目录
项目一 认识工业机器人 .................................................................................................................................... 1
任务1 工业机器人分类与应用 ................................................................................................................. 1 任务2 工业机器人结构与主要参数 ......................................................................................................... 7 任务3 认识ABB工业机器人 ................................................................................................................. 26 任务4 认识更多工业机器人 ................................................................................................................... 36 【思考与练习】 ........................................................................................................................................ 44 【项目小结】 ............................................................................................................................................ 44 项目二 ABB工业机器人安装与示教操作 ..................................................................................................... 45
任务1 机器人操作安全规范 ................................................................................................................... 45 任务2 工业机器人在作业单元中的安装 ............................................................................................... 51 任务3 示教单元控制工业机器人的简单运动 ....................................................................................... 59 任务4 坐标系建立及标定 ....................................................................................................................... 68 【思考与练习】 ........................................................................................................................................ 84 【项目小结】 ............................................................................................................................................ 84 项目三 ABB工业机器人离线编程 ................................................................................................................. 85
任务1 RobotStudio软件安装 ................................................................................................................. 85 任务2 基本工作站建立及系统生成 ....................................................................................................... 93 任务3 虚拟示教器基本使用 ................................................................................................................. 101 任务4 简单自动程序编制及仿真 ......................................................................................................... 107 【思考与练习】 ...................................................................................................................................... 115 【项目小结】 .......................................................................................................................................... 115 项目四 工业机器人运动轨迹规划 ................................................................................................................ 116
任务1 轨迹规划问题与性能指标 ......................................................................................................... 116 任务2 常用机器人路径控制方式 ......................................................................................................... 123 任务3 机器人运动轨迹规划基本方法 ................................................................................................. 133 任务4 机器人轨迹规划实例 ................................................................................................................. 144 【思考与练习】 ...................................................................................................................................... 152 【项目小结】 .......................................................................................................................................... 153 项目五 ABB工业机器人自动控制 ............................................................................................................... 154
