July11,2024

ABB機器人程序數據

1.程序數據介紹2.建立程序數據的操作3.程序數據范圍與存儲類型4.常用程序數據說明5.三個重要程序數據的設置6.學習測評

July11,2024項目5ABB機器人程序數據5.1程序數據介紹1.了解什么是程序數據2.了解建立程序數據的操作3.了解程序數據的類型與分類4.掌握三個關鍵程序數據(tooldata,wobjdata,loaddata)的設定方法任務目標July11,2024項目5ABB機器人程序數據5.1程序數據介紹

程序內聲明的數據被稱為程序數據。數據是信息的載體，它能夠被計算機識別、存儲和加工處理。它是計算機程序加工的原料，應用程序處理各種各樣的數據。計算機科學中，所謂數據就是計算機加工處理的對象，它可以是數值數據，也可以是非數值數據。數值數據是一些整數、實數或復數，主要用于工程計算、科學計算和商務處理等；非數值數據包括字符、文字、圖形、圖像、語音等.大家可以了解ABB機器人編程會使用到的程序數據類型及分類，如何創建程序數據，及最重要的三個關鍵程序數據(tooldata，wobjdata，loaddata)的設定方法。任務描述July11,2024程序數據是在程序模塊或系統模塊中設定值和定義一些環境數據。創建的程序數據由同一個模塊或其它模塊中

的指令進行引用。如圖所示，

虛線框中是一條常用的機器人關節運動的指令（MoveJ)，并調用了4個程序數據。圖中所使用的程序數據的說明見表July11,2024任務5-2建立程序數據的操作

程序數據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據畫面中建立程序數據，另一種是在建立程序指令時，同時自動生成對應的程序數據。程序數據建立的方法

