ABB机器人培训内容 - 图文

ABB机器人内部培训

一．手动操纵工业机器人

1.单轴运动控制

（1）左手持机器人示教器，右手点击示教器界面左上角的“

”来打

开ABB菜单栏；点击“手动操纵”，进入手动操纵界面；如图1-1所示。

图1-1进入手动操纵界面

（2）点击“动作模式”，进入模式选择界面。选择“轴1-3”，点击“确定”，动作模式设置成了轴1-3，如图1-2所示。

图1-2模式选择界面

（3）移动示教器上的操纵杆，发现左右摇杆控制1轴运动，前后摇杆控制2轴运动，逆时针或顺时针旋转摇杆控制3轴运动。

（4）点击“动作模式”，进入模式选择界面。选择“轴4-6”，点击“确定”，动作模式设置成了轴4-6，如图1-3所示。

图1-3 “动作模式”的选择

（5）移动示教器上的操纵杆，发现左右摇杆控制4轴运动，前后摇杆控制5轴运动，逆时针或顺时针旋转摇杆控制6轴运动。

【提示】轴切换技巧：示教器上的轴组的切换。

2.线性运动与重定位运动控制

按键能够完成“轴1-3”和“轴4-6”

（1）点击“动作模式”，进入模式选择界面。选择“线性”，点击“确定”，动作模式设置成了线性运动，如图1-4所示。

（2）移动示教器上的操纵杆，发现左右摇杆控制机器人TCP点左右运动，前后摇杆控制机器人TCP点前后运动，逆时针或顺时针旋转摇杆控制机器人TCP点上下运动。

图1-4 线性运动模式操纵界面

（3）点击“动作模式”，进入模式选择界面。选择“重定位”，点击“确定”，动作模式设置成了重定位运动，如图1-5所示。

图1-5 “重定位”动作模式的选择

（4）移动示教器上的操纵杆，发现机器人围绕着TCP运动。

3.工具坐标系建立

工业机器人是通过末端安装不同的工具完成各种作业任务。要想让机器人正常作业，就要让机器人末端工具能够精确地达到某一确定位姿，并能够始终保持这一状态。从机器人运动学角度理解，就是在工具中心点（TCP）固定一个坐标系，控制其相对于基座坐标系或世界坐标系的姿态，此坐标系称为末端执行器坐标系（Tool/Terminal Control Frame，TCF），也就是工具坐标系。默认工具坐标系的原点位于机器人安装法兰的中心，当接装不同的工具（如焊枪）时，工具需获得一个用户定义的工具坐标系，其原点在用户定义的参考点（TCP）上，如图2-1-4所示，这一过程的实现就是工具坐标系的标定。它是机器人控制器所必需具备的一项功能。

a) b) 图1-6机器人工具坐标系的标定

大多数工业机器人都具备工具坐标系多点标定功能。这类标定包含工具中心点（TCP）位置多点标定和工具坐标系（TCF）姿态多点标定。TCP位置标定是使几个标定点TCP位置重合，从而计算出TCP，即工具坐标系原点相对于末端关节坐标系的位置，如四点法；而TCF姿态标定是使几个标定点之间具有特殊的方位关系，从而计算出工具坐标系相对于末端关节坐标系的姿态，如五点法（在四点法的基础上，除能确定工具坐标系的位置外还能确定工具坐标系的Z轴方向）、六点法（在四点、五点的基础上，能确定工具坐标系的位置和工具坐标系X、Y、Z三轴的姿态）。

为获得准确的TCP，下面分别以四点法和六点法为例进行操作。 ? 四点法

（1）在机器人动作空间内找一个非常精确的固定点作为参考点。 （2）在工具上确定一个参考点（最好是工具中心TCP）。

（3）按之前介绍的手动操纵机器人的方法移动工具参考点，以四种不同的工具姿态尽可能与固定点刚好碰上。四个点的姿态尽量相差大一些，请参考图1-7中的a)-d)这四张图。

（4）机器人控制柜通过前4个点的位置数据即可计算出TCP的位置 ? 六点法

（1）在机器人动作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点。 （2）在工具上确定一个参考点（最好是工具中心TCP）。