任务1 程序数据建立 ............................................................................................................................. 154 任务2 RAPID程序创建 ....................................................................................................................... 165 任务3 直线运动控制 ............................................................................................................................. 175
任务4 圆弧运动控制 ............................................................................................................................. 190 任务5 通信接口的建立与连接 ............................................................................................................. 195 【思考与练习】 ...................................................................................................................................... 205 【项目小结】 .......................................................................................................................................... 206 项目六 工业机器人典型工作站应用 ............................................................................................................ 207
任务1 搬运工业机器人在生产线中的应用 ......................................................................................... 207 任务2 码垛工业机器人应用 ................................................................................................................. 226 任务3 弧焊工业机器人在汽车生产中的应用 ..................................................................................... 249 任务4 并联工业机器人在分拣生产中的应用 ..................................................................................... 268 【思考与练习】 ...................................................................................................................................... 276 【项目小结】 .......................................................................................................................................... 277 参考文献 .......................................................................................................................................................... 278
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工业机器人操作与简明教程
项目五 ABB工业机器人自动控制
工业机器人应用于搬运、码垛、焊接等工作中，机器手臂的运动路径、位置和速度等都是由一系列的的指令来控制。通过编写RAPID程序来实现对机器人的控制。本项目中的五个任务包括：程序数据建立、RAPID程序编写，直线运动和圆弧运动控制，主要讲解实现ABB工业机器人自动控制的一些方法和步骤，任务5讲述ABB机器人通信接口的建立和连接，用外部信号控制机器人。 【学习目标】 1. 知识目标
· 熟悉了解程序数据的类型和分类。
· 掌握基本RAPID程序指令、程序编写、调试、自动运行功能。 · 了解ABB机器人I/O通信的种类。 2. 技能目标
· 能够熟练进行程序数据建立、三个关键程序数据的设定。 · 能够建立任务模块、例行程序，实现指令控制机器人运动
· 掌握ABB标准I/O板的配置，Profibus适配器与PLC进行通信的配置方法。 3. 情感目标
· 认真细心，规范操作。 · 勤恳学习，合作互助。
任务1 程序数据建立
【任务描述】
了解程序数据的类型和分类、学会建立程序数据的操作步骤、重点掌握三个关键程序数据tooldata、wobjdata、loaddata的设定。 【知识准备】 一、初识程序数据
程序数据是在程序模块或系统模块中设定的值和定义的一些环境数据。用户创建的程序数据可以供给同一个模块或其他模块中的指令进行引用。如图5-1所示，蓝色背景框中是一条常用的机器人直线运动的指令MoveL，调用了四个程序数据，分别为pHOME，v500，z100，tool0。
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图5-1 机器人程序指令界面
图5-1中所使用的程序数据说明见表5-1。
表5-1 程序数据类型说明
程序数据 程序数据类型 说明 pHOME v500 z100 tool0
robtarget speeddata zonedata tooldata
机器人的运动目标位置数据 机器人的运动速度数据 机器人的运动转弯数据 机器人的工具数据TCP
二、程序数据的类型与分类 1. 程序数据的类型分类
本部分给读者介绍程序数据的类型分类和几个典型的存储类型，供读者对程序数据有个基本的认识。ABB机器人的程序数据类型目前有102个之多，在示教器的“程序数据”界面查看。其他程序数据的创建、参数设置、编辑与接下来的实践操作中bool类型数据操作方法类似，在此不再一一赘述，读者可以根据实际情况进行程序数据的创建，表5-2列出了一些常用的机器人系统的程序数据说明。
表5-2 程序数据说明
序号 程序数据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
bool byte clock dionum extjoint intnum loaddata mecunit num orient
说明 布尔数据 整数数据0-255 计时数据 外轴位置数据 中断标志符 负荷数据 机械装置数据 数值数据 姿态数据
序号 程序数据 说明 12 13 14 16 17 18 19 20 21
pos pose robjoint robtarget speeddata string tooldata trapdata wobjdata zonedata
位置数据（只有X、Y）和Z） 坐标转换 机器人轴角度数据 机器人与外轴的位置数据 机器人与外轴的速度数据 字符串 工具数据 中断数据 工件数据
TCP转弯半径数据
数字输入/输出信号 15
jointtarget 关节位置数据
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2. 程序数据的存储类型 （1）变量型数据VAR
在程序执行的过程中和停止时，变量型数据会保持当前的值。但如果程序指针被移到主程序后，变量型数据数值会丢失。
举例说明：
VARnumcount:=0;名称为count的数字类型数据 VARstringcity:=“Beijing”;名称为city的字符类型数据 VARboolendflag:=TRUE;名称为endflag的布尔量类型数据
*注意：VAR表示存储类型为变量，num、string、bool表示程序数据类型。 在机器人执行的RAPID程序中也可以对变量存储类型程序数据进行赋值的操作。 举例说明： MODULEtestabb
VAR num count:=0; VAR string city:=“Beijing”; VAR bool endflag:=TRUE; PROCmain()
count:=8+1; city:=“Shanghai”; endflag:=FALSE; ENDPROC ENDMODULE
*注意：1. 在定义数据时，可以定义变量数据的初始值。如count的初始值为0，city的初始值为
