定制机器人工作站系列-UR双臂协作机器人解决方案-产品参数及详情介绍-库崎智能

UR双臂协作机器人解决方案

UR双臂机器人的两个手臂，既可以单独运行，也可以协同工作。从技术特点来说，优傲双臂机器人是由UR3/UR3e、UR5/UR5e、UR10/UR10e、UR16e任意两款或者同一款的两台机械臂组成，用户可以根据实际生产需要选择不同的机械臂进行搭配。同时，双臂协作应用支持任意角度安装，可以满足不同空间和负载的需求，具有非常高的灵活性；结合URCap 双臂插件和标定软件即可实现双臂共享坐标系，协同操作。一个工作站让用户有了多种选择，提高了设备利用率，可以最大程度实现柔性生产。

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产品简述

本方案的目的是通过详细描述优傲机器人双臂方案的软硬件配置，快速设计和实现优傲机器人双臂解决方案。

优傲双臂机器人方案可以根据具体的需求由UR3/UR3e、UR5/UR5e、UR10/UR10e、UR16e任意两款或者同一款的两台采用不同的安装姿态组成。例如两台UR3、一台UR3与一台UR5。通过运行双臂标定算法，统一两台机器人的坐标系（统一坐标系的优点在标定部分有介绍）；安装DualArm URCap，添加同步指令，方便协同操作。

图1 UR双臂机器人参考布置图

备注：优傲机器人支持各种姿态安装，上图仅供参考，可根据具体需求配置。

1、本方案硬件设备列表：

本方案资源扩展性强，可根据不同需求进行合理搭配，详细信息可咨询我公司销售或技术人员。

序号	品牌	型号	数量	备注
1	优傲机器人	UR5机器人	2	机器人系统版本号要求Version 3.2.x.x及后续版本
2	工业级交换机或者路由器	至少3个网口	1	IP防护等级根据具体的应用需求定
3	Cat7类屏蔽网线		3
4	24V信号线		5
5	法兰链接件	机加工	1	固定两台机器人的法兰（标定用），无需标定则不需要

2、机械安装
两台机器人的机械安装分别按照单台UR机器人的安装标准进行，相关部分请参考对应UR机器人的安装指南。

3、Emergency信号线连接与配置
双臂机器人作为一个整体，紧急停止（急停）信号需要共享，即触发任意一个急停信号，另外一台机器人有需停止。若应用中只有双臂UR机器人则只需进行如下a,c,d步，若还有外围设备（如安全PLC）或者急停按钮需要连接，则进行如下第a-d步。
a）两台UR机器人急停信号线连接，图2。

图2 A、B为UR机器人

b）与外围设备或外部急停按钮的连接，图3。

图3 A位主UR机器人，B为外部设备（CI等效为外部设备急停输入信号，CO等效为外部设备急停输出信号。

双臂协作机器人

图4 主UR机器人与外部急停按钮连接

c）在一些应用中需要使用Safeguard stop，与急停不同，UR机器人不提供Safeguard stop的数字输出信号，因此需要采用多联开关（两台UR机器人需4联开关）同时连接两台UR机器人，图5为单台UR机器人的Safeguard stop 连接图。

图5 单台UR机器人Safeguard stop连接与复位

d）急停信号连接好后需要在示教器上安装设置中对Configurable IO进行配置，图6。

图6 如图2连线急停信号的配置

如进行了Safeguard stop的连接，那么复位的操作可以通过配置Configurable IO为Safeguard reset 完成，图7。

图7 如图5中 Safeguard stop连接对应的Configurable IO配置

4、网络连接与配置
两台UR5机器人协同通讯通过Modbus-TCP通讯实现，因此需要将两台控制器通过网络信号线链接起来。考虑到调试方便或者与外围设备的通讯需求，交换机或路由器至少有三个网口，两台UR5机器人设置在同一个网段，连接图如图8。

图8 网络连接图

5、双臂标定
双臂标定流程是连接两台UR机器人的法兰，通过一台拖动另外一台机器人到不同姿态，解算出从机器人基坐标在主机器人基座标下的位姿以及从机器人TCP坐标系在主机器人TCP坐标系下的位姿。两台机器人法兰的连接不限定具体的形式，但是需尽量保证其相互作用力的力臂较短（虽然标定软件会自动让负载更大的机器人拖动负载小的，但是力臂太长可能还是无法拖动），法兰之间连接稳固即可（图9为一种参考设计）。

图9 连接法兰设计参考

1）使用法兰连接固定两个法兰；
2）利用一台机器人平面特征（共享坐标系）；首先定义针尖TCP，然后通过针尖TCP，定义平面特征，如图10。

图10 定义共享坐标系（平面特征）

3）启动 DualArmCalibration.exe程序，其中Master就是步骤2中定义共享坐标系的主机器人，其安装设置文件是包含有这个坐标系的文件；Slave的安装设置文件则是从机器人标定结束后以此为基础添加 DualArm_Plane平面特征的文件；设置完成之后，点击Validate setup 按钮，如果显示成功，那么即可进入第二个选项页 Tecah。

图11 启动标定程序

4）标定位置示教。点击Start即可激活两台UR机器人的Freedrive模式，通过手动拖拽的方式示教UR机器人位置，记录点击Push in，取消最新的记录点则点击Pop up。理论上示教的点位越多越好，考虑到实际的可操作性，一般在20-40个点之间。点位记录完成点击Stop以关闭Freedrive模式。如果需要重新开始示教，重复步骤4即可。

图12 标定点示教

5）开始标定，点击Start即可气动标定，标定软件会根据UR机器人的型号自动选择由负载较大的机器人拖动较小的机器人，同型号机器人则是主机器人拖动从机器人。一个好的经验是将主动的机器人负载设置为3kg，中心50mm，以保证机器人能拖动另一台机器人。标定结果会显示在Log框中，当Trans和Rot残差较小时，即可接受结果，并且更新到控制器。此时从机器人中将新增加一个比步骤3中安装设置文件名多一个_DualArmCalibration的后缀的设置文件，加载即可看到DualArmPlane平面特征。