1、ABBa-J-5ABB 機器人的程序數(shù)據(jù)5.1 任務目標 掌握程序數(shù)據(jù)的建立方法。 掌握三個關鍵程序數(shù)據(jù)的設定。 了解機器人工具自動識別功能。5.2 任務描述u 以 bool 為例，建立程序數(shù)據(jù)，練習建立 num、robtarget 程序數(shù)據(jù)。u 設定機器人的工具數(shù)據(jù) tooldata、工件坐標 wobjdata、負荷數(shù)據(jù) loaddata。u 使用 LoadIdentify 工具自動識別安裝在六軸法蘭盤上的工具（tooldata）與載荷（loaddata）的重量，以 及重心。5.3 知識儲備5.3.1 程序數(shù)據(jù)程序數(shù)據(jù)是在程序模塊或系統(tǒng)模塊中設定的值與定義的一些環(huán)境數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的程序數(shù)據(jù)由同一

2、個模塊 或其他模塊中的指令進行引用。圖中是一條常用的機器人關節(jié)運動的指令 MoveJ，調(diào)用了四個程序數(shù)據(jù)。圖中所使用的程序數(shù)據(jù)的說明見表:程序數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型說明p10robtarget機器人運動目標位置數(shù)據(jù)v1000speeddata機器人運動速度數(shù)據(jù)z50zonedata機器人運動轉(zhuǎn)彎數(shù)據(jù)tool0tooldata機器人工作數(shù)據(jù) TCP5.3.2 程序數(shù)據(jù)的類型與分類1.程序數(shù)據(jù)的類型分類ABB 機器人的程序數(shù)據(jù)共有 76 個，并且可以根據(jù)實際情況進行程序數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，為 ABB 機器人的程序 設計帶來了無限可能性。在示教器的“程序數(shù)據(jù)”窗口可查看與創(chuàng)建所需要的程序數(shù)據(jù)。2.程序數(shù)據(jù)的存儲類型（

3、1）變量 VAR變量型數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行的過程中與停止時，會保持當前的值。但如果程序指針被移到主程序后，數(shù)值 會丟失。舉例說明：VAR num length:=0;名稱為 length 的數(shù)字數(shù)據(jù)VAR string name:=”John”;名稱為 name 的字符數(shù)據(jù) VAR bool finish:=FALSE;名稱為 finish 的布爾量數(shù)據(jù) 在程序編輯窗口中的顯示如圖：在機器人執(zhí)行的 RAPID 程序中也可以對變量存儲類型程序數(shù)據(jù)進行賦值的操作，如圖：*注意：VAR 表示存儲類型為變量num 表示程序數(shù)據(jù)類型*提示：在定義數(shù)據(jù)時，可以定義變量數(shù)據(jù)的初始值。如 length 的初始值為

4、0，name 的初始值為 John，finish 的初始值為 FALSE。*注意：在程序中執(zhí)行變量型數(shù)據(jù)的賦值，在指針復位后將恢復為初始值。（2）可變量 PERS 可變量最大的特點是，無論程序的指針如何，都會保持最后賦予的值。 舉例說明：PERS num nbr:=1;名稱為 nbr 的數(shù)字數(shù)據(jù)PERS string test:=”Hello”;名稱為 test 的字符數(shù)據(jù)在機器人執(zhí)行的 RAPID 程序中也可以對可變量存儲類型程序數(shù)據(jù)進行賦值的操作。 在程序執(zhí)行以后，賦值的結(jié)果會一直保持，直到對其進行重新賦值。*注意：PERS 表示存儲類型為可變量（3）常量 CONST 常量的特點是在定義時

5、已賦予了數(shù)值，并不能在程序中進行修改，除非手動修改。 舉例說明：CONST num gravity:=9.81;名稱為 gravity 的數(shù)字數(shù)據(jù)CONST string greating:=”Hello”;名稱為 greating 的字符數(shù)據(jù)*注意：存儲類型為常量的程序數(shù)據(jù)，不允許在程序中進行賦值的操作。 三種數(shù)據(jù)的存儲類型在編輯界面的顯示如下：3.常用的程序數(shù)據(jù)根據(jù)不同的數(shù)據(jù)用途，定義了不同的程序數(shù)據(jù)，下表是機器人系統(tǒng)中常用的程序數(shù)據(jù)：程序數(shù)據(jù)說明bool布爾量byte整數(shù)數(shù)據(jù) 0255clock計時數(shù)據(jù)dionum數(shù)字輸入/輸出信號extjoint外軸位置數(shù)據(jù)intnum中斷標志符joi

