ABB機(jī)器人的程序數(shù)據(jù)

1、肇慶市技師學(xué)院ABBa-J-5ABB 機(jī)器人的程序數(shù)據(jù)5.1 任務(wù)目標(biāo)Ø 掌握程序數(shù)據(jù)的建立方法。Ø 掌握三個(gè)關(guān)鍵程序數(shù)據(jù)的設(shè)定。Ø 了解機(jī)器人工具自動(dòng)識(shí)別功能。5.2 任務(wù)描述u 以 bool 為例，建立程序數(shù)據(jù)，練習(xí)建立 num、robtarget 程序數(shù)據(jù)。u 設(shè)定機(jī)器人的工具數(shù)據(jù) tooldata、工件坐標(biāo) wobjdata、負(fù)荷數(shù)據(jù) loaddata。u 使用 LoadIdentify 工具自動(dòng)識(shí)別安裝在六軸法蘭盤上的工具（tooldata）和載荷（loaddata）的重量，以 及重心。5.3 知識(shí)儲(chǔ)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

2、設(shè)定的值和定義的一些環(huán)境數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的程序數(shù)據(jù)由同一個(gè)模塊 或其他模塊中的指令進(jìn)行引用。圖中是一條常用的機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的指令 MoveJ，調(diào)用了四個(gè)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置數(shù)據(jù)v1000speeddata機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度數(shù)據(jù)z50zonedata機(jī)器人運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)彎數(shù)據(jù)tool0tooldata機(jī)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(jī)器人的程序數(shù)據(jù)共有 76 個(gè)，并且可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行程序數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，為 ABB 機(jī)器人的程序 設(shè)計(jì)帶來了無限可能性。在示教器的“程序數(shù)據(jù)”窗口可查

3、看和創(chuàng)建所需要的程序數(shù)據(jù)。2.程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型（1）變量 VAR變量型數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行的過程中和停止時(shí)，會(huì)保持當(dāng)前的值。但如果程序指針被移到主程序后，數(shù)值 會(huì)丟失。舉例說明：VAR num length:=0;名稱為 length 的數(shù)字?jǐn)?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(jī)器人執(zhí)行的 RAPID 程序中也可以對變量存儲(chǔ)類型程序數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值的操作，如圖：*注意：VAR 表示存儲(chǔ)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(shí)，可以定

4、義變量數(shù)據(jù)的初始值。如 length 的初始值為 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(fù)位后將恢復(fù)為初始值。（2）可變量 PERS 可變量最大的特點(diǎn)是，無論程序的指針如何，都會(huì)保持最后賦予的值。 舉例說明：PERS num nbr:=1;名稱為 nbr 的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)PERS string test:=”Hello”;名稱為 test 的字符數(shù)據(jù)在機(jī)器人執(zhí)行的 RAPID 程序中也可以對可變量存儲(chǔ)類型程序數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值的操作。 在程序執(zhí)行以后，賦值的結(jié)果會(huì)一直保持，直到對其進(jìn)行重新賦值。*注意：PERS 表示存儲(chǔ)類型為

5、可變量（3）常量 CONST 常量的特點(diǎn)是在定義時(shí)已賦予了數(shù)值，并不能在程序中進(jìn)行修改，除非手動(dòng)修改。 舉例說明：CONST num gravity:=9.81;名稱為 gravity 的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)CONST string greating:=”Hello”;名稱為 greating 的字符數(shù)據(jù)*注意：存儲(chǔ)類型為常量的程序數(shù)據(jù)，不允許在程序中進(jìn)行賦值的操作。 三種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(jī)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(jì)時(shí)數(shù)據(jù)dionum數(shù)字輸入/輸出信號(hào)ext

6、joint外軸位置數(shù)據(jù)intnum中斷標(biāo)志符jointtarget關(guān)節(jié)位置數(shù)據(jù)loaddata負(fù)荷數(shù)據(jù)mecunit機(jī)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 和 Z）pose坐標(biāo)轉(zhuǎn)換robjoint機(jī)器人軸角度數(shù)據(jù)robtarget機(jī)器人與外軸的位置數(shù)據(jù)speeddata機(jī)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(yīng)的功能說明書中會(huì)有相應(yīng)的詳細(xì)介紹，請查 看隨機(jī)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

