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REIS ROBOTICS 的离线编程软件 RobOffice 介绍

LT — Sat, 29 Oct 2011 07:12:59 +0000

REIS ROBOTICS 的工业机器人控制系统离线编程工具 RobOffice ，其官方介绍： RobOffice ist ein virtuelles Abbild der realen Robotersteuerung (VRC = Virtual Robot Control) und beinhaltet die gleiche Funktionalität wie die Robotersteuerung, inklusive der eingebetteten ProVis-Oberfläche. Damit können Roboterprogramme am Windows-PC erstellt, getestet, und visualisiert werden. …

用于工业机器人位置检测的旋转变压器 – Resolver

LT — Sat, 01 Oct 2011 11:08:12 +0000

工业机器人使用的伺服电机中有一种部件，用于检测电机的角位移，称之为旋转变压器 (Resolver)。图片中是ABB工业机器人常用的伺服电机中使用的一种旋转变压器，型号 TS2640N141E172 。关于旋转变压器具体怎么使用，这里不讨论，这里 LT 只想讨论与工业机器人实际使用过程中相关的话题，那就是机械零点同步。左边的是定子，右边的是转子，旋转变压器的定子安装固定在电机的壳体(定子)上，转子固定在电机轴上，与电机转子一起转动。独特的设计，可以使转子做到无刷结构。在上篇文章《工业机器人的运动停止-刹车测试》里，LT 曾贴出一个伺服电机的剖面图(link)，从中可以了解其安装结构。在 LT 接触工业机器人时间不是很长的时候，写过一篇日志《机械零点和同步》，这篇文章更多谈的是机械零点的同步，而不是校准。而@于仁颇黎的一篇文章《零位校准》则是机械零点的校准。机械零点的校准，是任何一个机器人出厂前要做的工作，这个话题可参考@于仁颇黎的文章。而机械零点的同步则是用户使用过程中有时候需要进行的操作。问题一：为什么需要机械零点的同步呢？这个问题就和开头提到的旋转变压器有关。因为旋转变压器组成的编码器系统只能检测旋转变压器转子一个圈内的位置，即0度~360度。当机器人各轴位于机械零点时，系统记录的旋转变压器转子的圈数为0，当旋转变压器转子进入第二圈后，又开始从0度起步，这个时候系统就要进行一次计数，计数为1。当某种原因，系统不知道旋转变压器已经转了几圈了，这个时候控制器就要发出信息: 我不知道你转几圈了! 从而发生机械零点同步丢失的情况。机器人使用者需要进行的操作就是手动把机器人各轴移动到机械零点标识处，重新同步。ABB的称之为 Revolution Counter Update（转数计数器更新)。我们来想象一下，假如机器人某个轴要在300度范围内转动，再假设减速系统的减速比是100 ( 请查找 RV减速器的减速比 )，那么电机就需要转动300*100=30000度，相当于30000/360=83圈多。如果换成绝对值编码器，只要范围合适，就不存在同步的问题。但是，为什么不采用绝对值编码器呢？这个问题请自行思考。问题二：在@于仁颇黎的文章里提到 “将机器人的各个关节移动到零位附近的一定位置内,内部程序就会自动将其校准到正确的零位” 或者也许你也听某人说过同步时机械零位对准的误差范围可以在3度之内。这又是怎么回事呢？还是和旋变编码器有关，因为系统可以读出旋转变压器的转子在一圈之内的度数，即0~360度，360度的范围经过减速系统的变速比后，旋转变压器转动一圈，机器人的轴转动360/100=3.6度（假设变速比为100），只要在一圈内，同步时，系统都会认为是第0圈，就是这么回事。如果同步时，零位对准的偏差范围落到了旋转变压器转的第二圈里，那就会产生误差了。思考: 1、如果变速比越大, 那么做零点同步时允许的误差就越小。 2、如果有不同的负载，那么对做零点同步有何影响呢？扩展阅读： resolver和encoder的区别 http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/solution.aspx?Q_ID=56490&cid=1038 Updating Rev. Counters …

