工業(yè)機器人操作與編程（ABB）全套可編輯PPT課件

目錄項目一工業(yè)機器人基礎操作A項目二工業(yè)機器人RAPID編程指令及程序編寫B(tài)項目三工業(yè)機器人的I/O通信C項目四工業(yè)機器人程序數(shù)據(jù)的設定D項目五工業(yè)機器人典型工作單元的應用E項目一工業(yè)機器人基礎操作任務1工業(yè)機器人本體與控制器硬件接口組件的連接01任務2認識工業(yè)機器人示教器02任務3工業(yè)機器人的手動操縱03任務4工業(yè)機器人轉數(shù)計數(shù)器的更新操作04任務5工業(yè)機器人工具坐標系的標定054任務6工業(yè)機器人工件坐標系的標定06任務1

工業(yè)機器人本體與控制器硬件接口組件的連接51.能敘述工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構和構成方案。2.能敘述工業(yè)機器人控制器的組成和特點。3.能敘述工業(yè)機器人控制器的基本功能和分類。4.能敘述工業(yè)機器人控制器的工作過程。5.能正確認識工業(yè)機器人控制器。6.能正確連接工業(yè)機器人本體與控制器硬件接口組件。學習目標6工業(yè)機器人控制器是根據(jù)工業(yè)機器人作業(yè)指令程序以及傳感器反饋回來的信號，支配操作機完成規(guī)定運動和功能的裝置。它是工業(yè)機器人的核心部分，類似于人的大腦，通過各種控制電路中硬件和軟件的結合來控制工業(yè)機器人，并協(xié)調(diào)工業(yè)機器人與周邊設備的關系。本任務要求通過學習，了解工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構和構成方案，熟悉工業(yè)機器人控制器的組成和特點，了解工業(yè)機器人控制器的基本功能和分類，掌握工業(yè)機器人控制器具體的工作過程，并能按照安全操作規(guī)程，完成工業(yè)機器人本體與控制器硬件接口組件的連接。工作任務7一、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)1.?工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構一個典型的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)主要由上位計算機、運動控制器、驅(qū)動器、電動機、執(zhí)行機構和反饋裝置構成，如圖所示。8相關知識工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構2.?工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的構成方案工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的構成方案一般有3種：基于PLC的運動控制、基于PC和運動控制卡的運動控制和純PC控制。（1）基于PLC的運動控制PLC進行運動控制有兩種方式，具體如下。91）使用PLC的特定輸出端口輸出脈沖驅(qū)動電動機，同時使用高速脈沖輸入端口實現(xiàn)電動機的閉環(huán)位置控制，如圖所示。2）使用PLC外部擴展的位置模塊進行電動機的閉環(huán)位置控制。10使用PLC的特定輸出端口和高速脈沖輸入端口實現(xiàn)電動機的閉環(huán)位置控制（2）基于PC和運動控制卡的運動控制基于PC和運動控制卡的運動控制如圖所示。

運動控制器以運動控制卡為主，工控PC只提供插補運算和運動指令。運動控制卡完成速度控制和位置

控制。11基于PC和運動控制卡的運動控制（3）純PC控制如圖所示為純PC控制的全軟件形式工業(yè)機器人系統(tǒng)。在高性能工業(yè)PC和嵌入式PC（配備專為工業(yè)應用而開發(fā)的主板）的硬件平臺上，可通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)PLC和運動控制等功能，實現(xiàn)工業(yè)機器人需要的邏輯控制和運動控制。12純PC控制的全軟件形式工業(yè)機器人系統(tǒng)通過高速的工業(yè)總線進行PC與驅(qū)動器的實時通信，能顯著地提高工業(yè)機器人的生產(chǎn)效率和靈活性，但同時也大大提高了開發(fā)難度，延長了開發(fā)周期。由于其結構的先進性，現(xiàn)在大部分工業(yè)機器人都采用這種控制方式。隨著芯片集成技術和計算機總線技術的發(fā)展，專用運動控制芯片和運動控制卡越來越多地作為工業(yè)機器人的運動控制器。13運動控制器都從主機接受控制命令，從位置傳感器接受位置信息，向伺服電動機功率驅(qū)動電路輸出運動命令。對于伺服電動機閉環(huán)位置控制系統(tǒng)來說，運動控制器的作用和位置環(huán)類似，因此，該運動控制器可稱為數(shù)字伺服運動控制器，適用于包括工業(yè)機器人和數(shù)控機床在內(nèi)的一切交、直流和步進電動機伺服控制系統(tǒng)。專用運動控制器的使用使原來由主機完成的大部分計算工作改由運動控制器內(nèi)的芯片來完成，使控制系統(tǒng)的硬件設計更簡單，與主機之間的數(shù)據(jù)通信量減少，解決了通信中的瓶頸問題，提高了系統(tǒng)效率。14二、工業(yè)機器人控制器的組成和特點六軸工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成如圖所示。15六軸工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成163其中核心部件是控制器，它將下圖中的上位計算機、運動控制器和驅(qū)動器等集成在同一箱體內(nèi)。16工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本結構1.?工業(yè)機器人控制器的組成按功能的不同，控制器主要分為6個部分：主控制模塊、運動控制模塊、驅(qū)動模塊、通信模塊、電源模塊和輔助單元。以ABB公司?IRC5標準型控制器為例，如圖所示，說明其組成部分及功能。17ABB公司?IRC5標準型控制器

（1）主控制模塊主控制模塊包括微處理器及其外圍電路、存儲器、控制電路、I/O接口、以太網(wǎng)接口等，如圖所示。18主控制模塊（2）運動控制模塊運動控制模塊又稱軸控制模塊，如圖所示，主要負責主控制模塊和伺服反饋的數(shù)據(jù)處理，將處理后的數(shù)據(jù)傳送給驅(qū)動模塊，控制工業(yè)機器人關節(jié)動作。運動控制模塊是驅(qū)動模塊的“大腦”。19運動控制模塊（3）驅(qū)動模塊驅(qū)動模塊主要指伺服驅(qū)動板，如圖所示，它控制6個關節(jié)伺服電動機，接收來自運動控制模塊的控制指令，以驅(qū)動伺服電動機，實現(xiàn)工業(yè)機器人各關節(jié)的動作。20驅(qū)動模塊（4）通信模塊通信模塊的主要部分是I/O單元，如圖所示。它的作用是完成模塊之間的信息交流或指令控制，如主控制模塊與運動控制模塊、運動控制模塊與驅(qū)動模塊、主控制模塊與示教器、驅(qū)動模塊與伺服電動機之間的數(shù)據(jù)傳輸與交換等。21通信模塊（5）電源模塊電源模塊主要包括系統(tǒng)供電單元和電源分配單元兩部分，如圖所示，其主要作用是將220?V交流電壓轉換成系統(tǒng)所需要的合適電壓，并分配給各個模塊。22電源模塊a）系統(tǒng)供電單元b）電源分配單元（6）輔助單元輔助單元是指除了以上5個模塊之外的輔助裝置，包括散熱風扇和熱交換器、存儲電能的超大電容器、起安全保護的安全面板、操作控制面板等，如圖所示。23輔助單元a）電容器b）安全面板2.?工業(yè)機器人控制器的特點（1）ABB公司的IRC5緊湊型控制器IRC5緊湊型控制器是ABB公司推出的第二代緊湊型控制器，其外形如圖所示。其主要性能參數(shù)見下表。24IRC5緊湊型控制器外形25IRC5緊湊型控制器主要性能參數(shù)作為IRC5控制器家族的一員，第二代IRC5C控制器將同系列常規(guī)控制器的絕大部分功能與優(yōu)勢集于僅310?mm×449?mm×442?mm（高