7、。5.4 任務(wù)實(shí)施5.4.1 建立程序數(shù)據(jù)程序數(shù)據(jù)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(shí)，同時(shí)自動(dòng)生成對應(yīng)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(jìn)行說 明，練習(xí)時(shí)建立 num 和 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(jìn)行名稱的設(shè)定、單擊下拉菜單選擇對應(yīng)的參數(shù)，設(shè)定 完成 后單擊 “ 確定 ” 完成 設(shè) 定。數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)及說明見表：設(shè)定參數(shù)

8、說明名稱設(shè)定數(shù)據(jù)的名稱范圍設(shè)定數(shù)據(jù)可使用的范圍存儲(chǔ)類型設(shè)定數(shù)據(jù)的可存儲(chǔ)類型任務(wù)設(shè)定數(shù)據(jù)所在的任務(wù)模塊設(shè)定數(shù)據(jù)所在的模塊例行程序設(shè)定數(shù)據(jù)所在的例行程序維數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)的維數(shù)初始值設(shè)定數(shù)據(jù)的初始值5.4.2 三個(gè)關(guān)鍵的程序數(shù)據(jù)的設(shè)定在進(jìn)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(gè)必須的程序數(shù)據(jù)（工具數(shù)據(jù) tooldata、 工件坐標(biāo) wobjdata、負(fù)荷數(shù)據(jù) loaddata）就需要在編程前進(jìn)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(jī)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(jī)器人應(yīng)用配置不同的工具，比如說弧焊的機(jī)器人就使用弧

9、焊槍作為工具，而用于搬運(yùn)板材的機(jī)器人就會(huì)使用吸盤式的夾具作為工具。默認(rèn)工具（tool0）的工具中心點(diǎn)（Tool Center Point）位于機(jī)器人安裝法蘭盤的中心。圖中 A 點(diǎn)就是原始的 TCP 點(diǎn)。TCP 的設(shè)定原理如下：1） 首先在機(jī)器人工作范圍內(nèi)找一個(gè)非常精確的固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)。2） 然后在工具上確定一個(gè)參考點(diǎn)（最好是工具的中心點(diǎn)）。3） 用之前介紹的手動(dòng)操縱機(jī)器人的方法，去移動(dòng)工具上的參考點(diǎn)，以四種以上不同的機(jī)器人姿態(tài)盡可 能與固定點(diǎn)剛好碰上。為了獲得更準(zhǔn)確的 TCP，在以下例子中使用六點(diǎn)法進(jìn)行操作，第四點(diǎn)是用工 具的參考點(diǎn)垂直于固定點(diǎn)，第五點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為 TCP

10、 的 X 方向移動(dòng)，第六點(diǎn) 是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為 TCP 的 Z 方向移動(dòng)。4） 機(jī)器人通過這四個(gè)位置點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算求得 TCP 的數(shù)據(jù)，然后 TCP 的數(shù)據(jù)就保存在 tooldata 這個(gè) 程序數(shù)據(jù)中被程序進(jìn)行調(diào)用。*提示：執(zhí)行程序時(shí)，機(jī)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(biāo)系，機(jī)器 人的移動(dòng)將隨之更改，以便新的 TCP 到達(dá)目標(biāo)。所有機(jī)器人在手腕處都有一個(gè)預(yù)定義工具坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系被稱為 tool0。這樣就能將一個(gè)或多個(gè)新工 具坐標(biāo)系定義為 tool0 的偏移值。*注意：TCP 取點(diǎn)數(shù)量的區(qū)別：4 點(diǎn)法，不改變 tool0 的坐標(biāo)方向5 點(diǎn)法，改變

