畢業(yè)設(shè)計--機器人手臂的開發(fā)與使用

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 機器人手臂的開發(fā)與使用 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計以市場上某款6自由度機械手為對象，對其安裝連接、幾何結(jié)構(gòu)、電路控制、上位機軟件進(jìn)行了詳細(xì)介紹。并根據(jù)上位機指令控制機械

2、手原理，制定了手工編寫指令的標(biāo)準(zhǔn)。最終在此標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了由自動編程軟件輸出程序、仿真軟件檢驗程序、機械手執(zhí)行程序的體系，從而達(dá)到機械手離線編程的目的。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　機械手；安裝連接；幾何結(jié)構(gòu)；電路控制；自動編程；仿真</p><p><b>　　Abstract</b

3、></p><p>　　The design bases on a section of 6-DOF manipulator in the market for the object, and conducts a more detailed introduction about Installation and connection，manipulator geometry, circuit theory

4、, host computer software. The design develops a standard about hand-written instructions, based on principles of host computer software.Ultimately based on this standard, the design achieves their goals of off-line progr

5、amming by the automatic programming software output instruction, emulation software tes</p><p><b>　　Key words</b></p><p>　　Manipulator； Installation and connections； Geometric struct

6、ure； The circuit structure； Host computer software； Automatic programming； Simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要、關(guān)鍵詞I</b></p><p>　　Abstract、Key wor

7、dsII</p><p><b>　　目錄III</b></p><p><b>　　1. 引言1</b></p><p>　　2. 機械手簡介1</p><p>　　2.1 機械手在國民生產(chǎn)生活中的意義1</p><p>　　2.2 實物機械手簡介2</p

8、><p>　　3. 機械手連接指南3</p><p>　　3.1 接線連接3</p><p>　　3.2 軟件調(diào)試6</p><p>　　4. 機械手幾何部件7</p><p><b>　　4.1 爪8</b></p><p><b>　　4.2 臂9&l

9、t;/b></p><p><b>　　4.3 底座9</b></p><p>　　5. 機械手電控部件10</p><p>　　5.1電控實物解析圖：10</p><p>　　5.2 電路原理圖11</p><p>　　5.2.1 電源模塊12</p><p&

10、gt;　　5.2.2 JSP下載模塊13</p><p>　　5.2.3 串口模塊14</p><p>　　5.2.4 MCU模塊15</p><p>　　5.2.5 舵機信號輸出模塊17</p><p>　　6. 上位機軟件18</p><p>　　6.1 端口的連接和設(shè)置19</p>&l

11、t;p>　　6.2 通道的控制20</p><p>　　6.2.1 舵機控制20</p><p>　　6.2.2 上位機控制原理20</p><p>　　6.2.3 實際操作20</p><p>　　6.3 操作選項21</p><p>　　6.4 指令庫21</p><p>

12、　　6.5 速度調(diào)節(jié)和間隔時間調(diào)節(jié)21</p><p>　　6.6 手輸指令22</p><p>　　6.6.1 機械手上位機程序（指令）編寫規(guī)則22</p><p>　　6.6.2 手輸指令欄的運用22</p><p>　　7. 機械手手工編程的開發(fā)和使用23</p><p>　　7.1 單步即時動作23

13、</p><p>　　7.2 編程連續(xù)動作24</p><p>　　7.2.1 確定機械手舵機與上位機數(shù)值關(guān)系24</p><p>　　7.2.2 測量機械手尺寸29</p><p>　　7.2.3 舉例驗證30</p><p>　　7.2.4 時間、轉(zhuǎn)動量、轉(zhuǎn)速關(guān)系33</p><p&g

14、t;　　7.2.5 機械手多軸聯(lián)動優(yōu)化編程34</p><p>　　7.2.6 模塊化編程36</p><p>　　8. 三位一體離線編程平臺37</p><p>　　8.1 自動編程軟件37</p><p>　　8.1.1軟件界面介紹38</p><p>　　8.1.2 軟件核心計算程序40</p&

15、gt;<p>　　8.2 仿真模塊41</p><p>　　8.3 機械手執(zhí)行44</p><p><b>　　謝辭45</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)46</b></p><p><b>　　1. 引言</b></p><

16、;p>　　本設(shè)計是在原有機械手臂配置的基礎(chǔ)上，為其更深一步的開發(fā)與使用而進(jìn)行的作業(yè)，也是為滿足機械手臂使用者，機械手臂維護(hù)者的需要而進(jìn)行編制。本設(shè)計的內(nèi)容將涉及包括：機械結(jié)構(gòu)、電路控制、visual basic編程、三維仿真等內(nèi)容，最終達(dá)到不改變硬件、軟件條件下，通過制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，完成離線編程功能開發(fā)的目的。</p><p><b>　　2. 機械手簡介</b></p>

17、<p>　　機械手出現(xiàn)在20世紀(jì)中期，以其運動的重復(fù)性及準(zhǔn)確性得到極大的發(fā)展，已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技水平的主要標(biāo)準(zhǔn)。通常機械手臂有機械系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成。其控制方式種類較多，早期以機械部件實現(xiàn)，近幾十年微機技術(shù)成為控制的主要形式[1]。</p><p>　　2.1 機械手在國民生產(chǎn)生活中的意義</p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)：機械手的出現(xiàn)加快了機械工業(yè)進(jìn)入自動化，省人

18、化，高效化的領(lǐng)域。</p><p>　　隨著工業(yè)發(fā)展的進(jìn)行，在國民生產(chǎn)勞動密集性行業(yè)中，勞動量與勞動價值比例需要進(jìn)行改革。減少成本是現(xiàn)代企業(yè)增加競爭力的有力手段，以日本為例，在第二次世界大戰(zhàn)后，日本勞動力對于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展出現(xiàn)嚴(yán)重不足的困難。為此，日本在1967年從美國引入機器人及其技術(shù)，并在其后短短十幾年的時間中機械人在各個領(lǐng)域中廣泛被使用。機械人的特性使生產(chǎn)成本大為降低，成功的令日本物美價廉的產(chǎn)品以絕對優(yōu)勢進(jìn)

19、入美國市場，迫使美、英、法等國不得不采取措施，奮起直追[2]。</p><p>　　居民生活：逼真的人形機器人為居民生活提供幫助[3]。</p><p>　　隨著第一款人造假肢的問世，機械肢便被賦予嶄新的意義。據(jù)調(diào)查目前，國際社會公認(rèn)的全球殘疾人比例約為全球總?cè)丝诘?0%，平均每十個人就有一個人是殘疾人，機械肢可以協(xié)助部分殘疾人恢復(fù)自理能力[4]。</p><p>