在任務中將完成直接在示教器中的程序數據畫面中建立程序數據的方法。是以建立布爾數據（BOOL）和數字數據（NUM）為例子進行說明。July11,20245.2.1.建立程序數據bool1.單擊左上角主菜單按鈕。2.選擇“程序數據”。July11,20243.選擇數據類型“bool”。總共有98種數據類型，要記住常用的4.單擊“顯示數據”。July11,20245.單擊“新建…”。July11,20246.單擊此按鈕進行名稱的設定。7.單擊下拉菜單選擇對應的參數。8.單擊“確定”完成設定。July11,2024數據設定參數及說明見表July11,2024任務5-2建立程序數據的操作5.2.2.建立程序數據num1.單擊左上角主菜單按鈕。2.選擇“程序數據”。July11,20243.選擇數據類型“num”。4.單擊“顯示數據”。July11,20245.單擊“新建…”。July11,20246.單擊此按鈕進行名稱的設定。7.單擊下拉菜單選擇對應的參數。8.單擊“確定”完成設定。至此，大家就掌握了建立程序數據的基本方法，以及相關參數的定義與設定方法。July11,2024任務5-3程序數據類型與分類在這里，大家一起學習程序數據的程序數據的類型分類與存儲類型這兩個主題，以便大家能對程序數據有一個認識，并能根據實際的需要選擇程序數據。5.3.1.程序數據的類型與分類ABB機器人的程序數據共有98種，并且可以根據實際情況進行程序數據的創建，為ABB機器人的程序設計帶來了無限的可能。在示教器中的“程序數據”窗口，你就可查看和創建你所需要的程序數據以下就一些常用的程序數據進行詳細的說明，為下一步程序編程做好準備。July11,20245.3.2.程序數據的存儲類型在程序編輯窗口中的顯示如圖所示：說明：VAR表示存儲類型為變量。num表示聲明的數據是數字型數據(存儲的內容為數字)。Key在聲明數據時，可以定義變量數據的初始值。如:length的初始值為0，name的初始值為Tom，finished初始值為FALSE。a.變量VAR變量型數據在程序執行的過程中和停止時，會保持當前的值。但如果程序指針復位或者機器人控制器重啟，數值會恢復為聲明變量時賦予的初始值。舉例說明：VARnumlength:=0;名稱為length的變量型數值數據VARstringname:="Tom";名稱為name的變量型字符數據VARboolfinished:=FALSE;名稱為finished的變量型布爾量數據。July11,2024說明：在程序中執行變量型程序數據的賦值，在指針復位或者機器人控制器重啟后，都將恢復為初始值。在機器人執行的RAPID的程序中也可以對變量存儲類型程序數據進行賦值的操作，如圖所示。July11,2024在程序編輯窗口中的顯示如圖所示：說明：PERS表示存儲類型為可變量。b.可變量PERS無論程序的指針如何變化，無論機器人控制器是否重啟，可變量型的數據都會保持最后賦予的值。舉例說明：PERSnumnumb:=1;名稱為numb的數值數據PERSstringtext:="Hello";名稱為text的字符數據。July11,2024在機器人執行的RAPID的程序中也可以對可變量存儲類型程序數據進行賦值的操作，如圖所示。在程序執行以后，賦值的結果會一直保持到下一次對其進行重新賦值，如圖所示。July11,2024在程序編輯窗口中的顯示如圖所示：說明：存儲類型為常量的程序數據，不允許在程序中進行賦值的操作。c.常量CONST常量的特點是在定義時已賦予了數值，并不能在程序中進行修改，只能手動修改。舉例說明：CONSTnumgravity:=9.81;名稱為gravity的數值數據CONSTstringgreating:="Hello";名稱為greating的字符數據July11,2024任務5-4常用程序數據說明根據不同的數據用途，定義了不同的程序數據。現在來學習ABB機器人系統常用的程序數據。5.4.1.數值數據num(整數與小數)num用于存儲數值數據；例如，計數器。num數據類型的值可以為：整數；例如，-5小數；例如，3.45也可以指數的形式寫入：例如，2E3（＝2*10^3＝2000），2.5E-2（＝0.025）。整數數值，始終將-8388607與+8388608之間的整數作為準確的整數儲存。小數數值僅為近似數字，因此，不得用于等于或不等于對比。若為使用小數的除法和運算，則結果亦將為小數。將整數3賦值給名稱為count1的數值數據以下示例介紹了數值數據num：July11,2024數值數據dnum(整數或小數)數值型，用于表示-4503599627370496至+4503599627370496的整數（或小數）例如：VARdnumvalue; value:=2E+43;July11,20245.4.2.邏輯值數據boolbool用于存儲邏輯值（真/假）數據，即bool型數據值可以為TRUE或FALSE。示例中，首先判斷count1中的數值是否大于100，如果是大于100，則向highvalue賦值TRUE，否則賦值FALSE。以下示例介紹了邏輯值數據bool：July11,20245.4.3.字符串數據stringstring用于存儲字符串數據。字符串是由一串前后附有引號（""）的字符（最多80個）組成，例如，"Thisisacharacterstring"。如果字符串中包括反斜線（\），則必須寫兩個反斜線符號，例如，"Thisstringcontainsa\\character"。將startweldingpipe1賦值給text，運行程序后，在示教器中的操作員窗口將會顯示startweldingpipe1這段字符串。以下示例介紹了字符串數據stringJuly11,20245.4.4.位置數據robtargetrobtarget（robottarget）用于存儲機器人和附加軸的位置數據。位置數據的內容是在運動指令中機器人和外軸將要移動到的位置。robtarget由4個部分組成，如表以下示例介紹了位置數據robtargetCONSTrobtargetp15:=[[600,500,225.3],[1,0,0,0],[1,1,0,0],[11,12.3,9E9,9E9,9E9,9E9]];位置p15定義如下：機器人在在工件坐標系中的位置：x=600、y=500、z=225.3mm工具的姿態與工件坐標系的方向一致。機器人的軸配置：軸1和軸4位于90-180°，軸6位于0-90°。附加邏輯軸a和b的位置以度或毫米表示（根據軸的類型）。未定義軸c到軸f。July11,20245.4.5.關節位置數據jointtargetjointtarget用于存儲機器人和附加軸的每個單獨軸的角度位置。通過moveabsj可以使機器人和附加軸運動到jointtarget關節位置處。jointtarget由2個部分組成，如表以下示例介紹了關節位置數據jointtarget。CONSTjointtargetcalib_pos:=[[0,0,0,0,0,0],[0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];通過數據類型jointtarget，在calib_pos存儲了機器人的機械原點位置，同時定義外部軸a的原點位置0（度或毫米），未定義外軸b到f。使用以下速率，定義了速度數據vmedium：