什么是工业机器人的TCP

LT — Sat, 01 Oct 2011 10:23:11 +0000

“要确定一个刚体在空间的位姿，须在物体上固连一个坐标系，然后描述该坐标系的原点位置和它三个轴的姿态，总共需要六个自由度或六条信息来完整地定义该物体的位姿。” 上面这段话是摘自[美] Saeed B. Niku 著的《机器人学导论——分析、系统及应用》中文版第48页的内容。想象一下，一个物体在空间可以在X\Y\Z三个方向平动，也可以围绕着X/Y/Z转动，这就是为什么有6个自由度的原因了。工业机器人使用的途径就是要装上工具（TOOL）来操作对象，那么如何描述工具在空间的位置呢，显然，方法就是在工具上绑定(定义)一个坐标系即工具坐标系TCS (Tool Coordinate System)，那么这个TOOL坐标系的原点就是所谓的 TCP点 (Tool Center Point) 工具中心点。在机器人轨迹编程时，就是将工具在另外定义的工作坐标系中的若干位置X/Y/Z和姿态Rx/Ry/Rz记录在程序中。当程序执行时，机器人就会把TCP点移动到这些编程的位置。无论是何种品牌的工业机器人，事先都定义了一个工具坐标系，无一例外地将这个坐标系XY平面绑定在机器人第六轴的法兰盘平面上，坐标原点与法兰盘中心重合。显然，这时TCP就在法兰盘中心。不同品牌的机器人有不同的称呼，ABB机器人把这个工具坐标系称为tool0，REIS机器人称之为 _tnull。下图拿 REIS 的机器人3D模型 RV10-6 来说明，为了突显出默认的工具坐标系，特将模型的本体做了透明化处理。（这个图片是从REIS的软件ProVis里截取出来的）虽然可以直接使用这个默认的TCP，但是在实际使用时，用户显然希望自己来定义自己的TCP点来更好的操作对象，比如焊接时，用户希望把TCP点定义到焊丝的尖端，那么程序里记录的位置便是焊丝尖端的位置，记录的姿态便是焊枪围绕焊丝尖端转动的姿态。下图是一个新的工具坐标系的例子，仅向Z轴方向平移，形成的新的坐标系。为了更好的理解，请观看下面的视频 (ABB RobotStudio)： http://v.youku.com/v_show/id_XMzEyNzkxMjI4.html 实际上，用户自定义TCP时，是定义了新的tool 坐标系原点在tool0坐标系中的位置，以及新tool坐标系在tool0坐标系中的姿态。如果考虑到动力学因素，还要定义工具的质量、重心、转动惯量。以便更好地使机器人在真实物理世界空间中运动。扩展阅读： 1、TOOLDATA@ABB http://www.robotarget.com/Item/33.aspx

无线连接提升工业自动化现场调试效率

LT — Sat, 10 Sep 2011 08:18:28 +0000

现在大多数工业设备都已经集成了以太网功能，以方便工厂更好进行设备的信息管理。以PLC或者工业机器人为例，经常在工业自动化现场做调试的朋友可能会有这么样的感受，通常调试都需要带一根网线，用来将笔记本电脑和设备连接起来，而现场环境又不是那么完美，有时候为了增加笔记本的移动范围，往往用的网线很长，比如10米，拖个长尾巴不说，而且网线在现场拖来拖去，会弄得很脏。自然而然就想到了无线连接，LT 的同事确实已经这么做了，曾见调试 PLC 的同事带了一个家用的无线路由器，只是体积硕大，很不方便。所以实用性不大。而比较小巧的无线路由器就只有苹果的 AirPort Express ，但是价格又贵。今年 TP-Link 推出了小巧的便携无线路由器 TL-WR700N，顿时让 LT 感到时机来了，于是花了85元大洋弄了一个测试。(同类产品还有68元的FW150RM 和 MW150RM，据说是硬件和TL-WR700N差不多，是穿了不同的马甲) TL-WR700N 比他的弟弟 TL-WR703N / TL-WR702N 个头大些，因为内置了电源插头，这个是插在插线板上的效果图。但个头比一般家用型的无线路由器小多了。（后来又出来个TL_WR800N，个头和TL_WR700N一样大，速率是300M）下面是一个大小的比较，比信用卡大一些。这种路由器一般都有AP工作模式，所谓AP，就是无线接入点，顾名思义就是能让无线网卡接入网络的功能。看到上图那个RJ45接口了么，如果用来连接设备，那么由设备出来的网线就直接插在这个网口了，然后笔记本通过无线网卡再和AP相连。就彻底摆脱网线，自由了。为了实现自己的想法，LT 赶紧找了个工业机器人控制柜来测试，用一根网线，一头插入机器人控制柜的网口，一头插入WR700N，WR700N自带的电源插头这时候就显示出方便了，直接插在控制柜的电源插座上。看下面图片，找到 “小白”了么？笔记本上呢，以前是在有线网卡处设置IP的，这样就改为在无线网卡属性里设置了。搜索到AP的SSID，连接成功！嗯，试试距离，LT 跑到了车间的另一头，然后打开命令行窗口，ping 一下工业机器人的IP地址，无延迟，很完美！再试试专门的配套调试软件，哦也！完全能hold住！ P.S. 这个小装置，经常出差也用得着，酒店里用来将有线转为无线来用。这个本是它的设计初衷。扩展阅读：哪位高人做过step7无线监控plc300程序的项目 http://bbs.e10000.cn/a/a.asp?B=302&ID=910530 使用无线路由器实现计算机与PLC的以太网通信 …

