《机器人技术基础》实验指导书.

机器人学实验指导书合肥工业大学机械与汽车工程学院2006年10月目录一、概述 (4)二、实验原理 (4)三、实验目的 (4)四、实验内容及要求 (4)五、使用仪器及设备 (4)六、机器人控制程序 (4)七、实验注意事项 (4)认识FANUC机器人 (5)一．概述 (5)二. 控制器 (6)编程 (12)一. 有效编程的技巧 (12)二. 通电和关电 (12)三. 手动示教机器人 (13)四. 创建程序 (13)五. 示教运动状态 (15)六. 修正点 (17)七. 编辑命令(EDCMD) (19)八. 程序操作 (20)执行程序 (23)一. 程序中断和恢复 (23)二. 手动执行程序 (24)三. Wait 语句 (25)四. 自动运行 (25)程序结构 (27)一. 运动指令 (27)二. 寄存器指令 (27)三. I/O 指令 (28)四. 分支指令 (28)五. 等待指令 (29)六. 条件指令 (30)七. 程序控制指令 (30)八. 其他指令 (31)FRAMES的设置 (32)一. 坐标系的分类 (32)二. 设置工具坐标系 (32)三. 设置用户坐标系 (33)四. 设置点动坐标系 (34)一、概述大家上过机器人技术基础后，对机器人的理论部分有了一些基础的了解后，为了是大家对机器人有个感性的认识，特开设这个实验。

希望大家能通过这个实验能对机器人产生一个基本的概念，激发大家的一点兴趣。

二、实验原理编好程序，机器人控制器通过编译解释，给各轴伺服电机发出信号，驱动电机运转，从而使机器人各关节运动。

三、实验目的1. 了解工业机器人的组成及工作原理，加深对机电一体化系统的理解；2. 了解工业机器人的系统结构、几何结构、坐标类型和运动控制原理；3. 熟悉小型工业机器人的运动指令，掌握小型工业机器人的作业编程及操作步骤；4. 掌握小型工业机器人的程序控制及应用。

四、实验内容及要求1、通过手动示教的形式，在白板上写出欢迎两个字2、写一份关于本实验的实验报告，并画出机器人机构运动简图。

机器人技术作业指导书一、简介机器人技术是指利用计算机科学、人工智能、机械工程等相关学科知识和技术，开发和制造能够自主执行任务的机器人系统。

在本任务指导书中，我们将介绍机器人技术的基本原理、操作方法以及常见应用场景，帮助同学们更好地掌握和应用机器人技术。

二、机器人技术基础知识1. 机器人定义和分类机器人是一种能够执行人类给定任务的自动化设备。

根据机器人的外观和应用领域的不同，可以将其分为工业机器人、服务机器人、医疗机器人等多个类别。

2. 机器人感知与定位机器人通过传感器获取周围环境信息，并根据这些信息对自身位置进行定位。

感知与定位是机器人实现自主导航和操作任务的基础。

3. 机器人运动控制机器人运动控制涉及机器人的路径规划和运动规划，通过算法和控制器实现机器人的精确运动和动作执行。

三、机器人操作方法1. 远程操作机器人可以通过远程控制器进行操作，远程操作可以减少人工接触，降低风险，适用于高风险环境和远距离操作。

2. 自主导航机器人通过内置算法和传感器，能够自主感知环境、规划路径并实现自主导航，适用于需要长时间工作或复杂环境下的应用。

3. 人机协作机器人与人类进行密切配合，通过感应人类的动作和指令，实现协同操作。

人机协作在工业生产、医疗护理等领域有广泛应用。

四、机器人技术应用场景1. 工业自动化工业机器人在生产线上完成重复性工作，提高生产效率，降低劳动强度，广泛应用于汽车制造、电子生产等行业。

2. 医疗服务医疗机器人在手术、康复护理等领域发挥着重要作用，能够提高手术的准确性和安全性，辅助康复治疗，减轻医护人员负担。

3. 农业领域农业机器人可以自动化完成农田作业，如播种、施肥、除草等，提高生产效率，减少劳动力需求，为农业生产带来新的变革。

五、机器人技术的挑战与未来发展1. 感知能力的提升当前机器人在复杂环境下的感知能力仍有限，需要进一步加强对环境的感知和理解，提高自主决策能力。

2. 人工智能的融合机器人技术与人工智能的融合将会推动机器人领域的进一步发展，使机器人能够更好地理解和适应人类需求。

机器⼈技术实验指导书机器⼈技术基础实验指导书机电⼀体化实验室2009年6⽉学⽣实验规则1、实验前，学⽣要认真阅读实验指导书中内容，以求对实验⽬的、内容、⽅法和步骤有初步的了解。

