgAbout.DoModal（）;
}
else
{
CDialog:
:
OnSysCommand（nID,lParam）;
}
}
//Ifyouaddaminimizebuttontoyourdialog,youwillneedthecodebelow
//todrawtheicon.ForMFCapplicationsusingthedocument/viewmodel,
//thisisautomaticallydoneforyoubytheframework.
voidCExpDlg:
:
OnPaint（）
{
if（IsIconic（））
{
CPaintDCdc（this）;//devicecontextforpainting
SendMessage（WM_ICONERASEBKGND,（WPARAM）dc.GetSafeHdc（）,0）;
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics（SM_CXICON）;
intcyIcon=GetSystemMetrics（SM_CYICON）;
CRectrect;
GetClientRect（&rect）;
intx=（rect.Width（）-cxIcon+1）/2;
inty=（rect.Height（）-cyIcon+1）/2;
//Drawtheicon
dc.DrawIcon（x,y,m_hIcon）;
}
else
{
CDialog:
:
OnPaint（）;
}
}
//Thesystemcallsthistoobtainthecursortodisplaywhiletheuserdrags
//theminimizedwindow.
HCURSORCExpDlg:
:
OnQueryDragIcon（）
{
return（HCURSOR）m_hIcon;
}
voidCExpDlg:
:
OnTransStart（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
if（!
UpdateData（true））return;
if（m_fh<0）m_fh=-1*m_fh;
if（m_dir==1）
m_fh=m_fh*（-1）;
if（m_runmod==0）
s6s1_moveone（m_axis,m_trans,m_fh,true,m_acc==1）;
else
s6s1_moveone（m_axis,m_trans,m_fh,false,m_acc==1）;
}
voidCExpDlg:
:
OnSuddenStop（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
if（!
UpdateData（true））return;
s6s1_stop_axis（m_axis）;
}
voidCExpDlg:
:
OnCancel（）
{
//TODO:
Addextracleanuphere
s6s1_close（）;
CDialog:
:
OnCancel（）;
}
voidCExpDlg:
:
OnXmotor（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_axis=0;
}
voidCExpDlg:
:
OnYmotor（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_axis=1;
}
voidCExpDlg:
:
OnZmotor（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_axis=2;
}
voidCExpDlg:
:
OnUmotor（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_axis=3;
}
voidCExpDlg:
:
OnVmotor（）
{
//TOD
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