20、　　醫(yī)療器械的機器人化也在不斷的加深。手術(shù)簡單化，創(chuàng)口小型化可以大大提高手術(shù)成功率與術(shù)后恢復(fù)能力。小型化的醫(yī)用機器人正不斷的被研發(fā)出來進(jìn)入醫(yī)院，協(xié)助進(jìn)行各種不同的醫(yī)療救助[5]。</p><p>　　2.2 實物機械手簡介</p><p>　　本設(shè)計以市場上某款機械手為對象進(jìn)行幾何機構(gòu)分析，控制電路分析，并通過編程功能達(dá)到復(fù)雜動作功能。</p><p>　　本設(shè)計采

21、用設(shè)備：1、6自由度鋁合金機械手（實物如圖1所示）</p><p><b>　　2、32路控制系統(tǒng)</b></p><p>　　圖1　6自由度鋁合金機械手</p><p>　　此機械手是有六個伺服電機的機器手臂。人類的手臂，除了肩、肘、腕三個關(guān)節(jié)外，還有手指的關(guān)節(jié)，此機械手模擬仿真了除手指外其它關(guān)節(jié)。使用了6個舵機可以實現(xiàn)手的簡單動作，例如抓取

22、雞蛋。</p><p><b>　　產(chǎn)品配置：</b></p><p><b>　　1、機械手臂 1臺</b></p><p>　　2、機械手臂控制器 1臺</p><p><b>　　3、串口線 1條</b></p><p><b>　　4、

23、電池盒 1個</b></p><p><b>　　5、光盤 1張</b></p><p>　　3. 機械手連接指南</p><p>　　在機械手運動之前必須將機械手臂與控制器進(jìn)行正確連接，并將控制器進(jìn)行合適設(shè)置，最后通過上位機軟件輸出控制信號進(jìn)行控制。</p><p><b>　　3.1 接線連接&

24、lt;/b></p><p>　　1、在安裝前必須準(zhǔn)備好以下工具：</p><p>　　2、控制器接口介紹：</p><p><b>　　備注：</b></p><p><b>　　波特率設(shè)置</b></p><p>　　控制器出廠設(shè)置波特率默認(rèn)值為：115200（即兩

25、個針冒都插上）。此控制器，只能設(shè)置4種波特率，插上針冒表示“1”，沒插針帽表示“0”。四種波特率設(shè)置見下圖5種設(shè)置圖解：</p><p>　　3、連接伺服電機電源</p><p>　　因為伺服電機工作電流比較大，我們使用直流穩(wěn)壓電源給六個伺服電機供電。把準(zhǔn)備好的導(dǎo)線按照圖中的接線孔和直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行連接。注意電源的正負(fù)極性。（備注：在電源接線過程中需要用到一字螺絲刀）</p>

26、<p><b>　　4、連接伺服電機</b></p><p>　　控制器一共有32路電機驅(qū)動，我們使用第1-6路。控制器上有三排插針用來連接伺服電機。每個插針的用途在圖中已經(jīng)標(biāo)出。每路伺服電機接線有三路組成，分別為電源線（中間紅色）、地線（黑絲或棕色）信號線（白色或棕色）。按次序?qū)⒘匪欧姍C連接到控制器上。</p><p><b>　　5、連接

27、控制器電源</b></p><p>　　控制器上共有三路電源輸入口，中間為單片機電源輸入口，需將配件中的電池盒正確的連接到此電源輸入口上。</p><p>　　6、將控制器和電腦串口進(jìn)行連接</p><p>　　使用配件中的串口線，按照正確的接口方法，將控制器串口和電腦串口連接。</p><p><b>　　3.2 軟件

28、調(diào)試</b></p><p>　　1、打開電腦上位軟件</p><p>　　在光盤“上位機軟件”文件夾中雙擊“6 servo robot arm controller.exe”文件，就在電腦中顯示上位機界面，如圖12所示</p><p>　　選中1-6通道的復(fù)選框，使數(shù)值條處于有效狀態(tài)</p><p>　　2、機械手實現(xiàn)運動的操作

29、流程</p><p>　?。?）、先將直流穩(wěn)壓電源旋鈕調(diào)到最小，打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)，由小到大，將電壓調(diào)到6V，電流調(diào)到2A或更大。</p><p>　?。?）、將準(zhǔn)備好的6節(jié)AA電池正確的裝入電池盒。（也可使用直流穩(wěn)壓器代替）</p><p>　　（3）、點擊上位機軟件左上角的“連接”按鈕。</p><p>　?。?）、點擊軟件中的“復(fù)位”

30、按鈕，然后再點擊左下角的“運行”按鈕，機器手臂便可運動了。</p><p>　　3、上電前最后檢查：伺服電機電源接線、六路伺服電機接線、單片機電源接線。</p><p>　　注意：無法動作現(xiàn)象處理</p><p>　?。?）、查看單片機電源是否有接反的情況</p><p>　　（2）、查看伺服電機接線方向是否正確</p><

31、;p>　?。?）、查看控制器板上波特率跳線是否正確</p><p>　　（4）、查看上位機軟件的COM口設(shè)置。COM1是通用端口，對多數(shù)臺式機來說，選“COM1”口便會和電腦成功連接。如果COM1口不成功的話，可選用COM2口。</p><p>　?。?）、如果以上原因都被排除，機器手臂還是無法遠(yuǎn)動，可檢查伺服電機電源電流，如電量不足，可適當(dāng)調(diào)整穩(wěn)壓電源輸出。</p>

32、<p>　　4. 機械手幾何部件</p><p>　　機械手幾何結(jié)構(gòu)組成：爪、臂、底座</p><p><b>　　4.1 爪</b></p><p>　　手部（亦稱抓取機構(gòu)）是用來直接握持工件的部件，按其工作原理課分為兩類：夾持類和吸附類。本設(shè)計機械手為平移型外夾式手部，其手部是由手指、傳動機構(gòu)和驅(qū)動裝置三部分組成[6]。</

33、p><p>　　平移型外夾式手部，夾持力計算[7]</p><p>　　*AB為直接夾取產(chǎn)品部分，故接觸點由實際裝夾時測量為準(zhǔn)。（5mm≤d≤35mm）</p><p>　　*通過查詢手部舵機參數(shù)，得舵機輸出力矩為1.8KG*cm</p><p>　　*由實際測量得α=75度，BC=19.8mm，c=31mm，b=0mm；故e=BCsinα=19