×

寬

×

深）的空間內(nèi)。IRC5C控制器比常規(guī)尺寸的IRC5要小87%，更容易集成，更節(jié)省空間，通用性也更強，同時幾乎不影響系統(tǒng)的性能。IRC5C控制器的操作面板采用精簡設計，完成了電纜接口的改良，以增強使用的便利性和操作的直觀性。26（2）KUKA公司的KRC4控制器KRC4控制器外形如圖所示，其主要性能參數(shù)見下表。27KRC4控制器外形28KRC4控制器主要性能參數(shù)KRC4是KUKA公司開發(fā)的一個全新的、結構清晰且注重使用開放、高效數(shù)據(jù)標準的系統(tǒng)架構，這個架構中集成的安全控制、工業(yè)機器人控制、運動控制、邏輯控制均擁有相同的數(shù)據(jù)基礎和基礎設施，并可以對其進行智能化使用和分享。KRC4通過中央基礎服務系統(tǒng)實現(xiàn)了最大化的數(shù)據(jù)一致性。KRC4還配備了一體化的集成存儲卡，確保了關鍵數(shù)據(jù)的安全存儲和系統(tǒng)的靈活性；支持多核處理器的設計，使得KRC4在性能上具備了強大的擴展性，能夠滿足未來不斷變化的技術需求。29（3）FANUC公司的R-30iB?Mate標準型控制器R-30iB?Mate標準型控制器外形如圖所示，其主要性能參數(shù)見下表。30R-30iB?Mate標準型控制器外形31R-30iBMate標準型控制器主要性能參數(shù)R-30iB?Mate標準型控制器是集成了FANUC公司各種先進技術的新一代控制器，具有性能高、響應快、安全性好等特點。作為集成了視覺功能的工業(yè)機器人控制器，它大幅度降低了實現(xiàn)柔性生產(chǎn)所需的周邊設備的成本。此外，基于FANUC公司自身軟件平臺研發(fā)的各種功能強大的點焊、涂膠、搬運等專用軟件，在使工業(yè)機器人的操作變得更加簡單的同時，也使系統(tǒng)具有免疫計算機病毒的能力。32（4）YASKAWA公司的DX200控制器DX200控制器外形如圖所示，其主要性能參數(shù)見下表。33DX200控制器外形34DX200控制器主要性能參數(shù)DX200控制器是YASKAWA公司研發(fā)的工業(yè)機器人控制器。它比原來的DX100控制器擁有更加完善的“身材”，其變壓器模塊可配置于底板，且通過可堆疊的低地臺基板實現(xiàn)設置空間的最小化。由于其可在比工業(yè)機器人動作范圍小的區(qū)域內(nèi)設置安全圍欄，大大地節(jié)省了設備空間；附加安裝擴展箱后，最多可控制72軸（8臺工業(yè)機器人）；能夠監(jiān)控工業(yè)機器人工具的位置，將動作限定在設定范圍內(nèi)；通過雙CPU構成的功能安全模塊進行位置監(jiān)控，提高安全性；離線編程軟件MotoSim可用于模擬生產(chǎn)工作站，為工業(yè)機器人設定最佳位置，還可執(zhí)行離線編程，避免發(fā)生代價高昂的生產(chǎn)中斷或延誤。35三、工業(yè)機器人控制器的基本功能（1）記憶功能：存儲作業(yè)順序、運動路徑、運動方式、運動速度和與生產(chǎn)工藝有關的信息。（2）示教功能：在線示教與離線編程。（3）與外圍設備聯(lián)系功能：如通過輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡接口、同步接口與外圍設備進行聯(lián)系。（4）坐標設置功能：具備關節(jié)、基、工具、用戶自定義4種坐標系。36（5）人機交互：如示教器、操作面板、顯示屏、觸摸屏等。（6）傳感器接口：如位置檢測、視覺、觸覺、力覺等接口。（7）位置伺服功能：如工業(yè)機器人多軸聯(lián)動、運動控制、速度和加速度控制、動態(tài)補償?shù)?。?）故障診斷與安全保護功能：運行時系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視，故障狀態(tài)下的安全保護和故障自診斷。37四、工業(yè)機器人控制器的分類1.?按控制系統(tǒng)的開放程度分類根據(jù)控制系統(tǒng)的開放程度，工業(yè)機器人控制器分為封閉型、開放型和混合型3種類型，目前使用較多的是封閉型系統(tǒng)（如日系工業(yè)機器人）和混合型系統(tǒng)（如歐系工業(yè)機器人）。382.?按控制方式分類按控制方式的不同，工業(yè)機器人控制器可分為兩類：集中式控制器和分布式控制器。（1）集中式控制器集中式控制器利用一臺微型計算機實現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能，早期工業(yè)機器人常采用這種結構，其結構框圖如圖所示。3940集中式控制器結構框圖a）使用單獨的運動接口卡驅(qū)動單個工業(yè)機器人關節(jié)

41集中式控制器結構框圖b）使用多軸運動控制卡驅(qū)動多個工業(yè)機器人關節(jié)（2）分布式控制器分布式控制器的主要思想是“分散控制，集中管理”，即系統(tǒng)對其總體目標和任務可以進行綜合協(xié)調(diào)和分配，并通過子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作來完成控制任務，整個系統(tǒng)在功能、邏輯和物理等方面都是分散的。子系統(tǒng)是由控制器和不同被控對象或設備構成的，各個子系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡等進行相互通信。分布式控制結構提供了一個開放、實時、精確的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)。分布式控制器結構框圖如圖所示。4243分布式控制器結構框圖五、工業(yè)機器人控制器的工作過程這里以下圖為例，說明工業(yè)機器人控制器具體的工作過程。44六軸工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成主控制模塊接收到操作人員從示教器輸入的作業(yè)指令后，先解析指令，確定末端執(zhí)行器的運動參數(shù)，然后進行運動學、動力學和插補運算，最后得出工業(yè)機器人各個關節(jié)的協(xié)調(diào)運動參數(shù)。這些運動參數(shù)經(jīng)過主控制模塊輸出到運動控制模塊，作為驅(qū)動模塊的給定信號。驅(qū)動模塊中的伺服驅(qū)動器將此信號經(jīng)D/A轉換后，驅(qū)動各個關節(jié)伺服電動機按一定的要求轉動，從而使各關節(jié)協(xié)調(diào)運動。同時，內(nèi)部傳感器將各個關節(jié)的運動輸出信號反饋給運動控制模塊，形成局部閉環(huán)控制，使工業(yè)機器人末端執(zhí)行器按作業(yè)任務要求在空間中實現(xiàn)精確運動。而此時的外部傳感器將工業(yè)機器人外界環(huán)境參數(shù)變化反饋給主控制模塊，形成全局閉環(huán)控制，使工業(yè)機器人按規(guī)定的要求完成作業(yè)任務。45在控制過程中，操作人員可以直接監(jiān)視工業(yè)機器人的運動狀態(tài)，也可以從示教器、顯示屏等輸出裝置上得到工業(yè)機器人的有關運動信息。此時，控制器中主控制模塊完成人機對話、數(shù)學運算、通信和數(shù)據(jù)存儲；運動控制模塊完成伺服控制；內(nèi)部傳感器完成自身關節(jié)運動狀態(tài)的檢測；外部傳感器完成外界環(huán)境參數(shù)變化的檢測。46任務2

認識工業(yè)機器人示教器471.?能敘述示教器的基本組成、手持方式和工作過程。2.?能敘述示教器的基本功能。3.?能敘述示教再現(xiàn)的特點。4.?能正確認識示教器。5.?能運用示教器完成工業(yè)機器人的開/關機操作。6.?能運用示教器完成工業(yè)機器人系統(tǒng)日期與時間的設定。7.?能運用示教器完成工業(yè)機器人系統(tǒng)狀態(tài)信息與事件日志的查看。8.?能運用示教器完成工業(yè)機器人系統(tǒng)的備份與恢復。學習目標48示教器是工業(yè)機器人的重要組成部分之一，是工業(yè)機器人的人機交互接口。工業(yè)機器人的絕大部分操作均可通過示教器來完成，如點動工業(yè)機器人，編寫、測試和運行工業(yè)機器人程序，設定、查閱工業(yè)機器人狀態(tài)和位置等。它擁有獨立的CPU及存儲單元，與控制計算機之間以TCP/IP等通信方式實現(xiàn)信息交互。工作任務49本任務要求通過學習，了解工業(yè)機器人示教器的基本組成、手持方式、工作過程和示教再現(xiàn)的特點，熟悉工業(yè)機器人示教器的基本功能，并能按照工業(yè)機器人安全操作規(guī)程，運用示教器進行工業(yè)機器人的開/關機操作，以及系統(tǒng)日期與時間的設定、系統(tǒng)狀態(tài)信息與事件日志的查看、系統(tǒng)的備份與恢復。50一、示教器的基本組成工業(yè)機器人示教器是一種手持式操作員裝置，用于執(zhí)行與操作工業(yè)機器人系統(tǒng)有關的許多任務，如編寫程序、運行程序、修改程序、手動操縱、參數(shù)配置、監(jiān)控工業(yè)機器人狀態(tài)等。示教器包括連接器、使能按鈕、觸摸屏、觸摸筆、急停按鈕、USB接口、操縱桿和重置按鈕等。示教器結構示意圖如圖所示，各主要部件的功能說明見下表。51相關知識52示教器結構示意圖53

