ABB機器人編程基礎工業機器人離線仿真01工具坐標系設定02工件坐標系設定03RAPID程序基本架構04常用指令學習內容05I/O通信與配置06I/O信號查看及仿真工具坐標系設定1學習重點學習難點1.四點法標定工具坐標1.四點法標定工具坐標的步驟2.仿真環境下創建工具坐標工具坐標系數據描述安裝在機器人第六軸上的工具坐標TCP、質量、重心等參數數據影響機器人的控制算法（例如計算加速度）、速度和加速度監控、力矩監控、碰撞監控、能量監控等所有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。工具數據tooldata的定義工具坐標系數據默認工具（tool0）的工具中心點位于機器人安裝法蘭的中心，執行程序時，機器人將TCP移至編程位置一般不同的機器人應用配置不同的工具工具數據tooldata的定義工具坐標系數據N（3≤N≤9）點法機器人的TCP通過N種不同的姿態同參考點接觸，得出多組解，通過計算得出當前TCP與機器人安裝法蘭中心點（Tool0）相應位置，其坐標系方向與Tool0一致。TCP和Z法在N點法基礎上，增加Z點與參考點的連線為坐標系Z軸的方向，改變了工具坐標系的Z方向。TCP和Z，X法在N點法基礎上，增加X點與參考點的連線為坐標系X軸的方向，Z點與參考點的連線為坐標系Z軸的方向，改變了工具坐標系的X和Z方向。TCP的幾種設定方法工具坐標系數據如果機器人是用于搬運，就需要設置有效載荷loaddata，因為對于搬運機器人，手臂承受的重量是不斷變化的，所以不僅要正確設定夾具的質量和重心數據tooldata，還要設置搬運對象的質量和重心數據loaddata。有效載荷數據loaddata就記錄了搬運對象的質量、重心的數據。如果機器人不用于搬運，則loaddata設置就是默認的load0。有效載荷loaddata的設定工具坐標系數據1.在手動操縱窗口中選擇“有效載荷”2單擊“新建…”有效載荷loaddata的設定工具坐標系數據3.彈出有效載荷數據屬性界面，對屬性進行設定，單擊“初始值”4.對有效載荷的數據根據實際情況進行設定有效載荷loaddata的設定工具坐標系數據有效荷載參數含義：名稱參數單位有效載荷質量load.masskg有效載荷重心load.cog.xload.cog.yload.cog.zmm力矩軸方向load.aom.q1load.aom.q2load.aom.q3load.aom.q4