Beijing，endflag的初始值为TRUE。
2. 在程序中执行变量型数据的赋值，在指针复位后将恢复为初始值。
（2）可变量数据PERS
在程序执行过程中，无论程序的指针如何变化，可变量数据都会保持最后赋予的值，这可谓可变量数据的一大特点。
举例说明：
PERS num number:=0;名称为number的数字数据 PERS string country:=”China”;名称为country的字符数据
在机器人执行的RAPID程序中也可以对可变量存储类型程序数据进行赋值的操作。 MODULE testabb
PERS num number:=0; PERS string country:=”China”; PROCmain() number:=1;
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country:=”Japan”; ENDPROC ENDMODULE
程序执行以后，赋值的结果会一直保持不变，直到对其进行重新赋值。 *注意：PERS表示存储类型为可变量，num、string表示程序数据类型。 （3）常量数据CONST
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常量数据的最大的特点是在定义时已经赋予了固定数值，无法再在程序中进行修改，除非手动修改。举例说明：
CONST num gravity:=9.81;名称为gravity的数字数据 CONST string province:=”Hebei”;名称为province的字符数据
*注意：存储类型为常量的程序数据，不允许在程序中进行赋值的操作。 如以下语句是错误的： MODULEtestabb
CONSTnumgravity:=9.81; CONSTstringprovince:=”Hebei”; PROCmain() gravity:=9.8;
province:=”Shandong”; ENDPROC ENDMODULE 三、三个关键的程序数据
在进行RAPID程序编程之前，需要构建起必要的ABB工业机器人编程环境，其中有工具数据tooldata、工件坐标wobjdata、负荷数据loaddata这三个必须的程序数据需要在编程前进行定义。 1. 定义工具数据tooldata
工具数据tooldata用于描述安装在工业机器人第六轴上的工具的工具坐标系中心（Tool Center Point，TCP）、质量、重心等参数数据。一般不同工作环境的机器人需要配置不同的工具，比如弧焊的机器人就使用弧焊枪作为工具，而用于搬运板材的机器人就会使用吸盘式的夹具作为工具，如图5-2所示。
图5-2 工具坐标系中心
所有机器人在法兰盘的中心点处都有一个预定义坐标系（默认工具的中心点TCP），该坐标系称
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之为tool0。图5-3中A点就是默认的TCP点，配置有不同工具的机器人工具中心点会发生改变，转移到工具尖点或中心表面，执行程序时，机器人将TCP移至编程位置，程序中所描述的速度与位置就是TCP点在对应工件坐标系中的速度与位置，转移TCP，实际上是将一个或多个工具中心设定为tool0的偏移值。
图5-3 默认工具中心点TCP
设定TCP的原理如下所述：
（1）在机器人工作范围内找一个固定点作为参考点，要求此固定点要非常精确。 （2）在工具上确定一个参考点（可以选择工具的中心点）。
（3）在示教器上用手动操纵机器人的方法，去移动工具上的参考点，以4种以上不同的机器人姿态尽可能与固定点刚好碰上，最终确定工具中心点。
为了获得更准确的TCP，使用六点法进行手动操纵，其中，第四点是工具的参考点与固定点呈垂直姿态，第五点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的X方向移动，第六点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的Z方向移动。
（4）机器人通过前四个位置点的位置数据计算求得TCP的数据，然后把TCP的数据保存在tooldata这个程序数据中被程序调用。
*注意：TCP取点数量的区别是4点法，不改变tool0的坐标方向；5点法，改变tool0的Z方向；6点法，改变tool0的X和Z方向（在焊接应用最为常用）。6点法确定TCP中，为了提高TCP精度，前三个点的姿态相差应尽量大些。 2. 工件坐标wobjdata的设定
工件坐标定义了工件相对于大地坐标或其他坐标的位置。机器人可以拥有若干工件坐标系，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。对机器人进行编程时就是在工件坐标中创建目标和路径。这带来很多优点：
① 重新定位工作站中的工件时，只需要更改工件坐标的位置，所有路径将即刻随之更新。 ② 允许操作以外轴或传送导轨移动的工件，因为整个工件可连同其路径一起移动。 3. 有效载荷loaddata的设定
对于搬运应用的机器人，如图5-4所示，应该正确设定夹具的质量、重心数据tooldata以及搬运对象的质量和重心数据loaddata。
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图5-4 搬运机器人
【实践操作】 一、程序数据建立
程序数据的建立一般可以分为两种形式：一种是直接在示教器中的程序数据画面中建立；另一种是在建立程序指令时，同时自动生成对应的程序数据。此环节介绍在示教器的程序数据画面中建立bool（布尔数据）类型程序数据的步骤。
① 点击菜单栏“控制器”ABB菜单图标
，点击“示教器”
，出现ABB示教器界面，点击
，如图5-5所示，单击“程序数据”选项，进入选择程序数据类型选择界面，如要创
建的程序数据类型不在此页面中，点击左下角“视图”选项，选择全部数据类型，如图5-6所示。
图5-5 ABB菜单选项
图5-6 程序数据类型
② 双击“bool”或单击“bool”，再单击“显示数据”之后，进入创建bool程序数据类型界面之后，单
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击“新建…”，进入bool类型数据参数设定界面。根据实际需要，更改名称、范围、存储类型等，如图5-7所示，点击“确定”。
图5-7 创建bool程序数据
③ 所创建的bool类型数据，会列表显示在创建程序界面中，如需对已建立的bool进行删除或更改，单击5-8界面中的“编辑”，进行操作选择。
图5-8 列表显示bool类型数据
二、工具数据tooldata设定，工件坐标wobjdata的设定
具体步骤项目二的任务4已经介绍，在此不再赘述。 三、有效载荷loaddata的设定
① 新建有效载荷，打开虚拟示教器，设置手动操纵模式，点击ABB菜单，选择“手动操纵”，进入界面，选择“有效载荷”，如图5-9所示，首次建立工具数据，列表中只有默认有效载荷数据load0，点击“新建…”，弹出有效载荷数据属性设置窗口如图5-10所示，点击方框中按钮
，可更改名称，
再根据实际工作需要设定其他属性之后，点击“确定”，有效载荷数据load1添加到列表中。
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图5-9 有效载荷选择
图5-10 新建有效载荷数据属性
② 有效载荷设定，选中列表中load1，点击“编辑”，选择“更改值”，如图5-11所示，对有效载荷的数据根据实际的情况进行设定，如图5-12所示，各参数代表的含义请参考表5-3有效载荷参数表。
图5-11 设定有效载荷数据
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图5-12 更改有效载荷数据 表5-3有效载荷参数表
名称 有效载荷质量 有效载荷重心
参数 load.mass load.cog.x load.cog.y load.cog.z
力矩轴方向
load.aom.q1 load.aom.q2 load.aom.q3 load.aom.q4
有效载荷的转动惯量 ix
iy iz
kg.m2 单位 kg mm
在RAPID编程中，需要对有效载荷的情况进行实时的调整。
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【任务实施】
项目任务书
任务名称 小组成员 指导老师 实施时间
计划用时 实施地点
任务内容与目标
1.掌握程序数据的类型 2.掌握程序数据的建立方法。 3.掌握三个关键程序数据的设定。
程序数据的存储类型和数据类型
考核项目
如何建立一个新的程序数据
tooldata、wobjdata、loaddata三个关键数据的设定
程序数据的建立
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备注
项目任务完成实验报告
任务名称 小组成员 具体分工 计划用时 备注
程序数据建立 实际用时
建立常量类型数值数据value:=10,变量类型字符串数据greeting:=”goodmorning”
建立tool2工具数据，wobj2工件数据。
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【检测与评价】