6、nttarget關節(jié)位置數(shù)據(jù)loaddata負荷數(shù)據(jù)mecunit機械裝置數(shù)據(jù)num數(shù)值數(shù)據(jù)orient姿態(tài)數(shù)據(jù)pos位置數(shù)據(jù)（只有 X、Y 與 Z）pose坐標轉(zhuǎn)換robjoint機器人軸角度數(shù)據(jù)robtarget機器人與外軸的位置數(shù)據(jù)speeddata機器人與外軸的速度數(shù)據(jù)string字符串tooldata工具數(shù)據(jù)trapdata中斷數(shù)據(jù)wobjdata工件數(shù)據(jù)zonedataTCP 轉(zhuǎn)彎半徑數(shù)據(jù)*提示：系統(tǒng)中還有針對一些特殊功能的程序數(shù)據(jù)，在對應的功能說明書中會有相應的詳細介紹，請查 看隨機光盤電子版說明書。也可以根據(jù)需要新建程序數(shù)據(jù)類型。5.4 任務實施5.4.1 建立程序數(shù)據(jù)程序數(shù)據(jù)

7、的建立一般可以分為兩種形式，一種是直接在示教器中的程序數(shù)據(jù)畫面中建立程序數(shù)據(jù)；另一種是在建立程序指令時，同時自動生成對應的程序數(shù)據(jù)。本節(jié)將介紹直接在示教器的程序數(shù)據(jù)畫面中建立程序數(shù)據(jù)的方法。下面以建立布爾數(shù)據(jù)為例子進行說 明，練習時建立 num 與 robtarget 程序數(shù)據(jù)。建立 bool 數(shù)據(jù)的操作步驟：1.ABB 菜單中，選擇“ 程序數(shù) 據(jù)”。2.選擇數(shù)據(jù)類型“bool” ，單擊“顯示數(shù)據(jù)”。3.單擊“新建”。4.進行名稱的設定、單擊下拉菜單選擇對應的參數(shù)，設定 完成 后單擊 “ 確定 ” 完成 設 定。數(shù)據(jù)設定參數(shù)及說明見表：設定參數(shù)說明名稱設定數(shù)據(jù)的名稱范圍設定數(shù)據(jù)可使用的范圍存儲

8、類型設定數(shù)據(jù)的可存儲類型任務設定數(shù)據(jù)所在的任務模塊設定數(shù)據(jù)所在的模塊例行程序設定數(shù)據(jù)所在的例行程序維數(shù)設定數(shù)據(jù)的維數(shù)初始值設定數(shù)據(jù)的初始值5.4.2 三個關鍵的程序數(shù)據(jù)的設定在進行正式的編程之前，就需要構(gòu)建起必要的編程環(huán)境，其中有三個必須的程序數(shù)據(jù)（工具數(shù)據(jù) tooldata、 工件坐標 wobjdata、負荷數(shù)據(jù) loaddata）就需要在編程前進行定義。1.工具數(shù)據(jù) tooldata工具數(shù)據(jù) tooldata 用于描述安裝在機器人第六軸上的工具的 TCP、質(zhì)量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。 一般不同的機器人應用配置不同的工具，比如說弧焊的機器人就使用弧焊槍作為工具，而用于搬運板材的機器人就會使用吸盤式

9、的夾具作為工具。默認工具（tool0）的工具中心點（Tool Center Point）位于機器人安裝法蘭盤的中心。圖中 A 點就是原始的 TCP 點。TCP 的設定原理如下：1） 首先在機器人工作范圍內(nèi)找一個非常精確的固定點作為參考點。2） 然后在工具上確定一個參考點（最好是工具的中心點）。3） 用之前介紹的手動操縱機器人的方法，去移動工具上的參考點，以四種以上不同的機器人姿態(tài)盡可 能與固定點剛好碰上。為了獲得更準確的 TCP，在以下例子中使用六點法進行操作，第四點是用工 具的參考點垂直于固定點，第五點是工具參考點從固定點向?qū)⒁O定為 TCP 的 X 方向移動，第六點 是工具參考點從固定點向

10、將要設定為 TCP 的 Z 方向移動。4） 機器人通過這四個位置點的位置數(shù)據(jù)計算求得 TCP 的數(shù)據(jù)，然后 TCP 的數(shù)據(jù)就保存在 tooldata 這個 程序數(shù)據(jù)中被程序進行調(diào)用。*提示：執(zhí)行程序時，機器人將 TCP 移至編程位置。這意味著，如果要更改工具以及工具坐標系，機器 人的移動將隨之更改，以便新的 TCP 到達目標。所有機器人在手腕處都有一個預定義工具坐標系，該坐標系被稱為 tool0。這樣就能將一個或多個新工 具坐標系定義為 tool0 的偏移值。*注意：TCP 取點數(shù)量的區(qū)別：4 點法，不改變 tool0 的坐標方向5 點法，改變 tool0 的 Z 方向6 點法，改變 tool