34、.13mm</p><p>　　由公式；得夾持力計算公式：</p><p><b>　　4.2 臂</b></p><p><b>　　4.3 底座</b></p><p>　　機械手底座是承受機械手主體及所夾物件重量、定位機械手臂的部件。通常情況下機械手底座分兩類：1.不可移動型，機械手臂被固定在

35、底座上不可移動，機動性較低。2.可移動型，機械臂被安裝在可移動的底座上，機動性較高[10]。</p><p>　　5. 機械手電控部件</p><p>　　電控部件為機械手?jǐn)?shù)據(jù)處理中心</p><p>　　5.1電控實物解析圖：</p><p>　　a. WIFI擴展接口：Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機）等終端以無線

36、方式互相連接的技術(shù)。通過加載WIFI設(shè)備可以實現(xiàn)無線控制，擺脫串口控制[11]。</p><p>　　b. 232串口：串口是計算機上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議。大多數(shù)計算機包含兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS-232口。同時，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)[12]。</p><p>　　c. 單片機：atme

37、ga168單片機是基于AVR增強型RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8為CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間，atmega168的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz,從而可以緩解系統(tǒng)在功耗和處理器速度之間的矛盾[13]。</p><p>　　d. 串口波特率跳線：電子通信領(lǐng)域，波特率即調(diào)制速率，指的是信號被調(diào)制以后在單位時間內(nèi)的波特數(shù)，即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對信號傳輸速率的一種度量，通常以

38、“波特每秒”（Bps）為單位[14]。</p><p>　　e. 單片機ISP下載口：ISP口提供了在線編輯的可能，非ISP單片機在下載程序或燒寫程序時，需要將單片機從電路板上取下，并通過專業(yè)燒入器將程序燒入單片機。ISP功能支持直接在線編程調(diào)試，免去裝取單片機[15]。</p><p>　　f. 控制板電源接口：控制板電源主要供電對象分兩類：一、提供單片機電源，單片機采用了穩(wěn)壓技術(shù)支持輸

39、入的電壓范圍6V~12V。二、提供舵機電源，機器手臂共采用了6組舵機，其輸入電壓在4.8V~6V之間。（低于最低電壓時容易出現(xiàn)機械手臂顫抖現(xiàn)象。）</p><p>　　g. 舵機接口：本機器手臂用到6組接口，每組接口分為：地線、電源線、信號線。</p><p><b>　　5.2 電路原理圖</b></p><p>　　此電路主功能由以下幾部分

40、構(gòu)成：</p><p><b>　　1、電源模塊；</b></p><p>　　2、JSP下載模塊；</p><p><b>　　3、串口模塊；</b></p><p><b>　　4、MCU模塊；</b></p><p>　　5、舵機信號輸出模塊<

41、;/p><p>　　各部分詳細(xì)功能如下：</p><p>　　5.2.1 電源模塊</p><p>　　此機械手電源分為兩類：1.單片機電源，2.舵機供電電源</p><p>　　1、單片機等控制元件電源（6V-12V）[17]：</p><p>　　電源模塊主要有元件：78M05，電容組成</p><

42、p>　　78M05主要功能：主要參與穩(wěn)壓電路，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。帶散熱片時，輸出電流可達(dá)1A。</p><p>　　其功能框圖如圖22。</p><p><b>　　注：</b></p><p>　?。?）、輸出電壓為5V。輸入電壓，即使是紋波電壓的低值點，都必須高于所輸出電壓1V以上。&

43、lt;/p><p>　?。?）、當(dāng)穩(wěn)壓器遠(yuǎn)離電源濾波器時，要求用C3。</p><p>　　（3）、C5可改善穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)。</p><p>　　2、舵機供電電源（4.8V-6V）</p><p>　　此控制系統(tǒng)提供32路控制功能，分兩個電源供電1-16路、17-32路。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)的微型舵機有三條控制線

44、，分別為：電源、地及控制。電源線與地線用于提供內(nèi)部的直流馬達(dá)及控制線路所需的能量，電壓通常介于4V-6V之間，該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離（因為舵機馬達(dá)會產(chǎn)生噪聲），甚至小舵機在重負(fù)荷時也會拉低放大器的電壓[18]。</p><p>　　5.2.2 JSP下載模塊</p><p>　　AVR單片機都帶有Flash存儲器，所用的AVR器件也都支持在線編程（ISP）。通過ISP可以修改M

45、CU的程序存儲器，EEPROM，熔絲，加密位等。</p><p>　　目前有ATMEL AVR ISP，支持的軟件有AVR Studio?？梢詫^大多數(shù)AVR器件進(jìn)行在線編程。該機械手臂ISP下載線連線如圖23[19]：</p><p>　　JSP下載模塊接口連接[20]，如表1所示</p><p>　　注：使用燒錄器或并行高壓編程燒寫芯片，可以將錯誤的熔絲設(shè)置修改

46、成正常狀態(tài)。</p><p>　　5.2.3 串口模塊</p><p>　　此串口模塊包含兩個方面：1、串口接口，2、MAX232芯片</p><p>　　1、串口接口（RS-232），是目前世界上最常用的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，是由美國EIA（電子工業(yè)協(xié)會）和BELL公司一起開發(fā)的通信協(xié)議，它對信號線的功能、電氣特性、連接器等都有明確的規(guī)定。</p><

47、p>　　其各引腳的信號定義[21]，如表2所示</p><p>　　2、MAX232芯片</p><p>　　MAX232芯片引腳連接[23]，如表3所示</p><p>　　5.2.4 MCU模塊</p><p>　　Atmega168引腳說明[24]</p><p>　　1、VCC：數(shù)字電路的電源</p

48、><p><b>　　2、END：地</b></p><p>　　3、端口B(PB7…0)XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOSC2：端口B為8位雙向I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路 拉低時將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時

49、鐘還未起振，端口B保持為高阻態(tài)。通過對系統(tǒng)時鐘選擇位的設(shè)定，PB6可作為反向振蕩放大器與內(nèi)部時鐘操作電路的輸入 。</p><p>　　通過對系統(tǒng)時鐘選擇位的設(shè)定，PB7可作為反向振蕩放大器的輸出。</p><p>　　系統(tǒng)使用內(nèi)部RC振蕩器時，通過設(shè)置ASSR寄存器的 AS2位，可以將PB7..6作為異步定時器/計數(shù)器2的輸入口TOSC2..1使用。</p><p&g