有效載荷的轉動慣量ixiyizkg·m2有效載荷loaddata的設定工具坐標系數據5.有效載荷數據設置完成后，在如圖所示窗口中單擊“確定”6.確定后界面返回到數據聲明界面，然后單擊“確定”，完成有效載荷的新建有效載荷loaddata的設定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；然后在工具上確定一個參考點（最好是工具的中心點）；用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盡可能與固定點剛好碰上。前三個點的姿態相差盡量大些，這樣有利于TCP精度的提高。第四點是用工具的參考點垂直于固定點；機器人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。工具坐標系數據建立工具坐標系的操作步驟工具坐標系數據1.主界面中單擊“程序數據”2.單擊“tooldata”數據類型建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據3.單擊“新建…”，新建工具坐標系4.對工具數據屬性進行設定后，如更改名稱，，然后單擊“確定”建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據5.選擇新建的“tool1”，單擊“編輯”，然后單擊“定義…”，進入下一步6.在定義方法中選擇“TCP默認方向”，采用4點法來設定TCP建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據7.手動操作機器人，以任意姿態使工具參考點（即尖錐尖端）靠近并接觸固定參考點后，選中“點1”，然后單擊“修改位置”保存當前位置。建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據8.繼續手動操作機器人，以任意姿態使工具參考點（即尖錐尖端）靠近并接觸固定參考點后，選中“點2”，然后單擊“修改位置”保存當前位置。建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據9.繼續手動操作機器人，以任意姿態使工具參考點（即尖錐尖端）靠近并接觸固定參考點后，選中“點3”，然后單擊“修改位置”保存當前位置。建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據10.繼續手動操作機器人，以任意姿態使工具參考點（即尖錐尖端）靠近并接觸固定參考點后，選中“點4”，然后單擊“修改位置”保存當前位置。建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據11.4個點都記錄完成后，點擊確定，機器人自動計算TCP的標定誤差，當平均誤差在0.5mm以內時，才可單擊“確定”進入下一步，否則需要重新標定TCP。建立工具坐標系的具體操作步驟工具坐標系數據12.單擊“tool1”，接著單擊【編輯】，然后【更改值…】進入下一步。建立工具坐標系的具體操作步驟13.向下翻頁修改“mass”，其含義為對應工具的質量，單位為kg工具坐標系數據14.修改工具重心參數，然后單擊“確定”返回到工具坐標系界面建立工具坐標系的具體操作步驟測試工具坐標系準確性1.在手動操作界面，單擊“動作模式”，進入下一步2.在動作模式中選擇“重定位”，然后單擊“確定”返回測試工具坐標系準確性3.回到手動操作界面，單擊“坐標系”，進入下一步4.在坐標系選項中單擊“工具”，然后單擊“確定”返回。測試工具坐標系準確性5.回到手動操作界面，單擊“工具坐標”，進入下一步6.在工具坐標選項中單擊tool1，點擊“確定”返回測試工具坐標系準確性7.按下使能器，用手撥動機器人手動操作搖桿，檢測機器人是否圍繞TCP點運動。如果機器人圍繞TCP點運動，則TCP標定成功，如果沒有圍繞TCP點運動，則需要重新進行標定。虛擬環境下創建工具坐標系1.在【基本】選項下，展開【其他】，點擊【創建工具數據】虛擬環境下創建工具坐標系2.在頁面下修改工具坐標數據，修改完成后點擊創建。工具坐標系名稱TCP點坐標值、xyz軸方向重量、重心及轉動慣量數據虛擬環境下創建工具坐標系3.