11个最有用的机器人编程基础

在开始机器人编程时,了解哪些基本属性最有用?

无论你是机器人领域的新手,还是只是想提高自己的编程技能,这里有一些最重要的机器人编程基础知识。

有时候你会觉得你需要一个机器人学位才能开始机器人编程。传统的工业机器人编程方法对于新的机器人程序员来说很难掌握。

不过,只要掌握了机器人学的基本知识优秀的机器人编程软件,你可以轻松快速地开始。

以下是11个最有用的机器人编程基础:

1.机器人的基本部件

在开始学习如何为机器人编程之前,了解任何工业机器人的基本部件都是有帮助的。这样,您至少可以熟悉将要编程的物理机器。

例如,一个6自由度工业机器人最基本的部件是:

  • 机械手的手臂
  • 终端执行器
  • 控制器
  • 电源
  • 传感器(如有)

根据机器人的类型,组件会略有不同。

2.自由度

我已经介绍了机器人中的一个重要概念:自由度(景深)。

机器人的自由度指定了机器人可以用多少个独立的轴运动。例如,一个6自由度的机械臂将有6个独立可控的轴。有些自由度是“转动的”(即它们围绕一个点旋转),有些是“线性的”(即它们沿着一条线移动)。在编程之前熟悉任何机器人的自由度是很有帮助的。

ABB机器人加工与外轴

3.关节和末端执行器

机器人的“业务端”(即操作任务的部分)被称为“末端执行器”。当你在编程时,你通常最感兴趣的是将机器人的末端执行器引导到特定的位置。

要移动机器人,您需要发送指令与机器人的每个DoF的期望位置。如果你正在使用RoboDK这样的软件,你可以直接编程所需的末端执行器位置,而不是发送特定的关节位置。

4.姿势:位置和方向

你如何给末端执行器编程来告诉它去哪里?

机器人末端执行器的位置和方向(或您编程的任何其他位置)结合起来形成“姿态”。您需要在程序中指定机器人将移动到的任何位置的姿势。在编程中最常用的指定姿势的方法是通过欧拉角。

有关更多信息,请参阅我们的文章机器人欧拉角:基本入门

5.工具中心点(TCP)

当我们为机器人编程时,我们最感兴趣的是末端执行器的姿态,我们经常使用术语工具中心点来指代工具的操作中心。

下面是不同末端执行器的一些例子:

  • 胶枪-您可以将TCP设置为处于枪口的尖端。
  • 钳子,TCP可能位于夹持器手指的中心。
  • 焊枪-TCP可能距离枪尖几毫米,那里的火焰是最热的。

作为程序员,您可以选择将机器人的TCP放置在最有意义的位置。

6.运动学

机器人技术中最具挑战性的方面之一是运动学。这意味着机器人的几何布局。运动学被表示为一个相当大的方程或算法。

向前运动方程回答了这个问题“如果我把机器人的关节设置在一个特定的位置,TCP将在哪里结束?”

逆运动学算法回答了相反的问题“如果我想让TCP在这个姿势结束,我需要将关节设置到什么位置?”

优秀的机器人编程软件,你可能不需要写出自己的运动学公式,但是理解基本概念是有帮助的。

7.联合限制

运动学方程用纯几何和数学描述机器人。然而,机器人是物理机器。物理机器人通常无法到达几何图形所显示的每一个位置。

我们在编程中引入关节限制,将机器人关节的运动限制在物理上可能的位置。他们只是告诉程序"这个关节不能超过这个角度"

8.移动类型

当你给机器人编程时,你可以让机器人做出不同类型的运动。

基本的3个动作是:

  1. 〇联合移动这是一种快速粗暴的运动,每个关节都试图尽快到达目标位置。为了避免碰撞,关节运动应该只在机器人在自由空间运动时进行编程。
  2. 〇直线移动这是一个有控制的动作,沿着两个姿势之间的一条线。机器人在线性移动时必然会移动得更慢,但也不会产生任何无益的碰撞。
  3. 〇环形移动就像线性运动一样,机器人在受控的直线上移动,这次是沿着圆形路径。

9.模拟与离线编程

给机器人编程有很多不同的方法,包括用机器人制造商提供的(通常很复杂的)编程语言“亲自动手”。

模拟和离线编程提供了一种更简单的编程方法。不是直接对物理机器人编程,而是使用直观的命令对机器人的模拟模型编程。然后,软件将程序转换为物理机器人可以理解的代码。

10.后处理器

脱机编程软件中转换机器人程序的部分被称为后处理器。每个机器人制造商的编程软件都有不同的后处理器,有时不止一个。

您可以在我们的文章中找到更多关于后处理程序的信息机器人后处理:你需要知道的一切

选择机器人后处理器

11.调试

无论您使用何种编程方法,重要的基本技能都是调试。在将机器人设置在生产环境中运行之前,您应该始终调试您的程序,以确保它按照您的意愿工作。

脱机编程为您提供了额外的调试步骤,因为在将程序下载到物理机器人本身之前,您要编写机器人的模拟模型,这降低了出错的可能性。

如果你想马上开始机器人编程,你可以在这里下载RoboDK的免费试用版。

你想在机器人编程的哪些方面得到帮助?请在下面的评论中告诉我们,或者加入讨论LinkedIn推特脸谱网Instagram,或在RoboDK论坛。

关于Alex Owen-Hill

亚历克斯·欧文-希尔是一名自由撰稿人和公共演说家,他的博客主题广泛,包括科学、CreateClarifyArticulate.com的演讲技巧、讲故事和(当然)机器人。他在马德里理工大学完成了远程机器人博士学位,这是与欧洲核子研究中心合作的PURESAFE项目的一部分。作为一名正在恢复的学者,他通过撰写关于工业机器人的博客,在机器人世界站稳了脚跟。

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