50、t;　　4、端口C (PC5..0)：端口C為7位雙向I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口C保持為高阻態(tài)。</p><p>　　5、PC6/RESET：RSTDISBL位被編程時，可將PC6作為一個I/O口使用。因此，PC6引腳與端口C其他引腳的電特性

51、是有區(qū)別的。RSTDISBL位未編程時，PC6將作為復(fù)位輸入引腳Reset，此時，即使系統(tǒng)時鐘沒有運行，該引腳上出現(xiàn)的持續(xù)時間超過最小脈沖寬度的低電平將產(chǎn)生復(fù)位信號。</p><p>　　6、端口D (PD7..0)：端口D為8位雙向I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)

52、時鐘還未起振，端口D呈現(xiàn)為三態(tài)。</p><p>　　7、AVCC：AVCC為A/D轉(zhuǎn)換器的電源。當(dāng)引腳 PC3..0與 PC7..6用于ADC時，AVCC應(yīng)通過一個低通濾波器與VCC 連接。不使用 ADC時該引腳應(yīng)直接與VCC 連接。PC6..4的電源則是由VCC 提供的。</p><p>　　8、AREF：AREF為ADC的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。</p><p>　

53、　9、ADC7..6：(TQFP與MLF封裝)TQFP與MLF封裝芯片的 ADC7..6引腳為兩個10位A/D轉(zhuǎn)換器的輸入口，它們的電壓由AVCC提供。</p><p>　　5.2.5 舵機信號輸出模塊</p><p>　　該模塊輸出舵機控制信號，主要功能部件為75HC595芯片。</p><p>　　74HC595是一款漏極開路輸出的CMOS移位寄存器，輸出端口為

54、可控的三態(tài)輸出端，亦能串行輸出控制下一級級聯(lián)芯片。</p><p>　　引腳說明[25]，如表4所示</p><p><b>　　6. 上位機軟件</b></p><p>　　上位機軟件是機械手控制的客戶界面，強大的功能提供了多種控制機械手的方式，可以根據(jù)實際情況選用其中一種或幾種方式相接合，從而達(dá)到難度要求較高的任務(wù)要求（詳見圖12）。<

55、;/p><p>　　界面介紹（分6個部分組成）：</p><p>　　A、端口的連接和設(shè)置。</p><p><b>　　B、通道的控制。</b></p><p><b>　　C、操作選項。</b></p><p><b>　　D、指令庫。</b></

56、p><p>　　E、速度調(diào)節(jié)和間隔時間調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　F、手輸指令。</b></p><p>　　6.1 端口的連接和設(shè)置</p><p>　　端口是電腦與機械手的連接通道，上位機的命令便是通過端口傳遞給機械手。如果端口出現(xiàn)異常將直接截斷機械手的控制信號傳輸。故端口的選擇將直接影響機械手控制是否成功。&l

57、t;/p><p>　　軟件提供用戶自由選擇端口種類及連接或斷開，也可對端口進(jìn)行屬性設(shè)置。</p><p>　　* 在單擊連接按鈕后，上位機軟件將自動與機械手進(jìn)行連接，按鍵字樣由“連接”轉(zhuǎn)為“斷開”，設(shè)置功能也將不可用。</p><p>　　* 單擊斷開按鈕后，上位機軟件將自動與機械手?jǐn)嚅_連接，按鍵字樣由“斷開”轉(zhuǎn)為“連接”，設(shè)置功能重新可用。</p>&l

58、t;p>　　端口設(shè)置內(nèi)容包括：端口選擇、比特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶效驗、流控制。</p><p>　　* 主要設(shè)置：端口選擇、比特率。</p><p>　　* 比特率：要與機械手主電路控制板設(shè)置相對應(yīng)。</p><p><b>　　6.2 通道的控制</b></p><p>　　控制電路板共提供32路控制通道，可

59、同時滿足對32個執(zhí)行件進(jìn)行控制。（1-16路控制通道與17-32路控制通道的電源輸入接口相互獨立，可由用戶選擇接通。）</p><p>　　舵機工作原理:控制信號由接收機的通道進(jìn)入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出使電機驅(qū)動芯片決定電機的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速一定時，通過級

60、聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機停止轉(zhuǎn)動[26]。</p><p>　　6.2.1 舵機控制</p><p>　　舵機的控制一般需要一個20ms左右的時基脈沖，該脈沖高電平部分一般對應(yīng)0.5ms~2.5ms范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分。以180度角度伺服為例，那么對應(yīng)的控制關(guān)系是這樣的[26]：</p><p>　　0.5ms-------------0度

61、；</p><p>　　1.0ms------------45度；</p><p>　　1.5ms------------90度；</p><p>　　2.0ms-----------135度；</p><p>　　2.5ms-----------180度；</p><p>　　6.2.2 上位機控制原理</p&

62、gt;<p>　　根據(jù)舵機的控制原理，上位機采用滾動條形式，通過拖動滾動條或直接輸入滾動條數(shù)值，控制輸出脈沖長度，從而達(dá)到控制角度的目的。（滾動條對應(yīng)數(shù)值500-2500，代表脈沖時間0.5-2.5ms）</p><p>　　6.2.3 實際操作</p><p>　　上位機軟件默認(rèn)滾動條數(shù)值1500是歸零的狀態(tài)。每條通道控制的上位機界面，從上到下為：數(shù)值輸入框、滾動條、復(fù)選框

63、。當(dāng)選中復(fù)選框的時候，數(shù)值條為有效狀態(tài)，這里，如果說機器手臂從上向下6個舵機按順序編號為1-6，插在控制板上的插頭倘若也是按這個順序接在主板上，此控制軟件界面上的1-6個編號也是一一對應(yīng)的。當(dāng)雙電源接通后，通訊沒有問題的話，拖動1-6的任一個數(shù)值滾動個條，機器手臂就會動起來。（每次點復(fù)位按鈕后，拖動編號1伺服電機對應(yīng)的滾動條，拖動到1340-1950，以免讓編號1電機長時間處于負(fù)載狀態(tài)而減少電機壽命或損壞電機。）</p>

64、<p><b>　　6.3 操作選項</b></p><p>　　操作選項欄，我們用得比較多的就是“復(fù)位”，“添加”，“修改”，“刪除”，“退出”。</p><p>　　復(fù)位：當(dāng)點擊“復(fù)位”按鈕時，機器手臂會回到初始狀態(tài)，初始狀態(tài)時，當(dāng)前生效的數(shù)值拖動條的按鈕會停留在中間位置，對應(yīng)的數(shù)值顯示為1500。</p><p>　　添加：當(dāng)操