项目任务综合评价表
任务名称：程序数据建立 测评时间： 年 月 日
实际得分 小组成员
考核明细
标准分
小组自
小组互
教师评
小组自
小组互
教师评
小组自
小组互
教师评
评 评 价 评 评 价 评 评 价
小组是否能在总体上把握学习目标与进度 小组是否分工明确
团队（60
小组是否有合作意识 小组是否有创新想（做）法
10 10 10 10
10
分） 小组是否如实填写任务完成
报告
小组是否存在问题和具有解决问题的方案
个人（40分）
个人是否服从团队安排 个人是否完成团队分配任务 个人是否能与团队成员及时沟通和交流
个人是否能够认真描述困难、错误和修改内容
合计
10 10 10 10
10
100
测评人签名：
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任务2 RAPID程序创建
【任务描述】
建立程序模块Moudle1，模块Moudle1下建立例行程序main和Routine1，在main程序下进行运动指令的基本操作练习。 【知识储备】
一、程序模块与例行程序
RAPID程序中包含了一连串控制机器人的指令，执行这些指令可以实现对机器人的控制操作。应用程序是使用称为RAPID编程语言的特定词汇和语法编写而成的。RAPID是一种英文编程语言，所包含的指令可以移动机器人、设置输出、读取输入，还能实现决策、重复其他指令、构造程序、与系统操作员交流等功能。RAPID程序的基本架构如表5-4所示：
表5-4 RAPID程序架构
RAPID程序的架构说明：
程序模块1 程序数据
RAPID
程序模块2 程序模块3 程序模块4 程序数据
… … … … …
程序数据 例行程序 中断程序 功能
主程序main 例行程序 例行程序 中断程序 功能
中断程序 功能
1..RAPID程序分为程序模块与系统模块两种。机器人的程序通过新建程序模块来构建，而系统模块的作用是用于控制机器人系统。
2. 根据不同的功能和用途来创建多个程序模块，如专门用于主控制的程序模块，用于位置计算的程序模块，用于存放数据的程序模块，这样类别清晰、便于管理不同用途的例行程序与数据。
3. 一个程序模块会包含程序数据、例行程序、中断程序和功能四种对象，但不一定在一个模块中都有这四种对象，程序模块之间的数据、例行程序、中断程序和功能是可以互相调用的。
4. 在RAPID程序中，只有一个主程序main，作为整个RAPID程序执行的起点存在于任意一个程序模块中。
二、RAPID 控制指令
ABB机器人的RAPID编程提供了丰富的指令来完成各种简单与复杂的应用。项目四任务2中详细介绍了运动控制指令，相关内容请参照学习，此处不再赘述，接下来介绍其他一些程序指令。 1. 常用I/O控制指令
① Set：将数字输出信号置为1
例如：Set Do10; 将数字输出信号Do10置为1。
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注释：Set do10等同于SetDO do10, 1; ② Reset：将数字输出信号置为0
例如：Reset Do10; 将数字输出信号Do10置为0
注释：Reset do10等同于SetDO do10,0。另外，SetDO还可以设置延迟时间： Set DO\\SDelay:=0.2, do10, 1; 则延迟0.2s后将do10置为1。 ③ WaitDI：等待一个输入信号状态为设定值
例如：WaitDI Di10,1; 等待数字输入信号Di10为1，之后才执行下面的指令。 注释：WaitDi10,1 等同于Wait Until di10=1;
另外，Wait Until应用更为广泛，等待的是后面条件为TRUE才继续执行，如： WaitUntil abord=False; WaitUntil num1=1; 2. 常用逻辑控制指令
① IF：满足不同条件，执行对应程序 例如：IF sig1>1 THEN
Set do1; ENDIF
程序含义为sig为数值类型变量， 其数值如果大于1，则执行Set Do1指令。 ② WHILE：如果条件满足，则重复执行对应程序 例如：WHILE sig1 语句含义为如果变量sig1 Routine1; ENDFOR 程序含义为重复执行10次Routine1里的程序。FOR指令后面跟的是循环计数值，其不用再程序数据中定义，每次运行一遍FOR循环中的指令后会自动执行加1操作。 ④ TEST：根据指定变量的判断结果，执行对应程序 例如： TEST reg1 CASE 1: Routine1; CASE 2: Routine2; DEFAULT: Stop; ENDTEST ABB工业机器人自动控制 判断reg1数值，若为1则执行Routine1；若为2则执行Routine2，否则执行stop。 3. Offs偏移功能 ·167· 以当前选定的点为基准点，在当前工件坐标系下，按照选定的基点，沿着选定工件坐标系的X、Y、Z轴方向偏移一定的距离。 例如： MoveL Offs(p20, 10, 0, 0), v500, z100, tool0 \\WObj:=wobj1; 将机器人TCP运动到以p20为基准点，沿着工件坐标系wobj1的X轴正方向偏移10mm的位置，运动速度为500mm/s，转弯区数据为100。 4. 运动控制指令RelTool RelTool对工具的位置和姿态进行偏移，也可实现角度偏移。 语法：RelTool（Point，Dx，Dy，Dz，[\\Rx] [\\Ry] [\\Rz]） 例如：MoveL RelTool（P10，0，0，100\\Rz：=25），v100，fine，tool1\\wobj:=wobj1; 以P10为基准点，向Z轴正方向偏移100mm，角度片25度。 5. CRobT功能 其功能是读取当前工业机器人目标位置点的信息。 例如：PERS robtarget p10; P10:= CRobT(\\Tool := tool1 \\WObj := wobj1); 读取当前机器人目标点位置数据，指定工具数据位tool1，工件坐标系数据为wobj1。若不写括号中的坐标系数据信息，则默认工具数据为tool0，默认工件坐标系数据为wobj0。之后将读取的目标点数据赋值给p10。 6. CJontT功能 其功能是读取当前机器人各关节轴旋转角度。 例如：PRES jointtarget joint10； MoveL *，v500，fine，tool1； Joint10：=CJontT（）； 7. 写屏指令 其功能是在屏幕上显示需要显示的内容。 TPRease; !屏幕擦除 TPWrite “Attention! The Robot is running!”; TPWrite “The First Running CycleTime is:”\\num:=nCycleTime; 假设上一次循环时间nCycleTime为100s，则示教器上面显示内容为Attention! The Robot is running! The First Running CycleTime is: 100 【实践操作】 一、建立程序模块和例行程序 ① 新建程序模块，打开虚拟示教器，设置手动操纵模式，点击ABB菜单，选择“程序编辑器”， ·168· ABB工业机器人自动控制 进入界面，如图5-13所示，提示“不存在程序。是否需要新建程序或加载现有程序？”，选择“取消”，进入模块列表界面，单击“文件”，选择“新建模块”，弹出页面后选择“是”，如图5-14所示，单击方框中按钮“ABC…”，设置模块名称Module1，选择“确定”，创建新模块，进入模块列表，选中新建的模块Moudel1，然后单击“显示模块”，如图5-15所示，单击“例行程序”，进行例行程序的创建。 图5-13 新建程序模块 图5-14 更改模块名称 图5-15 模块列表 ② 新建例行程序，图5-16中，单击“文件”，选择“新建例行程序”。首先建立一个主程序，名称设 ABB工业机器人自动控制 定为“main”，单击“确定”，如图5-17所示。按照同样的步骤，新建另一个例行程序（如名称 ·169· Routine1），用于被主程序调用或其他例行程序互相调用。例行程序列表界面，单击“显示例行程序”，在图5-18中，选中需要插入指令的程序位置，单击“添加指令”，切换到指令列表，选择合适的指令，就可以进行编程了。 图5-16 新建例行程序 图5-17 更改例行程序属性 图5-18 例行程序指令界面 ·170· ABB工业机器人自动控制 打开虚拟示教器，设置手动操纵模式，点击ABB菜单，选择“程序编辑器”，进入界面，查看RAPID程序，单击“例行程序”，查看例行程序列表，单击“模块”，查看模块列表，单击“任务与程序”，查看任务程序列表。 二、添加常量赋值指令 ① 在图5-19中，选中“：=”指令，弹出图5-20界面，选择reg1变量，再点击“更改数据类型”，选择“num”，选中“ 图5-19 插入程序指令 图5-20 编辑程序指令 ABB工业机器人自动控制 ·171· 图5-21 指令添加完毕 ② 添加数学表达式的赋值指令操作，在指令列表中选择“:=”，选择reg2变量，选中“ 图5-22 编辑程序指令 ·172· ABB工业机器人自动控制 图5-23 插入新指令 图5-24 指令添加完毕 其他指令的添加过程与“:=”指令类似，读者可以根据自己程序需要进行选择设定。 