定制機器人工作站系列-UR雙臂協作機器人解決方案-產品參數及詳情介紹-庫崎智能

UR雙臂協作機器人解決方案

UR雙臂機器人的兩個手臂，既可以單獨運行，也可以協同工作。從技術特點來說，優傲雙臂機器人是由UR3/UR3e、UR5/UR5e、UR10/UR10e、UR16e任意兩款或者同一款的兩臺機械臂組成，用戶可以根據實際生產需要選擇不同的機械臂進行搭配。同時，雙臂協作應用支持任意角度安裝，可以滿足不同空間和負載的需求，具有非常高的靈活性；結合URCap 雙臂插件和標定軟件即可實現雙臂共享坐標系，協同操作。一個工作站讓用戶有了多種選擇，提高了設備利用率，可以最大程度實現柔性生產。

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產品簡述

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

優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組成。例如兩臺UR3、一臺UR3與一臺UR5。通過運行雙臂標定算法，統一兩臺機器人的坐標系（統一坐標系的優點在標定部分有介紹）；安裝DualArm URCap，添加同步指令，方便協同操作。

圖1 UR雙臂機器人參考布置圖

備注：優傲機器人支持各種姿態安裝，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，可根據不同需求進行合理搭配，詳細信息可咨詢我公司銷售或技術人員。

序號	品牌	型號	數量	備注
1	優傲機器人	UR5機器人	2	機器人系統版本號要求Version 3.2.x.x及后續版本
2	工業級交換機或者路由器	至少3個網口	1	IP防護等級根據具體的應用需求定
3	Cat7類屏蔽網線		3
4	24V信號線		5
5	法蘭鏈接件	機加工	1	固定兩臺機器人的法蘭（標定用），無需標定則不需要

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行，相關部分請參考對應UR機器人的安裝指南。

3、Emergency信號線連接與配置
雙臂機器人作為一個整體，緊急停止（急停）信號需要共享，即觸發任意一個急停信號，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，則進行如下第a-d步。
a）兩臺UR機器人急停信號線連接，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。

雙臂協作機器人

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，因此需要采用多聯開關（兩臺UR機器人需4聯開關）同時連接兩臺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進行配置，圖6。

圖6 如圖2連線急停信號的配置

如進行了Safeguard stop的連接，那么復位的操作可以通過配置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、網絡連接與配置
兩臺UR5機器人協同通訊通過Modbus-TCP通訊實現，因此需要將兩臺控制器通過網絡信號線鏈接起來。考慮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網口，兩臺UR5機器人設置在同一個網段，連接圖如圖8。

圖8 網絡連接圖

5、雙臂標定
雙臂標定流程是連接兩臺UR機器人的法蘭，通過一臺拖動另外一臺機器人到不同姿態，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（雖然標定軟件會自動讓負載更大的機器人拖動負載小的，但是力臂太長可能還是無法拖動），法蘭之間連接穩固即可（圖9為一種參考設計）。

圖9 連接法蘭設計參考

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

圖10 定義共享坐標系（平面特征）

3）啟動 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，點擊Validate setup 按鈕，如果顯示成功，那么即可進入第二個選項頁 Tecah。

圖11 啟動標定程序

4）標定位置示教。點擊Start即可激活兩臺UR機器人的Freedrive模式，通過手動拖拽的方式示教UR機器人位置，記錄點擊Push in，取消最新的記錄點則點擊Pop up。理論上示教的點位越多越好，考慮到實際的可操作性，一般在20-40個點之間。點位記錄完成點擊Stop以關閉Freedrive模式。如果需要重新開始示教，重復步驟4即可。

圖12 標定點示教

5）開始標定，點擊Start即可氣動標定，標定軟件會根據UR機器人的型號自動選擇由負載較大的機器人拖動較小的機器人，同型號機器人則是主機器人拖動從機器人。一個好的經驗是將主動的機器人負載設置為3kg，中心50mm，以保證機器人能拖動另一臺機器人。標定結果會顯示在Log框中，當Trans和Rot殘差較小時，即可接受結果，并且更新到控制器。此時從機器人中將新增加一個比步驟3中安裝設置文件名多一個_DualArmCalibration的后綴的設置文件，加載即可看到DualArmPlane平面特征。