示教器各主要部件的功能說明示教器的按鍵如圖所示，其功能說明見下表。54示教器的按鍵55示教器按鍵的功能說明二、示教器的手持方式示教器的手持方式如圖所示。一般用左手手持設備，4指穿過張緊帶，指頭觸摸使能按鈕，掌心與拇指握緊示教器。56示教器的手持方式三、示教器的工作過程在工業(yè)機器人控制系統(tǒng)中，示教器的工作過程如圖所示。57示教器的工作過程工業(yè)機器人的絕大部分操作都可以由示教器來實現(xiàn)。實際操作時，當用戶按下示教器上的按鍵時，示教器通過電纜向主控計算機發(fā)出相應的指令代碼（S0），此時，主控計算機上負責串口通信的通信模塊接收指令代碼，然后由指令解釋模塊分析判斷該指令代碼（S1），并進一步向相關模塊發(fā)送與指令代碼相應的消息（S2），以驅(qū)動有關模塊完成該指令代碼要求的具體功能（S3）。同時，為讓操作用戶時刻掌握工業(yè)機器人的運動位置和各種狀態(tài)信息，主控計算機的相關模塊將狀態(tài)信息（S4）經(jīng)串口通信模塊發(fā)送給示教器（S5），在液晶顯示屏上顯示，從而與用戶溝通，完成數(shù)據(jù)的交換功能。因此，示教器實質(zhì)上就是一個專用的智能終端。58四、示教器的基本功能工業(yè)機器人的所有在線操作和自動運行基本都是通過示教器來完成的，示教器的基本功能見下表。59示教器的基本功能五、示教再現(xiàn)工業(yè)機器人中應用較廣泛的是第一代工業(yè)機器人，它的基本工作原理是示教再現(xiàn)，如圖所示。而示教器的主要作用就是實現(xiàn)工業(yè)機器人的示教再現(xiàn)操作。60工業(yè)機器人的示教再現(xiàn)1.?示教示教也稱引導，即由操作者直接或間接引導工業(yè)機器人，逐步按實際要求操作一遍，工業(yè)機器人在示教過程中自動記憶示教的每個動作的位置、姿態(tài)、運動參數(shù)等，并自動生成一個連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序，存儲在工業(yè)機器人控制裝置內(nèi)。61（1）在線示教在線示教是工業(yè)機器人目前普遍采用的示教方式，如圖所示。62工業(yè)機器人在線示教采用在線示教進行工業(yè)機器人作業(yè)任務編制具有如下特點。1）工業(yè)機器人的重復定位精度較高，降低了系統(tǒng)誤差對工業(yè)機器人運動絕對精度的影響，這也是目前工業(yè)機器人普遍采用這種示教方式的主要原因。2）在線示教要求操作者具有相當?shù)膶I(yè)知識和熟練的操作技能，并需要現(xiàn)場近距離示教操作，因而具有一定的危險性，安全性較差。對工作在有毒粉塵、輻射等環(huán)境中的工業(yè)機器人，這種編程方式對操作者的健康有害。633）示教過程煩瑣、費時，需要根據(jù)作業(yè)任務反復調(diào)整末端執(zhí)行器的位姿，占用了工業(yè)機器人大量的工作時間，時效性較差。4）工業(yè)機器人在線示教的精度完全靠操作者的經(jīng)驗決定，對于復雜運動軌跡難以取得令人滿意的示教效果。5）出于安全考慮，工業(yè)機器人示教時要斷開其與外圍設備的聯(lián)系，這對那些需要根據(jù)外部信息進行實時決策的應用就顯得無能為力。6）在柔性制造系統(tǒng)中，這種編程方式無法與CAD數(shù)據(jù)庫相連接，這對工廠實現(xiàn)CAD/CAM/Robotics一體化有一定困難。64（2）人工牽引示教人工牽引示教又稱直接示教或手把手示教，用于早期的工業(yè)機器人作業(yè)編程系統(tǒng)。即由操作人員牽引裝有力矩傳感器的工業(yè)機器人末端執(zhí)行器對工件實施作業(yè)，工業(yè)機器人實時記錄整個示教軌跡與工藝參數(shù)，然后根據(jù)這些在線參數(shù)就能準確再現(xiàn)整個作業(yè)過程。652.?再現(xiàn)整個在線示教過程完成后，通過選擇示教器上的再現(xiàn)/自動控制模式，給工業(yè)機器人一個啟動命令，工業(yè)機器人控制器就會從存儲器中逐點取出各示教點空間位姿坐標值，通過對其進行插補運算，生成相應的路徑規(guī)劃，然后把各插補點的位姿坐標值通過運動學邏輯運算轉換成關節(jié)角度值，分送給工業(yè)機器人各關節(jié)或關節(jié)控制器，使工業(yè)機器人在一定精度范圍內(nèi)按照程序完成示教的動作和賦予的作業(yè)內(nèi)容，實現(xiàn)再現(xiàn)（自動運行）過程。66任務3

工業(yè)機器人的手動操縱671.?能敘述工業(yè)機器人坐標系的種類。2.?能敘述工業(yè)機器人單軸運動的特點。3.?能在示教器中通過操縱桿進行工業(yè)機器人單軸運動操作。4.?能敘述工業(yè)機器人線性運動的特點。5.?能在示教器中通過操縱桿進行工業(yè)機器人線性運動操作。6.?能敘述工業(yè)機器人重定位運動的特點。7.?能在示教器中通過操縱桿進行工業(yè)機器人重定位運動操作。學習目標68手動操縱工業(yè)機器人運動一共有3種模式：關節(jié)運動（單軸運動）、線性運動和重定位運動。本任務要求通過學習，辨識工業(yè)機器人的單軸運動、線性運動和重定位運動，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進行工業(yè)機器人的關節(jié)運動（單軸運動）、線性運動和重定位運動操作。工作任務69一、工業(yè)機器人坐標系的種類工業(yè)機器人的運動實質(zhì)是根據(jù)不同作業(yè)內(nèi)容、軌跡等的要求，在各種坐標系下的運動。也就是說，對工業(yè)機器人進行示教或手動操作時，其運動方式是在不同的坐標系下進行的。目前，在大部分工業(yè)機器人系統(tǒng)中，均可使用關節(jié)坐標系、直角坐標系、工具坐標系和用戶坐標系，工具坐標系和用戶坐標系同屬于直角坐標系范疇。70相關知識1.?關節(jié)坐標系在關節(jié)坐標系下，工業(yè)機器人各軸均可實現(xiàn)單獨正向或反向的運動。對于大范圍運動，且不要求TCP姿態(tài)的，可以選擇關節(jié)坐標系。工業(yè)機器人本體運動軸定義（以主要生產(chǎn)商家的產(chǎn)品為例）見下表。7172工業(yè)機器人本體運動軸定義（以主要生產(chǎn)商家的產(chǎn)品為例）73工業(yè)機器人本體運動軸定義（以主要生產(chǎn)商家的產(chǎn)品為例）2.?直角坐標系直角坐標系（世界坐標系、大地坐標系）是工業(yè)機器人示教與編程時經(jīng)常使用的坐標系之一。直角坐標系的原點定義在工業(yè)機器人安裝面與第一轉軸的交點處，X

軸向前，Z

軸向上，Y

軸按右手定則確定，如圖所示。在直角坐標系中，不管工業(yè)機器人處于什么位置，TCP均可沿設定的

X

軸、Y

軸、Z軸平行移動。工業(yè)機器人在直角坐標系下各軸的動作情況可參照下表。74直角坐標系原點75工業(yè)機器人在直角坐標系下各軸的動作情況3.?工具坐標系工具坐標系的原點定義在TCP，并且假定工具的有效方向為

X

軸（有些工業(yè)機器人廠商將工具的有效方向定義為Z

軸），而

Y

軸、Z

軸由右手定則確定，如圖所示。工具坐標系的方向隨腕部的移動而發(fā)生變化，與工業(yè)機器人的位置和姿態(tài)無關。因此，在進行相對于工件不改變工具姿態(tài)的平移操作時，選用該坐標系最為適宜。在工具坐標系中，TCP將沿X

軸、Y

軸和

Z

軸方向運動。

工業(yè)機器人在工具坐標系下各軸的動作情況可參照下表。76工具坐標系原點77工業(yè)機器人在工具坐標系下各軸的動作情況4.?用戶坐標系為示教作業(yè)方便，用戶可自行定義坐標系（即用戶坐標系），如工作臺坐標系和工件坐標系，且可根據(jù)需要定義多個用戶坐標系。用戶坐標系原點如圖所示。當工業(yè)機器人配備多個工作臺時，選擇用戶坐標系可以使操作更為簡單。在用戶坐標系中TCP沿用戶自定義的坐標軸方向運動。工業(yè)機器人在用戶坐標系下各軸的動作情況可參照下表。7879用戶坐標系原點80

