(4.3.1)--ABB初级项目3-工业机器人模拟焊接-任务3.3 工业机器人模拟.ppt

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1、任务3.3工业机器人模拟焊接ABB平台公司简介CATALOGUE任务提出任务实施知识准备132目目 录录拓展练习41任务提出任务提出在工业应用中，工业机器人程序一般以结构化、模块化的形式组织编制，可提高程序的易读性与维护的便捷性。通常以子程序的形式编写各个相对独立的流程或功能，以主程序为框架调用其它流程或功能的子程序，从而完成复杂的整体任务。本任务通过学习 RAPID 语言，掌握 RAPID 数据类型和程序结构，采用子程序调用方法实现模拟焊接编程应用。2知识准备知识准备-RAPID语言RAPID 是 ABB 工业机器人平台使用的语言，具有很强的组合性。程序的编写风格类似于 VB 和 C 语言，

2、但与 Python、C#等面向对象的语言有很多差别。RAPID 语言和高级语言的对比说明如下：1.1.数据格式数据格式C 语言有 Int、Strig 等数据格式，RAPID 语言也有类似的数据格式，如 Num、DNum字符串等常用的数据格式。RAPID 有常量（CONST）和变量（PERS，VAR），有全局变量和局部变量，也可预定义变量。2.2.数学表达式数学表达式RAPID 和其他编程语言都有完整的数学表达式，除了加、减、乘、除之外，还有取余和取整。另有矢量的加减（Pos-Pos）、矢量的乘法（Pos*Pos Or Pos*N）和旋转的链接（Orient*Orient）。3.3.指令集指令集

3、RAPID 和一般编程语言，尤其是 VB 很相似，都有判断（IF，TEST）、循环（FORAND WHILE）、返回（RETURN）、跳转（GOTO）和停止（STOP）等，还有常用的等待函数 WaitTime、WaitUnti（有条件的等待）、WaitDI 和 WaitDO（等待数字信号）等，有数据转换指令 StrTOByte、ByteToSt、ValToStr 和 StrToVal。知识准备-RAPID语言4.4.数学公式数学公式RAPID 语言的数学公式有赋值、绝对值（ABS）、四舍五入（ROUND）、平方（Sqrt）和正弦余弦等，还有欧拉角、四元素的转换函数（EulerZYX and O

4、rientZYX）和姿态矩阵的运算（PoseMult，PosVect）。5.5.程序函数程序函数RAPID 语言和其他编程语言相似，也有函数，可分为有返回值的函数和没有返回值的函数，返回的数值类型可以用户自定义，但只能返回一种数据类型，数量也只能是一个，也可采用全局变量、字符串或有多个变量的数值类型作为返回值。例如，要返回三个整数数据，则可以返回一个 Pos 类型。6.6.系统和时间系统和时间RAPID 语言有简单的读取系统时间和日期的函数，可用于简单的计时和记录日志时写下日期。7.7.文件操作文件操作RAPID 语言有简单的文件操作，包含的指令有创建文件夹（MakeDir）、删除文件夹（Re

5、meDIr）、打开关闭（OpenDir and CloseDir）、复制和检索等。知识准备-RAPID数据RAPID 数据是在 RAPID 语言编程环境下定义的用于存储不同数据类型信息的数据结构类型。RAPID 语言定义了上百种工业机器人可能用到的数据类型，存放编程需要的各种类型常量和变量。另外，RAPID 语言允许用户根据这些已定义好的数据类型，依照实际需求创建新的数据结构类型。RAPID 数据按照存储类型可分为变量（VAR）、可变量（PERS）和常量（CONTS）。变量在定义时可以赋值，也可以不赋值。1.1.变量变量 VARVAR变量型数据在程序执行的过程中和程序停止时，保持当前的值。但如

6、果程序指针被移到主程序后，则数值会丢失。在工业机器人执行的 RAPID 程序中可以对变量存储类型程序数据进行赋值的操作。变量应用举例：VAR num length：=0；名称为 length 的数字型数据，赋值为 0VAR string name：=“John”；名称为 name 的字符型数据，赋值为 JohnVAR bool finish：=FALSE；名称为 finish 的布尔型数据，赋值为 FALSE知识准备-RAPID数据2.2.可变量可变量 PERSPERS可变量 PERS 最大的特点是无论程序的指针如何，都会保持最后被赋的值。可变量应用举例：PRES number:=1；名称为

7、number 的数字型数据PRES stringtest：=“hello”；名称为 hello 的字符型数据在工业机器人执行的 RAPID 程序中也可以对可变量存储类型数据进行复制操作，在程序执行后，赋值的结果会一直保持，直到对其进行重新赋值。3.3.常量常量 CONSTCONST常量的特点是在定义时已赋予了数值，不能在程序中进行修改，除非手动修改。常量应用举例：CONST num gravity:=9.81；名称为 gravity 的数字型数据CONST string gravity:=“hello”；名称为 gravity 的字符型数据知识准备-RAPID数据4.4.常用常用 RAPID