将刹车研究进行到底 – 再谈ABB机器人如何做刹车测试

LT — Thu, 25 Aug 2011 12:41:06 +0000

在前面一篇文章《工业机器人的运动停止-刹车测试》里，LT提到IRC5的safemove组件具有自动刹车测试（Automatic Brake test）的功能。但是 SafeMove White Paper 仅仅是概念性地讲了一下。要获得更具体的内容，可以参见 ABB RobotStudio 5.14 的帮助文件 SafeMove.chm，这个前面 LT 在介绍RS5.14时（《ABB RobotStudio 新版本 5.14 初接触》）已经推荐过，见下图，关于 safemove详细特性，可在此 chm文档里阅读获取。其实，为啥说起chm，因为 LT 手里面没有pdf 版本的safemove文档啊，这个才是主要原因 -_-! 另外提一点，ABB也把实现safemove的硬件称之为 Safety Controller 。(*注1) 在这个手册里，刹车测试被称为 “Cyclic Brake Check” ，功能描述也与白皮书里描述的有所区别，在白皮书里描述刹车测试时如果轴有移动会产生stop0，而在这个chm文档里面是说如果轴有移动则系统切换到reduced speed模式。这是原话 The brake check is initiated by …

将刹车研究进行到底 – 继续谈ABB机器人的刹车特性

LT — Wed, 24 Aug 2011 13:30:33 +0000

前几日，在浏览 ABB Software User Forum 时，发现一个这样的帖子 “CLICK” SOUND OF THE ROBOT，提问者 dhyan 发现他家的机器人有个现象，就是在机器人执行过程中，并且电机状态是motor on时，如果机器人不动作超过一定时间段，会听见机器人本体内传来“嗒”的声音。跟帖里osku回复了他说这是abb机器人刹车激活时的现象（激活即刹车将电机轴抱死）。并且指出这是一个设置参数，其名称为 Brake On Time，默认是120秒。意即当机器人不动作超出120S时，刹车自动释放，以便节省电力和延长电机寿命。 Brake On Time defines the time from when the robot stops to activation of the mechanical brakes. This time should be kept high …

工业机器人的运动停止-刹车测试

LT — Tue, 26 Jul 2011 15:25:20 +0000

好莱坞大片《危情时速》讲述了一个高速的火车在无人掌控的情况下，逐渐加速，直至速度大到怎么也停不住的故事，又名《煞不住》。结局当然是我们的美国英雄克服重重艰辛，进入列车控制室，把刹车手柄拉下。就这么简单。刹车能不重要？！下面我们要谈谈运动的工业机器人怎么能有效停下来。在目前的工业机器人系统中，机械部分运转动力来源还是伺服电机。下图就是一种伺服电机的剖面图。其机械制动就是依靠电机里面的刹车机构（见下图，以某个KUKA机器人培训PPT中的截图来说明，本文目前只讨论机械刹车），当发生 stop 0 的运动停止时，就依靠刹车来制动。如果，刹车失效的话？在该停的时候没能停下来，有可能就会发生像7.23动车追尾一样的严重事故。刹不住导致高速撞击将会让机器人和工件工具甚至现场人员承受不可预料的后果，尽管发生这类情况的几率很小。所以相关的工业机器人都提到一个安全测试-刹车测试，目的是在可控的状况下，检测电机的刹车是否能正常运作。那具体是怎么样的呢？我们来查阅最出名的工业机器人品牌ABB，其产品 IRB7600 的产品手册，找到了 Brake Testing 一节。 ABB的手册是这样来描述 how to test 的： 1、移动机器人各轴到承受重力最大的位置；2、在控制柜上操作使电机Motor OFF，即使电机掉电；3、检查机器人是否偏离了步骤1的位置。由此来判刹车功能是否正常。如果没有移动，那么刹车就是完好的。（注1*） 1.2.3.4. Brake testing When to test During operation the holding brake of each axis motor wear normally. A test …