ABB工业机器人自动控制 【任务实施】 项目任务书 任务名称 小组成员 指导老师 实施时间 计划用时 实施地点 任务内容与目标 1.掌握常用的PAPID程序指令。 2.掌握基本RAPID程序编写，指令添加方法。 RAPID程序指令 如何建立RAPID程序，添加指令。 RAPID程序创建 ·173· 考核项目 备注 项目任务完成实验报告 任务名称 小组成员 具体分工 计划用时 备注 列写常用RAPID程序指令，描述指令的作用。 RAPID程序创建 实际用时 练习建立程序模块Moudle2，建立例行程序routine2，并自主选择插入一些程序指令。 ·174· ABB工业机器人自动控制 【检测与评价】 项目任务综合评价表 任务名称：RAPID程序创建 测评时间： 年 月 日 实际得分 小组成员 考核明细 标准分 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 评 评 价 评 评 价 评 评 价 小组是否能在总体上把握学习目标与进度 小组是否分工明确 团队（60 小组是否有合作意识 小组是否有创新想（做）法 10 10 10 10 10 分） 小组是否如实填写任务完成 报告 小组是否存在问题和具有解决问题的方案 个人（40分） 个人是否服从团队安排 个人是否完成团队分配任务 个人是否能与团队成员及时沟通和交流 个人是否能够认真描述困难、错误和修改内容 合计 10 10 10 10 10 100 测评人签名： ABB工业机器人自动控制 ·175· 任务3 直线运动控制 【任务描述】 ① 直线运动路径程序：机器人在位置点pHome等待运动指令。一旦外部输入信号di1为1，机器人沿着物体的一条边从p10到p20走一条直线，结束以后回到pHome点。 ② 长方形路运动径程序：机器人在位置点pHome等待运动指令。一旦外部输入信号di1为1，机器人在长方形中移动,如图所示。从p10点出发沿着p20、p30、p40的路线，最后回到起点p10，结束以后回到pHome点。 【知识储备】 一、编制程序的基本流程 ① 明确任务需求，确定需要多少个程序模块。程序模块个数是由应用的复杂性所决定的，如可以将位置计算、程序数据、逻辑控制等分配到不同的程序模块中，目的是方便管理、调用和修改。 ② 根据实现功能，确定各个程序模块中要建立的例行程序，不同的功能放到不同的程序模块中，如夹具打开、夹具关闭这样的功能就可以分别建立成例行程序，方便调用与管理。 【实践操作】 一、直线运动路径程序 按照上一小节的内容，建立程序模块和例行程序，本任务建立的程序模块名称为“Module1”，根据功能建立的例行程序分别为“main”（主程序）、“rHome”（机器人回到初始位置等待）、“rInit”（初始化）、“rMoveLine”（直线运动路径）。 1. main主程序 main主程序中主要进行的是程序执行的主体架构设定，在开始位置调用rInit初始化例行程序。添加“WHILE”指令，并将条件设定为“TRUE”。在循环中设定IF条件语句，满足di1=1时，调用两个例行程序rMoveLine和rHome，在IF下方再添加WaitTime指令，参数是0.5s，main主程序： PROCmain（） rInit;进入初始化程序进行相关初始化的设置； WHILETRUEDOWHILE的死循环，隔离初始化程序； IFdi1=1THEN判断di1=1，机器人执行对应的路径程序; rMoveLine;执行直线运动程序; rHome;执行归位程序; ENDIF WaitTime0.5;等待0.3s指令，防止系统CPU过负荷; ENDWHILE ENDPROC 初始化程序只在程序启动时执行一次，之后就根据循环条件执行路径运动程序。 2. 机器人归位等待程序rHome ·176· ABB工业机器人自动控制 选择合适的动作模式,使用示教器摇杆将机器人运动到指定位置作为机器人的空闲等待点，选中“pHome”目标点后修改位置，将机器人的当前位置数据记录下来。 操作步骤如下： ① 示教器ABB菜单“手动操纵”下，选中要使用的工具坐标和工件坐标，如图5-25所示。 图5-25 选择工具和工件坐标 ② 选择：“rHome”，单击“显示例行程序”，如图5-26所示。 图5-26 显示main例行程序 ③ 选中“ ABB工业机器人自动控制 ·177· 图5-27 添加MoveJ指令 ④ 双击“*”进入指令参数修改界面，通过新建或选择已存在的参数数据，修改为图5-28中给出数据。 图5-28 编辑MoveJ指令 ⑤ 选择合适的动作模式，使用摇杆手动将机器人运动到合适位置，作为机器人的初始位置点，选中“pHome”，单击“修改位置”，将机器人的当前位置数据记录下来。单击“修改”进行确认，如图5-29所示。 图5-29 修改初始位置 ·178· ABB工业机器人自动控制 3. rInit初始化程序 在rInit初始化程序中加入需要做初始化的内容，如速度限定、夹具复位等，程序增加两条速度控制的指令(在添加指令列表的Settings类别中)和调用了归位等待的例行程序rHome。 程序如下： PROCrInit() AccSet100,100;定义机器人的加速度 VelSet100,5000;设定最大的速度与倍率 rHome; ENDPROC 操作步骤如下： ① 单击“例行程序”标签，选择“rInit”例行程序，单击“显示例行程序”，如图5-30所示。 图5-30 显示rInit例行程序 ② 选中“ 图5-31 添加“ACCSet”和“VelSet”指令 ABB工业机器人自动控制 ·179· 图5-32 调用rHome程序 4. 直线运动路径程序rMoveLine 选择合适的动作模式，使用示教器摇杆将机器人运动p10点并修改位置记录下来，用同样的方法运动到p20点并记录下来。 程序如下： PROCrMoveLine() MoveJ p10,v200,fine,tool1\\Wobj:=wobj1; MoveL p20,v200,fine,tool1\\Wobj:=wobj1; ENDPROC 操作步骤如下： ① 击例行程序标签，选择“rMoveLine”例行程序，单击“显示例行程序”，如图5-33所示。 图5-33 显示rMoveLine例行程序 ② 选中“ ·180· ABB工业机器人自动控制 图5-34 添加MoveJ指令、修改p10位置 ③ 单击“添加指令”，选择“MoveL”指令，将参数设定为图5-35中所示。选中“p20”点，选择合适的动作模式，使用摇杆手动将机器人运动到合适位置，作为机器人的p20点，单击“修改位置”，记录p20点位置。 图5-35 修改p20位置 二、运行调试程序 在完成例行程序编写以后，需要对例行程序进行调试，调试的目的主要有以下两个： ① 检查程序的位置点是否正确，程序语句是否有语法错误。 ② 检查程序的逻辑控制是否有不完善的地方。 打开“调试”菜单，单击“检查程序”，对程序的语法进行检查，如图5-36所示。如未发现错误，会出现如图5-37所示界面，若出现错误，会出现错误信息和出错位置，可对应检查修改。 ABB工业机器人自动控制 ·181· 图5-36 检查程序 图5-37 检查结果提示 1. 对rHome程序调试 ① 打开“调试”菜单，选择“PP移至例行程序”，如图5-38所示。PP是程序指针的简称，在示教器程序界面中显示为小箭头。程序指针永远指向将要执行的指令。所以图中指令将会是被执行的指令。 图5-38 PP移至例行程序 ·182· ABB工业机器人自动控制 ② 选中“rHome”例行程序，然后单击“确定”，如图5-39所示。 图5-39 选中“rHome”例行程序调试 ③ 按下示教器使能键Enable，进入“电动机开启”状态。按下“单步向前”按健，并小心观察机器人的移动，按键符号和名称如图5-40所示。注意：在按下“程序停止”键后，才可以松开使能键。 程序启动 单步向前 单步后退 图5-40 示教器按键说明 程序停止 ④ 在指令左侧出现一个小机器人图案，说明机器人已到达pHome这个等待位置，如图5-41所示。 图5-41 机器人到达pHome等待位置 ABB工业机器人自动控制 2. 对rMoveLine程序调试 ·183· ① 打开“调试”菜单，选择“PP移至例行程序”，选择“rMoveLine”例行程序，然后单击“确定”。 ② 选择“单步向前”按键进行单步调试，观看运动指令的位置是否合适。机器人TCP点从p10到p20进行线性运动，如图5-42所示。注意：在同一个例行程序中，可以选中要调试的指令后，使用“PP移至光标”，可以将程序指针移至想要执行的指令，进行执行，方便程序的调试。如要将PP移至其他例行程序，可使用“PP移至例行程序”功能。 图5-42 直线运动过程 3. 对main程序调试 ① 打开“调试”菜单，单击“PP移至Main”，PP自动指向主程序的第一句指令，如图5-43所示。 图5-43 PP移至Main ② 按下使能键Enable，进入“电动机开启”状态。按下“程序启动”按键，并小心观察机器人的移动。RAPID程序在手动状态下，完成了程序调试运动与逻辑控制确认正确之后，就可以将机器人系统投入自动运行状态了。 4. RAPID自动运行操作 ① 将示教器界面的状态钥匙左旋至左侧的自动状态，如图5-44所示。单击“确定”，确认切换状态。 ·184· ABB工业机器人自动控制 图5-44 切换自动运行状态 ② 单击“调试”，单击“PP移至Main”，将PP移动到主程序的第一句指令，弹出图5-45，单击“是”。 