11、0 的 X 與 Z 方向（在焊接應用最為常用）。 前三個點的姿態(tài)相差盡量大些，這樣有利于 TCP 精度的提高。操作步驟：1.ABB 菜單中，選擇“手動操 縱”。2.選擇“工具坐標”。3.單擊“新建”。4.對工具數(shù)據(jù)屬性進行設定 后，單擊“確定”。5.選中 tool1 后，單擊“編輯”菜單中的“定義”選項。6.選擇“TCP 與 Z，X”，使用6 點法設定 TCP。7. 選擇合適的 手動操縱模 式。8. 按下使能鍵，使用搖桿使 工具參考點靠上固定點， 作為第一個點。9.單擊“修改位置”，將點 1位置記錄下來。10. 工具參考點變換姿態(tài)靠上 固定點。11. 單擊“修改位置”，將點 2位置記錄下來。1

12、2. 工具參考點變換姿態(tài)靠上 固定點。13. 單擊“修改位置”，將點 3位置記錄下來。14. 工具參考點變換姿態(tài)靠上 固定點。這是第 4 個點， 工具參 考點垂直于 固定 點。15. 單擊“修改位置”，將點 4位置記錄下來。16. 工具參考點以點 4 的姿態(tài) 從固定點移動到工具 TCP 的+X 方向。17. 單擊“修改位置”，將延伸 器點 X 位置記錄下來。18. 工具參考點以此姿態(tài)從固 定點移動到工具 TCP 的 Z 方向。19. 單擊“修改位置”，將延伸 器點 Z 位置記錄下來。20. 單擊“確定”完成設定。21. 對誤差進行確認，越小越 好，但也要以實際驗證效 果為準。22. 選中 to

13、ol1，然后打開編輯 菜單選擇“更改值”。23. 在此頁面中，根據(jù)實際情 況設定工具的質(zhì)量 mass（單位 kg）與重心位置數(shù) 據(jù)（此中心是基于 tool0 的偏移值，單位 mm），然 后單擊“確定”。*提示：此頁顯示的內(nèi)容就 是 TCP 定義時生成的數(shù)據(jù)。24. 選中 tool1，單擊“確定”。25. 動 作 模 式 選 定 為 “ 重 定 位”。坐標系統(tǒng)選定為“工 具 ” 。 工 具 坐 標 選 定 為 “tool1”。26. 使用搖桿將工具參考點靠 上固定點，然后在重定位 模式下手動操縱機器人， 如果 TCP 設定精確的話， 可以看到工具參考點與固 定點始終保持接觸，而機 器人會根據(jù)重定

14、位操作改 變姿態(tài)。如果使用搬運的夾具，一般工具數(shù)據(jù)的設定方法如下：圖中，搬運薄板的真空吸盤夾具為例，質(zhì)量是 25kg，重心在默認 tool0 的 Z 的正方向偏移 250mm，TCP點設定在吸盤的接觸面上，從默認 tool0 上的 Z 方向偏移了 300mm。在示教器上設定如下：1.在“手動操縱”界面，選擇“工具坐 標”。2.單擊“新建”。3.根據(jù)需要設定數(shù)據(jù)的屬性，一般 不用修改。4.單擊“初始值”。5.TCP 點設定在吸盤的接觸面上， 從默認 tool0 上的 Z 正方向偏移了300mm，在此畫面中設定對應的 數(shù)值。6.此工具質(zhì)量是 25kg，重心在默認 tool0 的 Z 的正方向偏移

15、250mm， 在畫面中設定對應的數(shù)值，然后 單擊“確定”，設定完成。2.工件坐標 wobjdata工件坐標對應工件，它定義工件相對于大地坐標（或其他坐標）的位置。機器人可以擁有若干工件坐標系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。對機器人進行編程時就是在工件坐標中創(chuàng) 建目標與路徑。這帶來很多優(yōu)點：1） 重新定位工作站中的工件時，只需要更 改工件坐標的位置，所有路徑將即刻隨 之更新。2） 允許操作以外軸或傳送導軌移動的工 件，因為整個工件可連同其路徑一起移 動。*提示：A 是機器人的大地坐標，為了方便 編程，給第一個工件建立了一個工件坐標 B，并 在這個工件坐標 B 中進行軌跡