TCP速度為1000mm/s。

工具的重定位速度為30度/秒。

線性外軸的速度為200mm/s。

旋轉外軸速度為15度/秒。July11,20245.4.6.速度數據speeddataspeeddata用于存儲機器人和附加軸運動時的速度數據。速度數據定義了工具中心點移動時的速度，工具的重定位速度，線性或旋轉外軸移動時的速度。speeddata由4個部分組成，如表以下示例介紹了速度數據speeddata。VARspeeddatavmedium:=[1000,30,200,15];July11,20245.4.7.轉角區域數據zonedatazonedata用于規定如何結束一個位置，也就是在朝下一個位置移動之前，機器人必須如何接近編程位置。可以以停止點或飛越點的形式來終止一個位置。停止點意味著機械臂和外軸必須在使用下一個指令來繼續程序執行之前達到指定位置（靜止不動）。飛越點意味著從未達到編程位置，而是在達到該位置之前改變運動方向。zonedata由7個部分組成，如表通過以下數據，定義轉角區域數據path：?TCP路徑的區域半徑為25mm。?工具重定位的區域半徑為40mm（TCP運動）。?外軸的區域半徑為40mm（TCP運動）。如果TCP靜止不動，或存在大幅度重新定位，或存在有關該區域的外軸大幅度運動，則應用以下規定：?工具重定位的區域半徑為10度。?線性外軸的區域半徑為35mm。?旋轉外軸的區域半徑為5度。July11,2024以下示例介紹了轉角區域數據zonedata。VARzonedatapath:=[FALSE,25,40,40,10,35,5];July11,2024

項目5ABB機器人程序數據任務5-5三個關鍵程序數據的設定

在進行正式的編程之前，就需要構建起必要的機器人編程環境，其中有三個必須的程序數據（工具數據TOOLDATA，工件坐標WOBJDATA，負荷數據LOADDATA）就需要在編程前進行定義。接下來，我們就來學習這三個程序數據的組成及設定方法。July11,20245.5.1工具數據TOOLDATA

工具數據Tooldata是用于描述安裝在機器人第六軸上的工具的TCP，重量，重心等參數數據。

不同的機器人應用就可能配置不同的工具，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的夾具作為工具，如圖July11,2024默認工具(tool0)的工具中心點（ToolCenterPonit）位于機器人安裝法蘭的中心，工具的重量為０，重心和TCP點在第六軸的法蘭盤中心，如圖。圖中的A點就是原始的TCP點。工具數據的三個主要參數：TCP（trans,三維XYZ）,重量(mass)與重心(cog,三維XYZ)July11,2024初始位置的TCP點：

X與Z方向互換了，也就是朝前是Z軸正方向，朝下為X軸正方向。旋轉90度的TCP點：

X和Z方向變為原來反方向，也就是向下是Z軸正方向，朝前為X軸正方向。July11,20245.5.1工具數據TOOLDATA

a.TOOLDATA數據組成tooldata用于描述工具（例如，焊槍或夾具）的特征。此類特征包括工具中心點（TCP）的位置和方位以及工具負載的物理特征。July11,2024tooldata由3個部分組成，如表說明：如果是使用固定工具，則定義的工具坐標系是相對于世界坐標系。July11,20245.5.1工具數據TOOLDATA