（3）按之前介绍的手动操纵机器人的方法移动工具参考点，以四种不同的工具姿态尽可能与固定点刚好碰上。第四点是用工具的参考点垂直于固定点，第五点是工具参考点从固定点向将要设定的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的TCP的Z轴方向移动，如图2-1-5所示。

（4）机器人控制柜通过前4个点的位置数据即可计算出TCP的位置，通过后2个点即可确定TCP的姿态。

（5）根据实际情况设定工具的质量和重心位置数据。

图1-7 TCP标定过程

示教器上用四点法设定TCP 操作方法及步骤如下： （1）点击示教器功能菜单按钮面，如图1-8所示。

，再点击工具坐标，进入工具设定界

图1-8工具设定界面

（2）点击如图1-9所示的“新建按钮”，再点击按钮

设置工具名称

为“mytool”，然后点击“初始值”按钮，进入工具初始值参数设置界面，如图1-10所示。

图1-9新建工具名称界面

图1-10工具初始值参数设置界面

这里需要设定的参数有两个，一个是工具的重量“mass”值，单位为kg，另一个是工具相对于6轴法兰盘中心的重心偏移“cog”值，包括X、Y、Z三个方向的偏移值，单位为mm。

（3）点击如图1-11所示中的往下按钮

，找到“mass”值，点击修改成

工具重量值，这里修改为1。找到“cog”值，在“cog”值中，要求X、Y、Z的三个数值不同时为零，这里X偏移值修改为10，再点击两次确定，回到工具设定界面，如图2-1-13所示。

图1-11工具的重量“mass”值的设定

图1-12工具的重心偏移“cog”值的设定

（4）选中“mytool”工具，然后点击“编辑”按钮，再点击“定义”按钮，进入工具定义界面，如图1-13所示。

图1-13进入工具定义界面

（5）采用默认的四点法建立绘图笔TCP。点击如图1-14所示中的“点1”，利用操纵杆运行机器人，使绘图笔的尖端与TCP定位器的尖端相碰，如图1-15所示。然后点击“修改位置”，完成机器人姿态1的记录。

图1-14“点1”修改位置界面

图1-15机器人姿态1画面

（6）分别利用操纵杆改变机器人姿态，依次修改点2，点3，点4的位置。 （7）点击确定完成对工具坐标系的建立。

二．运动指令

? MoveJ -当该运动无须位于直线中时，MoveJ用于将机械臂迅速地从一点移动至另一点。机械臂和外轴沿非线性路径运动至目的位置。所有轴均同时达到目的位置

样例：MoveJ p1, v500, z30, tool2;数据为z30。

? MoveAbsJ（Move Absolute Joint）用于将机械臂和外轴移动至轴位置中指

定的绝对 位置。

? MoveL用于将工具中心点沿直线移动至给定目的

? MoveC用于将工具中心点（TCP）沿圆周移动至给定目的地。

Offs

MoveLOffs(p2, 0, 0, 10), v1000, z50, tool1;

将机械臂移动至距位置p2（沿z方向）10 mm的一个点。

1.线性运动指令（MoveL）

线性运动指令也称直线运动指令。工具的TCP按照设定的姿态从起点匀速移动到目标位置点，TCP运动路径是三维空间中P1点到P2点的直线运动，如图2-2-4所示。直线运动的起始点是前一运动指令的示教点，结束点是当前指令的示教点。运动特点：（1）运动路径可预见。（2）在指定的坐标系中实现插补运动。

图2-1 直线运动指令示例图

（1）指令格式

MoveL[\\Conc,]ToPoint,Speed[\\V] [\\T],Zone[\\Z] [\\Inpos],Tool[\\Wobj] [\\Corr]; 指令格式说明：