65、作者點擊“添加”按鈕時，此控制系統(tǒng)會自動把各個對應(yīng)編號伺服電機的狀態(tài)（機器手臂的每行指令的間隔時間、伺服轉(zhuǎn)動速度和角度）自動保存到指令庫里面。</p><p>　　修改：“修改”按鈕是有來修改已經(jīng)生成的一行指令。就是在選中一行指令時，點擊“修改”按鈕時，系統(tǒng)會自動將當(dāng)前各個編號伺服電機的動作狀態(tài)信息替換選中行指令的功能。</p><p>　　刪除：“刪除”按鈕是用來刪除當(dāng)前選中的一行指令。

66、</p><p>　　退出：“退出”按鈕是退出當(dāng)前操作界面。</p><p>　　*操作功能是機械手的示教功能，通過添加功能保存舵機狀態(tài)，并通過“運行”功能將單一的動作進(jìn)行串聯(lián)，從而達(dá)到連續(xù)動作的目的。</p><p><b>　　6.4 指令庫</b></p><p>　　指令庫是用來保存一行或多行各個對應(yīng)編號伺服電機

67、動作（機器手臂的每行指令包括間隔時間、伺服轉(zhuǎn)動速度和角度）指令的一個庫空間。在使用運行命令時，指令庫中指令按排列循序依次執(zhí)行。</p><p>　　6.5 速度調(diào)節(jié)和間隔時間調(diào)節(jié)</p><p>　　“速度調(diào)節(jié)”控制著每個伺服電機的轉(zhuǎn)動速度。系統(tǒng)默認(rèn)為300為佳，數(shù)值調(diào)太大會影響機器手臂的使用壽命。（300代表的意義：每秒鐘單個通道數(shù)值改變的量為300，以180度舵機為例300代表每秒轉(zhuǎn)動

68、27度。）</p><p>　　“間隔時間調(diào)節(jié)”是調(diào)節(jié)每行指令間的動作時間間隔。</p><p>　　舉例表示：time4800 #5p500s300</p><p>　　time3000 #5p1000s300</p><p>　　time2000 #5p2000s300</p><p>　　1、運行第一句指令時表示

69、：系統(tǒng)給予機械手臂1號舵機4800ms從當(dāng)前位置移動到p500位置，速度為300。</p><p>　　2、運行第二句指令時表示：系統(tǒng)給予機械手臂1號舵機3000ms從p500位置移動到p1000位置，速度為300。</p><p>　　3、運行第三句指令時表示：系統(tǒng)給予機械手臂1號舵機2000ms從p1000位置移動到p2000位置，速度為300。</p><p>

70、;　　*注意命令三中p1000到p2000度為300，完成這個動作耗時t=（2000-1000）/300=3.33s>2000ms,即命令三在執(zhí)行2秒后舵機便停止，機械手未能到達(dá)指定位置。故間隔時間和速度要相互配合才能準(zhǔn)確完成指定任務(wù)。</p><p><b>　　6.6 手輸指令</b></p><p>　　6.6.1 機械手上位機程序（指令）編寫規(guī)則<

71、/p><p>　　本機械手上位機程序，采用較為簡單明了的程序編寫規(guī)則。其包含四個要素：時間，對象通道，位置，轉(zhuǎn)速。</p><p>　　1、時間：表示執(zhí)行對應(yīng)行指令所耗時間，即兩行指令跳轉(zhuǎn)所需時間間隔。</p><p>　　2、對象通道：由于機械手臂采用32控制電路，故編程時必須指明程序需控制的通道。（此控制電路通道對應(yīng)編程通道代號，見表5）</p>&l

72、t;p>　　3、位置：表示舵機旋轉(zhuǎn)停止后位置的數(shù)值。</p><p>　　4、轉(zhuǎn)速：表示舵機的轉(zhuǎn)速，即舵機每秒可以旋轉(zhuǎn)的單位精度量。</p><p>　　舉例說明：“time3000 #5P1200s300”</p><p>　?。?）、time3000：表示執(zhí)行此行指令的時間——時間。</p><p>　?。?）、#5：表示程序控制的

73、通道為1號通道——對象。</p><p>　?。?）、p1200：表示舵機旋轉(zhuǎn)停止后位置的數(shù)值為1200。</p><p>　?。?）、s300：表示舵機每秒可以旋轉(zhuǎn)300個單位精度，即每秒轉(zhuǎn)動27度。</p><p>　　6.6.2 手輸指令欄的運用</p><p><b>　　舉例：</b></p>&

74、lt;p>　　在手輸指令欄中輸入“time3000 #5P1200s300”然后點“發(fā)送”按鈕，便可以控制其中1號舵機電機的傳動。</p><p>　　如果想命令多個電機同時工作，例：控制1號、2號、3號、4號、5號、6號舵機分別從當(dāng)前位置轉(zhuǎn)動到0度、27度、45度、63度、90度、180度時需輸入：#5 P500 #6 P800 #4 P1000 #3 P1200 #2 P1500 #1 2500，并點擊

75、“發(fā)送”。</p><p>　　*“發(fā)送”命令使用后，被發(fā)送指令將被刪除不在指令庫中進(jìn)行保留。</p><p>　　電路板編號對應(yīng)的指令編號，見表5所示。</p><p>　　7. 機械手手工編程的開發(fā)和使用</p><p>　　7.1 單步即時動作</p><p><b>　　實現(xiàn)動作步驟：</b&g

76、t;</p><p>　　1、機器手臂連接完成。</p><p>　　2、拖動上位機軟件通道控制滾動條——拖動過程中機械手隨數(shù)值變化而產(chǎn)生即時動作。</p><p>　　3、直接在通道控制界面輸入滾動條數(shù)值——機械手隨輸入數(shù)字不同可產(chǎn)生即時變化。</p><p>　　4、通過手輸命令實現(xiàn)多電機聯(lián)動即時動作。</p><p&

77、gt;<b>　　單步即時運動特點：</b></p><p>　　優(yōu)點：可以直接進(jìn)行運動，可以省去前期對機械手幾何尺寸進(jìn)行測量與計算，在有實物的現(xiàn)場是最直接編程方式。</p><p>　　缺點：單步無法實現(xiàn)多伺服電機連續(xù)運動的復(fù)雜運動，且必須經(jīng)過多次調(diào)試。在無實物機械手的狀態(tài)下，無法實現(xiàn)精確編程定位。</p><p>　　7.2 編程連續(xù)動作&