工業(yè)機器人在用戶坐標系下各軸的動作情況二、工業(yè)機器人的運動模式1.?單軸運動一般來說，ABB工業(yè)機器人是由6個伺服電動機分別驅(qū)動工業(yè)機器人的6個關節(jié)軸，每次單獨控制某一個關節(jié)軸運動，這種運動方式稱為單軸運動。工業(yè)機器人單軸運動時，其末端軌跡難以預測。單軸運動一般只用于移動某個關節(jié)軸至指定位置、校準工業(yè)機器人關節(jié)原點等場合。812.?線性運動工業(yè)機器人的線性運動是指工業(yè)機器人第六軸法蘭處的TCP沿著指定的參考坐標系的坐標軸方向進行直線移動，在移動過程中工具的姿態(tài)不變。線性運動常用于在空間范圍內(nèi)移動工業(yè)機器人TCP的位置，如圖所示。82工業(yè)機器人的線性運動3.?重定位運動工業(yè)機器人重定位運動是指工業(yè)機器人第六軸法蘭處的TCP在空間中繞著坐標軸旋轉的運動。一些特定情況下需要重新定位工具方向，使其與工件保持特定的角度，以便獲得最佳的效果，如將工業(yè)機器人用于焊接、切割、銑削等操作。當將TCP微調(diào)至特定的位置后，在大多數(shù)情況下需要重新定位工具的方向，定位完成后，將繼續(xù)以線性動作進行微動控制，以完成所需操作，如圖所示。83工業(yè)機器人的重定位運動任務4

工業(yè)機器人轉數(shù)計數(shù)器的更新操作

841.?能辨識工業(yè)機器人各軸的機械原點位置。2.?能敘述更新轉數(shù)計數(shù)器的原因。3.?能敘述更新轉數(shù)計數(shù)器的操作步驟。4.?能通過示教器進行工業(yè)機器人轉數(shù)計數(shù)器的更新操作。學習目標85工業(yè)機器人6個關節(jié)軸都有一個機械原點，在實際工作中，常常需要對機械原點位置進行轉數(shù)計數(shù)器的更新。本任務要求通過學習，辨識工業(yè)機器人各軸的機械原點位置，掌握更新轉數(shù)計數(shù)器的原因和操作步驟，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進行工業(yè)機器人轉數(shù)計數(shù)器的更新操作。工作任務86一、工業(yè)機器人各軸的機械原點位置工業(yè)機器人各軸的機械原點在工業(yè)機器人本體上都有標注，不同的工業(yè)機器人其機械原點位置不同。如圖所示為ABB工業(yè)機器人各軸的機械原點所在的位置，詳細參照工業(yè)機器人隨機說明書資料。87相關知識88ABB工業(yè)機器人各軸的機械原點所在的位置如圖所示為ABB工業(yè)機器人IRB6640各軸的機械原點位置。89ABB工業(yè)機器人IRB6640各軸的機械原點位置二、更新轉數(shù)計數(shù)器的原因在工業(yè)機器人出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài)時，都需要對機械原點位置進行轉數(shù)計數(shù)器的更新操作。1.?更換伺服電動機轉數(shù)計數(shù)器電池后。2.?轉數(shù)計數(shù)器發(fā)生故障且修復后。3.?轉數(shù)計數(shù)器與測量板之間斷開后。4.?斷電后，工業(yè)機器人關節(jié)軸發(fā)生了位移。5.?當系統(tǒng)報警提示“10036?轉數(shù)計數(shù)器未更新”時。90三、更新轉數(shù)計數(shù)器的操作步驟轉數(shù)計數(shù)器的更新操作是指將工業(yè)機器人的6個軸分別按照從6到1的順序調(diào)整至機械原點位置，其操作步驟見下表。91更新轉數(shù)計數(shù)器的操作步驟92更新轉數(shù)計數(shù)器的操作步驟93更新轉數(shù)計數(shù)器的操作步驟94更新轉數(shù)計數(shù)器的操作步驟任務5

工業(yè)機器人工具坐標系的標定951.?能敘述工具坐標系數(shù)據(jù)的定義。2.?能敘述工業(yè)機器人TCP的標定方法。3.?能通過示教器進行工業(yè)機器人工具坐標系的標定操作。學習目標96工業(yè)機器人的運動實質(zhì)是根據(jù)不同的作業(yè)內(nèi)容、軌跡等的要求，在各種坐標系下的運動。也就是說，對工業(yè)機器人進行示教或手動操作時，其運動方式是在不同的坐標系下進行的。目前，在大部分工業(yè)機器人系統(tǒng)中，均可使用關節(jié)坐標系、直角坐標系、工具坐標系和用戶坐標系，而工具坐標系和用戶坐標系同屬于直角坐標系范疇。本任務要求通過學習，

掌握工業(yè)機器人工具坐標系的標定方法，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進行工業(yè)機器人工具坐標系的標定操作。工作任務97一、工具坐標系數(shù)據(jù)的定義工具坐標系數(shù)據(jù)是用于描述安裝在工業(yè)機器人第六軸上的工具的TCP、質(zhì)量、重心等參數(shù)的數(shù)據(jù)。當工業(yè)機器人裝接不同的工具（如焊槍）時，需要為工具定義一個工具坐標系，其原點位于用戶指定的參考點（TCP），如圖所示。98相關知識99工業(yè)機器人工具坐標系標定前后對比a）未進行TCP標定b）TCP標定

在執(zhí)行程序時，工業(yè)機器人將TCP移至編程指定的位置，程序中所描述的速度與位置就是TCP在對應工件坐標系中的速度與位置。所有工業(yè)機器人在手腕處都有一個預定義的工具坐標系，該坐標系被稱為tool0。將一個或多個新工具坐標系定義為tool0的偏移值，可以實現(xiàn)對多個工具的靈活切換和管理。100二、工業(yè)機器人TCP的標定方法工業(yè)機器人是通過在末端安裝不同的工具來完成各種作業(yè)任務的。要想讓工業(yè)機器人正常作業(yè)，就要讓工業(yè)機器人的末端工具能夠精確地到達某一確定位置，實現(xiàn)特定的姿勢，并能夠始終保持這一狀態(tài)。從工業(yè)機器人運動學的角度理解，就是在TCP處固定一個坐標系，控制其相對于工業(yè)機器人坐標系或直角坐標系的姿態(tài)，此坐標系稱為末端執(zhí)行器坐標系，也就是工具坐標系。因此，工具坐標系的準確度直接影響工業(yè)機器人的軌跡精度。101默認工具坐標系的原點位于工業(yè)機器人末端法蘭的中心。工具坐標系的標定是工業(yè)機器人控制器所必須具備的一項功能。工業(yè)機器人工具坐標系的標定是指將TCP的位置和姿態(tài)告訴工業(yè)機器人，指出它們與工業(yè)機器人末端關節(jié)坐標系的關系。上圖所示為工業(yè)機器人工具坐標系標定前后對比。102如圖所示為常見工具的TCP。目前，工業(yè)機器人工具坐標系的標定方法主要有外部基準標定法和多點標定法。103常見工具的TCP1.?外部基準標定法外部基準標定法只需要使工具對準某一測定好的外部基準點，便可完成標定，標定過程快捷、簡便，但這類標定方法依賴于工業(yè)機器人的外部基準。1042.?多點標定法大多數(shù)工業(yè)機器人都具備工具坐標系多點標定功能。這類標定包含工具中心點（TCP）位置多點標定和工具坐標系姿態(tài)多點標定。TCP位置多點標定是使幾個標定點TCP的位置重合，從而計算出TCP，即工具坐標系原點相對于末端關節(jié)坐標系的位置，如四點法；而工具坐標系姿態(tài)多點標定是使幾個標定點之間具有特殊的方位關系，從而計算出工具坐標系相對于末端關節(jié)坐標系的姿態(tài)，如五點法（在四點法的基礎上，能確定工具坐標系的

Z

軸方向）、六點法（在四點法、五點法的基礎上，能確定工具坐標系

X、Y、Z

三軸的姿態(tài)）。105為獲得準確的TCP，下面以六點法為例進行操作。（1）在工業(yè)機器人動作范圍內(nèi)找一個非常精確的固定點作為參考點。（2）在工具上確定一個參考點（最好是工具中心點）。（3）按前面介紹的手動操縱工業(yè)機器人的方法移動工具參考點，以四種不同的工具姿態(tài)盡可能地與固定點剛好碰上。（4）工業(yè)機器人控制器通過前4個點的位置數(shù)據(jù)即可計算出TCP的位置，通過后2個點即可確定TCP的姿態(tài)。（5）根據(jù)實際情況標定工具的質(zhì)量和重心位置數(shù)據(jù)。106任務6