1）[\\Conc,]：当机械臂正在运动时，执行后续指令。通常不使用，用[\\Conc,]可将连续运动指令的数量限制为5；

2）ToPoint：目标点’默认为*。

3）Speed：运动的速度数据。规定了关于工具中心点，工具范围调整和外轴的速度。

4）[\\V]：规定指令中TCP的速率，以mm/s计算。 5）[\\T]：规定机械臂运行的总时间控制，以秒计算。

6）Zone：相关移动的区域数据，区域数据描述了所生成拐角路径的大小。 7）[\\Z]：该参数用于规定指令中机械臂TCP的位置精度其替代区域数据中指定的相关区域。

8）[\\Inpos]：规定停止点中机械臂TCP位置的收敛准则。 9）Tool：工具中心点（TCP）。

10）[\\Wobj]：规定机器人位置关联的工件（坐标系）。

11）[\\Corr]：修正目标点开关，将通过指令CorrWrite而写入修正条目的修正数据添加到路径和目的位置。

12）[ \\TLoad ]：Total load，\\TLoad主动轴描述了移动中使用的总负载。总负载就是相关的工具负载加上该工具正在处理的有效负载。

如果\\TLoad自变数被设置成load0，那么就不考虑\\TLoad自变数，而是以当前tooldata中的loaddata作为代替。

例如：

MoveL p1,v2000,fine,grip1; MoveL \\Conc, p1,v2000,fine,grip1; MoveL p1,v2000\\V:=2200,z40\\z:45,grip1; MoveL p1,v2000,z40,grip1\\Wobj:=wobjTable; MoveL p1,v2000,fine\\ Inpos:=inpos50, grip1; MoveL p1,v2000,z40,grip1\\corr； （2）应用

机器人以线性方式运动至目标点，当前点与目标点两点决定一条直线，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，可能出现死点，常用于机器人在工作状态移动。

2.关节运动指令（MoveJ）

程序一般起始点使用MoveJ指令。机器人将TCP沿最快速轨迹送到目标点，机器人的姿态会随意改变，TCP路径不可预测。机器人最快速的运动轨迹通常不是最短的轨迹，因而关节轴运动不是直线。由于机器人轴的旋转运动，弧形轨迹会比直线轨迹更快。运动示意图如图2-2-5所示。运动特点：（1）运动的具体过程是不可预见的。（2）六个轴同时启动并且同时停止。使用MoveJ指令可以使机器人的运动更加高效快速，也可以是机器人的运动更加柔和，但是关节轴运动轨迹是不可预见的，所以使用该指令务必确认机器人与周边设备不会发生碰撞。

图2-2 运动指令示意图

（1）指令格式

MoveJ[\\Conc,]ToPoint,Speed[\\V] [\\T],Zone[\\Z] [\\Inpos],Tool[\\Wobj];

指令格式说明：

1）[\\Conc,]：当机械臂正在运动时，执行后续指令。通常不使用，用[\\Conc,]可将连续运动指令的数量限制为5；

2）ToPoint：目标点’默认为*。 3）Speed：运行速度数据。 4）[\\V]：特殊运行速度mm/s。 5）[\\T]：运行时间控制s。 6）Zone：运行转角数据。 7）[\\Z]：特殊运行转角mm。 8）[\\Inpos]：运行停止点数据。 9）Tool：工具中心点（TCP）。 10）[\\Wobj]：工件坐标系。 例如：

MoveJ p1,v2000,fine,grip1; MoveJ\\Conc, p1,v2000,fine,grip1; MoveJ p1,v2000\\V:=2200,z40\\z:45,grip1; MoveJ p1,v2000,z40,grip1\\Wobj:=wobjTable; MoveJ\\Conc, p1,v2000,fine\\ Inpos:=inpos50, grip1; （2）应用

机器人以最快捷的方式运动至目标点，机器人运动状态不完全可控，但运动路径保持唯一，常用于机器人在空间大范围移动。

（3）编程实例

根据如图2-2-6所示的运动轨迹，写出其关节指令程序。

图2-3 运动轨迹

图2-2-6所示的运动轨迹的指令程序如下： MoveL p1,v200,z10,tool1; MoveL p2,v100,fine,tool1; MoveJ p3,v500,fine,tool1; 3.圆弧运动指令（MoveC）