如果需要修改工具坐標系，在【路徑和目標點】下，依次展開控制器、工具數據，tool1，點擊【修改Tooldata】進行修改注意：通過這種方法創建的工具坐標數據只存在于工作站中。通過示教器查看工具坐標數據是沒有該工具數據的。需要進行同步。工件坐標系設定2學習重點學習難點1.三點法創建工件坐標1.創建工件坐標系的優點2.仿真環境下創建工件坐標工件坐標系數據工件坐標對應工件，它定義工件相對于大地坐標的位置。機器人可以有若干工件坐標系，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。工件坐標系數據優點：重新定位工作站中的工件時，只需更改工件坐標的位置，所有路徑將即刻隨之更新。允許操作以外部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。對機器人進行編程時就是在工件坐標中創建目標和路徑，這帶來很多優點：手動操縱機器人，在工件表面或邊緣角的位置找到一點X1，作為坐標系的原點手動操縱機器人，在工件表面或邊緣角的位置找到一點X2，X1X2確定工件坐標系的X軸正方向。X1和X2距離越遠，定義的坐標系的軸向越精準。手動操縱機器人，在XY平面上且Y軸為正的方向上找一個點Y1，確定坐標系的Y軸正方向工件坐標系數據建立工件坐標系的原理工件坐標系數據1.主界面中單擊“程序數據”2.單擊“wobjdata”數據類型建立工件坐標系的具體操作步驟工件坐標系數據3.單擊“新建…”，新建工件坐標系4.對工件數據屬性進行設定后，如更改名稱，，然后單擊“確定”建立工件坐標系的具體操作步驟工件坐標系數據5.選擇新建的“wobj1”，單擊“編輯”，然后單擊“定義…”，進入下一步6.顯示工件坐標定義界面，將用戶方法設定為“3點”建立工件坐標系的具體操作步驟工件坐標系數據7.手動操作機器人的工具參考點靠近定義工件坐標的X1點，選中界面中“用戶點X1”，單擊“修改位置”，將X1點記錄下來。建立工件坐標系的具體操作步驟工件坐標系數據8.手動操作機器人的工具參考點靠近定義工件坐標的X2點，選中界面中“用戶點X2”，單擊“修改位置”，將X2點記錄下來。建立工件坐標系的具體操作步驟工件坐標系數據9.手動操作機器人的工具參考點靠近定義工件坐標的Y1點，選中界面中“用戶點Y1”，單擊“修改位置”，將Y1點記錄下來。建立工件坐標系的具體操作步驟工件坐標系數據10.三點位置修改完成，在窗口中單擊“確定”11.對自動生成的工件坐標數據進行確認后，單擊“確定”建立工件坐標系的具體操作步驟測試工件坐標系準確性1.在手動操作界面，單擊“動作模式”，進入下一步2.在動作模式中選擇“線性”，然后單擊“確定”返回測試工件坐標系準確性3.回到手動操作界面，單擊“坐標系”，進入下一步4.在坐標系選項中單擊“工件坐標”，然后單擊“確定”返回。測試工件坐標系準確性5.回到手動操作界面，單擊“工件坐標”，進入下一步6.在工件坐標選項中單擊wobj1，點擊“確定”返回測試工件坐標系準確性7.按下使能器，用手撥動機器人手動操作搖桿，觀察在工件坐標系下移動的方向是否與定義的工件坐標系X、Y軸方向一致RAPID程序基本架構3學習重點學習難點1.RAPID程序基本架構1.掌握RAPID程序模塊化編程操作要點2.新建程序模塊3.新建例行程序RAPID程序架構RAPID是一種英文編程語言，所包含的指令可以移動機器人、設置輸出、讀取輸入，還能實現決策、重復其它指令、構造程序與系統操作員交流等功能。應用程序就是使用RAPID編程語言的特定詞匯和語法編寫而成的。RAPID程序架構RAPID程序由程序模塊與系統模塊組成。可以根據不同的用途創建多個程序模塊。每一個程序模塊包含了程序數據、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，程序模塊之間的數據、例行程序、中斷程序和功能是可以互相調用的。在RAPID程序中,只有一個主程序main，并且存在于任意一個程序模塊中。并且是作為整個RAPID程序執行的起點。RAPID程序架構RAPID程序程序模塊1程序模塊2程序模塊3系統模塊程序數據程序數據……程序數據主程序main例行程序……例行程序例行程序中斷程序……中斷程序中斷程序功能……功能功能