工業(yè)機器人工件坐標系的標定1071.?能敘述工件坐標系的作用。2.?能敘述工件坐標系的建立和驗證方法。3.?能通過示教器，運用三點法進行工業(yè)機器人工件坐標系的標定操作。學習目標108工業(yè)機器人工件坐標系是定義在對應工件上的坐標系，用于確定該工件相對于其他坐標系的位置。本任務要求通過學習，掌握工業(yè)機器人工件坐標系的建立和驗證方法，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進行工業(yè)機器人工件坐標系的標定操作。工作任務109一、工件坐標系的作用工件坐標系具有兩個作用：一是方便用戶以工件平面方向為參考手動操縱調(diào)試；二是當工件位置更改后，通過重新定義該坐標系，工業(yè)機器人即可正常作業(yè)，不需要對工業(yè)機器人程序進行修改。工件坐標系示意圖如圖所示。110相關知識111工件坐標系示意圖工件坐標系是擁有特定附加屬性的坐標系，它主要用于簡化編程。工件坐標系擁有兩個框架：用戶框架（與大地基座相關）和目標框架（與用戶、工件框架相關）。工件坐標系框架圖如圖所示。112工件坐標系框架圖二、工件坐標系的建立和驗證方法1.?建立方法工業(yè)機器人可以擁有若干工件坐標系，用于表示不同工件或者同一工件在不同位置的若干情況。工件坐標系的建立采用三點法：原點、X

軸方向點和

Y

軸方向點。113用三點法建立工件坐標系的方法如下。（1）在工件平面上找一個方便計算其他位置點的固定參考點作為工件坐標系的原點。（2）手動操縱工業(yè)機器人，用原點和期望建立的工件坐標系

X

軸方向上的某一點來確定

X

軸的正方向，用期望建立的工件坐標系Y

軸方向上的某一點來確定

Y

軸的正方向。（3）根據(jù)右手定則，就可以確定Z軸的正方向，從而得到工件坐標系。1142.?驗證工件坐標系工件坐標系建立完成后，需要利用工業(yè)機器人線性運動對新建的工件坐標系進行驗證，驗證方法如下。（1）將示教器中的工具、工件坐標系分別修改成新建立的工具、工件坐標系。

（2）手動操縱工業(yè)機器人，將工具坐標系原點移至工件坐標系原點位置。115（3）選擇“線性運動”模式，手動操縱工業(yè)機器人。（4）沿

X

軸正方向移動工業(yè)機器人，觀察工業(yè)機器人是否沿工件

X軸邊緣移動。（5）沿Y

軸正方向移動工業(yè)機器人，觀察工業(yè)機器人是否沿工件

Y軸邊緣移動。在步驟（4）、（5）中，若工業(yè)機器人沿工件X軸、Y

軸邊緣移動，說明新建立的工件坐標系是正確的；否則說明新建立的工件坐標系是錯誤的，需要重新建立工件坐標系。116項目二工業(yè)機器人RAPID編程指令及程序編寫任務1工業(yè)機器人運動指令的使用01任務2工業(yè)機器人I/O控制指令的使用02任務3工業(yè)機器人其他常用指令的使用03任務4工業(yè)機器人RAPID程序的編寫與調(diào)試04118任務1

工業(yè)機器人運動指令的使用1191.能敘述常用的工業(yè)機器人編程語言。2.能敘述工業(yè)機器人程序的基本信息及功能。3.能敘述工業(yè)機器人常用運動指令的格式及應用。4.能在示教器中進行線性運動指令、關節(jié)運動指令、圓弧運動指令和絕對位置運動指令的操作。學習目標120工業(yè)機器人在空間中進行運動主要有四種方式：線性運動（MoveL）、關節(jié)運動（MoveJ）、圓弧運動（MoveC）和絕對位置運動（MoveAbsJ）。本任務要求通過學習，掌握工業(yè)機器人常用運動指令的格式及應用，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進行工業(yè)機器人線性運動、關節(jié)運動、圓弧運動和絕對位置運動等操作。工作任務121一、工業(yè)機器人的編程語言工業(yè)機器人在線示教時，只有熟練掌握工業(yè)機器人的編程語言，才能快速地新建作業(yè)程序。目前工業(yè)機器人編程語言還沒有統(tǒng)一，各大工業(yè)機器人生產(chǎn)廠商都有自己的編程語言。由于工業(yè)機器人編程語言是工業(yè)機器人生產(chǎn)廠商自己開發(fā)的針對用戶的語言，比較容易理解，且工業(yè)機器人所具有的功能基本相同，所以不同生產(chǎn)廠商工業(yè)機器人編程語言的特性差別不大，只需掌握某一生產(chǎn)廠商的工業(yè)機器人編程語言，就很容易理解其他生產(chǎn)廠商的工業(yè)機器人編程語言。122相關知識工業(yè)機器人的程序包括數(shù)據(jù)變量和編程指令等。其中，數(shù)據(jù)變量是在程序中設定的一些環(huán)境變量，可以用來進行程序間的信息接收和傳遞等；編程指令包括基本運動指令、跳轉指令、作業(yè)指令、I/O指令、寄存器指令等。各生產(chǎn)廠商工業(yè)機器人編程語言中的數(shù)據(jù)變量和編程指令各不相同，具體參照各生產(chǎn)廠商工業(yè)機器人操作手冊或使用說明書。123二、工業(yè)機器人程序工業(yè)機器人程序是為了使工業(yè)機器人完成某種任務而設置的動作順序描述。在示教操作中，產(chǎn)生的示教數(shù)據(jù)（如軌跡數(shù)據(jù)、作業(yè)條件、作業(yè)順序等）和工業(yè)機器人指令都保存在程序中，當工業(yè)機器人自動運行時，將執(zhí)行程序，以再現(xiàn)所記憶的動作。124常見的程序編程方法有兩種——示教編程方法和離線編程方法。示教編程方法是由操作人員引導，控制工業(yè)機器人運動，記錄工業(yè)機器人作業(yè)的程序點，并插入所需的工業(yè)機器人命令來完成程序的編寫。離線編程方法是操作人員不對實際作業(yè)的工業(yè)機器人直接進行示教，而是在離線編程系統(tǒng)中進行編程或在模擬環(huán)境中進行仿真，生成示教數(shù)據(jù)，通過PC間接對工業(yè)機器人進行示教。示教編程方法包括示教、編輯和軌跡再現(xiàn)，可以通過示教器示教再現(xiàn)。由于示教方式使用性強，操作簡便，因此大部分工業(yè)機器人都采用這種方法。125程序的基本信息包括程序名、程序注釋、子類型、組標志、寫保護、程序指令和程序結束標志，詳見下表。126程序的基本信息及功能127程序的基本信息及功能三、工業(yè)機器人的運動指令1.?線性運動（MoveL）指令線性運動指令也稱直線運動指令。執(zhí)行該指令時，工具的TCP按照設定的姿態(tài)從起點勻速移動到目標位置點，TCP運動路徑是三維空間中