8、RAPID 数据类型数据类型根据不同的数据用途，可定义不同的数据类型，下表所示为 ABB 工业机器人系统中常用的数据类型。序号序号数据数据类型型类型型说明明序号序号数据数据类型型类型型说明明1bool布尔量11orient姿态数据2byte整数数据 0-25512pos位置数据（只有 X、Y 和 Z）3clock计时数据13pose机器人轴角度数据4dionum数字输入输出信号14robjoint机器人与外部轴的位置数据5extjoint外部轴位置数据15speeddata机器人与外部轴的速度数据6intnum中断标志符16string字符串7jointtarget关节位置数据17toolda

9、ta工具数据8loaddata负荷数据18trapdata中断数据9mecunit机械装置数据19wobdata工件数据10num数值数据20zonedataTCP 转弯半径数据知识准备-程序结构ABB 工业机器人程序结构有 3 个层级，分别为程序、模块和例行程序。程序是描述整个任务的结构，系统一般只能加载 1 个程序运行（多任务需要系统选项支持）。例行程序则是执行具体任务的程序，它是编程的主要对象，是指令的载体。模块是例行程序的管理结构，可以将例行程序按照需要进行分类和组织。在创建程序时，系统自动生成 3 个模块：MainModule、BASE 和 user 模块，如图（a）所示。其中BAS

10、E 和 user 为系统模块，BASE 模块禁止用户操作，在 user 模块中，用户可创建例行程序。BASE 和 user 模块为所有程序共用，一般将例行程序存放到程序模块中。除了自动生成的 MainModule 模块，为便于程序管理，用户可根据需要自行创建其它程序模块。知识准备-程序结构图(b)MainModule 模块程序 图(a)系统模块与程序模块在 MainModule 模块，系统自动生成了 main 例行程序，如图(b)所示。main 例行程序是程序入口，程序执行时从 main 例行程序首行开始运行。1 个程序可以包含多个模块，1 个模块可以包含多个例行程序。不同模块间的例行程序根据

11、其定义的范围可互相调用。知识准备-Proccall指令ProcCall 指令用于将程序执行转移至另一个无返回值程序。当执行完成无返回值程序后，程序执行将继续过程调用后的指令。通常有可能将一系列参数发送至新的无返回值程序。无返回值程序的参数必须符合以下条件：必须包括所有的强制参数。必须以相同的顺序进行放置。必须采用相同的数据类型。必须采用有关于访问模式（输入、变量或永久数据对象）的正确类型。程序可相互调用，并可反过来调用另一个程序；程序也可自我调用，即递归调用。允许的程序等级取决于参数数量，通常允许 10 级以上。实例 1：MoveJ p10,v1000,z50,tool0;Routine1;M

12、oveJ p20,v1000,z50,tool0;以上程序实例，MoveJ p10 程序行执行完成后，调用 Routine1 无返回值程序并执行。待 Routine1 程序执行完成后，继续执行 MoveJ p20 程序行.ProcCall 指令并不显示在程序行内，只显示被调用的程序名称。3任务实施任务实施-规划焊接工件轨迹本任务需完成两个钢管连接处的焊接，焊接轨迹等效为四个圆弧轨迹，如图所示。（a）工件正面图（b）工件背面图要完成如上焊接任务，需要完成 9 个关键位置点的示教，其中 p21 为准备点，p20、p30、p40、p50、p60、p70、p80、p90 为 8 个焊接关键位置点。p2

13、0、p30 和 p40 构成第一个圆弧，p40、p50 和 p60 构成第二个圆弧，p60、p70 和 p80 构成第三个圆弧，p80、p90 和p20 构成第四个圆弧。任务实施-编写模拟焊接程序1.1.创建程序结构创建程序结构本任务需要创建主程序 main，qu_gongju、fang_gongju 和 hanjie 三个子程序，创建步骤如下所示。Step1：单击 ABB 菜单，打开“程序编辑器”新建程序，单击“任务与程序”进入任务与程序界面。任务实施-编写模拟焊接程序Step2：将程序 另存为“L1P3T3”保存到主页，单击“显示模块”。任务实施-编写模拟焊接程序Step3：单击“文件”，

14、在弹出列表中选择“新建模块”。任务实施-编写模拟焊接程序Step4：在弹出的系统提示窗口单击“是”。任务实施-编写模拟焊接程序Step4：在弹出的系统提示窗口单击“是”。任务实施-编写模拟焊接程序Step5：在模块定义窗口输入名称和类型参数，单击“确定”。“名称”：单击“ABC”可输入模块名称。“类型”：单击下拉列表，选择模块类型。“Program”为程序模块。任务实施-编写模拟焊接程序Step6：选中“MainModule”模块，单击“显示模块”，返回“程序编辑器”窗口。如果模块下有多个例行程序，会出现例行程序的管理窗口。任务实施-编写模拟焊接程序Step7：单击例行程序栏进入例行程序管理界

