概 述
六自由度机器人是一种典型的工业机器人，在自动搬运、装配、焊接、喷涂等工业现场中有广泛的应用。GRB系列六自由度机器人是成熟完备的运动控制技术与先进的设计和教学理念有机结合的产物,既满足工业现场要求，也是教学、科研机构进行运动规划和编程系统设计的理想对象。
该机器人采用六关节串联结构，各个关节以“绝对编码器电机+精密谐波减速器”为传动。在小臂处留有安装摄像头、气动工具等外部设备的接口，并提供备用电气接口，方便用户进行功能扩展。
机器人的控制方面，采用集成了PC技术、图像技术、逻辑控制及专业运动控制技术的VME运动控制器，性能可靠稳定，高速高精度。
主要特点
开放式控制实验平台
l 基于VME总线高性能工业运动控制器的开放式平台，支持用户自主开发；
l 通用智能运动控制开发平台，采用VC++或CoDeSys实时软件控制；
l 配备图形示教功能，便于机器人的编程操作和应用培训；
l 配套内容详尽的操作手册和学生实验指导书，通过实例演示，引导用户操作并学习如何基于运动控制器开发各种应用软件系统。
工业化设计与制造
l 按照工业标准设计和制造；
l 机构设计成6轴串联旋转式关节，各关节采用绝对型编码盘交流伺服电机驱动，谐波减速器传动；
l 模块化结构，简单、紧凑，预留电气与气动标准接口；
l 较高的负载、更快的轴动作速度、大的许用扭矩和转动惯量使机器人应用广泛，可用于搬运，点焊，装配，点胶，切割，喷涂等行业；
l 具备最大的工作半径和最小的干涉半径，工作范围大，在系统设计上提供较大的灵活性，夹具、剪丝机等设备可以采用更高效的安装方式；
控制软件
软件界面（C++）
CoDeSys软件控制
基于CoDeSys软件环境开发的六自由度机器人接口界面
CoDeSys 是全球最著名的软PLC内核软件研发厂家德国3S（SMART，SOFTWARE，SOLUTIONS）公司的一款编程软件。它支持完整版本的IEC61131标准的编程环境，支持标准的六种编程语言，是一个标准的软件平台，被很多硬件厂家支持，可编程超过150家OEM生产的自动装置。CoDeSys提供了许多组合产品的扩充，诸如各种不同领域的总线配置程序、完全的目测化和运动控制系统。除了支持PLC编程，还支持总线接口、驱动设备（特别是伺服、数控）、显示设备、IO设备等的编程。其主要特点有：
² CoDeSys 2.3 － IEC 61131－3编程系统，自动化软件系统的内核
² RTE (real time extension for windows XP) － 在Windows平台上运行的软PLC
² HMI (Human Machine Interface) － 集成在PLC编程系统中的可视化功能
² Motion Control Function Block－ 把运动控制和PLC合二而一
² ENI (Engineering Interface) Server － 用于自动化方案设计的工程接口
² Web Server － 用于自动化网络控制的远程数据接口
附注：实际六自由度机器人配套软件接口界面图与上图片可能有细微差别。
机器人坐标系
技术参数
机器人技术参数
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项 目
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指 标
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臂长
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第一伸臂（J3到J2）
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720 mm
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第一伸臂偏移（J2到J1）
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150 mm
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第二伸臂长（J5到J3）
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645 mm
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第二伸臂偏移（J4到J3）
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150 mm
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运动范围
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运动半径
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R2（从P点到J1）
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1537 mm
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R3（P点盲区）
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356 mm
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运动角度
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J1
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±180 deg
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J2
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-105，+175 deg
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J3
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-235，+85 deg
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J4
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±180 deg
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J5
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-40, +220 deg
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J6
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±360 deg
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运动速度
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末端合成速度
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>8000 mm/s
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J1
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140 deg/s
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J2
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180 deg/s
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J3
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225 deg/s
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J4
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450 deg/s
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J5