16、編程。如果臺子上還有一個一樣的工件需要走一樣的軌跡，那只需建立一個工件坐標 C，將工件 坐標 B 中的軌跡復制一份，然后將工件坐標從 B 更新為 C，則無需對一樣的工件進行重復軌跡編 程了。*提示：如果在工件坐標 B 中對 A 對象進行 了軌跡編程，當工件坐標的位置變化成工件坐 標 D 后，只需在機器人系統(tǒng)重新定義工件坐標 D，則機器人的軌跡就自動更新到 C 了，不需要 再次軌跡編程了。因 A 相對于 B，C 相對于 D 的 關系是一樣，并沒有因為整體偏移而發(fā)生變化。*注意：在對象的平面上，只需要定義三個點，就可以建立一個工件坐標。X1 點確定工件坐標的原點。 X1、X2 點確定工件坐標 X

17、正方向 Y1 確定工件坐標 Y 正方向。 工件坐標等符合右手定則。建立工件坐標的操作步驟：1.在手動操縱畫面中，選 擇“工件坐標”。2.單擊“新建”。3.對工件坐標數(shù)據(jù)屬性進 行設定后，單擊“確定”。4.打開編輯菜單，選擇“定 義”。5.將 用 戶 方 法 設 定 為 “3點”。6. 手動操縱機器人的工具 參考點靠近定義工件坐 標的 X1 點。7.單擊“修改位置”，將 X1點記錄下來。8. 手動操縱機器人的工具 參考點靠近定義工件坐 標的 X2 點。9.單擊“修改位置”，將 X2點記錄下來。10. 手動操作機器人的工具 參考點靠近定義工件坐 標的 Y1 點。11. 單擊“修改位置”，將 Y1點

18、記錄下來。12. 單擊“確定”。13. 對自動生成的工件坐標 數(shù)據(jù)進行確認后，單擊 “確定”。14. 選中 wobj1 后，單擊確 定。3.有效載荷 loaddata15. 設 定 手 動 操 縱 畫 面 項 目，使用線性動作模式， 體 驗 新 建 立 的 工 件 坐 標。對于搬運應用的機器人，應該正確設定夾具的質(zhì)量、重心 tooldata 以及搬運對象的質(zhì)量與重心數(shù)據(jù)loaddata。操作步驟：1.“手動操縱”界面，選擇“有效載 荷”。2.單擊“新建”。3.對有效載荷數(shù)據(jù)屬性進行設 定。4.單擊“初始值”。5.對有效載荷的數(shù)據(jù)根據(jù)實際的情況進行設定，各參數(shù)代表 的含義請參考下面的有效載 荷參

19、數(shù)表。6.單擊“確定”。名稱參數(shù)單位有 效載 荷 質(zhì)量load.masskg有 效載 荷 重心load.cog.x load.cog.y load.cog.zmm力 矩軸 方 向load.aom.q1 load.aom.q2 load.aom.q3 load.aom.q4有 效載 荷 的 轉(zhuǎn) 動 慣 量ix iy izkgm2在 RAPID 編程中，需要對有效載荷的情況進行實時的調(diào)整：Set do1;夾具夾緊GripLoad load1;指定當前搬運對象的質(zhì)量與重心 load1Reset do1;夾具松開GripLoad load0;將搬運對象清除為 load05.5 知識鏈接5.5.1 復雜

20、程序數(shù)據(jù)賦值在 RAPID 程序數(shù)據(jù)中，有一些結(jié)構(gòu)較為復雜的程序數(shù)據(jù)，如 robtarget 程序數(shù)據(jù)，即 MoveJ 指令中的 p10數(shù)據(jù)：如上圖所示，在光盤的此文檔中可以找到 RAPID 程序中所有程序數(shù)據(jù)、功能、指令的詳細介紹。文檔中此數(shù)據(jù)是由一串數(shù)字組成（包括笛卡爾坐標 xyz、q1-4、軸角度等）以此數(shù)據(jù)為例，介紹復雜數(shù)據(jù)的賦值操作。 首先查看此數(shù)據(jù)的架構(gòu)：以修改 trans of pos 中的 x 為例。操作步驟：1.首先確定程序數(shù)據(jù)的類型為可變量2.打開程序編輯器進入例行程序 添加賦值指令“p10.trans.x:=400”（即將 p10 的trans 下的 x 的值更改為 400）。5.5.2 工具自動識別程序介紹工具自動識別（LoadID）功能。LoadIdentify 是 ABB 機器人開發(fā)的用于自動識別安裝在六軸法蘭盤上的工具（tooldata）與載荷（loaddata） 的重量，以及重心。（前面介紹到，設置 tooldata 與 loaddat