15、面，单击“文件”，在弹出列表选择“新建例行程序”。任务实施-编写模拟焊接程序Step8：在“例行程序声明”界面，更 改程序 名称为“qu_gongju”，其余参数不变，单击“确定”完成。任务实施-编写模拟焊接程序Step9：按同样方法创建“fang_gongju”和“hanjie”例行程序。任务实施-编写模拟焊接程序1.1.编写焊接程序编写焊接程序完成工业机器人取模拟焊接工具、进行模拟焊接、放置模拟焊接工具的任务，需要编写 main、hanjie、qu_gongju 和 fang_gongju 四个例行程序，程序及说明见下表。表（a）main 程序及说明程序程序程序程序说明明MoveAbsJ

16、jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；工业机器人返回原点qu_gongju；调用 qu_gongju 子程序hanjie；调用 hanjie 子程序 fang_gongju；调用 fang_gongju 子程序MoveAbsJ jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；工业机器人返回原点任务实施-编写模拟焊接程序表（b）fang_gongju 程序及说明程序程序程序程序说明明MoveAbsJ jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；工业机器人返回原点MoveJ p10，v200，fine，tool0；关节方式到达 p10 过渡点 Mo

17、veL p11，v200，fine，tool0；直线方式到达 p30 接近点 MoveL p12，v200，fine，tool0；直线方式到达 p20 接近点 Reset YV2；复位主盘松开信号Set YV1；置位主盘锁紧信号，YV1 和 YV2 互锁WaitTime 1；延时 1 秒 MoveL p11，v200，fine，tool0；直线方式到达 p30 接近点 MoveJ p10，v200，fine，tool0；关节方式到达 p10 过渡点 MoveAbsJ jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；工业机器人返回原点任务实施-编写模拟焊接程序表（c）hanjie 程

18、序及说明程序程序程序程序说明明MoveAbsJ jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；工业机器人返回原点MoveJ p10，v200，fine，tool0；关节方式到达 p10 过渡点MoveL p21，v200，fine，tool0；直线方式到达 p21 准备点MoveL p20，v200，fine，tool0；直线方式到达 p20 接近点MoveC p30，p40，v100，fine，tool1；圆弧方式模拟焊接第一个轨迹MoveC p50，p60，v100，fine，tool1；圆弧方式模拟焊接第二个轨迹MoveC p70，p80，v100，fine，tool1；圆

19、弧方式模拟焊接第三个轨迹MoveC p90，p100，v100，fine，tool1；圆弧方式模拟焊接第四个轨迹MoveL p21，v200，fine，tool1；直线方式到达 p21 准备点MoveJ p10，v200，fine，tool0；关节方式到达 p10 过渡点MoveAbsJ jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；工业机器人返回原点任务实施-编写模拟焊接程序3.3.记录关键位置数据记录关键位置数据本任务主要记录 1 个准备点和 8 个焊接点的位置，具体方法如下所示：Step1：设置工 具坐标“tool1”，手动操作工业机器人至准备点 p21 位置，记录数据。任

20、务实施-编写模拟焊接程序Step2：手动操作机器人记录焊接点 p20 位置数据。任务实施-编写模拟焊接程序Step3：手动操作机器人记录焊接点 p30 位置数据。任务实施-编写模拟焊接程序Step4：手动操作机器人记录焊接点 p40 位置数据。其它焊接点位置数据同步骤 2-4，共需完成 8 个焊接点位置数据记录。任务实施-自动运行模拟焊接程序工业机器人设置为自动模式运行程序的操作步骤如下：工业机器人设置为自动模式运行程序的操作步骤如下：Step1：将模式选择开关逆时针旋转到左侧，在示教盒弹出窗口单击“确定”。再按下控制柜操作面板上电按钮。任务实施-自动运行模拟焊接程序Step2：单击“自动生产

21、窗口”下，“加载程序”，在弹出提示窗口单击“是”。任务实施-自动运行模拟焊接程序Step3：找到需要加载的程序“L1P3T3”，单击“确定”，返回自动生产窗口。任务实施-自动运行模拟焊接程序Step4：单击“pp 移至 main”，将程序指针指向到main 程序首行。任务实施-自动运行模拟焊接程序Step5：将全局速度设置为25%，运行无误后可逐渐增加速度。任务实施-自动运行模拟焊接程序Step6：单击工作台操作面板上的外部启动按钮（绿色带灯按钮），启动机器人程序。4拓展练习拓展练习1.RAPID 是ABB 工业机器人平台的具有特色的语言，具有很强的组合性。2.RAPID 数据按照存储类型可以分为 ,和 三大类。3.可变量PERS 最大的特点是 。4.变量型数据在程序执行的过程中和停止时，会保持当前的值。但如果程序指针被移到主程序后，数值会丢失。5.ABB 机器人程序有3 个层级，、和 程序。6.指令用于将程序执行转移至另一个无返回值程序。当执行完成无返回值程序后，程序执行将继续过程调用后的指令。拓展练习7.写出下表数据类型说明：数据类型类型说明jointtargetloaddatanumposposerobjointstringtooldatawobdatazonedata谢谢！谢谢！