p1

點到

p2

點的直線運動路徑，如圖所示。線性運動的起始點是前一運動指令的示教點，結束點是當前運動指令的示教點。線性運動的特點是運動路徑可預見；在指定的坐標系中能實現(xiàn)插補運動。128129線性運動示意圖（1）指令格式MoveL[\Conc,]ToPoint,Speed[\V]?[\T],Zone[\Z]?[\Inpos],Tool[\Wobj]?[\Corr];指令格式說明如下。1）[\Conc,]：協(xié)作運動開關。2）ToPoint：目標點，默認為*。3）Speed：運行速度數(shù)據(jù)。4）[\V]：特殊運行速度，mm/s。1305）[\T]：運行時間控制，s。6）Zone：運行轉角數(shù)據(jù)。7）[\Z]：特殊運行轉角，mm。8）[\Inpos]：運行停止點數(shù)據(jù)。9）Tool：工具中心點（TCP）。10）[\Wobj]：工件坐標系。11）[\Corr]：修正目標點開關。131（2）應用工業(yè)機器人在工作狀態(tài)移動常使用線性運動指令，工業(yè)機器人的運動特點是以線性方式運動至目標點（當前點與目標點兩點決定一條直線），運動狀態(tài)可控，運動路徑唯一，但可能出現(xiàn)死點。1322.?關節(jié)運動（MoveJ）指令程序一般起始點使用MoveJ指令。工業(yè)機器人將TCP沿最快速軌跡送到目標點，工業(yè)機器人的姿態(tài)會隨意改變，TCP路徑不可預測。工業(yè)機器人最快速的運動軌跡通常不是最短的軌跡，因而關節(jié)軸運動不是直線。由于工業(yè)機器人軸的旋轉運動，弧形軌跡會比直線軌跡更快。關節(jié)運動示意圖如圖所示。133關節(jié)運動示意圖關節(jié)運動的特點是運動的具體過程是不可預見的；6個軸同時啟動并且同時停止。使用MoveJ指令可以使工業(yè)機器人的運動更加高效、快速，也可以使工業(yè)機器人的運動更加柔和，但是關節(jié)軸的運動軌跡是不可預見的，使用該指令務必確認工業(yè)機器人與周邊設備不會發(fā)生碰撞。（1）指令格式MoveJ[\Conc,]ToPoint,Speed[\V]?[\T],Zone[\Z]?[\Inpos],Tool[\Wobj];（2）應用工業(yè)機器人在空間中大范圍移動常使用關節(jié)運動指令，工業(yè)機器人的運動特點是以最快捷的方式運動至目標點，運動狀態(tài)不完全可控，但運動路徑唯一。134（3）編程實例根據(jù)如圖所示的運動軌跡，寫出工業(yè)機器人的關節(jié)指令程序。上圖所示運動軌跡的指令程序如下。MoveL?p1,v200,z10,tool1;MoveL?p2,v100,fine,tool1;MoveJ?p3,v500,fine,tool1;135運動軌跡3.?圓弧運動（MoveC）指令圓弧運動指令也稱圓弧插補運動指令，3點確定唯一圓弧，因此，圓弧運動需要示教3個圓弧運動點，起始點

p1是上一條運動指令的末端點，p2是中間輔助點，p3

是圓弧終點，圓弧運動示意圖如圖所示。136圓弧運動示意圖（1）指令格式MoveC[\Conc,]?CirPoint,ToPoint,Speed[\V]?[\T],Zone[\Z]?[\Inpos],Tool[\Wobj]?[\Corr];CirPoint：中間點，默認為*。（2）應用工業(yè)機器人在工作狀態(tài)移動常使用圓弧運動指令，工業(yè)機器人的運動特點是通過中心點以圓弧方式運動至目標點（當前點、中間點與目標點3點決定一段圓弧），運動狀態(tài)可控，運動路徑唯一。137（3）限制不可能通過一個MoveC指令完成一個圓，其限制如圖所示。138MoveC指令的限制4.?絕對位置運動（MoveAbsJ）指令工業(yè)機器人在運動過程中，使用6個軸和外軸的角度值來定義目標位置數(shù)據(jù)，實現(xiàn)這一功能的指令稱為絕對位置運動指令。工業(yè)機器人的運動特點是以單軸運行的方式運動至目標點，不存在奇點，運動狀態(tài)完全不可控，應避免在正常生產(chǎn)中使用此指令。絕對位置運動指令常用于檢查工業(yè)機器人零點位置（指令中TCP與Wobj只與運行速度有關，與運動位置無關）和工業(yè)機器人6個軸回到機械原點（0°）位置的運動中。其指令格式為MoveAbsJ?[\Conc]?ToJointPos?[\ID]?[\NoEOffs]?Speed?[\V]?|?[\T]?Zone?[\Z]?[\Inpos]?Tool?[\Wobj]?[\TLoad]。139任務2

工業(yè)機器人I/O控制指令的使用1401.?能敘述工業(yè)機器人基本的I/O控制指令，如數(shù)字信號置位指令、數(shù)字信號復位指令、數(shù)字輸入信號判斷指令、數(shù)字輸出信號判斷指令、信號判斷指令的功能。2.?能通過示教器進行工業(yè)機器人數(shù)字信號置位指令、數(shù)字信號復位指令、數(shù)字輸入信號判斷指令、數(shù)字輸出信號判斷指令和信號判斷指令的操作。學習目標141I/O控制指令用于控制I/O信號，以達到與工業(yè)機器人周邊設備進行通信的目的。本任務要求通過學習，了解常用I/O控制指令的功能，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進行工業(yè)機器人常用I/O控制指令的操作。工作任務142一、數(shù)字信號置位指令（Set）數(shù)字信號置位指令用于將數(shù)字輸出置為“1”。其應用如圖所示。143相關知識數(shù)字信號置位指令的應用二、數(shù)字信號復位指令（Reset）與數(shù)字信號置位指令對應的指令是數(shù)字信號復位指令，該指令用于將數(shù)字輸出置為“0”。其應用如圖所示。144數(shù)字信號復位指令的應用三、數(shù)字輸入信號判斷指令（WaitDI）數(shù)字輸入信號判斷指令用于判斷輸入信號的值是否與目標值一致。其應用如圖所示。145數(shù)字輸入信號判斷指令的應用四、數(shù)字輸出信號判斷指令（WaitDO）數(shù)字輸出信號判斷指令用于判斷輸出信號的值是否與目標值一致。其應用如圖所示。146數(shù)字輸出信號判斷指令的應用五、信號判斷指令（WaitUntil）信號判斷指令可用于布爾量、數(shù)字量和I/O信號值的判斷，如果條件達到指令中的設定值，程序繼續(xù)往下執(zhí)行，否則程序就一直等待，除非設定了最大等待時間。其應用如圖所示。147信號判斷指令的應用任務3

工業(yè)機器人其他常用指令的使用1481.?能敘述工業(yè)機器人邏輯控制指令、例行程序調(diào)用指令、時間等待指令和位置偏移指令的功能。2.?能通過示教器進行工業(yè)機器人邏輯控制指令、例行程序調(diào)用指令、時間等待指令和位置偏移指令的操作。學習目標149工業(yè)機器人的其他常用指令主要包括邏輯控制指令、例行程序調(diào)用指令、時間等待指令、位置偏移指令等。本任務要求通過學習，了解工業(yè)機器人邏輯控制指令、例行程序調(diào)用指令、時間等待指令、位置偏移指令的應用，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進行各指令的操作。工作任務150一、工業(yè)機器人邏輯控制指令常用的工業(yè)機器人邏輯控制指令見下表。151相關知識常用的工業(yè)機器人邏輯控制指令1.?條件判斷指令（IF）IF?<exp1>?THEN：符合判斷條件1“Yes-part?1”：執(zhí)行“Yes-part?1”指令ELSEIF?<exp2>?THEN：不符合條件1，符合判斷條件2

“Yes-part?2”：執(zhí)行“Yes-part?2”指令ELSE

“Not-part”：不符合任何判斷條件，執(zhí)行“Not-part”指令ENDIF1522.?循環(huán)指令（WHILE）a:=1;WHILE?reg1<5?DO??????a:=a+1;ENDWHILE在WHILE循環(huán)中，程序只有循環(huán)至不滿足判斷條件時，才跳出循環(huán)指令，執(zhí)行ENDWHILE后面的運行指令。1533.?循環(huán)指令（FOR）FOR?i?FROM?1?TO?10?DOa{i}:=a{i+1};ENDFOR當前指令通過循環(huán)判斷標識從初始值逐漸更改至最終值，從而控制程序相應的循環(huán)次數(shù)，循環(huán)判斷標識使用i、k、j等小寫字母。1544.?跳轉指令（GOTO）IF?reg1>100?GOTO?highvalue;lowvalue:GOTO?ready;highvalue:…ready:…155reg1:=1;next:reg1:=reg1+1;IF?reg1<=5?GOTO?next;跳轉指令必須與跳轉標簽同時使用，執(zhí)行跳轉指令后，程序?qū)漠斍拔恢锰D到對應標簽處繼續(xù)執(zhí)行。156二、工業(yè)機器人例行程序調(diào)用指令工業(yè)機器人例行程序調(diào)用指令見下表。157工業(yè)機器人例行程序調(diào)用指令1.?調(diào)用例行程序指令（ProcCall）通過使用該指令，可在指定的位置調(diào)用例行程序，如圖所示。158使用調(diào)用例行程序指令在指定的位置調(diào)用例行程序2.?返回例行程序指令（RETURN）當此指令被執(zhí)行時，則馬上結束本例行程序的運行，返回程序指針到調(diào)用此例行程序的位置。指令解析：在下圖中，當執(zhí)行RETURN指令時，程序指針回到調(diào)用Routine2的位置的下一行并繼續(xù)往下運行。159返回例行程序調(diào)用三、工業(yè)機器人時間等待指令工業(yè)機器人時間等待指令見下表。160工業(yè)機器人時間等待指令1.?時間等待指令（WaitTime）時間等待指令用于程序在等待一個指定的時間后，再繼續(xù)向下執(zhí)行。其應用如圖所示，程序等待2?s以后，向下運行MoveJ指令。161時間等待指令的應用2.?信號判斷指令（WaitUntil）信號判斷指令可用于布爾量、數(shù)字量和I/O信號值的判斷，如果條件達到指令中的設定值，程序繼續(xù)往下執(zhí)行，否則就一直等待，除非設定了最大等待時間。其應用如圖所示。162信號判斷指令的應用四、工業(yè)機器人位置偏移指令1.?位置偏移指令（Offs）位置偏移指令用于需要對點的位置進行偏移的情況。2.?指令解析位置偏移指令的格式如圖所示。第一個<EXP>為偏移的參照點，第二個<EXP>為