图5-45 PP移至Main提示框 ③ 单击“快捷菜单”按钮示。 。单击“速度”按钮，设定程序中机器人运动的速度，如图5-46所 图5-46 设置机器人运动速度 ④ 开启电动机，按下“程序启动按钮”，观察到程序在自动运行。 二、长方形运动路径程序 ABB工业机器人自动控制 ·185· 长方形运动路径程序与直线运动路径程序实施过程类似，任务实施起来并不困难。本任务建立的程序模块名称为“Module2”，根据功能建立的例行程序分别为“main”（主程序）、“rHome”（机器人回到初始位置等待）、“rInit”（初始化）、“rMoveRectangle”（长方形运动路径）。 1. main主程序 main主程序中完成调用初始化程序、原点等待程序、长方形路径程序 main主程序如下： PROCmain（） rInit;进入初始化程序进行相关初始化的设置； WHILETRUEDOWHILE的死循环，隔离初始化程序； IFdi1=1THEN判断di1=1，机器人执行对应的路径程序; rMoveRectangle;执行呈方形路径运动程序; rHome;执行归位程序; ENDIF WaitTime0.5;等待0.5s指令，防止系统CPU过负荷; ENDWHILE ENDPROC 2. 机器人归位等待程序rInit 选择合适的动作模式,使用示教器摇杆将机器人运动到指定位置作为机器人的空闲等待点，选中“pHome”目标点后修改位置，将机器人的当前位置数据记录下来，操作步骤同项目1。 rInit程序如下： PROCrHome() MoveJpHome,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; ENDPROC 3. 初始化程序rInit。 在rInit初始化程序中加入需要做初始化的内容,如速度限定、夹具复位等，程序增加两条速度控制的指令(在添加指令列表的Settings类别中)和调用了归位等待的例行程序rHome，操作步骤同项目1的初始化程序rInit。 程序如下： PROCrInit() AccSet 100,100;定义机器人的加速度 VelSet 100,5000;设定最大的速度与倍率 rHome; ENDPROC 4. 长方形运动路径程序rMoveRectangle 选择合适的动作模式，使用示教器摇杆将机器人运动到p10点，并修改位置记录位置数据，同样 ·186· ABB工业机器人自动控制 的方法修改p20点、p30点、p40点位置，并记录下来。 rMoveRectangle程序如下： PROCrMoveRectangle() MoveJ p10,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL p20,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL p30,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL p40,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL p10,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; ENDPROC 工业机器人在工作时，有时会对若干相同工件或在多个位置对同一工件执行同一路径程序。如果对每个位置都进行编程，修改的位置点有时会造成位置差异，为了避免这个问题，可以定义一个位移坐标系，结合使用搜索功能，抵消单个部件的位置差异。位移坐标系基于工件坐标系而定义。 例如，如果某工件的具体尺寸确定，那么只需确定一个位置（起始点）即可。根据工件在X、Y和Z方向上的位移距离设定偏移值定。 例如指令使用下列表达式定义该位置的偏移值： MoveL(p10,100,50,0),v50,… p10：原始位置/起点； 100：在X方向上的位移； 50：在Y方向上的位移； 0：在Z方向上的位移。 在上述实例中显示移动指令,机器人p10开始,在X方向和Y方向上有100mm和50mm的位移移动。 利用位移偏移值功能编写的rMoveRectangle程序如下： PROCrMoveRectangle() MoveJ p10,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL Offs(p10,200,0,0),v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL Offs(p10,200,100,0),v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL Offs(p10,0,100,0),v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveL p10,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; ENDPROC 操作步骤如下： ① 在“程序编辑器”窗口中，单击选择要编辑的位置变量（p20、p30、p40）。单击“编辑”，然后单击“更改选择”，如图5-47所示。 ABB工业机器人自动控制 ·187· 图5-47 更改选择内容 ② 单击“功能”，再单击“Offs”。为每个表达式 图5-48 仅限选定内容 完成上述程序编写之后，按照项目1的方法进行程序运行调试。 ·188· ABB工业机器人自动控制 【任务实施】 项目任务书 任务名称 小组成员 指导老师 实施时间 计划用时 实施地点 任务内容与目标 1.掌握直线运动控制。 2.掌握位移偏差处理。 3.掌握RAPID程序调试方法。 考核项目 理解MOVEL程序指令参数含义。 编写有关的直线运动轨迹程序，并调试。 备注 项目任务完成实验报告 任务名称 小组成员 具体分工 计划用时 备注 直线运动控制 实际用时 直线运动控制 设计一个边长为200mm的正方运动形轨迹程序，如下图所示。 200mm 设计一直角三角形运动轨迹程序，其中边长为300mm、400mm和500mm，如图所示。 500mm 300mm 400mm ABB工业机器人自动控制 【检测与评价】 项目任务综合评价表 ·189· 任务名称：直线运动控制 测评时间： 年 月 日 实际得分 小组成员 考核明细 标准分 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 评 评 价 评 评 价 评 评 价 小组是否能在总体上把握学习目标与进度 小组是否分工明确 团队（60 小组是否有合作意识 小组是否有创新想（做）法 10 10 10 10 10 分） 小组是否如实填写任务完成 报告 小组是否存在问题和具有解决问题的方案 个人（40分） 个人是否服从团队安排 个人是否完成团队分配任务 个人是否能与团队成员及时沟通和交流 个人是否能够认真描述困难、错误和修改内容 合计 10 10 10 10 10 100 测评人签名： ·190· ABB工业机器人自动控制 任务4 圆弧运动控制 【任务描述】 ① 圆弧运动控制：机器人在位置点pHome等待运动指令。一旦外部输入信号di1为1，机器人按照设定的弧线路径运动，从p10点出发经过p20点到p30点结束，最后回到pHome点，如图5-49所示。 p20 p10 P30 图5-49 圆弧运动 ② 圆周运动控制：机器人在位置点pHome等待运动指令。一旦外部输入信号di1为1，机器人按照设定的圆周路径运动，从p10点出发经过p20、p3，到p40点结束，再回到p10点完成圆周运动，最后回到pHome点，如图5-50所示。 p40 p10 P30 P20 图5-50 圆周运动 【实践操作】 一、圆弧运动路径程序 按照上一个任务的内容，建立程序模块和例行程序，本任务建立的程序模块名称为“Module3”，根据功能建立的例行程序分别为“main”（主程序）、“rHome”（机器人回到初始位置等待）、“rInit”（初始化）、“rMoveCurve”（弧线运动路径）。 1. main主程序 main主程序中完成调用初始化程序、原点等待程序、弧线运动路径程序。 main主程序如下： PROCmain（） rInit;进入初始化程序进行相关初始化的设置； WHILE TRUE DO WHILE的死循环，隔离初始化程序； IF di1=1 THEN 判断di1=1，机器人执行对应的路径程序; rMoveCurve;执行呈方形路径运动程序; ABB工业机器人自动控制 rHome;执行归位程序; ENDIF WaitTime 0.5;等待0.5s指令，防止系统CPU过负荷; ENDWHILE ENDPROC 2. 机器人归位等待程序rHome rHome程序如下： PROCrHome() MoveJ pHome,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; ENDPROC 3. 初始化程序rInit rInit程序如下： PROCrInit() AccSet 100,100;定义机器人的加速度 VelSet 100,5000;设定最大的速度与倍率 rHome; ENDPROC 4. 