……

查看RAPID程序的操作1.主界面中單擊“程序編輯器”2.直接進入到主程序中，單擊“例行程序”，查看例行程序列表3.程序模塊中包含的所有例行程序都被顯示出來4.單擊“后退”，點擊“模塊”，可以查看模塊列表查看RAPID程序的操作5.查看模塊列表，有系統模塊和程序模塊，程序模塊可以有多個。6.單擊“后退”，點擊“任務與程序”，可以查看當前任務查看RAPID程序的操作1.點擊任務與程序2.點擊【文件】，點擊【新建程序】新建程序任務3.彈出當前任務下已有程序，是否進行保存。如果需要保存點擊【保存】4.默認進入主程序main編輯頁面新建程序任務5.點擊【模塊】，根據需要可以新建程序模塊。6.點擊【新建模塊】新建程序任務7.彈出對話框，點擊【是】，繼續下一步8.修改模塊名稱和類型后，點擊【確定】。Program為程序模塊，system為系統模塊。新建程序任務9.任一程序模塊中都可以新建例行程序。選擇module1,點擊【顯示模塊】10.點擊【例行程序】新建程序任務11.該模塊下沒有例行程序，點擊【文件】，點擊【新建例行程序】12.修改例行程序名稱、類型及所屬模塊后，點擊【確定】，需要注意程序名稱不能重復。新建程序任務13.選擇需要編輯的例行程序，點擊【顯示例行程序】進入編程調試頁面14.通過添加指令、編輯、調試功能編輯調試例行程序新建程序任務常用指令4學習重點學習難點1.運動指令1.MoveL、MoveJ、MoveAbsJ指令的區別2.例行程序調用指令3.循環指令4.偏移量函數2.轉彎區數據對運動軌跡的影響3.循環指令的用法及執行過程運動指令①機器人以最快捷的方式運動至目標點。②機器人運動狀態不完全可控。③運動路徑保持唯一。④適合機器人大范圍運動時使用，不容易在運動過程中出現關節軸進入機械死點的問題。MoveJ指令MoveJ指令①機器人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。②機器人運動狀態可控。③運動路徑保持唯一，可能出現死點。④常用于機器人在工作狀態移動。運動指令①機器人通過中心點以圓弧移動方式運動至目標點。②當前點.中間點與目標點三點決定一斷圓弧，機器人運動狀態可控。③運動路徑保持唯一。④常用于機器人在工作狀態移動。⑤限制：不可能通過一個MoveC指令完成一個圓。MoveC指令MoveAbsJ指令①機器人以單軸運行的方式運動至目標點。②絕對不存在死點，運動狀態完全不可控。③避免在正常生產中使用此指令。④常用于檢查機器人零點位置指令參數For指令當一個或多個指令重復多次時，使用FOR。語法：FOR<循環判斷變量>FROM<起始值>TO<終止值>

[步進值]DO

<待執行指令>ENDFOR示例：FORiFROM1TO10DO

routine1;ENDFOR程序執行過程：1.第一次執行時，循環判斷變量的值等于起始值，執行FOR里面指令，執行完以后循環判斷變量的值自動加上步長值;2.程序指針跳去FOR指令，判斷循環判斷變量的值是否在起始值和終止值之間，如果條件成立則重復執行FOR里面指令，循環判斷變量自動加上步長值;3.再一次判斷循環判斷變量，直到當判斷出循環判斷變量的值不在起始值和結束值之間時，程序指針跳出ENDFOR，繼續往下執行。While指令程序執行：1.評估條件表達式。如果表達式評估為TRUE值，則執行WHILE塊中的指令。2.再次評估條件表達式，如果該評估結果為TRUE，則再次執行WHILE塊中的指令。3.重復判斷，直至表達式評估結果成為FALSE，跳出While循環。示例：WHILEa<bDOa:=a+1;ENDWHILE只要a<b，則重復WHILE塊中的指令。只要給定條件表達式評估為TRUE值，當重復一些指令時，使用WHILE。語法：WHILE<條件表達式>DO