11、 tool0 的 Z 方向6 點(diǎn)法，改變 tool0 的 X 和 Z 方向（在焊接應(yīng)用最為常用）。 前三個(gè)點(diǎn)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(dòng)操 縱”。2.選擇“工具坐標(biāo)”。3.單擊“新建”。4.對工具數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行設(shè)定 后，單擊“確定”。5.選中 tool1 后，單擊“編輯”菜單中的“定義”選項(xiàng)。6.選擇“TCP 和 Z，X”，使用6 點(diǎn)法設(shè)定 TCP。7. 選擇合適的 手動(dòng)操縱模 式。8. 按下使能鍵，使用搖桿使 工具參考點(diǎn)靠上固定點(diǎn)， 作為第一個(gè)點(diǎn)。9.單擊“修改位置”，將點(diǎn) 1位置記錄下來。10. 工具參考點(diǎn)變換姿態(tài)靠上 固定點(diǎn)。

12、11. 單擊“修改位置”，將點(diǎn) 2位置記錄下來。12. 工具參考點(diǎn)變換姿態(tài)靠上 固定點(diǎn)。13. 單擊“修改位置”，將點(diǎn) 3位置記錄下來。14. 工具參考點(diǎn)變換姿態(tài)靠上 固定點(diǎn)。這是第 4 個(gè)點(diǎn)， 工具參 考點(diǎn)垂直于 固定 點(diǎn)。15. 單擊“修改位置”，將點(diǎn) 4位置記錄下來。16. 工具參考點(diǎn)以點(diǎn) 4 的姿態(tài) 從固定點(diǎn)移動(dòng)到工具 TCP 的+X 方向。17. 單擊“修改位置”，將延伸 器點(diǎn) X 位置記錄下來。18. 工具參考點(diǎn)以此姿態(tài)從固 定點(diǎn)移動(dòng)到工具 TCP 的 Z 方向。19. 單擊“修改位置”，將延伸 器點(diǎn) Z 位置記錄下來。20. 單擊“確定”完成設(shè)定。21. 對誤差進(jìn)行確認(rèn)，越小越

13、好，但也要以實(shí)際驗(yàn)證效 果為準(zhǔn)。22. 選中 tool1，然后打開編輯 菜單選擇“更改值”。23. 在此頁面中，根據(jù)實(shí)際情 況設(shè)定工具的質(zhì)量 mass（單位 kg）和重心位置數(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(shí)生成的數(shù)據(jù)。24. 選中 tool1，單擊“確定”。25. 動(dòng) 作 模 式 選 定 為 “ 重 定 位”。坐標(biāo)系統(tǒng)選定為“工 具 ” 。 工 具 坐 標(biāo) 選 定 為 “tool1”。26. 使用搖桿將工具參考點(diǎn)靠 上固定點(diǎn)，然后在重定位 模式下手動(dòng)操縱機(jī)器人， 如果 TCP 設(shè)定精確的話， 可以看到工具

14、參考點(diǎn)與固 定點(diǎn)始終保持接觸，而機(jī) 器人會(huì)根據(jù)重定位操作改 變姿態(tài)。如果使用搬運(yùn)的夾具，一般工具數(shù)據(jù)的設(shè)定方法如下：圖中，搬運(yùn)薄板的真空吸盤夾具為例，質(zhì)量是 25kg，重心在默認(rèn) tool0 的 Z 的正方向偏移 250mm，TCP點(diǎn)設(shè)定在吸盤的接觸面上，從默認(rèn) tool0 上的 Z 方向偏移了 300mm。在示教器上設(shè)定如下：1.在“手動(dòng)操縱”界面，選擇“工具坐 標(biāo)”。2.單擊“新建”。3.根據(jù)需要設(shè)定數(shù)據(jù)的屬性，一般 不用修改。4.單擊“初始值”。5.TCP 點(diǎn)設(shè)定在吸盤的接觸面上， 從默認(rèn) tool0 上的 Z 正方向偏移了300mm，在此畫面中設(shè)定對應(yīng)的 數(shù)值。6.此工具質(zhì)量是 25k