X

軸的偏移量，第三個<EXP>為

Y軸的偏移量，第四個<EXP>為

Z

軸的偏移量。163164位置偏移指令的格式如圖所示為位置偏移指令的應用。指令解析：在

p10

點的位置上沿

X

軸正方向偏移5?mm，沿

Y

軸正方向偏移10?mm，沿

Z軸正方向偏移15?mm。165位置偏移指令的應用任務4

工業(yè)機器人RAPID程序的編寫與調(diào)試1661.?能敘述工業(yè)機器人RAPID程序的含義、基本架構和在示教器中查看RAPID程序的方法。2.?能敘述工業(yè)機器人RAPID程序的編寫方法。3.?能敘述工業(yè)機器人RAPID程序的調(diào)試與運行方法。4.?能通過示教器創(chuàng)建工業(yè)機器人新的程序模塊和例行程序。5.?能通過示教器進行工業(yè)機器人RAPID程序的編寫、調(diào)試和自動運行操作。6.?能正確保存程序模塊。學習目標167工業(yè)機器人應用程序是使用RAPID編程語言的特定詞匯和語法編寫而成的。本任務要求通過學習，掌握RAPID程序的含義、基本架構和查看方法，以及編制程序的基本流程，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程創(chuàng)建工業(yè)機器人新的程序模塊和例行程序，進行工業(yè)機器人RAPID程序的編寫、調(diào)試和自動運行等操作。工作任務168一、工業(yè)機器人RAPID程序1.?RAPID程序的含義RAPID是一種專門為工業(yè)機器人編程設計的高級語言，它包含了一連串控制工業(yè)機器人的指令，執(zhí)行這些指令可以實現(xiàn)對工業(yè)機器人的控制操作，如移動工業(yè)機器人、設置輸出、讀取輸入、實現(xiàn)決策、重復其他指令、構造程序、與系統(tǒng)操作員交流等。169相關知識2.?RAPID程序的基本架構（見下表）170RAPID程序的基本架構RAPID程序的架構說明如下。（1）RAPID程序是由程序模塊與系統(tǒng)模塊組成的，一般只通過新建程序模塊來構建工業(yè)機器人的程序，而系統(tǒng)模塊多用于系統(tǒng)方面的控制。（2）可根據(jù)不同用途創(chuàng)建多個程序模塊，如用于主控制、位置計算、數(shù)據(jù)存放的程序模塊，這樣便于歸類和管理。（3）每一個程序模塊包含了程序數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能四種對象，但不一定在一個模塊中都有這四種對象，程序模塊之間的數(shù)據(jù)、例行程序、中斷程序和功能可以互相調(diào)用。（4）在RAPID程序中，只有一個主程序，且存在任意一個程序模塊中，作為程序執(zhí)行的起點。1713.?在示教器中查看RAPID程序的方法（1）單擊“程序編輯器”，查看RAPID程序。（2）單擊“例行程序”，查看例行程序列表。1）aHome：例行程序。2）CurrentPos：功能程序。3）tIOControl：中斷程序。（3）單擊“后退”，查看模塊列表。（4）單擊“”，退出程序編輯器。172二、工業(yè)機器人RAPID程序的編寫方法1.?編制程序的基本流程（1）確定程序模塊需求數(shù)量。應用的復雜性決定程序模塊的數(shù)量，如可以將位置計算、程序數(shù)據(jù)、邏輯控制等分配到不同的程序模塊中，以方便管理，如圖所示。173模塊列表（2）確定各個程序模塊要建立的例行程序，不同功能的例行程序放到不同的程序模塊中，如夾具打開、夾具關閉功能可以分別建立成例行程序，以便調(diào)用和管理，如圖所示。174例行程序列表2.?創(chuàng)建新的程序模塊（1）單擊左上角的

圖標，進入示教器主菜單，單擊“程序編輯器”，在彈出的“無程序”對話框中單擊“取消”，如圖所示。175

“無程序”對話框（2）進入模塊列表，單擊“文件”→“新建模塊”→“是”，在“新模塊”界面輸入模塊名稱，然后單擊“確定”，完成創(chuàng)建

（見下圖）。程序模塊的名稱可以根據(jù)需要自行定義，以方便管理。176新建模塊3.?創(chuàng)建新的主程序main（1）選擇程序模塊，單擊“顯示模塊”，如圖所示。（2）選擇“例行程序”，如圖所示。177選擇程序模塊并顯示模塊選擇“例行程序”（3）單擊“文件”→“新建例行程序”，如圖所示。（4）輸入主程序名稱“main”，單擊“確定”，如圖所示。178選擇“新建例行程序”輸入主程序名稱4.?創(chuàng)建新的例行程序MOVING（1）在例行程序列表界面單擊“文件”→“新建例行程序”，如圖所示。（2）在“例行程序聲明”界面輸入例行程序名稱“MOVING”，然后單擊“確定”，如圖所示。179選擇“新建例行程序”輸入例行程序名稱（3）在例行程序列表中選中“MOVING”，然后單擊“顯示例行程序”，這樣就可以進行編程了，如圖所示。180例行程序列表5.?在例行程序中添加指令（1）在例行程序中添加指令的操作步驟1）選中添加指令的位置，單擊“添加指令”，打開指令列表，如圖所示。2）選取需要的指令單擊，即可完成指令的添加，如圖所示。181指令列表

單擊所需的指令進行添加（2）編程畫面中的圖標說明某一例行程序的編程畫面如圖所示，畫面中的主要圖標說明如下。

圖標：放大/縮小畫面。

圖標：向上/向下翻頁。

圖標：向上/向下移動。

圖標：程序指針，指向?qū)⒁獔?zhí)行的指令。

圖標：工業(yè)機器人圖標，代表工業(yè)機器人已經(jīng)到達目標點

p10（對應程序中的“p10”）。182183某一例行程序的編程畫面

三、工業(yè)機器人RAPID程序的調(diào)試與運行方法1.?子程序調(diào)試與運行在完成了程序的編輯以后，要對程序進行調(diào)試，目的是檢查程序的位置點是否正確，并檢查程序的邏輯控制是否有不完善的地方。子程序的調(diào)試步驟如下。（1）在例行程序列表中選中要調(diào)試的程序，單擊“顯示例行程序”，如圖所示。在程序界面可以看到“qian1”的程序內(nèi)容，如圖所示。184185例行程序列表程序內(nèi)容界面單擊“調(diào)試”，在調(diào)試列表中選擇“PP移至例行程序”，選擇需要調(diào)試的子程序，如圖所示。186

“PP移至例行程序”界面選擇需要調(diào)試的子程序（2）此時可以看到“qian1”的程序中有一個程序指針，這個程序指針表示工業(yè)機器人下一個動作從這里開始，如圖所示。187程序界面（3）在示教器上按下使能按鈕，按示教器中的前進按鍵，工業(yè)機器人開始動作，單步調(diào)試程序“qian1”；所有動作都執(zhí)行完成，且中間沒有碰撞，點位準確，方可自動運行程序（此時重新把程序指針移到程序的首句處，按下使能按鈕→啟動按鍵，在這個過程中如果發(fā)生意外，可以按下示教器中的暫停按鍵）。1882.?主程序調(diào)試與運行主程序的調(diào)試與子程序的調(diào)試方法一致，只需注意把程序指針移到主程序中，如圖所示（具體方法：打開主程序，單擊“調(diào)試”，在調(diào)試列表中選擇“PP移至Main”）。189把程序指針移到主程序中項目三工業(yè)機器人的IO通信任務1工業(yè)機器人標準I/O板的配置01任務2工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的設定與連接02191任務1