<待執行指令>ENDWHILEOffs偏移量函數在機器人的工件坐標系中添加一個偏移量,使用Offs函數語法：Offs(Point,XOffset,YOffset,ZOffset)含義：以選定目標點為基準，沿著選定工件坐標系的X、Y、Z軸方向偏移一定的距離示例：MoveLOffs(p2,0,0,10),v1000,z50,tool1;將機器人TCP移動到以p2為基準點，沿著wobj0的Z軸正方向偏移10mm的位置RelTool偏移量函數在機器人的工具坐標系中添加一個偏移量,使用RelTool函數語法：RelTool(Point,Dx,Dy,Dz[\Rx][\Ry][\Rz])含義：以選定目標點為基準，沿著選定工具坐標系的X、Y、Z軸方向偏移一定的距離及旋轉一定角度示例：MoveLRelTool(p1,0,0,100),v100,fine,tool1;將j機器人TCP移動到p1為基準點，沿工具tool1的Z軸正方向偏移100mm的位置。編程示例已知5個相同半徑的圓等間隔排列，編寫程序實現機器人沿著5個圓軌跡運動。要求：示教第一個圓的圓心目標點為p10，使用For循環及偏移函數offs完成程序編寫C2C3C4p1060ptptptptC1編程示例假設已知圓心的目標點數據pt，可以通過Offs函數計算出圓上4個象限點C1、C2、C3、C4的目標點數據。可以新建一個例行程序yuan,通過圓弧指令完成任意圓的軌跡運動。C1C2C3C4pt示例：編程示例由于5個圓的軌跡運動呈現規律排列，已知第一個圓的圓心目標點為p10,可以通過For循環指令，循環5次，每循環一次，圓心的目標點數據沿著指定方向移動60mm，再調用一次任意圓的軌跡運動例行程序，這樣圓形軌跡運動也是跟隨變化的。C1C2C3C4p1060示例：ptptptpt編程練習1.完成如圖所示5個圓形軌跡的運動。IF指令ABB機器人的IF指令在編程中具有廣泛的應用，主要用于條件判斷和流程控制。具體的應用實例：條件讀取I/O信號狀態：在RAPID編程語言中，可以使用IF指令來判斷I/O信號的狀態，例如，通過IFDOutput(do2)=1THEN語句來判斷輸出信號do2是否為激活狀態，并根據這個狀態執行相應的操作。多條件判斷：IF指令支持多種條件判斷形式，包括簡單的IF-THEN，以及更復雜的IF-THEN-ELSE和IF-THEN-ELSEIF-THEN-ELSE結構。例如，可以根據寄存器的值選擇執行不同的子程序或跳轉到不同的代碼段。?子程序調用：在滿足特定條件時，可以使用IF指令調用子程序。例如，如果寄存器reg1的值小于5，系統將調用子程序work1；否則，將調用work2。?IF指令示例：IFcounter>100THENcounter:=100;ELSEIFcounter<0THENcounter:=0;ELSEcounter:=counter+1;ENDIFIF-如果滿足條件，那么...；否則...語法：IF

<條件表達式>

THEN

<待執行指令>{ELSEIFConditionTHEN...}[ELSE...]ENDIF求商函數DIV為用于評估整數除法的條件表達式。例1a:=14DIV4;因為14可以除以4達3次，因此，返回值為3。例2VARnumb1:=10;VARnumb2:=3;VARnumb3;...b3:=b1DIVb2;因為10可以除以3達3次，因此，返回值為3。

求余函數MOD是用于評估整數除法模數和余數的條件表達式。例1c:=14MOD4;返回值為2，因為14除以4，得到模數2。例2VARnumd1:=10;VARnumd2:=3;VARnumd3;...d3:=d1MODd2;返回值為1，因為10除以3，得到模數1。

編程示例已知5個相同半徑的圓如圖規則排列，編寫程序實現機器人沿著5個圓軌跡運動。要求：示教第一個圓的圓心目標點為p10C2C3C4p1060ptptptptC160606060編程示例假設已知圓心的目標點數據pt，可以通過Offs函數計算出圓上4個象限點C1、C2、C3、C4的目標點數據。可以新建一個例行程序yuan,通過圓弧指令完成任意圓的軌跡運動。C1C2C3C4pt示例：編程示例由于5個圓的軌跡運動呈現規律排列，已知第一個圓的圓心目標點為p10,可以通過For循環指令，循環5次，每循環一次，圓心的目標點數據發生變化，Y軸方向規律為每循環一次偏移60mm，X軸方向規律為當前循環判斷變量i，為偶數時偏移0mm,為奇數時偏移60mm。通過IF指令判斷i值執行不同的指令。調用任意圓的軌跡運動例行程序，這樣圓形軌跡運動也是跟隨變化的。示例：綜合練習完成如圖所示圓形軌跡的運動。變量與賦值5變量定義變量使用前須定義（聲明）變量聲明指令格式：形式類型名稱：=