78、lt;/p><p><b>　　實現(xiàn)動作步驟：</b></p><p>　　1、機器手臂連接完成。</p><p>　　2、通過操作功能記錄各次單步動作，并通過連續(xù)執(zhí)行所記錄的單步動作達(dá)到連續(xù)動作的目的。</p><p>　　3、通過預(yù)先編程，并將編寫好的程序輸入上位機“手輸指令欄”便可達(dá)到復(fù)雜 動作的需要。</p

79、><p>　　此章將詳細(xì)介紹預(yù)先編程流程及程序優(yōu)化：</p><p><b>　　主要工作：</b></p><p>　　1、確定機械手舵機與上位機數(shù)值關(guān)系</p><p><b>　　2、測量機械手尺寸</b></p><p><b>　　3、舉例驗證</b&g

80、t;</p><p>　　4、時間、轉(zhuǎn)動量、轉(zhuǎn)速關(guān)系</p><p>　　5、機械手多軸聯(lián)動優(yōu)化編程</p><p><b>　　6、模塊化編程</b></p><p>　　7.2.1 確定機械手舵機與上位機數(shù)值關(guān)系</p><p>　　1、上位機軟件與機械手1號舵機之間控制關(guān)系：</p&g

81、t;<p>　　例：將邊長為22mm的物體夾住。</p><p>　　如圖31，機械手如要夾持此物體必須滿足條件： </p><p>　　爪部張開量達(dá)到22mm，夾持力達(dá)到要求。</p><p>　　查表6符合22mm的爪開合量為22mm-17mm，對</p><p>　　應(yīng)上位機滾動條數(shù)值為1750-1800。</p&g

82、t;<p>　　這里可以近似的取1750便可將此物體夾持住。</p><p>　　2、上位機軟件與機械手2號舵機關(guān)系</p><p>　　已知2號電機控制機械手臂爪部旋轉(zhuǎn)，亦稱腕。</p><p>　　（1）、該舵機可旋轉(zhuǎn)角度180度，旋轉(zhuǎn)方向為俯視狀態(tài)下隨著通道控制數(shù)值變小腕舵機順時針轉(zhuǎn)動。</p><p>　?。?）、舵機轉(zhuǎn)

83、動精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機滾動條數(shù)值變動一個單位，對應(yīng)舵機旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。</p><p>　　（3）、舵機原點判斷:如圖32。</p><p>　?。?）、為實現(xiàn)高效率編制運動軌跡，對機械手臂旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行記錄。提供標(biāo)準(zhǔn)化機械手運動程序參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表，表7。</p><p>　　*上位機滾動條數(shù)值P與舵機旋轉(zhuǎn)角度β計算公式&l

84、t;/p><p>　　β=0.09×（P1-P0）</p><p>　　式中：P1——滾動條所要求位置的數(shù)值。</p><p>　　P0——舵機位于原點時，滾動條數(shù)值，3號舵機為2226。</p><p>　　由上式可推出，已知舵機旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。</p><p>　　P1=-β/0.09+P0</

85、p><p>　　=-β/0.09+2226</p><p>　　3、上位機軟件與3號舵機控制關(guān)系</p><p>　　已知3號電機控制機械手腕與爪移動。</p><p>　?。?）、該舵機可旋轉(zhuǎn)角度180度，隨著通道控制數(shù)值變大旋轉(zhuǎn)方向為3號電機相對于5號電機順時針旋轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）、舵機轉(zhuǎn)動精度：180度

86、/（2500-500）=0.09度（表示上位機滾動條數(shù)值變動一個單位，對應(yīng)舵機旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。</p><p>　?。?）、舵機原點判斷：2號、3號舵機B、C表面相互平行。（如圖33）</p><p>　　、機械手運動程序參數(shù)，如表8。</p><p><b>　　表8　舵機3號</b></p><p>　　*上

87、位機滾動條數(shù)值P與舵機旋轉(zhuǎn)角度β計算公式</p><p>　　β=0.09×（P1-P0）</p><p>　　式中：P1——滾動條所要求位置的數(shù)值。</p><p>　　P0——舵機位于原點時，滾動條數(shù)值，3號舵機為1350。</p><p>　　由上式可推出，已知舵機旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。</p><p&g

88、t;　　P1=β/0.09+P0</p><p>　　=β/0.09+1350</p><p>　　4、上位機軟件與4號舵機關(guān)系</p><p>　　已知4號電機控制機械手臂移動。</p><p>　　（1）、該舵機可旋轉(zhuǎn)角度180度，隨著通道控制數(shù)值變小旋轉(zhuǎn)方向為4號電機相對于5號電機順時針旋轉(zhuǎn)。</p><p>　

89、?。?）、舵機轉(zhuǎn)動精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機滾動條數(shù)值變動一個單位，對應(yīng)舵機旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。</p><p>　?。?）、舵機原點判斷：連臂x，y相互平行。（如圖34）</p><p>　?。?）、機械手運動程序參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表，見表9。</p><p><b>　　表9　舵機4號</b></p>

90、<p>　　*上位機滾動條數(shù)值P與舵機旋轉(zhuǎn)角度β計算公式</p><p>　　β=0.09×（P1-P0）</p><p>　　式中：P1——滾動條所要求位置的數(shù)值</p><p>　　P0——舵機位于原點時，滾動條數(shù)值，4號舵機為1575.</p><p>　　由上式可推出，已知舵機旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。</

91、p><p>　　P1=－β/0.09+P0</p><p>　　=－β/0.09+1575</p><p>　　5、上位機與5號舵機關(guān)系</p><p>　　已知5號電機控制機械手臂移動。</p><p>　?。?）、該舵機可旋轉(zhuǎn)角度180度，隨著通道控制數(shù)值變大旋轉(zhuǎn)方向為連臂y相對于5號電機順時針旋轉(zhuǎn)。</p>

92、;<p>　?。?）、舵機轉(zhuǎn)動精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機滾動條數(shù)值變動一個單位，對應(yīng)舵機旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。</p><p>　?。?）、舵機原點判斷：連臂y豎直狀態(tài)。（如圖35）</p><p>　?。?）、機械手運動程序參數(shù)，如表10。</p><p><b>　　表10　舵機5號</b>

