六自由度機器人是一種典型的工業(yè)機器人，在自動搬運、裝配、焊接、噴涂等工業(yè)現(xiàn)場中有廣泛的應(yīng)用。GRB系列六自由度機器人是成熟完備的運動控制技術(shù)與先進的設(shè)計和教學(xué)理念有機結(jié)合的產(chǎn)物,既滿足工業(yè)現(xiàn)場要求，也是教學(xué)、科研機構(gòu)進行運動規(guī)劃和編程系統(tǒng)設(shè)計的理想對象。

該機器人采用六關(guān)節(jié)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，各個關(guān)節(jié)以“編碼器電機+精密諧波減速器”為傳動。在小臂處留有安裝攝像頭、氣動工具等外部設(shè)備的接口，并提供備用電氣接口，方便用戶進行功能擴展。

機器人的控制方面，采用集成了PC技術(shù)、圖像技術(shù)、邏輯控制及專業(yè)運動控制技術(shù)的VME運動控制器，性能可靠穩(wěn)定，高速高精度。

主要特點

開放式控制實驗平臺

l 基于VME總線高性能工業(yè)運動控制器的開放式平臺，支持用戶自主開發(fā)；

l 通用智能運動控制開發(fā)平臺，采用VC++或CoDeSys實時軟件控制；

l 配備圖形示教功能，便于機器人的編程操作和應(yīng)用培訓(xùn)；

l 配套內(nèi)容詳盡的操作手冊和學(xué)生實驗指導(dǎo)書，通過實例演示，引導(dǎo)用戶操作并學(xué)習(xí)如何基于運動控制器開發(fā)各種應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

工業(yè)化設(shè)計與制造

l 按照工業(yè)標準設(shè)計和制造；

l 機構(gòu)設(shè)計成6軸串聯(lián)旋轉(zhuǎn)式關(guān)節(jié)，各關(guān)節(jié)采用型編碼盤交流伺服電機驅(qū)動，諧波減速器傳動；

l 模塊化結(jié)構(gòu)，簡單、緊湊，預(yù)留電氣與氣動標準接口；

l 較高的負載、更快的軸動作速度、大的許用扭矩和轉(zhuǎn)動慣量使機器人應(yīng)用廣泛，可用于搬運，點焊，裝配，點膠，切割，噴涂等行業(yè)；

l 具備大的工作半徑和小的干涉半徑，工作范圍大，在系統(tǒng)設(shè)計上提供較大的靈活性，夾具、剪絲機等設(shè)備可以采用更高效的安裝方式；

控制軟件

軟件界面（C++）

CoDeSys軟件控制

基于CoDeSys軟件環(huán)境開發(fā)的六自由度機器人接口界面

CoDeSys 是的軟PLC內(nèi)核軟件研發(fā)廠家德國3S（SMART，SOFTWARE，SOLUTIONS）公司的一款編程軟件。它支持完整版本的IEC61131標準的編程環(huán)境，支持標準的六種編程語言，是一個標準的軟件平臺，被很多硬件廠家支持，可編程超過150家OEM生產(chǎn)的自動裝置。CoDeSys提供了許多組合產(chǎn)品的擴充，諸如各種不同領(lǐng)域的總線配置程序、完全的目測化和運動控制系統(tǒng)。除了支持PLC編程，還支持總線接口、驅(qū)動設(shè)備（特別是伺服、數(shù)控）、顯示設(shè)備、IO設(shè)備等的編程。其主要特點有：

² CoDeSys 2.3 － IEC 61131－3編程系統(tǒng)，自動化軟件系統(tǒng)的內(nèi)核

² RTE (real time extension for windows XP) － 在Windows平臺上運行的軟PLC　　

² HMI (Human Machine Interface) － 集成在PLC編程系統(tǒng)中的可視化功能

² Motion Control Function Block－ 把運動控制和PLC合二而一

² ENI (Engineering Interface) Server?。∮糜谧詣踊桨冈O(shè)計的工程接口

² Web Server?。∮糜谧詣踊W(wǎng)絡(luò)控制的遠程數(shù)據(jù)接口　

附注：實際六自由度機器人配套軟件接口界面圖與上圖片可能有細微差別。

機器人坐標系

技術(shù)參數(shù)

機器人技術(shù)參數(shù)

實驗內(nèi)容

n 機器人的認識
實驗內(nèi)容：了解機器人的機構(gòu)組成、工作原理；
          了解GRB系列教學(xué)機器人的性能指標；
          熟悉機器人的基本功能及示教運動過程。

n 機器人機械系統(tǒng)
實驗內(nèi)容：了解機器人機械系統(tǒng)的組成；
          了解機器人機械系統(tǒng)各部分的原理及作用；
          掌握機器人單軸運動的方法。

n 機器人控制系統(tǒng)
實驗內(nèi)容：了解機器人控制系統(tǒng)的組成；
          了解機器人控制系統(tǒng)各部分的原理及作用。

n 機器人示教編程與再現(xiàn)控制
實驗內(nèi)容：了解機器人示教與再現(xiàn)的原理；
          掌握機器人示教和再現(xiàn)過程的操作方法。

n 機器人坐標系的建立
實驗內(nèi)容：了解機器人建立坐標系的意義；
          了解機器人坐標系的類型；
          掌握用D-H方法建立機器人坐標系的步驟。

n 機器人正運動學(xué)分析
實驗內(nèi)容：了解齊次變換矩陣的概念；
          掌握機器人笛卡爾坐標系建立的過程；
          掌握運用齊次變換矩陣求解機器人正運動學(xué)的方法。

n 機器人逆運動學(xué)分析
實驗內(nèi)容：了解齊次變換矩陣的概念；
          了解機器人工作空間的概念；
          掌握機器人笛卡爾坐標系建立的過程；
          掌握運用齊次變換矩陣求解機器人逆運動學(xué)的方法。

n 機器人關(guān)節(jié)運動軌跡規(guī)劃
實驗內(nèi)容：理解機器人關(guān)節(jié)坐標運動的概念；
          了解機器人關(guān)節(jié)坐標運動時的軌跡規(guī)劃方法；
          了解基于運動控制器的機器人關(guān)節(jié)運動的梯形和S形速度曲線的規(guī)劃過程；
          理解機器人相對運動位置模式和運動位置模式的概念。

n 機器人PTP(點到點)運動軌跡控制
實驗內(nèi)容：理解機器人PTP(點到點)運動的概念；
          了解機器人PTP(點到點)運動的控制方法；
          了解機器人實現(xiàn)PTP運動的過程。

n 機器人的搬運裝配實驗
實驗內(nèi)容：了解機器人完成搬運作業(yè)的過程；
          掌握機器人示教作業(yè)的方法。

注：上述實驗根據(jù)選擇的教學(xué)機器人的型號不同有所取舍，具體實驗內(nèi)容和步驟參見相應(yīng)的《機器人實驗參考書》

創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性

Ø 機器人力矩控制方式研究；

Ø 基于智能控制平臺開發(fā)各種應(yīng)用軟件軌跡規(guī)劃算法；

Ø 利用平臺提供的視覺接口，挑戰(zhàn)視覺伺服系統(tǒng)的研究和開發(fā)；

Ø 挑戰(zhàn)機器人遠程監(jiān)控和多機器人協(xié)調(diào)工作等研究項目。