弧线运动路径程序rMoveCurve rMoveCurve程序如下： PROCrMoveRoutine() MoveJ p10,v300,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveC p20,p30,v500,fine,tool1\\wobj:=wobj1; ENDPROC 完成上述程序编写之后，按照任务3中的方法进行程序运行调试。 二、圆周运动路径程序 ·191· 圆弧运动指令MoveC在做圆弧运动时一般不超过240°,所以本任务一个完整的圆通常使用两条圆弧指令来完成。 1. main主程序 main主程序中完成调用初始化程序、原点等待程序、长方形路径程序 main主程序如下： PROCmain（） rInit;进入初始化程序进行相关初始化的设置； WHILE TRUE DO WHILE的死循环，隔离初始化程序; IF di1=1 THEN 判断di1=1，机器人执行对应的路径程序; rMoveRound;执行圆周路径运动程序; rHome;执行归位程序; ·192· ABB工业机器人自动控制 ENDIF WaitTime 0.5;等待0.5s指令，防止系统CPU过负荷; ENDWHILE ENDPROC 2. 机器人归位等待程序rHome rInit程序如下： PROCrHome() MoveJ pHome,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; ENDPROC 3. 初始化程序rInit 程序如下： PROCrInit() AccSet 100,100;定义机器人的加速度 VelSet 100,5000;设定最大的速度与倍率 rHome; ENDPROC 4. 圆周运动路径程序rMoveRound 选择合适的动作模式，使用示教器摇杆将机器人运动到p10点，并修改位置记录位置数据，可以采用同样的方法修改p20点、p30点、p40点位置，并记录下来，但此方法容易造成位置不准，圆弧路径误差较大，所以可以采用Offs位移偏移功能设定其他位置点。 rMoveRound程序如下： PROCrMoveRectangle() MoveJ p10,v200,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveC Offs(p10,100,100,0),Offs(p10,200,0,0),v500,fine,tool1\\wobj:=wobj1; MoveC Offs(p10,100,-100,0),p10,v500,fine,tool1\\wobj:=wobj1; ENDPROC ABB工业机器人自动控制 【任务实施】 项目任务书 任务名称 小组成员 指导老师 实施时间 计划用时 实施地点 任务内容与目标 1.掌握直线运动控制。 2.掌握位移偏差处理。 3.掌握RAPID程序调试方法。 考核项目 理解MOVEC程序指令参数含义。 编写有关的圆弧运动轨迹程序，并调试。 圆弧运动控制 ·193· 备注 项目任务完成实验报告 任务名称 小组成员 具体分工 计划用时 备注 圆弧运动控制 实际用时 1、设计一个运动轨迹为一个半径为150mm的圆周，如下图所示。 r=150mm 2.p10点的坐标为（20,40,60），使用位移偏移功能Offs（p10,50,100，-150）表示p20点，p20点的坐标是？ ·194· ABB工业机器人自动控制 【检测与评价】 项目任务综合评价表 任务名称：圆弧运动控制 测评时间： 年 月 日 实际得分 小组成员 考核明细 标准分 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 评 评 价 评 评 价 评 评 价 小组是否能在总体上把握学习目标与进度 小组是否分工明确 团队（60 小组是否有合作意识 小组是否有创新想（做）法 10 10 10 10 10 分） 小组是否如实填写任务完成 报告 小组是否存在问题和具有解决问题的方案 个人（40分） 个人是否服从团队安排 个人是否完成团队分配任务 个人是否能与团队成员及时沟通和交流 个人是否能够认真描述困难、错误和修改内容 合计 10 10 10 10 10 100 测评人签名： ABB工业机器人自动控制 ·195· 任务5 通信接口的建立与连接 【任务描述】 ① 配置I/O板：以最为常用的ABB标准I/O板DSQC651为模块为例，模块单元为board10，总线连接为DeviceNet1，地址为10，创建数字输入信号DI0、数字输出信号DO0、组输入信号GI0(4位）、组输出信号GO0（4位）和模拟输出信号AO0，实现I/O信号的监控及操作。 ② 介绍使用DSQC667模块通过Profibus与PLC进行通信。 【知识储备】 一、ABB机器人I/O通信的种类 ABB机器人提供了丰富的I/O通信接口，如表5-5所示。利用这些接口可以实现机器人与周边设备的通信连接。 表5-5 I/O通信接口 PC RS232通信 OPCserver 现场总线 DeviceNet Profibus ABB标准 标准I/O板 PLC SocketMessage Profibus–DP …… Profinet EtherNetIP ABB的标准I/O板提供了几种常用处理信号，I/O信号类型、说明和应用实例如表5-6表述。 表5-6 常用I/O信号类型 信号类型 DigitalInput(DI) 说明 应用实例 数字输入信号 用于物料检测到位 DigitalOutput(DO) 数字输出信号 用于控制焊接电源起弧 GroupInput(GI) GroupOutput(GO) AnalogInput(AI) 组输入信号 组输出信号 用于远程调用不同程序 用于控制多吸盘工具 模拟输入信号 用于接收输送链运行速度 AnalogOutput(AO) 模拟输出信号 用于控制焊接电源电压 ABB机器人可以选配标准ABB的PLC，省去了原来与外部PLC进行通信设置的麻烦，并且在机器人的示教器上就能实现与PLC的相关操作。ABB机器人上最常用的是ABB标准I/O板DSQC651和Profibus-DP。 如图5-51所示，ABB机器人IRC5控制柜I/O通讯接口示例，接口说明如表5-7。 ·196· ABB工业机器人自动控制 图5-51 IRC5控制柜I/O通讯接口 表5-7 IRC5控制柜I/O通讯接口说明 标号 说明 A B C D E F G H I J K L 图5-52为IRC5控制柜实例图。 附加轴，电源电缆连接器 FlexPendant连接器 I/O连接器 安全连接器 电源电缆连接器F 电源输入连接器G 电源连接器H DeviceNet连接器 信号电缆连接器 信号电缆连接器 轴选择器连接器 附加轴，信号电缆连接器 ABB工业机器人自动控制 ·197· 图5-52 IRC5控制柜实例图 二、认识ABB标准I/O板DSQC651 常用ABB标准I/O板如表5-8所示。 表5-8 常用ABB标准I/O板 型号 DSQC651 DSQC652 DSQC653 说明 分布式I/O模块di8/do8ao2 分布式I/O模块di16/do16 分布式I/O模块di8/do8带继电器 DSQC355A 分布式I/O模块ai4/ao4 DSQC377A 输送链跟踪单元 ABB标准I/O板DSQC651是最为常用的模块，提供8个数字输入信号、8个数字输出信号和2个模拟输出信号的处理，模块接口说明如图5-53所示，X1、X3、X5、X6端子使用定义和地址分配分别见表5-9、表5-10、表5-111和表5-12。 数字输出信号指示灯 X6模拟输出接口 X1数字输出接口 DeviceNet接口 X3数字输入接口 模块状态指示灯 图5-53 DSQC651模块接口 数字输入信号指示灯 ·198· ABB工业机器人自动控制 表5-9 X1端子连线说明 X1端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 使用定义 OUTPUTCH1 OUTPUTCH2 OUTPUTCH3 OUTPUTCH4 OUTPUTCH5 OUTPUTCH6 OUTPUTCH7 OUTPUTCH8 0V 24V 地址分配 32 33 34 35 36 37 38 39 表5-10 X3端子连线说明 X3端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 使用定义 INPUTCH1 INPUTCH2 INPUTCH3 INPUTCH4 INPUTCH5 INPUTCH6 INPUTCH7 INPUTCH8 0V 未使用 地址分配 32 33 34 35 36 37 38 39 表5-11 X5端子连线说明 X5端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 使用定义 0V（Black） CAN信号线low（Blue） 屏蔽线 CAN信号线high（White） 24V（Red） GND地址选择公共端 模块IDbit0（LSB） 模块IDbit1（LSB） 模块IDbit2（LSB） 模块IDbit3（LSB） 模块IDbit4（LSB） 模块IDbit5（LSB） 表5-12 X6端子连线说明 X3端子编号 1 2 3 4 5 6 使用定义 未使用 未使用 未使用 未使用 模拟输出ao1 模拟输出ao2 地址分配 0-15 16-31 【实践操作】 一、配置I/O板 ABB标准I/O板都是下挂在DeviceNet现场总线下的设备，通过X5端口与DeviceNet现场总线进行通信。