93、</p><p>　　*上位機滾動條數(shù)值P與舵機旋轉(zhuǎn)角度β計算公式</p><p>　　β=0.09×（P1-P0）</p><p>　　式中：P1——滾動條所要求位置的數(shù)值</p><p>　　P0——舵機位于原點時，滾動條數(shù)值，4號舵機為1350.</p><p>　　由上式可推出，已知舵機旋轉(zhuǎn)位置角度，

94、求P1值。</p><p>　　P1=β/0.09+P0</p><p>　　=β/0.09+1350</p><p>　　6、上位機與6號舵機關(guān)系</p><p>　　已知6號電機控制機械手臂旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　（1）、該舵機可旋轉(zhuǎn)角度180度，旋轉(zhuǎn)方向為俯視狀態(tài)下隨著通道控制數(shù)值變小腕舵機順時針轉(zhuǎn)動。<

95、;/p><p>　　（2）、舵機轉(zhuǎn)動精度：180度/（2500-500）=0.09度 （表示上位機滾動條數(shù)值變動一個單位，對應(yīng)舵機旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。</p><p>　?。?）、舵機原點判斷：舵機5N面與舵機6M面平行（NM面不在同側(cè)，如圖36）。</p><p>　?。?）、機械手運動程序參數(shù),見表11。</p><p><b&g

96、t;　　表11　舵機6號</b></p><p>　　*上位機滾動條數(shù)值P與舵機旋轉(zhuǎn)角度β計算公式</p><p>　　β=0.09×（P1-P0）</p><p>　　式中：P1——滾動條所要求位置的數(shù)值。</p><p>　　P0——舵機位于原點時，滾動條數(shù)值，4號舵機為1600。</p><p&

97、gt;　　由上式可推出，已知舵機旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。</p><p>　　P1=－β/0.09+P0</p><p>　　=－β/0.09+1600</p><p>　　7.2.2 測量機械手尺寸</p><p>　　進(jìn)過實際測量得下圖（圖37）</p><p>　　7.2.3 舉例驗證</p>&l

98、t;p>　　要求：將A位置“被夾持物”舉高后，放置到另一側(cè)的B位置（如圖38）。</p><p><b>　　步驟：</b></p><p>　　*為方便編程此處時間與速度均采用默認(rèn)值</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　1、由3.1節(jié)得爪張開后a值發(fā)生變化，故必須

99、考慮機械手臂實際移動距離要小于248.8mm。已知：c=31mm，b=0mm，h=51.5/2mm，由</p><p>　　得：a=28.23mm</p><p>　　2、機械手臂實際接觸部分如圖39中d部分，</p><p>　　經(jīng)測量d=30mm。</p><p>　　3、故機械手實際需要移動的距離為[248.8－（30/2）－28.23

100、]=205.57mm</p><p>　　工作流程：（1）、先將各舵機回原點；（2）、調(diào)整6號舵機角度，使被夾持物進(jìn)入機械手控制范圍；（3）、調(diào)整3號舵機角度，收回爪與腕防止機械手移動中爪碰到被夾持物；（4）、調(diào)整4.5號舵機角度，使機械手達(dá)到指定位置；（5）、調(diào)整3號舵機角度，使爪能到達(dá)指定位置；（6）、調(diào)整1號舵機角度，夾住被夾持物；（7）、通過3號舵機夾起物件；（8）、調(diào)整6號舵機角度，使機械手轉(zhuǎn)至指定位置

101、；（9）、調(diào)整3號舵機放下物件；（10）、調(diào)整1號舵機放開物件；（11）、復(fù)位5號舵機后將其它電機回零。</p><p><b>　　4、詳細(xì)過程：</b></p><p>　?。?）、將機械手臂復(fù)位，1號舵機爪張開至最大位置（各舵機回至原點，非上位機軟件復(fù)位）。得程序：Time7000 #5p1340s300 #6p2226s300 #4p1350s300 #3p1

102、575s300 #2p1350s300 #1p1600s300</p><p>　　（2)、調(diào)整6號舵機角度：已知A位置位于相對舵機6的M同側(cè)法線位置 由圖36及表11得A物體相對于舵機6旋轉(zhuǎn)角度為+90度位置，故有公式P1=－β/0.09+1600，得P1=600。由表5得舵機6號對應(yīng)編程代號為1，得程序：time4800 #1p600s300</p><

103、p>　?。?)、調(diào)整3號舵機角度：由圖33及表8先將3號舵機旋轉(zhuǎn)達(dá)到+90度位置，由公式P1=β/0.09+1350得P1=2350，由表5得舵機3號對應(yīng)編程代號為4，得程序：time4800 #4p2350s300</p><p>　?。?)、調(diào)整4.5號舵機角度：經(jīng)計算得5號舵機與4號舵機之間臂部分長度在水平方向上投影需為39mm，即5號舵機角度位置為-29度。由圖35及表10需將5號舵機旋轉(zhuǎn)達(dá)到-29

104、度，由公式P1=β/0.09+1350，得P1=1027。由表5得舵機5號對應(yīng)編程代號為2，得程序：time4800 #2p1027s300</p><p>　　需舵機4號與舵機3號之間臂部分與底座平行，由圖34及表9需將4號舵機旋轉(zhuǎn)達(dá)到-61度，由公式P1=－β/0.09+1575得P1=2253，由表5得舵機4號對應(yīng)編程代號為3，得程序：time4800 #3p2253s300</p><

105、p>　?。?）、調(diào)整3號舵機角度：根據(jù)計算將3號舵機回復(fù)至原點（機械手爪與到達(dá)指定位置），由圖33及表8需將3號舵機旋轉(zhuǎn)達(dá)到0度，由公式P1=β/0.09+1350，得P1=1350，由表5得舵機3號對應(yīng)編程代號為4，得程序：time4800 #4p1350s300</p><p>　?。?）、調(diào)整1號舵機角度：根據(jù)被夾持物外形尺寸調(diào)整爪張開量，根據(jù)表6需將1號舵機數(shù)值調(diào)整為P=1400，由表5得舵機1號對

106、應(yīng)編程代號為5，得程序: time4800 #5p1400s300</p><p>　?。?）、調(diào)整3號舵機角度：根據(jù)計算需將被夾持物抬高一定距離，3號舵機需旋轉(zhuǎn)至+61度位置，即號舵機數(shù)值調(diào)整為P2027，計算過程同上第3步，得程序：time4800 #4p2027s300</p><p>　　（8）、調(diào)整6號舵機角度：由圖33得，B位置為俯視狀態(tài)下A位置逆時針轉(zhuǎn)過150度的位置，根據(jù)圖

