1、工业机器人应用基础工业机器人应用基础机械工业出版社工业机器人应用基础项目一 工业机器人操作基础任务4：机器人程序数据设定任务描述任务实施知识准备学习目标目目 录录6 61 12 23 34 45 5任务拓展任务评价任务4 机器人程序数据设定能分辨机器人程序数据的类型会选择机器人程序数据的存储类型会创建机器人点位置数据robtarget会创建工具坐标系数据Tooldata会创建工件坐标系数据Wobjdata会创建有效载荷数据Loaddata在进行正式的编程之前，就需要构建起必要的编程环境，其中有几个程序数据必须在编程前进行定义，本任务要求能创建机器人点位置数据robtarget、工具坐标系数据T
2、ooldata、工件坐标系数据Wobjdata、有效载荷数据Loaddata等。程序数据是在程序模块或系统模块中设定值和定义一些环境数据。创建的程序数据由同一个模块或其它模块中的指令进行引用。如图所示，虚线框中的是一条常用的机器人关节运动的指令MoveJ），并调用了四个程序数据。程序数据程序数据数据类型数据类型说明说明p10robtarget机器人运动目标位置数据v1000speeddata机器人运动速度数据z50zonedata机器人运动转弯数据tool0tooldata机器人工具数据TCPABB机器人一般的程序数据共有76个，并且可以根据实际情况进行程序数据的创建，为ABB机器人的程序设计
3、带来了无限的可能。在示教器的“程序数据”窗口可查看和创建所需要的程序数据。1、程序数据的存储类型变量（VAR）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，数据丢失。在程序编辑窗口中的显示如右图。VAR num length：=0；名称为length的数字数据；VAR string name：=“John”；名称为name的字符数据；VAR bool finished：=FALSE；名称为finished的布尔量数据。1、程序数据的存储类型变量（VAR）在机器人执行的RAPID中也可以对变量存储类型程序数据进行赋值操作。2、程序数据的存储类型可变量（PER
4、S）可变量的特点是，无论程序的指针如何，都会保持最后赋予的值,在程序中执行变量型程序数据的赋值，在指针复位后将恢复为初始值。在程序编辑窗口中的显示如右图。PERS num nbr：=0；名称为nbr的数字数据；PERS string text：=“Hello”；名称为text的字符数据。3、程序数据的存储类型常量（CONST）常量的特点是在定义时已赋予了数值，并不能在程序中修改，除非手动修改。在程序编辑窗口中的显示如右图。CONST num gravity：=0；名称为gravity的数字数据；CONST string greating：=“Hello”；名称为greating的字符数据。注：
5、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。4、常用的程序数据ABB机器人根据不同的数据用途，定义了不同的程序数据。1、进入示教器点击菜单进入“程序数据类型”点击“视图”选择“全部数据”,如图所示。3、进入“robtarget”数据中，如上图示。2、在全部数据类型中选择“robtarget”数据，如下图示。4、点击“新建”新建一个robtarget数据，如下图示。5、设定“名称”“范围”“存储类型”“任务”“模块”等，然后点击“确定”，robtarget数据创建完成，如上图示。6、机器人点位置数据robtarget的修改1）手动模式下打开机器人示教器手动操纵界面，将“工具坐标”选为
6、修改点所用工具坐标如“Tool1”，“工件坐标”选为修改点所在的工件坐标如“wobj0”，如图所示。6、机器人点位置数据robtarget的修改2）手动操纵机器人到所要修改点的位置，进入“程序数据”中的“robtarget”数据，选择所要修改的点，点击“编辑”中的“修改位置”完成修改，如图所示。1、工具数据的定义工具数据tooldata用于描述安装在机器人第六轴上的工具的TCP、质量、重心等参数数据。一般不同的机器人应用配置不同的工具，比如弧焊的机器人就使用弧焊枪作为工具，用于搬运的板材机器人就会使用吸盘式夹具作为工具。默认工具（tool0）的工具中心点（Tool Center Point）位