2、遵守实验室的各项规章制度，听从教师的指导，实验时必须严肃、认真、细致。

3、要求在教师指导下，独⽴按时完成规定的实验内容。

4、实验过程中，学⽣不得⽆故迟到、早退、旷课、有事须请假批准。

5、遵守操作规则，注意安全。

6、爱护实验中⽤到的相关设备与⼯具，丢失损失东西，及时报告，照价赔偿。

7、实验结束，应将设备、仪器、⼯具清理⼲净，搞好当天卫⽣。

第⼀章HNC-IR型教学机器⼈简介HNC-IR型教学机器⼈的总体结构为⽴式关节形式，具有五个⾃由度，各关节均采⽤步进电机经谐波减速器和绳轮驱动，绳轮轮系具有消除间隙机构，因此定位精度较⾼。

机器⼈的各关节结构实现了部件化，便于更换不同形式的驱动电机，根据教学、科研和⼯业的需要可以在各关节的驱动轴上安装⼒或位置检测元件，更换不同⼿⽖⾮常简便。

1.1 HNC-IR教学机器⼈基本配置HNC-IR教学机器⼈由控制单元、⽰教操作盒、控制电柜和机器⼈主体等部分组成，通过连接电缆连成⼀体，如图1.1所⽰。

1.1.1 控制单元HNC-IR教学机器⼈的控制单元实际上就是⼀台⼯控PC机或商⽤PC机。

它包括主机、彩⾊CRT显⽰器、标准键盘等⼏部分，通过打印机接⼝(并⾏接⼝)由打印电缆与控制电柜侧⾯的“计算机接⼝”插座相连。

PC机键盘和CRT是⼈机交互的主要设备，负责编程及系统管理操作。

1.1.2 ⽰教操作盒HNC-IR教学机器⼈的⽰教操作盒如图1.2所⽰，通过连接电缆直接连于控制电柜后⾯的“⽰教盒互连”插头上。

⽰教操作盒⽤于直接控制机器⼈的动作及获取⽰教编程位姿。

⽰教操作盒的使⽤介绍1.4节。

图1.2 教学机器⼈⽰教盒1.1.3 控制电柜控制电柜通过“220V电源”插头由连接电缆连到交流220V电源上，为机器⼈的控制提供强电，它把控制单元和⽰教操作盒送来的命令和操作转换为控制机器⼈动作的信号，送到固定在机器⼈主体上的步进电机，经谐波减速器和绳轮驱动带动机器⼈关节转动。

机器人技术基础实验指导书目录实验注意事项 (1)实验软件操作指南 (3)实验一机器人认知和操作实验 (7)实验二机械手臂排列小木块实验 (10)实验注意事项1.安全预防措施(Precautions)实验室的每台机械手臂均配备有快速操作手册，为正确的安装和操作机械臂提供了完善的详细资料。