初始值；變量形式有：常量（CONST）、變量（VAR）、可變量（PERS）之分。變量類型有：數值型、邏輯型、結構型。變量定義ABB機器人的變量定義：數值型：num邏輯型：bool結構型：tooldata、wobjdata、speeddata、robtarget、jointtarget…變量定義變量定義示例：CONST

numa:=5;常量聲明時必須賦值。VARnumi;VAR

boolb;VARrobtargetp10;賦值指令示教器賦值指令操作1.在程序編輯器-添加指令，指令列表中選擇“:＝”。2.單擊“更改數據類型…”。賦值指令3.在列表中找到“num”并選中，然后單擊“確定”。此時，數值型變量被選定。4.選中“reg1”或新建一個。賦值指令5.選中“<EXP>”并藍色高亮顯示。6.打開“編輯”菜單，選擇“僅限選定內容”。賦值指令7.使用虛擬鍵盤，輸入變量值。輸入變量值后，點擊確定。8.點擊“確定”，即可添加賦值指令“reg1:=12.5；”執行此指令后，reg1的值就是12.5了賦值指令賦值指令示例：reg1:=12.5；a:=8;b:=a+10.5;reg2:=SIN(30);I/O通信及配置5學習重點學習難點1.DSQC652標準I/O板的功能1.標準I/O板的地址2.標準I/O板的配置2.標準I/O板的配置操作常用的通信號接口ABB機器人提供了豐富的I/O通信接口，可以輕松地實現與周邊設備進行通信，如表所示：ABB機器人PC現場總線ABB標準設備RS232串行通信OPCserverSocketMessageDeviceNetProfibusProfibus-DPProfinetEtherNetIP標準I/O板PLC………………ABB標準I/O板ABB標準I/O板提供的常用信號處理有數字輸入DI、數字輸出DO、模擬輸入AI、模擬輸出AO，以及輸送鏈跟蹤，常用的標準I/O板有DSQC651和DSQC652。DSQC652外觀如圖所示：ABB標準I/O板DSQC652板，主要提供16個數字輸入信號和16個數字輸出信號的處理。數字輸出指示燈X1、X2數字輸出接口X5DeviceNet接口模塊狀態指示燈X3數字輸入接口數字輸入指示燈接口板地址設置接口ABB標準IO板的地址ABB標準IO板是掛在DeviceNet網絡上的，要設定模塊在網絡中的地址。端子X5的6-12的跳線就是用來決定模塊的地址的，地址可用范圍為10-63。將第8腳和第10腳的跳線剪去，那么地址就為2+8=10。ABB標準IO板接口說明X1端子接口包括8個數字輸出，地址分配，如表所示：X1端子編號使用定義地址分配1OUTPUTCH102OUTPUTCH213OUTPUTCH324OUTPUTCH435OUTPUTCH546OUTPUTCH657OUTPUTCH768OUTPUTCH8790V

1024V

1.X1端子ABB標準IO板接口說明X3端子接口包括8個數字輸入，地址分配，如表所示：3.X3端子X3端子編號使用定義地址分配1INPUTCH102INPUTCH213INPUTCH324INPUTCH435INPUTCH546INPUTCH657INPUTCH768INPUTCH8790V

10未使用

ABB標準IO板接口說明X4端子接口包括8個數字輸入，地址分配，如表所示：4.X4端子X4端子編號使用定義地址分配1INPUTCH982INPUTCH1093INPUTCH11104INPUTCH12115INPUTCH13126INPUTCH14137INPUTCH15148INPUTCH161590V

10未使用

ABB標準IO板接口說明X5端子是DeviceNet總線接口，端子使用定義，如表所示。其上的編號6～12跳線用來決定模塊（I/O板）在總線中的地址，可用范圍為10～63。3.X5端子X5端子編號使用定義1