安全知识入门(2)-双手操作按钮

LT — Sun, 17 Jul 2011 11:16:36 +0000

LT 喜欢美食，所以也喜欢买厨房电器，前不久，入手了一个美的牌的电磁炉ST2106。到手后，当然要对所有功能测试一番，但是就在测试童锁功能时，却卡了壳。怎么回事？按介绍说，要同时按下+-按钮，才会锁定，童锁灯才会亮起。但是 LT反复操作却不起作用，还怀疑买了一个有质量的商品，后来又琢磨琢磨，终于会用了，原来这个童锁按钮，对两个按钮的操作时机有一定的要求，不能先按一个按钮再按一个按钮，必须要在非常短的时间间隔内同时操作两个按钮。解除童锁，同样需要这样操作。这个高难度的时间差掌握，相信能使这个童锁非常起作用，不知道内幕的操作者根本无法快速上手。由这个, LT 想到工业生产上常用的双手操作按钮，典型的应用在冲床等高危险工位，为了防止操作者将手误伸入危险区域，制定了只能双手同时操作的按钮，只有当双手同时（严格意义的同时是不存在的，是在极短的时间差内）操作两个开关，才会向机器发出执行的信号；在机器执行的过程中，一旦某只手松开，机器会立刻停止工作；即使重新把松开的手合上，机器仍然不会启动，需要再重新启用双手才可以。（是不是很类似安全继电器的功能？参考阅读《安全知识入门(1)-安全继电器模块》）只有这种机制，才能最大程度使机器动作时，双手位于按钮这边的安全区域。

总线通讯中的看门狗 – 心跳检测

LT — Sun, 26 Jun 2011 15:30:25 +0000

熟悉单片机或工控机的朋友，想必都对看门狗有所熟悉。什么是看门狗呢？看门狗一般是主板的一个定时芯片，可以由程序启动，程序正常运行时，不断重置定时器，俗称“喂狗”。一旦程序异常，“喂狗”失败，定时时间到，便会触发复位电路，将系统重启。在工业机器人应用中，常常需要用总线将 PLC 站和机器人控制器相连用于数据交换，典型的应用是在一个 Profibus 网络中，PLC 控制器充当主站，机器人控制器充当从站，那么对于总线通讯的状态，我们就需要监测。对于通讯错误，硬件报错自然可以查看到报警，但是软件我们如何监测呢？思路和看门狗一样的。在讨论之前，我们设想一种情况：为何不能设置某个信号为1或者0，当监测不到这个信号时，就认为异常。这个是不行的，就如我们用电脑一样有时候死机，信号当然保持不动了。所以我们需要动态监测。回想前面的看门狗思路，周期性地“喂狗”，定时器…..嗯，在机器人控制器里，需要设置一个定时器，用 PLC 主站发过来的信号周期性喂狗，一旦喂狗失败，定时器启动，便进行相应的后续处理。对于喂狗信号，需要检测动态特征，最简单的就是检测跳沿，用每次边沿触发来重置定时器（关于边沿检测，参考前面的文章《PLC 边沿检测原理》）。这个周期性喂狗信号，还被赋予一个称呼“ Live Bit ”，最简单的可以用 PLC 主站发来脉冲信号来实现。机器人控制器收到后，再将其反转后回传给PLC主站，PLC 主站对其回传的反转信号再进行检测，以便判断通讯是否正常，并进行相应的后续处理。后来 LT 在与雪野苍狼(eaglesky) 交流时，得知这种方法还有个中文名字叫“心跳检测”。扩展阅读：心跳检测：http://blog.csdn.net/loveforld/archive/2009/07/06/4325715.aspx 怎么编写程序判断触摸屏与PLC通讯失败与否: http://www.automationit.cn/webpage/forum/201101/2011011916221400001-1.shtml 关于工控机断电后PLC停机的问题: http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.asp?b_id=4&a_id=785525&s_id=0&num=6 如何做CPU心跳点: http://www.fa.omron.com.cn/forum/read.jsp?threadId=18776 DP看门狗? http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.asp?b_id=7&a_id=510516&s_id=0&num=10 watchdog/live bit mechanism http://www.copadata.com/forums/showthread.php?t=333 direct push技术原理 http://blog.csdn.net/charles1900/article/details/2060001 …

ABB RobotStudio 新版本 5.14 初接触

LT — Fri, 20 May 2011 02:53:50 +0000

ABB 发布了最新的Robotstudio 5.14 ，参见相关链接：RobotStudio 5.14 is available LT下载安装粗粗尝试了下，截取几个界面。 1、带机器人控制器的工作站的界面 2、帮助文件夹，这个是 LT 要推荐的，学软件，最好的文档就是自带的帮助文件。 3、系统内置的机器人类型感兴趣的朋友可以去ABB官方网站下载 30天demo版：http://www.abb.com/product/ap/seitp327/049ffeb82687791ec12574b9004958cf.aspx 想加入讨论社区？那就移步 ABB Software User Form http://www.robotstudio.com/forum/default.asp 想看看视频教程？那来这里 RobotStudio Getting Started http://www.abb.com/product/ap/seitp327/09cc0eb87e25cce6c1257427004e1b0e.aspx RobotStudio Tutorials http://www.abb.com/product/ap/seitp327/04a7e77286113ac1c1257427005a5498.aspx 相关文章： REIS ROBOTICS 的离线编程软件 RobOffice 介绍： http://www.davidrobot.com/2011/10/roboffice_the-offline-programming-studio_of_reis-robotics.html