7、于机器人安装法兰的中心，如图所示。执行程序时，机器人就是将TCP移至编程位置，程序中所描述的速度与位置就是TCP点在对应工件坐标中的速度与位置。所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值。2、TCP的设定原理（1）首先在机器人工作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点；（2）然后在工具上确定一个参考点（最好是工具的中心点TCP）；（3）通过之前学习到的手动操纵机器人的方法，去移动工具上的参考点以最少四种不同的机器人姿态尽可能与固定点刚好碰上。（4）机器人就可以通过这四个位置点的位置数据计算求得TCP的数据，然后
8、TCP的数据就保存在TOOLDATA这个程序数据中被程序进行调用。3、四点法设定TCP第一步：安装TCP单元在TCP单元四个方向有用于安装固定螺丝孔，把TCP模块放置到模块承载平台上，用M4内六角螺丝将其固定锁紧，保证模型紧固牢靠，整体布局与固定位置如图所示。3、四点法设定TCP第二步：安装绘图笔夹具TCP设定训练采用绘图笔夹具，该夹具在与机器人J6轴连接法兰上有四个M5螺丝安装孔，把夹具调整到合适位置，然后用螺丝将其紧固到机器人J6轴上，如图所示。3、四点法设定TCP第三步：设定TCP（1）点击示教器功能菜单按钮 ”，再点击工具坐标，进入工具设定界面，如所示。这里需要设定的参数有两个，一个是
9、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、四点法设定TCP第三步：设定TCP（2）点击如图所示的“新建按钮”，再点击按钮 设置工具名称为“huitubi_t”，然后点击“初始值”按钮，进入工具初始值参数设置界面。3、四点法设定TCP第三步：设定TCP（3）点击按钮 ，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，如图所示。3、四点法设定TCP第三步：设定TC
10、P（4）选中“huitubi_t”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，如图所示。3、四点法设定TCP第三步：设定TCP（5）采用默认的四点法建立绘图笔TCP。点击如右上图所示的“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，如右下图所示。然后点击“修改位置”，完成机器人姿态1的记录，如图所示。3、四点法设定TCP第三步：设定TCP（6）点击如右上图所示中的“点2”，利用操纵杆改变机器人姿态，如右下图所示。然后点击“修改位置”，完成姿态2的记录。3、四点法设定TCP第三步：设定TCP（7）点击如右上图所示中的“点3”，利用操纵杆改变机器人姿态
11、，如右下图所示。然后点击“修改位置”，完成姿态3的记录。3、四点法设定TCP第三步：设定TCP（8）点击如图右上所示中的“点4”，利用操纵杆改变机器人姿态，如右下图所示。然后点击“修改位置”，完成姿态4的记录。3、四点法设定TCP第三步：设定TCP（9）点击确定并保存修改好的四个点，完成绘图笔TCP的建立。3、四点法设定TCP第四步：重定位测试工具中心点（1）点击示教器功能菜单按钮 ，再点击工具坐标，进入工具设定界面，如图右所示。3、四点法设定TCP第四步：重定位测试工具中心点（2）选中如右上图所示画面中的“huitubi_t”工具，点击确定。然后按下按键 ，动作模式变为重定位，如右下图所示。
12、再按下示教器后面的电机使能键，操作操纵杆可以看到绘图笔的尖端固定不动，机器人绕着尖端改变姿态，说明TCP建立成功。3、四点法设定TCP第四步：重定位测试工具中心点为了获得更准确的TCP，可以采用六点法进行操作，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，下面讲解六点法设定TCP的方法和步骤。4、六点法设定TCP第一步：设定工具数据tool1a.单击ABB按钮；b.选择手动操纵；c.选择工具坐标；d.单击新建；e.对工具数据属性进行设定后（tool1），单击确定；f.选中tool1后，单击
13、编辑菜单中的定义选项；g.选择TCP和Z，X，使用6点法设定TCP；h.选择合适的手动操纵模式；i.按下使能键，使用摇杆使工具参考点靠上固定点，作为第一个点；j.单击修改位置，将点1位置记录下来；k.工具参考点以此姿态靠上固定点；l.单击修改位置，将点2位置记录下来；m.工具参考点以此姿态靠上固定点；n.单击修改位置，将点3位置记录下来；o.工具参考点以此姿态垂直靠上固定点，这是第4个点，工具参考点垂直于固定点；p.单击修改位置，将点4记录下来；q.工具参考点以点4的姿态从固定点移动到工具TCP的+X方向；r.单击修改位置，将延伸器点X位置记录下来；s.工具参考点以此姿态从固定点移动到工具TC
