本方案的目的是通過(guò)詳細描述優(yōu)傲機器人雙臂方案的軟硬件配置，快速設計和實(shí)現優(yōu)傲機器人雙臂解決方案。

 

優(yōu)傲雙臂機器人方案可以根據具體的需求由UR3/UR3e、UR5/UR5e、UR10/UR10e、UR16e任意兩款或者同一款的兩臺采用不同的安裝姿態(tài)組成。例如兩臺UR3、一臺UR3與一臺UR5。通過(guò)運行雙臂標定算法，統一兩臺機器人的坐標系（統一坐標系的優(yōu)點(diǎn)在標定部分有介紹）；安裝DualArm URCap，添加同步指令，方便協(xié)同操作。
 

圖1 UR雙臂機器人參考布置圖

備注：優(yōu)傲機器人支持各種姿態(tài)安裝，上圖僅供參考，可根據具體需求配置。

1、本方案硬件設備列表：

本方案資源擴展性強，可根據不同需求進(jìn)行合理搭配，詳細信息可咨詢(xún)我公司銷(xiāo)售或技術(shù)人員。

2、機械安裝
兩臺機器人的機械安裝分別按照單臺UR機器人的安裝標準進(jìn)行，相關(guān)部分請參考對應UR機器人的安裝指南。

3、Emergency信號線(xiàn)連接與配置
雙臂機器人作為一個(gè)整體，緊急停止（急停）信號需要共享，即觸發(fā)任意一個(gè)急停信號，另外一臺機器人有需停止。若應用中只有雙臂UR機器人則只需進(jìn)行如下a,c,d步，若還有外圍設備（如安全PLC）或者急停按鈕需要連接，則進(jìn)行如下第a-d步。
a）兩臺UR機器人急停信號線(xiàn)連接，圖2。

圖2  A、B為UR機器人

b）與外圍設備或外部急停按鈕的連接，圖3。

圖3  A位主UR機器人，B為外部設備（CI等效為外部設備急停輸入信號，CO等效為外部設備急停輸出信號。


圖4  主UR機器人與外部急停按鈕連接

c）在一些應用中需要使用Safeguard stop，與急停不同，UR機器人不提供Safeguard stop的數字輸出信號，因此需要采用多聯(lián)開(kāi)關(guān)（兩臺UR機器人需4聯(lián)開(kāi)關(guān)）同時(shí)連接兩臺UR機器人，圖5為單臺UR機器人的Safeguard stop 連接圖。

圖5  單臺UR機器人Safeguard stop連接與復位

d）急停信號連接好后需要在示教器上安裝設置中對Configurable IO進(jìn)行配置，圖6。

如進(jìn)行了Safeguard stop的連接，那么復位的操作可以通過(guò)配置Configurable IO為Safeguard reset 完成，圖7。

圖7  如圖5中 Safeguard stop連接對應的Configurable IO配置

4、網(wǎng)絡(luò )連接與配置
兩臺UR5機器人協(xié)同通訊通過(guò)Modbus-TCP通訊實(shí)現，因此需要將兩臺控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò )信號線(xiàn)鏈接起來(lái)?？紤]到調試方便或者與外圍設備的通訊需求，交換機或路由器至少有三個(gè)網(wǎng)口，兩臺UR5機器人設置在同一個(gè)網(wǎng)段，連接圖如圖8。

圖8  網(wǎng)絡(luò )連接圖

5、雙臂標定
雙臂標定流程是連接兩臺UR機器人的法蘭，通過(guò)一臺拖動(dòng)另外一臺機器人到不同姿態(tài)，解算出從機器人基坐標在主機器人基座標下的位姿以及從機器人TCP坐標系在主機器人TCP坐標系下的位姿。兩臺機器人法蘭的連接不限定具體的形式，但是需盡量保證其相互作用力的力臂較短（雖然標定軟件會(huì )自動(dòng)讓負載更大的機器人拖動(dòng)負載小的，但是力臂太長(cháng)可能還是無(wú)法拖動(dòng)），法蘭之間連接穩固即可（圖9為一種參考設計）。

1）使用法蘭連接固定兩個(gè)法蘭；
2）利用一臺機器人平面特征（共享坐標系）；首先定義針尖TCP，然后通過(guò)針尖TCP，定義平面特征，如圖10。

3）啟動(dòng) DualArmCalibration.exe程序，其中Master就是步驟2中定義共享坐標系的主機器人，其安裝設置文件是包含有這個(gè)坐標系的文件；Slave的安裝設置文件則是從機器人標定結束后以此為基礎添加 DualArm_Plane平面特征的文件；設置完成之后，點(diǎn)擊Validate setup 按鈕，如果顯示成功，那么即可進(jìn)入第二個(gè)選項頁(yè) Tecah。

圖11  啟動(dòng)標定程序

6）觀(guān)察標定結果。從機器人加載新的安裝設置文件，手動(dòng)將雙臂法蘭靠近，兩臂feature均設置為DualArm_Plane,同時(shí)朝一個(gè)方向運動(dòng)，觀(guān)察相對位移?；緹o(wú)相對位移則標定效果良好；如果相對位移很明顯，則需要重新標定。

6、DualArm URcap安裝

將DualArm URcap拷貝至U盤(pán)插入示教器或者通過(guò)FTP拷貝至機器人控制器programs目錄下軟后按照如下安裝流程：

（1）	（2）
（3）	（4）

 

圖15 URcap安裝流程，完成后需要重新啟動(dòng)控制器

 

7、雙臂編程調試

 

1）安裝設置

圖16 雙臂機器人安裝設置

圖17 添加協(xié)同指令

 

DualArmSync同步指令帶有一個(gè)整型參數（1-32768），功能是讓雙臂程序運行至對應的同步指令時(shí)在開(kāi)始往下運行。同步指令之前的move指令，Blend Radius必須為0。

圖18 同步協(xié)同指令注意點(diǎn)