a.TOOLDATA數據組成以下示例介紹了工具數據tooldata工具數據gripper定義內容如下：1、（robhold=true）機械臂正夾持著工具。2、(tframe)TCP所在點沿著工具坐標系X方向偏移97.4mm，沿工具坐標系Z方向偏移223.1mm。工具的X方向和Z方向相對于腕坐標系Y方向旋轉45°。3、（tload）工具重量為5kg。重心所在點沿著腕坐標系X方向偏移23mm，沿腕坐標系Z方向偏移75mm。可將負載視為一個點質量，即不帶轉矩慣量。工具中心點的設定方法如下：（１）首先在機器人工作范圍內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）通過之前學習到的手動操縱機器人的方法，去移動工具上的參考點以最少四種不同的機器人姿態盡可能與固定點剛好碰上,有四點、五點法和六點法，July11,20245.5.1工具數據TOOLDATA

b.TOOLDATA數據的設定（為了獲得更準確的TCP，我們在以下的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將要設定為TCP的X方向移動，第六點是工具參考點從固定點向將要設定為TCP的Z方向移動。（４）機器人就可以通過這四個位置點的位置數據計算求得TCP的數據，然后TCP的數據就保存在TOOLDATA這個程序數據中被程序進行調用。July11,2024工具中心點(TCP)取點數量的區別：

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TOOL０的X軸和Z軸方向（焊接應用最為常用）。設置時前三點的姿態相差盡量大些，這樣有利于ＴＣＰ精度的提高。July11,2024July11,2024工具數據的設定方法TOOLDATA數據的設定1.單擊左上角主菜單按鈕2.選擇“手動操縱”。July11,20243.選擇“工具坐標”。July11,20244.點擊“新建”。（系統自帶的為tool0,即法蘭盤中心點July11,20245.對工具數據屬性進行設定后，點擊“確定”。July11,20246.選中tool1后，點擊“編輯”菜單中的“定義”選項。July11,20247.選擇“TCP和Z，X”方法設定TCP。July11,20248.選擇合適的手動操縱模式。9.按下使能鍵，使用搖桿使工具參考點去靠上固定點，作為第一個點。July11,202410.選中點1，點擊“修改位置”，將點1位置記錄下來。July11,202411.工具參考點以此姿態靠上固定點。July11,202412.選中點2，點擊“修改位置”，將點2位置記錄下來。July11,202413.工具參考點以此姿態靠上固定點。July11,202414.選中點3，點擊“修改位置”，將點3位置記錄下來。July11,202415.工具參考點以此姿態靠上固定點。July11,202416.選中點4，點擊“修改位置”，將點4位置記錄下來。July11,202417.工具參考點以此姿態靠上固定點。July11,202418.選中延伸點X，點擊“修改位置”，將延伸點X位置記錄下來。July11,202419.單擊”是”，完成設定July11,202420.選中延伸點Z，點擊“修改位置”，將延伸點Z位置記錄下來。July11,202421.點擊“確定”，完成設定。July11,202422.對誤差進行確認，當然是越小越好了，但也要以實際驗證效果為準。July11,202423.接著設置tool1的重量和重心。選中tool1，然后打開編輯菜單選擇“更改值”。July11,202424.點擊箭頭向下翻頁。Key此頁面顯示的內容就是TCP定義時生成的數據。July11,202425.在此頁面中，根據實際情況設定工具的重量mass（單位:kg）和重心位置數據（此重心是基于tool0的偏移值，單位：mm），然后點擊“確定”。July11,202426.選中tool1，點擊“確定”。July11,202427.動作模式選定為“重定位”。坐標系選定為“工具”。工具坐標選定為“tool1”。July11,202428.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，你可以看到工具參考點與固定點始終保持接觸，而機器人會根據你的重定位操作改變著姿態。