在没有彻底完全学习使用手册之前不要安装或者操作机械手臂。

注意机械手臂和控制器的安全指导。

1)正确安全地固定好机械臂的底座。

2)确定机械手臂有足够的、自由的操作空间。

3)不要进入机器人的安全范围或者当系统在运行操作中时触摸机器人。

在触摸机器人之前，确定控制器前面板上马达的开关处于关闭状态。

4)在操作机械臂之前确定头发和衣服已系好。

出现异常时，请立即中断全部正在运行的程序和停止所有轴的传动，请按控制器或者控制柜上的“EMERGENCY STOP紧急停止”按钮。

2. 警告(Warnings)不要超过机械手臂的有效负荷。

夹爪能夹起的有效负荷为1KG。

强烈推荐当夹爪抓取物体时要夹住物体的重心。

不要使用外力去移动或者停止机械手臂的任何部件。

不要让机械手臂碰到障碍物。

不要让机械手臂带着负载伸展数分钟。

不要让任何一个轴长时间处于机械应变的状态，尤其是不要夹不明物体3．实验要求1)机械臂实验可以帮助加深理解《机器人技术基础》课程中的基本概念，通过操作机械臂，可以巩固和应用课堂上所学的知识，培养同学的实验技能，因此学生对每次实验都必须认真对待。

2)预习是做好实验的前提。

在实验之前,应认真复习与实验有关的课程内容，仔细阅读实验指导书,了解实验的目的、要求,掌握基本原理和主要实验步骤。

3)实验中要注意安全，严格按照前面的安全预防措施和警告事项进行操作。

不要随意扳动和操作，当实验发生故障时，应立即按控制器或者教导器上的“EMERGENCY STOP”按钮，中断正在运行的程序和停止所有轴的传动。

然后向指导老师报告，以便妥善处理。

4)必须熟悉机械臂控制软件——“SCORBASE for ER 4U”和“RBT-6T/S01S”的操作指南以及机械臂的编程指令。

机器人技术基础实验报告班级：学号：姓名：台号：课程 1 机器人系统认识成绩：批改日期：教师签字：实验目的:1、使学生了解机器人系统的基本组成；2、增强学生的动手操作能力；3、熟悉机器人的基本操作。

实验设备及软件:1、珞石XB4机器人2、桌面示教应用程序实验原理:实验内容：1、 设备启动，启动EtherCAT 服务程序，启动机器人运动控制程序。

● 打开控制柜，确认急停开关D 和F 未被按下，如被按下顺时针转动，抬起急停开关。

顺时针旋转开关A ，随后将B 按至常亮，观察七段数码管是否显示数字8，若成功进入下一步。

●按压开关A,启动机器人控制器，开启后指示灯B 常亮，同时通讯服务程序自启动。

●启动机器人桌面控制程序“HBRobotConfigure”2、 标注六个关节正方向。

打开HBRobotConfigure 软件，先点击“重启控制程序”单击“连接”与控制器建立连接（机器人运动控制程序已启动）。

进入示教调试界面，单击“添加机器人模型”，并单击“运行”，显示实际或仿真机器人状态。

点击左侧“使能”和“下电”，控制机器人的使能状态。

选择轴坐标系，操作界面右侧加减按键观察机械臂各轴转向，确定各关节正方向。

ABCD操作流程：将机械臂各关节按①至⑥编号，如下图所示。

①俯视图中逆时针为正方向②左视图中顺时针为正方向③左视图中顺时针为正方向④正视图中顺时针为正方向⑤左视图中顺时针为正方向⑥俯视图中顺时针为正方向3、示教机器人，并保存工作空间中的三个点。

进入程序调试界面，调整移动速度至1%，将“Simulation”调至false进入真机模式，使能下电后通过界面按钮移动机械臂，移动明显距离后保存坐标点p1，重复操作3次以此获得工作空间中三点p1、p2、p3。

4、编写机器人脚本并运行机器人脚本，实现三个点之间的直线运动。

（先仿真运行，确认无误后再真机运行。

）1.先将左侧“Simulation”键调整为ture进入仿真模式。

实验报告实验名称：MOTOMAN机器人机械结构、运动及控制学生姓名：学号：组号：实验设备编号：20003429 实验时间：年月日实验地点：机械楼319实验成绩：南京理工大学机械工程学院一、实验目的1．熟悉MOTOMAN—UP6机器人系统组成。