15、g，重心在默認(rèn) tool0 的 Z 的正方向偏移 250mm， 在畫面中設(shè)定對應(yīng)的數(shù)值，然后 單擊“確定”，設(shè)定完成。2.工件坐標(biāo) wobjdata工件坐標(biāo)對應(yīng)工件，它定義工件相對于大地坐標(biāo)（或其他坐標(biāo)）的位置。機(jī)器人可以擁有若干工件坐標(biāo)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(jī)器人進(jìn)行編程時(shí)就是在工件坐標(biāo)中創(chuàng) 建目標(biāo)和路徑。這帶來很多優(yōu)點(diǎn)：1） 重新定位工作站中的工件時(shí)，只需要更 改工件坐標(biāo)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(dǎo)軌移動(dòng)的工 件，因?yàn)檎麄€(gè)工件可連同其路徑一起移 動(dòng)。*提示：A 是機(jī)器人的大地坐標(biāo)，為了方便 編程，給第一個(gè)工件建立了一

16、個(gè)工件坐標(biāo) B，并 在這個(gè)工件坐標(biāo) B 中進(jìn)行軌跡編程。如果臺(tái)子上還有一個(gè)一樣的工件需要走一樣的軌跡，那只需建立一個(gè)工件坐標(biāo) C，將工件 坐標(biāo) B 中的軌跡復(fù)制一份，然后將工件坐標(biāo)從 B 更新為 C，則無需對一樣的工件進(jìn)行重復(fù)軌跡編 程了。*提示：如果在工件坐標(biāo) B 中對 A 對象進(jìn)行 了軌跡編程，當(dāng)工件坐標(biāo)的位置變化成工件坐 標(biāo) D 后，只需在機(jī)器人系統(tǒng)重新定義工件坐標(biāo) D，則機(jī)器人的軌跡就自動(dòng)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(guān)系是一樣，并沒有因?yàn)檎w偏移而發(fā)生變化。*注意：在對象的平面上，只需要定義三個(gè)點(diǎn)，就可以建立一個(gè)工件坐標(biāo)。X1 點(diǎn)確定

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

18、的 Y1 點(diǎn)。11. 單擊“修改位置”，將 Y1點(diǎn)記錄下來。12. 單擊“確定”。13. 對自動(dòng)生成的工件坐標(biāo) 數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)后，單擊 “確定”。14. 選中 wobj1 后，單擊確 定。3.有效載荷 loaddata15. 設(shè) 定 手 動(dòng) 操 縱 畫 面 項(xiàng) 目，使用線性動(dòng)作模式， 體 驗(yàn) 新 建 立 的 工 件 坐 標(biāo)。對于搬運(yùn)應(yīng)用的機(jī)器人，應(yīng)該正確設(shè)定夾具的質(zhì)量、重心 tooldata 以及搬運(yùn)對象的質(zhì)量和重心數(shù)據(jù)loaddata。操作步驟：1.“手動(dòng)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(jìn)行設(shè) 定。4.單擊“初始值”。5.對有效載荷的數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)

19、行設(shè)定，各參數(shù)代表 的含義請參考下面的有效載 荷參數(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(dòng) 慣 量ix iy izkg·m2在 RAPID 編程中，需要對有效載荷的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整：Set do1;夾具夾緊GripLoad load1;指定當(dāng)前搬運(yùn)對象的質(zhì)量和重心 load1Reset do1;夾具松開GripLoad load0

20、;將搬運(yùn)對象清除為 load05.5 知識(shí)鏈接5.5.1 復(fù)雜程序數(shù)據(jù)賦值在 RAPID 程序數(shù)據(jù)中，有一些結(jié)構(gòu)較為復(fù)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(xì)介紹。文檔中此數(shù)據(jù)是由一串?dāng)?shù)字組成（包括笛卡爾坐標(biāo) xyz、q1-4、軸角度等）以此數(shù)據(jù)為例，介紹復(fù)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(jìn)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(dòng)識(shí)別程序介紹工具自動(dòng)識(shí)別（LoadID）功能。LoadIdentify 是 ABB 機(jī)器人開發(fā)的用于自動(dòng)識(shí)別安裝在六軸法蘭盤上的工具（tooldata）和載荷（loaddata） 的重量，以及重心。（前面介紹到，設(shè)置 tooldata 和 load