机械臂到底是什么
六轴工业机器人 = 六个旋转关节串联,末端能到工作空间任意位姿。品牌就那几家:发那科、ABB、库卡、安川、埃斯顿。每家都有自己的示教器和编程语言,但核心概念一样:坐标系、工具、轨迹、IO。
机器人编程不是写算法,是"把人要做的动作一步步教给机器"。示教器(Hand Pendant)是你和机器人对话的唯一窗口。
这篇讲从首次上电到产线跑顺的完整流程。
坐标系与工具
机器人有多个坐标系:
- 基坐标系机器人底座为原点。
- 世界坐标系整个产线全局坐标。
- 工具坐标系 TCP末端工具尖端,是编程常用。
- 用户坐标系工件局部坐标。
TCP 必须先标定:让末端某个固定点绕一个顶点转一圈,机器人自动算出工具偏移。TCP 标错,整个轨迹全偏。
示教:手把手教
示教就是手动把机械臂移到目标位置,按"记录"存成一个点。典型动作序列:
// 伪代码(ABB RAPID 类似)
MODULE PickPlace
PROC main()
MoveJ pHome, v1000, fine, tool1;
MoveL pPick, v200, fine, tool1;
Set doGrip; // 开气爪
WaitTime 0.2;
MoveL pPlace, v500, fine, tool1;
Reset doGrip;
MoveJ pHome, v1000, fine, tool1;
ENDPROC
ENDMODULE
MoveJ = 关节运动(走直线外的任意路径),MoveL = 直线运动。
轨迹规划
"走过去"不是"点到点"这么简单。实际工艺要求:
轨迹类型
- 点到点 PTP快速到点,路径不重要。
- 直线焊接、涂胶要走直线。
- 圆弧过三点拟合圆弧。
- 样条复杂曲线,外接 CAD 轨迹。
速度、加速度都要限幅,不然甩臂甩飞。
与 PLC 协同
机器人不是孤立的,要和 PLC 握手:
// PLC -> 机器人:产品到位信号
// 机器人 -> PLC:抓取完成信号
// 典型握手:
// 1. PLC 发 "GO"(数字输出)
// 2. 机器人收到,执行抓取程序
// 3. 机器人发 "DONE"
// 4. PLC 发下一个 "GO"
// 也可走 EtherCAT / PROFINET 直接交换数据
安全与急停
机械臂力气大,安全是头等大事。
安全配置
- 安全围栏物理围栏 + 安全门开关。
- 急停按钮硬接线,双回路。
- 速度限制示教时限速 250mm/s。
- 工作空间限制软件设边界,越界停机。
- 安全光幕人进入自动降速。
调试经验
// 1. 第一次跑:先低速 v50 跑一遍,确认不撞
// 2. 开单步:一步一步执行,看清每个动作
// 3. 坐标系核对:TCP 标好后,手动转一圈看有没有飘
// 4. 程序备份:示教器工程每周备份一次
// 5. 关节零位:换电池后可能丢零位,重标
调试机械臂最忌讳"高速空跑"。每次改完程序,先低速验证轨迹,再提速。
按这套流程,一台新机械臂 1~2 周就能上产线。