组装电池机器人的编程与调试

张文红

摘要：由于我国人口老龄化的问题逐渐显露，再加上我国工业的快速发展，导致工厂劳动力比较匮乏，继而出现劳动力成本提高，工厂升级转型、创新改革的需求不能够实现。要想解决此类问题，就必须要依靠科学技术的发展。科技是第一生产力，我国经济的高速发展为科技的进步提供了坚实的物质基础，从而使得工业机器人、自动化生产线成为工业生产的必然趋势。由于工业机器人的性价比日益提高，并在很多领域已经替代人工来完成工业生产，使得企业成功完成升级转型。本文主要是以EPSON机器人为核心来组装电池的编程与调试，机器人通过内部程序设定控制，通过感应相应的信号而进行周而复始的运动，以此来取代工厂内的人力作业来论述。机器人作业取代人工的有点，首先能够降低劳动力成本，其次能提升企业生产效率，从而减少生产总成本，提高企业竞争力。

关键词：电池;机器人;编程

绪论

随着人口老龄化问题的显现，人工成本的不断上涨以及多元化的市场竞争，每个企业都面临着重重压力。工业机器人的研究就要提上日程，我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，已经经历了理论研究、样机研发、示范应用和初步产业化4个阶段。

随着科学技术的发展，工业机器人已广泛应用于工业、农业、军事等众多领域，比如汽车制造、无人机、快递机器人、餐馆服务机器人、家政服务机器人等均有应用实例，当前我国工业机器人的产业已初具规模。

工业机器人是一个快速发展的新兴产业，对未来生产和社会发展起到重要的作用。本文以SPEON机器人为研究对象，通过机器人编程语言，使机器人的动作简单而高效。机器人的动作主要是通过RC+5.0的机器人编辑器，I/O端口将SPEL+语言和PLC结合而产生。

第二章 工业机器人的结构及工作原理

2.1工业机器人的结构

工业机器人由执行机构，驱动装置，检测装置和控制系统等组成。

执行机构就是机器人本体，机器人的关节数也就是机器人的自由度。我们给了机器人更人性化的称呼：基座，臂部，腕部等。

检测装置的作用就相当于人的眼睛、耳朵，它负责检测机器人的运动状态，通过传感器检测机器人的运动以及工作情况，根据需要反馈给控制系统，在与设定信息进行比较后，对执行机构作出调整，来保证机器人的动作符合预定要求。

控制系统有两种方式，一种是集中式控制，即采用一台微机来分担机器人的控制;另一种是分散式控制，采用多台微机来分担机器人的控制。

2.2工业机器人的工作原理

简单地说，机器人的原理就是要模仿人类的各种肢体动作，控制决策能力，思维方式。机器人系统由三大部分，六个子系统组成。这三个部分是机械部分、传感部分、控制部分;六个子系统是驱动系统、机械系统、感知系统、人机交互系统、机器人-环境交互系统、控制系统。

第三章 工业机器人软件设计

3.1 SPEL+语言的概述

SPEL+能够较容易地设置复杂的多任务工作流程，动作控制和I/O控制。程序是以ASCII文本形式创建，被编辑在可以执行的对象文件中。

它的主要特点有如下几点：

（1）具有不同有效载荷的高重复定位精度和手臂偏心设定;

（2）多任务功能;

（3）三维高速、高精度轨迹控制;

（4）设定定位完成时间，最大化效率;

（5）超精密短程移动的3DJUMP命令和可变拱形动作;

（6）高速和效率的并行处理;

（7）挚肘点回避功能;

（8）远程控制扩展I/O。

3.2 SPEL+语言动作指令

顾名思义，能够使机械手动作的指令就叫作动作指令。可分为：PTP动作指令，CP动作指令，Curves动作指令，Joint 动作指令四种。

3.3 PTP指令

PTP包括Go、Jump、BGo、TGo PTP（Pose To Pose）动作，是与其动作轨迹无关，以机械手的工具顶端为目标位臵使其动作的动作方法。

3.4 CP指令

CP（Continuous Path）指令可以指定机械手到达目标位臵的运动轨迹。优点：轨迹可以控制，匀速动作。缺点：速度慢。如果指定Linear动作速度和加/减速度，使用SPEEDS指令和ACCELS指令。

第四章 工业机器人系统调试及仿真

4.1软件介绍

工业机器人调试主要使用RC+软件，这款软件是由哈尔滨工业大学深圳机器人教育中心研发的“诺宝 RC 编程软件”，功能简洁强大。

4.2机器人设计步骤

第一步：设计构思、选择模块及搭建机器人

明确设计机器人所要完成什么任务，选择相应的使用模块，创造、搭建自己的机器人，让它运动、做动作，并为机器人赋予思想（机器人控制程序），通过输入（传感器）与输出（电机与灯等）对周围环境做出相对应回应。

第二步：编写诺宝 RC 程序

编写控制程序是设计机器人中最重要的一个步骤，因为控制程序就是机器人的思想，也就是“人工智能”。一个人的思想决定了这个人的行为，控制程序则决定了机器人的行为，编写控制程序即将人类思想赋予机器人。

第三步：使用仿真界面检测程序

在仿真界面中为机器人设置类似现实的环境，检测机器人是否按预先设计的行动完成，以得知程序编写是否完善或者有误，如果检测有误，可以返回编程窗口修改原程序，再运行仿真测试，确保机器人完成任务。

第四步：下载程序到微电脑

通过计算机编写好程序，在仿真界面检测成功后，使用 USB 下载线将机器人的微电脑与pc 机连接下载程序至微电脑。打开电源运行机器人，参观机器人是否按设计任务行动。

4.3程序仿真运行

程序仿真运行需先在编程系统中编辑好程序，然后点击“仿真”图标。直接进入仿真程序系统。在仿真系统中打开编程者所需的地图或是在仿真场地上直接编辑地图完成后，点击仿真系统中的火“平面仿真运行”图标，或点击仿真系统中的大“三维仿真运行”图标，将程序运行仿真。（注：一維仿直环境编辑需在平面仿直环培编辑界面中完成。仿直时，直接占击二维仿真运行按键，仿真环境将自动转换。）点击机器人或“停止”图标，停止仿真。