2．了解MOTOMAN—UP6机器人机械结构。

3．掌握控制柜及编程器的操作方法。

4．掌握MOTOMAN—UP6机器人示教编程方法。

二、实验内容及要求1．实验内容①观看MOTOMAN—UP6机器人结构介绍光盘，分析MOTOMAN—UP6机器人的结构，了解该机器人的主要零部件组成及装配关系。

②学习控制柜及编程器的操作。

③学习MOTOMAN—UP6机器人示教编程。

2．实验要求①根据给定的MOTOMAN—UP6机器人末端手爪的运动轨迹，使用编程器对该机器人进行示教操作，生成相应的示教程序，完成再现运行并仔细观察运行过程。

是否满足设计要求。

②再现运行完毕记录下对应的示教程序，按实验格式认真完成实验报告。

③根据所观看的光盘和实物，写出机器人的基本结构，标明每个部分的名称及所用电机和传动机构的型号。

3．注意事项①注意实验设备、电源的使用安全。

②操作过程中要注意站在机器人的运动范围以外，以免造成人员伤亡。

③严格按操作步骤进行，实验中如有异常情况应及时向指导老师汇报。

④计算机内不允许安装与实验无关的程序，严禁课堂上玩游戏。

三、实验器材与设备MOTOMAN—UP6机器人计算机MOTOMAN—UP6机器人结构光盘。

四、实验原理学习操作指导书的操作步骤，用编程器进行示教编程。

根据指定的MOTOMAN—UP6机器人运动轨迹，规划各目标点并编程，完成机器人的示教再现任务。

五、画出机器人的基本结构示意图，各关节的传动关系图，写出传动比。

六、写出示教编程的实验步骤七、画出示教点的示意图及相应的控制柜程序八、实验感想及建议。

机器人学实验指导书合肥工业大学机械与汽车工程学院2006年10月目录一、概述 (4)二、实验原理 (4)三、实验目的 (4)四、实验内容及要求 (4)五、使用仪器及设备 (4)六、机器人控制程序 (4)七、实验注意事项 (4)认识FANUC机器人 (5)一．概述 (5)二. 控制器 (6)编程 (12)一. 有效编程的技巧 (12)二. 通电和关电 (12)三. 手动示教机器人 (13)四. 创建程序 (13)五. 示教运动状态 (15)六. 修正点 (17)七. 编辑命令(EDCMD) (19)八. 程序操作 (20)执行程序 (23)一. 程序中断和恢复 (23)二. 手动执行程序 (24)三. Wait 语句 (25)四. 自动运行 (25)程序结构 (27)一. 运动指令 (27)二. 寄存器指令 (27)三. I/O 指令 (28)四. 分支指令 (28)五. 等待指令 (29)六. 条件指令 (30)七. 程序控制指令 (30)八. 其他指令 (31)FRAMES的设置 (32)一. 坐标系的分类 (32)二. 设置工具坐标系 (32)三. 设置用户坐标系 (33)四. 设置点动坐标系 (34)一、概述大家上过机器人技术基础后，对机器人的理论部分有了一些基础的了解后，为了是大家对机器人有个感性的认识，特开设这个实验。

希望大家能通过这个实验能对机器人产生一个基本的概念，激发大家的一点兴趣。

二、实验原理编好程序，机器人控制器通过编译解释，给各轴伺服电机发出信号，驱动电机运转，从而使机器人各关节运动。

三、实验目的1. 了解工业机器人的组成及工作原理，加深对机电一体化系统的理解；2. 了解工业机器人的系统结构、几何结构、坐标类型和运动控制原理；3. 熟悉小型工业机器人的运动指令，掌握小型工业机器人的作业编程及操作步骤；4. 掌握小型工业机器人的程序控制及应用。

四、实验内容及要求1、通过手动示教的形式，在白板上写出欢迎两个字2、写一份关于本实验的实验报告，并画出机器人机构运动简图。

工业机器人实验指导书实验一、工业机器人的安装与调试一、实验学时：2学时二、实验目的：1、学习并掌握六自由度工业机器人的结构特点。

2、能根据安装说明书对机器人套件进行安装调试三、实验设备：1、六自由度工业机器人套件2、LOBOT机器人舵机控制板3、计算机一台四、实验原理：六自由度机械手臂是一套具有6个自由度的典型串联式小型关节型机械手臂, 带有小型手抓式;主要由机械系统和控制系统两大部分组成,其机械系统的各部分采用模块化结构,每个部分分别由一个伺服电动机来带动,每个电动机在根据控制要求以及程序的要求来运动从而实现运动要求。

