組裝電池機器人的編程與調試

張文紅

摘要：由于我國人口老齡化的問題逐漸顯露，再加上我國工業的快速發展，導致工廠勞動力比較匱乏，繼而出現勞動力成本提高，工廠升級轉型、創新改革的需求不能夠實現。要想解決此類問題，就必須要依靠科學技術的發展?？萍际堑谝簧a力，我國經濟的高速發展為科技的進步提供了堅實的物質基礎，從而使得工業機器人、自動化生產線成為工業生產的必然趨勢。由于工業機器人的性價比日益提高，并在很多領域已經替代人工來完成工業生產，使得企業成功完成升級轉型。本文主要是以EPSON機器人為核心來組裝電池的編程與調試，機器人通過內部程序設定控制，通過感應相應的信號而進行周而復始的運動，以此來取代工廠內的人力作業來論述。機器人作業取代人工的有點，首先能夠降低勞動力成本，其次能提升企業生產效率，從而減少生產總成本，提高企業競爭力。

關鍵詞：電池;機器人;編程

緒論

隨著人口老齡化問題的顯現，人工成本的不斷上漲以及多元化的市場競爭，每個企業都面臨著重重壓力。工業機器人的研究就要提上日程，我國的工業機器人研究開始于20世紀70年代，已經經歷了理論研究、樣機研發、示范應用和初步產業化4個階段。

隨著科學技術的發展，工業機器人已廣泛應用于工業、農業、軍事等眾多領域，比如汽車制造、無人機、快遞機器人、餐館服務機器人、家政服務機器人等均有應用實例，當前我國工業機器人的產業已初具規模。

工業機器人是一個快速發展的新興產業，對未來生產和社會發展起到重要的作用。本文以SPEON機器人為研究對象，通過機器人編程語言，使機器人的動作簡單而高效。機器人的動作主要是通過RC+5.0的機器人編輯器，I/O端口將SPEL+語言和PLC結合而產生。

第二章 工業機器人的結構及工作原理

2.1工業機器人的結構

工業機器人由執行機構，驅動裝置，檢測裝置和控制系統等組成。

執行機構就是機器人本體，機器人的關節數也就是機器人的自由度。我們給了機器人更人性化的稱呼：基座，臂部，腕部等。

檢測裝置的作用就相當于人的眼睛、耳朵，它負責檢測機器人的運動狀態，通過傳感器檢測機器人的運動以及工作情況，根據需要反饋給控制系統，在與設定信息進行比較后，對執行機構作出調整，來保證機器人的動作符合預定要求。

控制系統有兩種方式，一種是集中式控制，即采用一臺微機來分擔機器人的控制;另一種是分散式控制，采用多臺微機來分擔機器人的控制。

2.2工業機器人的工作原理

簡單地說，機器人的原理就是要模仿人類的各種肢體動作，控制決策能力，思維方式。機器人系統由三大部分，六個子系統組成。這三個部分是機械部分、傳感部分、控制部分;六個子系統是驅動系統、機械系統、感知系統、人機交互系統、機器人-環境交互系統、控制系統。

第三章 工業機器人軟件設計

3.1 SPEL+語言的概述

SPEL+能夠較容易地設置復雜的多任務工作流程，動作控制和I/O控制。程序是以ASCII文本形式創建，被編輯在可以執行的對象文件中。

它的主要特點有如下幾點：

（1）具有不同有效載荷的高重復定位精度和手臂偏心設定;

（2）多任務功能;

（3）三維高速、高精度軌跡控制;

（4）設定定位完成時間，最大化效率;

（5）超精密短程移動的3DJUMP命令和可變拱形動作;

（6）高速和效率的并行處理;

（7）摯肘點回避功能;

（8）遠程控制擴展I/O。

3.2 SPEL+語言動作指令

顧名思義，能夠使機械手動作的指令就叫作動作指令?？煞譃椋篜TP動作指令，CP動作指令，Curves動作指令，Joint 動作指令四種。

3.3 PTP指令

PTP包括Go、Jump、BGo、TGo PTP（Pose?To?Pose）動作，是與其動作軌跡無關，以機械手的工具頂端為目標位臵使其動作的動作方法。

3.4 CP指令

CP（Continuous?Path）指令可以指定機械手到達目標位臵的運動軌跡。優點：軌跡可以控制，勻速動作。缺點：速度慢。如果指定Linear動作速度和加/減速度，使用SPEEDS指令和ACCELS指令。

第四章 工業機器人系統調試及仿真

4.1軟件介紹

工業機器人調試主要使用RC+軟件，這款軟件是由哈爾濱工業大學深圳機器人教育中心研發的“諾寶 RC 編程軟件”，功能簡潔強大。

4.2機器人設計步驟

第一步：設計構思、選擇模塊及搭建機器人

明確設計機器人所要完成什么任務，選擇相應的使用模塊，創造、搭建自己的機器人，讓它運動、做動作，并為機器人賦予思想（機器人控制程序），通過輸入（傳感器）與輸出（電機與燈等）對周圍環境做出相對應回應。

第二步：編寫諾寶 RC 程序

編寫控制程序是設計機器人中最重要的一個步驟，因為控制程序就是機器人的思想，也就是“人工智能”。一個人的思想決定了這個人的行為，控制程序則決定了機器人的行為，編寫控制程序即將人類思想賦予機器人。

第三步：使用仿真界面檢測程序

在仿真界面中為機器人設置類似現實的環境，檢測機器人是否按預先設計的行動完成，以得知程序編寫是否完善或者有誤，如果檢測有誤，可以返回編程窗口修改原程序，再運行仿真測試，確保機器人完成任務。

第四步：下載程序到微電腦

通過計算機編寫好程序，在仿真界面檢測成功后，使用 USB 下載線將機器人的微電腦與pc 機連接下載程序至微電腦。打開電源運行機器人，參觀機器人是否按設計任務行動。

4.3程序仿真運行

程序仿真運行需先在編程系統中編輯好程序，然后點擊“仿真”圖標。直接進入仿真程序系統。在仿真系統中打開編程者所需的地圖或是在仿真場地上直接編輯地圖完成后，點擊仿真系統中的火“平面仿真運行”圖標，或點擊仿真系統中的大“三維仿真運行”圖標，將程序運行仿真。（注：一維仿直環境編輯需在平面仿直環培編輯界面中完成。仿直時，直接占擊二維仿真運行按鍵，仿真環境將自動轉換。）點擊機器人或“停止”圖標，停止仿真。