圆弧运动指令也称为圆弧插补运动指令。三点确定唯一圆弧，因此，圆弧运动需要示教三个圆弧运动点，起始点P1是上一条运动指令的末端点，P2是中间辅助点，P3是圆弧终点，如图2-2-7所示。

图2-4 圆弧运动轨迹

（1）指令格式

MoveC[\\Conc,] CirPoint,ToPoint,Speed[\\V] [\\T],Zone[\\Z] [\\Inpos],Tool[\\Wobj] [\\Corr];

指令格式说明：

1）[\\Conc,]：当机械臂正在运动时，执行后续指令。通常不使用，用[\\Conc,]可将连续运动指令的数量限制为5；

2）CirPoin：中间点’默认为*。 3）ToPoint：目标点’默认为*。 4）Speed：运行速度数据。 5） [\\V]：特殊运行速度mm/s。 6）[\\T]：运行时间控制s。 7）Zone：运行转角数据。 8）[\\Z]：特殊运行转角mm。 9） [\\Inpos]：运行停止点数据。 10）Tool：工具中心点（TCP）。 11） [\\Wobj]：工件坐标系。

12） [\\Corr]：修正目标点开关。 例如：

MoveC p1,p2,v2000,fine,grip1;

MoveC \\Conc, p1,p2,v200, \\V:=500,z1\\zz:=5,grip1; MoveC p1,p2,v2000,z40,grip1\\Wobj:=wobjTable; MoveC p1,p2,v2000,fine\\ Inpos:= 50, grip1; MoveC p1,p2,v2000, fine,grip1\\corr； （2）应用

机器人通过中心点以圆弧移动方式运动至目标点，当前点，中间点与目标点三点决定一断圆弧，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，常用于机器人在工作状态移动。

（3）限制

不可能通过一个MoveC指令完成一个圆，如图2-2-8所示。

图2-5 MoveC指令的限制

三、 逻辑指令

Set

用于将数字信号输出信号的值设置为一

RESET

用于将数字信号输出信号的值重置为零

WaitTime 用于等待给定的时间。该指令亦可用于等待，直至机械臂和外轴静止 时间单位为秒；

SETGO

无论是否存在时间延迟，SetGO用于改变一组数字信号输出信号的值

SETDO

无论是否存在时间延迟或同步，SetDO用于改变数字信号输出信号的值

四．机器人I/O通信

学习目标

1. 认识数字量IO模块DSQC652;

2. 认识数字量输入的接线，有效电平； 3. 认识数字量输出的接线，有效电平；

4. 读懂控制电柜的DSQC652模块电路图，读懂接线图

常用的ABB标准IO板有：

? DSQC651，分布式IO模块 DI8/DO8 AO2 ? DSQC652，分布式IO模块 DI16/DO16

? DSQC653，分布式IO模块 DI8/DO8带继电器型 ? DSQC355，分布式IO模块 AI4/AO4 ? DSQC377A，输送带跟踪单元

IRC5紧凑型电柜，安装了现场总线主/从板DeviceNet Master/SlaveDSQC1006，在Devicenet总线上挂载了数字IO板DSQC652。

图1-1 现场总线主/从板

图1-2 DeviceNet Master/SlaveDSQC1006

DSQC652数字信号板配有16个数字量输入，16个数字量输出。一块DSQC652在DeviceNet总线上的地址是由X5端子短接片上的引脚来决定。

图1-3 DSQC652信号板

图1-4 X5端子的定义

图1-5 跳线决定模块地址

图1-6 数字输入输出IO接线

图1-7 数字量输入

XS12,XS13端子排

图1-8 数字量输出

XS14，XS15端子排

相关知识

Devicenet是90年代中期发展起来的一种基于CAN技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络，最初由美国Rockwell公司开发应用。

Devicenet是一种低成本的通讯总线。它将工业设备（如：限位开关，光电传感器，阀组，马达启动器，过程传感器，条形码读取器，变频驱动器，面板显示器和操作员接口）连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。直接互连性改善了设备间的通讯，并同时提供了相当重要的设备级诊断功能，这是通过硬接线I/O接口很难实现的。

图1-9 Devicenet主/从主板

安全输入输出

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/43rv.html