此六自由度机械手臂的特点：1.手部和手腕连接处可拆卸.手部和手腕连接处为机械结构。

b.手部是机械手臂的末端操作器.只能抓握一种工件或几种在形状、尺寸、质量等方面相近似的工件.只能执行一种作业任务。

c.手部是决定整个机械手臂作业完成好坏.作业柔性好坏的关键部件之一。

此机械手臂的手爪是机械钳爪式类别中的平行连杆式钳爪。

五、实验步骤：1.首先.先熟悉一下需要用到的螺丝及铜柱2.取1 个圆盘和1 个金属舵盘3.用4 个M3*6 螺丝的将金属舵盘装在圆盘上面。

4.再取出1 个圆盘和1 个多功能支架.用M4*15 螺丝和螺母.将其固定5.取2 个圆环+大轴承+双通铜柱〔长15mm+4 个M4*80 螺丝。

6.将螺丝穿入圆环。

2 个圆环中间是轴承.下面用铜柱锁紧。

〔越紧越好。

7.取出方孔圆盘+1 个MG996R 舵机.用4 个M4*8 螺丝和M4 螺母将舵机固定在圆盘上。

注意方向不要搞错.舵机输出轴在圆盘中心位置。

这个舵机要调到90 度〔中间的位置.即往左往右都可以控制旋转90 度。

8.取出之前装好的带有金属舵盘的圆盘。

将其固定在舵机输出轴上.注意图中的位置.将小圆盘上2 个孔之间连线和方孔大圆上2 个孔之间的连线处于平行状态。

9.将之前装好的这两个部分.连到一起10.方孔大圆盘下面用M4 螺母锁紧。

机器人技术实验指导书汕头大学机械电子工程系目录实验一关节机器人的结构与控制 (1)1．1实验目的 (1)1．2实验设备 (1)1．3实验原理 (1)1．4实验内容步骤 (2)1．5思考题 (2)实验二关节机器人的示教与再现 (3)2．1实验目的 (3)2．2实验设备 (3)2．3实验原理 (3)2．4实验内容步骤 (3)2．5思考题 (5)2．6注意事项 (5)附一：机器人技术参数 (6)附二：机器人外形尺寸 (6)实验一关节机器人的结构与控制1．1 实验目的熟悉机器人系统及主要零器件原理1．2 实验设备1、RBT－4T/S02S教学机器人一套2、典型机械臂模型两套1．3 实验原理机器人是一种具有高度灵活性的自动化机器，是一种复杂的机电一体化设备。

机器人按控制层次分为：固定程序控制机器人，示教再现机器人，智能机器人等，按机械结构层次分有：串联式机器人、并联式机器人等。

图1-1教学机器人结构如图1-1所示的两种教学机器人都采用串联式开链结构，即机器人各连杆由旋转关节或移动关节串联连接。

各关节轴线相互平行或垂直。

连杆的一端装在固定的支座上（底座），另一端处于自由状态，可安装各种工具以实现机器人作业。

关节的作用是使相互联接的两个连杆产生相对运动，每个关节都有一个独立的电机控制。

在机器人末端还有一个夹持器。

手爪安装在手部前端，相当于人手的功能。

事实上用一种手爪很难适应形状各异的工件，通常按抓取对象的不同需要设计其手爪。

一些机器人上还可配备各种可换手，以增加通用性。

手爪主要有电动手爪和气动手爪两种形式。

1．4 实验内容步骤完成典型机械臂模型的机构传动简图。

1．5 思考题概括两种教学机器人机构传动方案设计的异同，并比较优缺点。

实验二关节机器人的示教与再现2．1 实验目的1、了解机器人完成搬运作业的过程；2、掌握机器人示教作业的操作方法；3、掌握机器人示教的工作原理及基本概念；2．2 实验设备1、RBT－4T/S02S教学机器人一套2、实验附件：轴及套2．3 实验原理机器人的示教-再现过程是分为四个步骤进行的，它包括：机器人示教(teach programming)，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。