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450 deg/s
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J6
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545 deg/s
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关节分辨率
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J1
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2048000 pulse /r
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J2
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1638400 pulse /r
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J3
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1310720 pulse /r
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J4
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655360 pulse /r
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J5
|
655360 pulse /r
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J6
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540672 pulse /r
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运动重复精度
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X/Y/Z
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±0.08 mm
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最大许用负载惯量
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J4
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0.3 kg*m2
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J5
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0.3 kg*m2
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J6
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0.2 kg*m2
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最大负载
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6 kg
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重量
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140 kg
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CPAC控制器
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控制轴数
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供8轴伺服/步进控制, 机器人控制系统：
采用高性能基于DSP和FPGA技术八轴开放式运动控制和PLC一体式控制器；投标厂家需拥有核心技术自主知识产权。一体化标准多轴开放式电控柜；基于IEC 61131－3 标准的实时控制CPAC平台，具有在Windows 平台上运行的软PLC功能，集成在PLC 编程系统中的可视化功能，将运动控制和PLC 合二而一，自动化网络控制的远程数据接口，充分满足学生实训的各方面要求，方便柔性集成扩展和实训开设。
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CPU
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X86架构CPU板，赛扬1.6GCPU，提供USB2.0、10M/100M以太网、键盘、鼠标、VGA、CF卡标准接口
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实验内容
n 机器人的认识
实验内容：了解机器人的机构组成、工作原理；
了解GRB系列教学机器人的性能指标；
熟悉机器人的基本功能及示教运动过程。
实验内容：了解机器人的机构组成、工作原理；
了解GRB系列教学机器人的性能指标；
熟悉机器人的基本功能及示教运动过程。
n 机器人机械系统
实验内容：了解机器人机械系统的组成；
了解机器人机械系统各部分的原理及作用；
掌握机器人单轴运动的方法。
实验内容：了解机器人机械系统的组成；
了解机器人机械系统各部分的原理及作用；
掌握机器人单轴运动的方法。
n 机器人控制系统
实验内容：了解机器人控制系统的组成；
了解机器人控制系统各部分的原理及作用。
实验内容：了解机器人控制系统的组成；
了解机器人控制系统各部分的原理及作用。
n 机器人示教编程与再现控制
实验内容：了解机器人示教与再现的原理；
掌握机器人示教和再现过程的操作方法。
实验内容：了解机器人示教与再现的原理；
掌握机器人示教和再现过程的操作方法。
n 机器人坐标系的建立
实验内容：了解机器人建立坐标系的意义；
了解机器人坐标系的类型；
掌握用D-H方法建立机器人坐标系的步骤。
实验内容：了解机器人建立坐标系的意义；
了解机器人坐标系的类型；
掌握用D-H方法建立机器人坐标系的步骤。
n 机器人正运动学分析
实验内容：了解齐次变换矩阵的概念；
掌握机器人笛卡尔坐标系建立的过程；
掌握运用齐次变换矩阵求解机器人正运动学的方法。
实验内容：了解齐次变换矩阵的概念；
掌握机器人笛卡尔坐标系建立的过程；
掌握运用齐次变换矩阵求解机器人正运动学的方法。
n 机器人逆运动学分析
实验内容：了解齐次变换矩阵的概念；
了解机器人工作空间的概念；
掌握机器人笛卡尔坐标系建立的过程；
掌握运用齐次变换矩阵求解机器人逆运动学的方法。
实验内容：了解齐次变换矩阵的概念；
了解机器人工作空间的概念；
掌握机器人笛卡尔坐标系建立的过程；
掌握运用齐次变换矩阵求解机器人逆运动学的方法。
n 机器人关节运动轨迹规划
实验内容：理解机器人关节坐标运动的概念；
了解机器人关节坐标运动时的轨迹规划方法；
了解基于运动控制器的机器人关节运动的梯形和S形速度曲线的规划过程；
理解机器人相对运动位置模式和绝对运动位置模式的概念。
实验内容：理解机器人关节坐标运动的概念；
了解机器人关节坐标运动时的轨迹规划方法；
了解基于运动控制器的机器人关节运动的梯形和S形速度曲线的规划过程；
理解机器人相对运动位置模式和绝对运动位置模式的概念。
n 机器人PTP(点到点)运动轨迹控制
实验内容：理解机器人PTP(点到点)运动的概念；
了解机器人PTP(点到点)运动的控制方法；
了解机器人实现PTP运动的过程。
实验内容：理解机器人PTP(点到点)运动的概念；
了解机器人PTP(点到点)运动的控制方法；
了解机器人实现PTP运动的过程。
n 机器人的搬运装配实验
实验内容：了解机器人完成搬运作业的过程；
掌握机器人示教作业的方法。
实验内容：了解机器人完成搬运作业的过程；
掌握机器人示教作业的方法。
注：上述实验根据选择的教学机器人的型号不同有所取舍，具体实验内容和步骤参见相应的《机器人实验参考书》
创新性和挑战性
Ø 机器人力矩控制方式研究；
Ø 基于智能控制平台开发各种应用软件轨迹规划算法；
Ø 利用平台提供的视觉接口，挑战视觉伺服系统的研究和开发；
Ø 挑战机器人远程监控和多机器人协调工作等研究项目。
