工业机器人实验报告41-示教-离线编程
02-机械西安交通大学机器人实验第一组
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
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西安交通大学 2017年 5 月 3 日
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。
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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
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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；
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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
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图1.2 机械手吸取物块
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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：
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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
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于PTP（点到点）控制。
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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
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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Visual C++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
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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。
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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。
六、机器人链接库编程实验程序
见附页
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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）
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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
一、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 槛 机器人占用 占用 事故 精度 示教过程中不易碰撞 易碰撞 靠人控制，精精度高 度低 应用范针对特定机可控制大部围 度
二、实验体会
示教 离线编程 高 不占用 编程门低 器人 分机器人 低 直观程高 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
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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
三、实验分工
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表2 实验分工
组员 学号 实验前期 实验过程 实验结束 报告撰写
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陈豪 尹鑫鑫 武文家 2140101003 2140101023 2140101020 实验预习，阅读实验指导书，了解实验步骤 实验分析、实验操作、数据记录、程序编写 分析 控制调试 实验原理、实验结果分析讨论 理论部分 分析部分 总结部分 西安交通大学机器人实验第一组
西安交通大学实验报告附页
机器人离线编程程序
// expDlg.cpp : implementation file //
#include \"StdAfx.h\" #include \"exp.h\" #include \"expDlg.h\" #include \"s6s1.h\" #ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif
//////////////////////////////////////
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/////////////////////////////////////// // CAboutDlg dialog used for App About
class CAboutDlg : public CDialog { public: CAboutDlg();
// Dialog Data
//{{AFX_DATA(CAboutDlg) enum { IDD = IDD_ABOUTBOX }; //}}AFX_DATA
// ClassWizard generated virtual function overrides
//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg) protected: virtual void
DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL
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// Implementation protected:
//{{AFX_MSG(CAboutDlg) //}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP() };
CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD) {
//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg) //}}AFX_DATA_INIT } void
CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) {
CDialog::DoDataExchange(pDX); //{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg) //}}AFX_DATA_MAP
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}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog) //{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg) // No message handlers //}}AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP()
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CExpDlg dialog
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;
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m_acc = 0; m_hand = FALSE; m_str = _T(\"\"); //}}AFX_DATA_INIT
// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hIcon =
AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME); } void
CExpDlg::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);
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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)
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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()
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CExpDlg message handlers
BOOL CExpDlg::OnInitDialog() {
CDialog::OnInitDialog();
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// Add \"About...\" menu item to system menu.
// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE); if (pSysMenu != NULL) {
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX); if (!strAboutMenu.IsEmpty()) {
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR); pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
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} }
// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically
// when the application's main window is not a dialog
SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon
SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon
// TODO: Add extra initialization here s6s1_set_critical ( NULL) ; s6s1_init( 1, NULL, true) ; s6s1_select ( 1) ;
return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control }
void CExpDlg::OnSysCommand(UINT nID,
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LPARAM lParam) {
if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX) {
CAboutDlg dlgAbout; dlgAbout.DoModal(); } else {
CDialog::OnSysCommand(nID, lParam); } }
// If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below // to draw the icon. For MFC
applications using the document/view model, // this is automatically done for you by the framework.
void CExpDlg::OnPaint() {
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if (IsIconic()) {
CPaintDC dc(this); // device context for painting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);
// Center icon in client rectangle int cxIcon =
GetSystemMetrics(SM_CXICON); int cyIcon =
GetSystemMetrics(SM_CYICON); CRect rect;
GetClientRect(&rect);
int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;
int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;
// Draw the icon
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);
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} else {
CDialog::OnPaint(); } }
// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags // the minimized window.
HCURSOR CExpDlg::OnQueryDragIcon() {
return (HCURSOR) m_hIcon; }
void CExpDlg::OnTransStart() {
// TODO: Add your control notification handler code here
if (!UpdateData( true) ) return;
if ( m_fh<0) m_fh=- 1*m_fh;
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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) ; }
void CExpDlg::OnSuddenStop() {
// TODO: Add your control notification handler code here
if ( ! UpdateData( true) ) return; s6s1_stop_axis( m_axis) ; }
void CExpDlg::OnCancel() {
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// TODO: Add extra cleanup here s6s1_close(); CDialog::OnCancel(); }
void CExpDlg::OnXmotor() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=0; }
void CExpDlg::OnYmotor() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=1; }
void CExpDlg::OnZmotor() {
// TODO: Add your control notification
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handler code here m_axis=2; }
void CExpDlg::OnUmotor() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=3; }
void CExpDlg::OnVmotor() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=4; }
void CExpDlg::OnWmotor() {
// TODO: Add your control notification handler code here
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m_axis=5; }
void CExpDlg::OnSpeed() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_runmod=1; }
void CExpDlg::OnPosition() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_runmod=0; }
void CExpDlg::OnPdir() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_dir=1;
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}
void CExpDlg::OnNdir() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_dir=-1; }
void CExpDlg::OnRadio11() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_acc=0; }
void CExpDlg::OnRadio12() {
// TODO: Add your control notification handler code here m_acc=1; }
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void CExpDlg::OnChangeFh() {
// TODO: If this is a RICHEDIT control, the control will not
// send this notification unless you override the CDialog::OnInitDialog() // function and call CRichEditCtrl().SetEventMask()
// with the ENM_CHANGE flag ORed into the mask.
// TODO: Add your control notification handler code here
GetDlgItemText(IDC_FH,m_str); m_fh=_ttoi(m_str); }
void CExpDlg::OnChangeTrans() {
// TODO: If this is a RICHEDIT control,
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the control will not
// send this notification unless you override the CDialog::OnInitDialog() // function and call CRichEditCtrl().SetEventMask()
// with the ENM_CHANGE flag ORed into the mask.
// TODO: Add your control notification handler code here
GetDlgItemText(IDC_TRANS,m_str); m_trans=_ttoi(m_str); }
void CExpDlg::OnCheckHand() {
// TODO: Add your control notification handler code here
if ( !UpdateData( true) ) return;
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if (m_hand) {
s6s1_hand( 1) ;
GetDlgItem( IDC_CHECK_HAND) ->SetWindowText( \"手爪闭合\") ; } else {
s6s1_hand(0) ;
GetDlgItem( IDC_CHECK_HAND) ->SetWindowText( \"手爪张开\") ; }
int s6s1_hand(m_hand); }
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