以圖中的搬運薄板的真空吸盤夾具為例，重量是25kg，重心在默認tool0的Z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正方向偏移了300mm。July11,2024任務5-5三個關鍵程序數據的設定5.5.1工具數據TOOLDATA

b.TOOLDATA數據的設定如果使用的的搬運的夾具，一般的工具數據設定方法如下：July11,20241.選擇“工具坐標”。在示教器中的設定如下：July11,20242.點擊“新建”。July11,20243.根據需要設定數據的屬性，一般是不用修改的。4.點擊“初始值”。July11,20245.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值。接著點擊黃色箭頭向下翻頁。July11,20246.此工具重量是25kg，重心在默認tool0的Z正方向偏移250mm，在畫面中設定對應的數值，然后點擊“確定”，設定完成。July11,2024項目5ABB機器人程序數據

任務5-5三個關鍵程序數據的設定

工件坐標系對應工件：它定義工件相對于大地坐標系（或其它坐標系）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系（圖5-14~圖5-16）中創建目標和路徑。這帶來很多優點：工件坐標數據WOBJDATA

1.重新定位工作站中的工件時，您只需更改工件坐標系的位置，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。July11,2024Key：A是機器人的大地坐標，為了方便編程為第一個工件建立了一個工件坐標B，并在這個工件坐標B進行軌跡編程。如果臺子上還有一個一樣的工件需要走一樣的軌跡，那你只需要建立一個工件坐標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重復的軌跡編程了。July11,2024Key：在工件坐標B中對A對象進行了軌跡編程。如果工件坐標的位置變化成工件坐標D后，只需在機器人系統重新定義工件坐標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生變化。July11,20245.5.2工件坐標數據WOBJDATAa.WOBJDATA數據組成如果在運動指令中指定了工件，則目標點位置將基于該工件坐標系。優勢如下：?便捷地手動輸入位置數據，例如離線編程，則可從圖紙獲得位置數值。?軌跡程序可以根據變化，快速重新使用。例如，如果移

動了工作臺，則僅須重新定義工作臺工件坐標系即可。?可根據變化對工件坐標系進行補償。利用傳感器來獲得偏差數據來定位工件。July11,2024wobjdata由5個部分組成，如表July11,2024以下示例介紹了工件數據wobjdata：工件數據wobj1定義內容如下：機械臂未夾持著工件。使用固定的用戶坐標系。用戶坐標系不旋轉，且在大地坐標系中用戶坐標系的原點為x=300、y=600和z=200mm。目標坐標系不旋轉，且在用戶坐標系中目標坐標系的原點為x=0、y=200和z=30mm。PERSwobjdatawobj1:=[FALSE,TRUE,"",[[300,600,200],[1,0,0,0]],[[0,200,30],[1,0,0,0]]];July11,2024b.WOBJDATA數據的設定在對象的平面上，只需要定義三個點，就可以建立一個工件坐標。1.X1、X2確定工件坐標X正方向。2.Y1確定工件坐標Y正方向。3.工件坐標系的原點是Y1在工件坐標X上的投影。工件坐標符合右手定則以下就是建立工件坐標的操作步驟July11,2024b.WOBJDATA數據的設定1.單擊左上角主菜單按鈕2.選擇“手動操縱”。July11,20243.選擇“工件坐標”。July11,20244.點擊“新建”。July11,20245.對工件數據屬性進行設定后，點擊“確定”。July11,20246.選中wobj1后，點擊“編輯”菜單中的“定義”選項。July11,20247.用戶方法選擇“3點”。July11,20248.手動操作機器人的工具參考點靠近定義工件坐標系的X1點。July11,20249.選中用戶點X1，點擊“修改位置”，將點X1位置記錄下來。July11,202410.手動操作機器人的工具參考點靠近定義工件坐標系的X2點。July11,202411.選中用戶點X2，點擊“修改位置”，將點X2位置記錄下來。July11,202412.手動操作機器人的工具參考點靠近定義工件坐標系的Y1點。July11,202413.選中用戶點Y1，點擊“修改位置”，將點Y1位置記錄下來。July11,202414.點擊“確定”，完成設定。July11,202415.對自動生成的工件坐標數據進行確認后，點擊“確定”。July11,202416.選中wobj1，點擊“確定”。July11,202417.動作模式選定為“線性”。坐標系選定為“工件坐標”。工件坐標選定為“wobj1”。July11,202