107、36及表11需將6號舵機角度位置調(diào)整為－60度，故有公式P1=－β/0.09+1600得P1=2266，由表5得舵機6號對應(yīng)編程代號為1，得程序：time6000 #1p2266s300</p><p>　?。?）、調(diào)整3號舵機角度：需舵機4號與舵機3號之間臂部分與底座平行由圖34及表9需將3號舵機旋轉(zhuǎn)達(dá)到0度，計算過程同上第3步，由表5得舵機3號對應(yīng)編程代號為4，得程序：time4800 #4p1350s300

108、</p><p>　　（10）、調(diào)整1號舵機角度：將機械手爪部張開至最大，查表6得P1=1340，由表5得舵機1號對應(yīng)編程代號為5，得程序：time4800 #5p1340s300</p><p>　?。?1）、回零5號舵機后再回零其它舵機，得程序：</p><p>　　time4800 #2p1350s300</p><p>　　time4

109、800#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#1p1600s300</p><p>　　5、程序最后整理為：</p><p>　　第一行：Time7000 #5p1340s300 #6p2226s300 #4p1350s300 #3p1575s300 #2p1350s300 #1p1600s300</p><p>　

110、　第二行：time4800#1p600s300</p><p>　　第三行：time4800#4p2350s300</p><p>　　第四行：time4800#2p1027s300</p><p>　　第五行：time4800#3p2253s300</p><p>　　第六行：time4800#4p1350s300</p>&

111、lt;p>　　第七行：time4800#5p1400s300</p><p>　　第八行：time4800#4p2027s300</p><p>　　第九行：time6000#1p2266s300</p><p>　　第十行：time4800#4p1350s300</p><p>　　第十一行：time4800#5p1340s300&l

112、t;/p><p>　　第十二行：time4800#2p1350s300</p><p>　　第十三行：time4800 #5p1340s300 #6p2226s300 #4p1350s300 #3p1575s300 #1p1600s300</p><p>　　將上述程序輸入上位機便可完成“被夾持物”從A位置搬運至B位置。（上述程序耗時70s）</p>&l

113、t;p>　　7.2.4 時間、轉(zhuǎn)動量、轉(zhuǎn)速關(guān)系</p><p>　　在7.2.3例子中我們可以發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象：機械手的兩個連續(xù)動作之間往往存在停頓等待現(xiàn)象。停頓等待的出現(xiàn)增加了機械手資源的浪費，不利于實現(xiàn)高效化工作。本小節(jié)將著力介紹如何消除或減小此類等待現(xiàn)象。</p><p>　　1、分析：產(chǎn)生等待現(xiàn)象的原因，指令執(zhí)行時間（跳轉(zhuǎn)時間）與舵機實際運動時間不匹配。</p>&

114、lt;p>　　（1）、指令執(zhí)行時間<舵機實際運動時間，將會導(dǎo)致指令提前跳轉(zhuǎn)出現(xiàn)舵機未旋轉(zhuǎn)到位現(xiàn)象。</p><p>　?。?）、指令執(zhí)行時間=舵機實際運動時間，指令跳轉(zhuǎn)時舵機正好運動到位為編程最優(yōu)狀態(tài)。</p><p>　　（3）、指令執(zhí)行時間>舵機實際運動時間，將出現(xiàn)舵機實際運動停止后等待指令執(zhí)行結(jié)束，導(dǎo)致等待出現(xiàn)。</p><p>　　2、措施

115、：上述現(xiàn)象涉及到三個要素，時間、轉(zhuǎn)動量、轉(zhuǎn)速。由上述分析可得第2種情況為編程最優(yōu)，故可以得到以下表達(dá)式：</p><p>　　指令執(zhí)行時間=舵機實際運動時間</p><p>　　舵機實際運動時間=轉(zhuǎn)動量/轉(zhuǎn)速</p><p>　　*轉(zhuǎn)動量為相鄰兩條指令旋轉(zhuǎn)位置之差的絕對值；單行指令中不同舵機實際運行時間不同時，指令執(zhí)行時間取用最長的時間；為保證能完全復(fù)位程序，首行回

116、原點指令時間一般較長，不建議修改。</p><p><b>　　3、實例解析：</b></p><p>　　已知：某程序 第一行：time4800 #5p1340s300</p><p>　　第二行：time4800 #5p1400s300</p><p>　　故可得：第二行舵機實際運動時間=（1400-1340）/30

117、0=0.2秒，舵機實際運動時間<指令執(zhí)行時間，存在等待時間，結(jié)論：將第二行指令應(yīng)改為，time200 #5p1400s300</p><p>　　4、對7.2.3程序優(yōu)化：</p><p>　　7.2.5 機械手多軸聯(lián)動優(yōu)化編程</p><p>　　單軸運動：機械手運動過程中每一時刻同時運動的軸數(shù)量不超過1根。</p><p>　　多軸

118、聯(lián)動：機械手運動過程中某一時刻同時運動的軸數(shù)量超過1根。</p><p>　　相對于多軸聯(lián)動，單軸運動編程較簡單，但單軸運動指令較長，極易出現(xiàn)編程錯誤，且程序查錯修改工作量較大。但同時多軸聯(lián)動有利于減少程序指令數(shù)量，提高工作效率是現(xiàn)今機械手發(fā)展的方向。</p><p>　　多軸聯(lián)動與單軸運動的聯(lián)系：多軸聯(lián)動建立在單軸運動基礎(chǔ)上，即多軸聯(lián)動為多條單軸運動指令的集合。如單軸運動無法實現(xiàn)的操作，

119、多軸聯(lián)動亦無法實現(xiàn)。</p><p><b>　　多軸聯(lián)動實現(xiàn)方法：</b></p><p><b>　　*注意</b></p><p>　　干涉現(xiàn)象：指機械手在運動過程中出現(xiàn)手臂與所抓取物相碰撞或機械手自身相碰撞或單行指令同一舵機出現(xiàn)次數(shù)超過1次，等使機械手無法完成指定任務(wù)的 現(xiàn)象。</p>

120、<p>　　對于多軸聯(lián)動：可參考7.2.6節(jié)模塊化編程確定干涉位置。</p><p><b>　　實例：</b></p><p>　　對7.2.4程序優(yōu)化</p><p>　　7.2.6 模塊化編程</p><p>　　模塊化編程指通過人為的手段將程序分為固定的幾個組成部分。在執(zhí)行編程任務(wù)時，通過組合不同的