工業(yè)機器人標準I/O板的配置1921.能敘述ABB工業(yè)機器人I/O通信接口的種類。2.能敘述常用的ABB工業(yè)機器人標準I/O板。3.能正確定義工業(yè)機器人的I/O板。4.能正確定義數(shù)字輸入信號di1、數(shù)字輸出信號do1、組輸入信號gi1、組輸出信號go1、模擬輸出信號ao1。學習目標193工業(yè)機器人的I/O通信接口可以實現(xiàn)與周邊設備的通信。本任務要求通過學習，了解ABB工業(yè)機器人I/O通信接口的種類和常用的標準I/O板，掌握定義工業(yè)機器人的I/O板、I/O信號的操作方法，并通過示教器完成工業(yè)機器人I/O板和I/O信號的參數(shù)設定。工作任務194一、ABB工業(yè)機器人I/O通信接口的種類ABB工業(yè)機器人提供了豐富的I/O通信接口，如ABB公司的標準通信接口與PLC的現(xiàn)場總線通信接口，還有與PC機的數(shù)據(jù)通信接口等，如圖所示。ABB工業(yè)機器人常用的I/O通信接口見下表。195相關知識196ABB工業(yè)機器人通信接口的種類197ABB工業(yè)機器人常用的I/O通信接口關于ABB工業(yè)機器人I/O通信接口的說明如下。（1）ABB標準I/O板提供的常用信號處理有數(shù)字輸入di、數(shù)字輸出do、模擬輸入ai、模擬輸出ao，以及輸送鏈跟蹤。（2）ABB工業(yè)機器人可以選配ABB公司的PLC，簡化了與外部PLC通信配置的過程，并且在工業(yè)機器人的示教器上就能實現(xiàn)與PLC相關的操作。198（3）以最常用的ABB標準I/O板DSQC651為例，ABB工業(yè)機器人I/O通信接口示意圖如圖所示。199ABB工業(yè)機器人I/O通信接口示意圖A—PC通信接口B—現(xiàn)場總線通信接口C—ABB標準I/O板

D—PC通信接口放大圖E—現(xiàn)場總線通信接口放大圖二、常用的ABB工業(yè)機器人標準I/O板常用的ABB工業(yè)機器人標準I/O板見下表。200

常用的ABB工業(yè)機器人標準I/O板1.DSQC651板DSQC651板主要用于8個數(shù)字輸入信號、8個數(shù)字輸出信號和2個模擬輸出信號的處理。（1）模塊接口說明DSQC651板模塊接口說明如圖所示。201DSQC651板模塊接口說明A—數(shù)字輸出信號指示燈B—X1數(shù)字輸出接口C—X6模擬輸出接口D—X5DeviceNet接口

E—模擬狀態(tài)指示燈F—X3數(shù)字輸入接口—數(shù)字輸入信號指示燈（2）模塊接口連接說明1）X1端子連接說明見下表。202X1端子連接說明2）X3端子連接說明見下表。203X3端子連接說明3）X5端子連接說明見下表。204X5端子連接說明4）X6端子連接說明見下表。205X6端子連接說明2.DSQC652板DSQC652板主要用于16個數(shù)字輸入信號和16個數(shù)字輸出信號的處理。（1）模塊接口說明DSQC652板模塊接口說明如圖所示。206DSQC652板模塊接口說明A—數(shù)字輸出信號指示燈B—X1、X2數(shù)字輸出接口

C—X5DeviceNet接口D—模擬狀態(tài)指示燈E—X3、X4數(shù)字輸入接口F—數(shù)字輸入信號指示燈（2）模塊接口連接說明1）X1端子連接說明見下表。207X1端子連接說明2）X2端子連接說明見下表。208X2端子連接說明3）X3端子連接說明見下表。209X3端子連接說明4）X4端子連接說明見下表。210X4端子連接說明5）X5端子連接說明見下表。211X5端子連接說明3.DSQC653板DSQC653板主要用于8個數(shù)字輸入信號和8個數(shù)字繼電器輸出信號的處理。（1）模塊接口說明DSQC653板模塊接口說明如圖所示。212DSQC653板模塊接口說明A—數(shù)字繼電器輸出信號指示燈B—X1數(shù)字繼電器輸出信號接口C—X5DeviceNet接口D—模擬狀態(tài)指示燈E—X3數(shù)字繼電器輸入信號接口F—數(shù)字繼電器輸入信號指示燈（2）模塊接口連接說明1）X1端子連接說明見下表。213X1端子連接說明214X1端子連接說明2）X3端子連接說明見下表。215X3端子連接說明4.DSQC335板DSQC335板主要用于4個模擬輸入信號和4個模擬輸出信號的處理。（1）模塊接口說明DSQC335板模塊接口說明如圖所示。216DSQC335板模塊接口說明A—X8模擬/數(shù)字混合輸入、輸出接口B—X7模擬輸出接口C—X5DeviceNet接口D—X3供電電源接口（2）模塊接口連接說明1）X3端子連接說明見下表。217X3端子連接說明2）X5端子連接說明見下表。218X5端子連接說明3）X7端子連接說明見下表。219X7端子連接說明4）X8端子連接說明見下表。220X8端子連接說明5.DSQC377板DSQC377板主要用于工業(yè)機器人輸送鏈跟蹤功能所需的編碼器與同步開關信號的處理。（1）模塊接口說明DSQC377板模塊接口說明如圖所示。221DSQC377板模塊接口說明A—X20編碼器與同步開關信號接口B—X5DeviceNet接口C—X3供電電源接口（2）模塊接口連接說明1）X3端子連接說明見下表。222X3端子連接說明2）X5端子連接說明見下表。223X5端子連接說明3）X20端子連接說明見下表。224X20端子連接說明任務2

工業(yè)機器人PROFIBUS

適配器的設定與連接2251.能敘述ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的連接方法。2.能敘述ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的設定方法。3.能敘述系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號的關聯(lián)方法。4.能敘述示教器可編程按鍵的使用方法。5.能進行工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的設定。6.能進行系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號的關聯(lián)。7.能用示教器上的可編程按鍵配置數(shù)字輸出信號，并進行I/O信號的操作。學習目標226ABB工業(yè)機器人通過PROFIBUS適配器實現(xiàn)與周邊設備的通信。本任務要求通過學習，掌握ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的連接方法，以及ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器相關參數(shù)的設定方法，并能通過示教器完成對ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的設定，同時能進行系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號的關聯(lián)，使用示教器上的可編程按鍵配置數(shù)字輸出信號，并進行I/O信號的操作。工作任務227一、ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的連接方法ABB工業(yè)機器人除了通過標準I/O板與外圍設備進行通信，還可以使用DSQC667模塊通過PROFIBUS與PLC進行快捷和大數(shù)據(jù)量的通信。ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的連接示意圖如圖所示。ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器DSQC667在控制器中的位置如圖所示。228相關知識229ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的連接示意圖A—PLC主站B—總線上的從站C—工業(yè)機器人PROFIBUS適配器DSQC667

D—工業(yè)機器人控制器230ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器DSQC667在控制器中的位置二、ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的設定方法ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的參數(shù)設定值及說明見下表。231ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器的參數(shù)設定值及說明在完成了ABB工業(yè)機器人PROFIBUS適配器模塊的設定之后，應在PLC端完成以下操作。（1）將ABB工業(yè)機器人隨機光盤的DSQC667配置文件（HMS_1811.GSD）在PLC的組態(tài)軟件中打開。（2）在PLC的組態(tài)軟件中找到“Anybus-CCPROFIBUSDP-V1”。（3）確保ABB工業(yè)機器人中設置的信號與PLC端設置的信號是一一對應的。232三、系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號的關聯(lián)方法將數(shù)字輸入信號與系統(tǒng)的控制信號關聯(lián)起來，就可以對系統(tǒng)進行控制，如電動機開啟、程序啟動等。系統(tǒng)的狀態(tài)信號也可以與數(shù)字輸出信號關聯(lián)起來，將系統(tǒng)的狀態(tài)輸出給外圍設備，以便于控制。233其操作方法如下。1.建立系統(tǒng)輸入“電動機開啟”與數(shù)字輸入信號di1的關聯(lián)。單擊“控制面板”→“配置”，雙擊“SystemInput”，單擊“添加”→“SignalName”，

選擇“di1”，雙擊“Action”，選擇“MotorsOn”，單擊“確定”→“確定”→“是”，完成設定。2.建立系統(tǒng)輸出“電動機開啟”與數(shù)字輸出信號do1的關聯(lián)。單擊“控制面板”→“配置”，

雙擊“SystemOutput”，

單擊“添加”→“SignalName”，

選擇“do1”，雙擊“Status”，選擇“MotorsOn”，單擊“確定”→“確定”→“是”，完成設定。234四、示教器可編程按鍵的使用方法1.可編程按鍵在示教器中的位置通過對可編程按鍵分配需要快捷控制的I/O信號，可以對I/O信號進行強制與仿真