选择DSQC651板进行通信，参数配置步骤如下： ① 打开示教器，ABB菜单下选择“控制面板”选择“配置”，弹出界面，选择“DeviceNet Device”，再 ABB工业机器人自动控制 单击“显示全部”。进行DSQC651模块的设定，如图5-54所示。 ·199· 图5-54 DeviceNet Device设定DSQC651 ② 在弹出界面中，单击“添加”，弹出界面如图5-55所示，点击右上角下拉箭头，选择 “DSQC651CombiI/ODevice”，修改Name参数值为“board10”，Adress参数值为“10”，修改完毕之后点击“确定”。完成了I/O板卡的配置。 图5-55 添加board10 二、定义I/O信号 以定义数字输入信号DI1步骤为例进行讲解，数字输出信号DO1、模拟输入信号AI1、模拟输出信号AO1与其步骤一致，根据信号名称和类型以及地址进行相应设置即可。信号相关参数见表5-13。 表5-13 信号设置相关参数 Name DI0 DO0 GI0 GO0 AO0 TypeofSignal DigtalInput DigtalOutput GroupInput GroupOutput AnalogOutput AssignedtoDevice DeviceMapping 0 32 1-4 33-36 0-15 board10 其中，AO1再增加参数设置：AnalogEncodingType为Unsigned，MaximumLogicalValue为10，MaximumPhysicalValue为10，MaximumBitValue为65535。 ·200· ABB工业机器人自动控制 ① 打开示教器，ABB菜单下选择“控制面板”选择“配置”，弹出界面，选择“Signal”，再单击“显示全部”。进行DI1信号的设定，如图5-56所示。 图5-56 配置DI1信号 ② 在弹出界面中，单击“添加”，弹出界面如图5-57所示，修改Name参数值为“DI1”， TypeofSignal为“DigitalInput”，AssignedtoDevice为“board10”，DeviceMapping为0，修改完毕之后点击“确定”。完成了DI1信号的配置。 图5-57 完成DI1信号配置 三、对I/O信号进行仿真和强制操作 定义完I/O信号后，对其状态和数值进行仿真和强制操作，便于在机器人检修和程序调试中使用。 ① 选择示教器ABB菜单下的“输入输出”项，单击“视图”，选择“全部信号”，信号列表中选中“DI0”，然后单击“仿真”，单击“1”，将DI0的状态仿真为“1”，如图5-58所示，仿真结束后，单击“消除仿真”。 ABB工业机器人自动控制 ·201· 图5-58 DI0信号仿真 ② 在信号列表中，选中DO0，通过单击“0”和“1”，对DO0的状态进行强制，如图5-59所示。 图5-59 对DO0进行强制设置 四、Profibus适配器的连接 除了通过ABB机器人提供的标准I/O板进行与外围设备进行通信以外，ABB机器人还可以使用DSQC667模块通过Profibus与PLC进行快捷和大数据量的通信。DSQC667模块安装在电柜中的主机上，最多支持512个数字输入和512个数字输出，设定参数：Name为Profibus8，Adress为8。 ① 打开示教器，ABB菜单下选择“控制面板”选择“配置”，弹出界面，选择“DeviceNet Device”，再单击“显示全部”。进行Profibus适配器的设定，如图5-60所示。 ·202· ABB工业机器人自动控制 图5-60 Profibus适配器的设定 ② 在弹出界面中，单击“添加”，弹出界面如图5-61所示，点击右上角下拉箭头，选择“ABBDeviceNetAnybusSlaveDevice”，修改Name参数值为“Profibus8”，Adress参数值为“8”， ConnectionOutputSize（byte）为64，ConnectionInputSize（byte）为64，修改完毕之后点击“确定”。完成了Profibus适配器的配置。 图5-61 添加Profibus8 在此模块上设定信号的方法与ABB标准I/O版基本一样，可参照上一任务过程设置。 在完成机器人上的Profibus适配器模块的设定以后,还需要完成PLC端的相关操作，可在PLC组态软件设置中定义。 ABB工业机器人自动控制 【任务实施】 项目任务书 任务名称 小组成员 指导老师 实施时间 通信接口的建立与连接 计划用时 实施地点 任务内容与目标 1.了解ABB机器人I/O通信的种类。 2.掌握常用ABB标准I/O板的配置。 3.掌握Profibus适配器与PLC进行通信的配置方法。 考核项目 学会配置I/O板。 学会配置I/O信号。 ·203· 备注 项目任务完成实验报告 任务名称 小组成员 具体分工 计划用时 备注 直线运动控制 实际用时 1.阐述DI、DO、AI、AO、GI、GO信号在哪些领域常用？ 2.按照实践操作内容，配置I/O板board11，定义一组I/O信号。 ·204· ABB工业机器人自动控制 【检测与评价】 项目任务综合评价表 任务名称：通信接口的建立与连接 测评时间： 年 月 日 实际得分 小组成员 考核明细 标准分 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 小组自 小组互 教师评 评 评 价 评 评 价 评 评 价 小组是否能在总体上把握学习目标与进度 小组是否分工明确 团队（60 小组是否有合作意识 小组是否有创新想（做）法 10 10 10 10 10 分） 小组是否如实填写任务完成 报告 小组是否存在问题和具有解决问题的方案 个人（40分） 个人是否服从团队安排 个人是否完成团队分配任务 个人是否能与团队成员及时沟通和交流 个人是否能够认真描述困难、错误和修改内容 合计 10 10 10 10 10 100 测评人签名： ABB工业机器人自动控制 【思考与练习】 一、填空题 1. Rapid程序中必不可少的程序名称为 。 2. 程序中注释行的关键字符是 。 3. 机器人快速运动至各个关节轴零度位置，常用 指令。 4. 通常所说的“两点一条直线”指的是 运动指令。 5. 机器人最常用的位置数据类型为 。 6. 在程序运行过程中对数据进行赋值，需要使用赋值符号 。 7. 程序指针重置后， 类型的数据会恢复成初始值。 ·205· 8. 若要创建一个只能够被该数据所在的程序模块所调用的数据，则其范围需要设为 。 9. 速度数据v1000的单位是 。 10. Offs偏移功能参考的坐标系是 。 11. 转角半径数据为，会使得运动更为流畅 。 12. 调用例行程序r1的正确写法为 。 13. 在Main中经常写入Waittime指令，主要目的是 。 14. 机器人执行一个圆形轨迹，至少需要执行 条MoveC指令。 15. 在完全到达p10后，置位输出信号do1，则运动指令的转角半径应设为 。 16. 轨迹类应用中不常用的数据类型为 。 17. ABB机器人标配的工业总线为 。 18. ABB提供的标准IO板卡一般为 类型。 19. 一般焊接应用，机器人常使用 类型的标准IO板卡。 20. 标准IO板卡651提供的两个模拟量输出电压范围为 。 21. 示教器上提供了 个可编程按钮。 二、选择题 22. 下列哪一个不属于Rapid语言中的程序类型？（ ） A.中断程序 B.功能 C.错误处理程序 23. 程序编辑器中对Rapid指令进行了分类，下列哪一类指令专门用于控制机器人运动？（ ） A.Common B.Motion&Proc C.IO 24. Waitdidi1,1;等同于下列哪条指令？（ ） A.Waittime1; B.WaitUntildi1,1; C.WaitUntildi1=1; 25. 下列哪种应用必须创建有效载荷数据Loaddata。（ ） A.激光切割 B.物料搬运 C.弧焊 26. 下列说法正确的是？（ ） A.程序模块有且只能有一个 B.不同程序模块间的两个例行程序可以同名 ·206· ABB工业机器人自动控制 C.为便于管理可将程序分成若干个程序模块 27. 通常所说的HOME位置一般指的是？（ ） A.机器人各关节轴零度位置 B.机器人吊装搬运姿态位置 C.自定义的工作起始位置 28. 下列哪一个作为WHILE循环中的条件，则一定会构成无限循环？ A.2:=1+1 B.TRUE C.reg1>reg2 29. IF(di1=1anddi2=1)ORdi3=1Setdo1;当下列哪种情况下，do1为1? A.di1=1、di2=0、di3=0 B.di1=0、di2=0、di3=1 C.di1=0、di2=1、di3=0 30. 调用例行程序r1的正确写法为？ A.ProcCallr1; B.r1; C.Callr1; 31. 设置可编程按钮需要在哪个菜单中进行？（ ） A.控制面板 B.输入输出 C.系统信息 32. 在6.xx系统中创建DeviceNet类型的IO从站，在哪个里面进行设置？（ ） A.Unit B.DeviceNetCommand C.DeviceNetDevice 【项目小结】 掌握ABB工业机器人程序数据知识，RAPID程序创建的步骤，掌握基本操作和软件指令应用，通过完成直线、长方形、圆弧、圆周轨迹运动、配置I/O信号等任务学习熟练使用示教器手动操纵机器人。
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