第5章
ABB工业机器人自动控制
主要内容
1 2 3 4 D程序创建
直线运动控制
圆弧运动控制
通信接口的建立与连接
【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。
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。 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。
任务1 程序数据建立
图5-2 工具坐标系中心
任务1 程序数据建立
【知识准备】 三、三个关键的程序数据 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：
任务3 直线运动控制
【实践操作】 一、直线运动路径程序 2. 机器人归位等待程序rHome 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。
③ FOR：根据指定的次数，重复执行对应程序
④ TEST：根据指定变量的判断结果，执行对应程序 3. Offs偏移功能 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。 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。
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
程序模块1 RAPID 程序模块2 程序数据 例行程序 中断程序 功能 程序模块3 … … … … … 程序模块4 程序数据 例行程序 中断程序 功能
表5-4 RAPID程序架构
程序数据 主程序 main 例行程序 中断程序 功能
任务2 RAPID程序创建
【知识储备】 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。
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5-4 新建程序模块
任务2 RAPID程序创建
【实践操作】 一、建立程序模块和例行程序 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
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。
任务1 程序数据建立
【知识准备】 三、三个关键的程序数据 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。
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。 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。
任务3 直线运动控制
【知识准备】 二、程序数据的类型与分类 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。
（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。 （3）常量数据CONST 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。 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
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。
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：
1. 常用I/O控制指令
① Set：将数字输出信号置为1 ② Reset：将数字输出信号置为0 ③ WaitDI：等待一个输入信号状态为设定值
任务2 RAPID程序创建
【知识储备】 二、RAPID 控制指令 2. 常用逻辑控制指令 ① IF：满足不同条件，执行对应程序 ② WHILE：如果条件满足，则重复执行对应程序
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。 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。
【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
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。 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。
任务1 程序数据建立
【实践操作】 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
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
任务2 RAPID程序创建
【实践操作】 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“<EXP>”并蓝色高亮显示，打开“编辑”菜单，选择“仅限选定内 容”。通过软键盘输入数字“1”，然后单击“确定”。最后，添加完赋值指令界面如图5-21
所示，再单击“确定”，弹出图5-23提示“是否需要在当前选定的项目之上或之下插入指
令？”，选择“下方”，完成如图5-24所示。
图5-22 编辑程序指令
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
任务2 RAPID程序创建
【知识储备】 二、RAPID 控制指令 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。 6. CJontT功能
其功能是读取当前机器人各关节轴旋转角度。
7. 写屏指令 其功能是在屏幕上显示需要显示的内容。
任务2 RAPID程序创建
【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”，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