14、P的+Z方向；t.单击修改位置，将延伸器点Z位置记录下来；u.单击确定完成设定。4、六点法设定TCP第二步：确认误差和重定位a.对误差进行确认，越小越好，要以实际验证效果为准；b.选中tool1，然后打开编辑菜单选择更改值；c.单击箭头向下翻页；d.在页面中，根据实际情况设定工具的质量mass（单位kg）和重心位置数据（此重心是基于tool0的偏移值，单位mm），然后单击确定；e.选中tool1，单击确定；f.动作模式选定为重定位，坐标系选定为工具，工具坐标设定为tool1；g.使用摇杆将工具参考点靠上固定点，然后在重定位模式下手动操纵机器人，如果TCP设定精确的话，可以看到工具参考点与固定点
15、始终保持接触，而机器人会根据重定位操作改变姿态。5、自动识别工具的重量和重心ABB机器人提供了自动识别工具的重量和重心的功能，通过调用LoadIdentity程序即可实现。具体操作步骤如下：（1）安装好绘图笔工具并新建完“huitubi_t”工具后，在工具坐标中选中该工具，按下按键 ，机器人进入单轴运动模式，利用操纵杆将机器人6个轴运动到接近0的位置，准备工作完成。5、自动识别工具的重量和重心（2）在主菜单页面，点击“程序编辑器”，进入主程序编辑界面，点击“调试”按钮，再点击调用例行程序，如图所示。5、自动识别工具的重量和重心（3）点击选中如右上图所示中的“LoadIdentity”例行程序，
16、点击“转到”按钮，打开该程序，如右下图所示。5、自动识别工具的重量和重心（4）按下示教器后面的电机使能键，然后按下程序运行按键 ，程序自动运行，然后按照英文提示依次点击“OK”、“Tool”、“OK”、“OK”。在载荷确认界面中，输入数字2，点击“确定”。如图所示。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工具数据设定（1）搬运用的工具数据设定以图中的搬运薄板的真空吸盘夹具为例，重量是25kg，重心在默认tool0的Z正方向偏移250mm，TCP点设定在吸盘的接触面上，从默认tool0上的Z正方向偏移了300mm。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工具数据设定（1）搬运用的工具数据设定操作步骤：a
17、.选择工具坐标；b.单击新建；c.根据需要设定数据的属性，一般不用修改；d.单击初始值；e.TCP点设定在吸盘的接触面上，从默认tool0上的Z方向偏移了300mm，在此画面中设定对应的数值；f.此工具质量是25kg，重心在默认tool0的Z方向偏移250mm，在画面中设定对应的数值，然后单击确定，设定完成。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工具数据设定（2）绘图笔工具数据设定轨迹训练模型夹具重量是0.5kg，重心在默认Tool0的Z正方向偏移60mm，TCP点设定在夹具的最下端中心，从默认Tool0上的Z正方向偏移115mm。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工具数据设定（3）码垛站工具
18、数据设定进入示教器点击“ABB”菜单进入“手动操纵”选择“工具坐标”中的“新建”,如右图所示。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工具数据设定（3）码垛站工具数据设定分别设定“名称”“范围”“存储类型”“任务”“模块”等，然后点击“确定”，如右图所示。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工具数据设定（3）码垛站工具数据设定选择tool1，点击“编辑”中的“更改值”对tool1工具数据进行设定，如右图所示。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工具数据设定（3）码垛站工具数据设定TCP点偏移设定，如下图所示。工具夹具重量设定（如为正值也可不设定），如下图所示。6、搬运用的工具、绘图笔工具、码垛站工
19、具数据设定（3）码垛站工具数据设定工具夹具重心点设定，如下图所示。（4）工具数据三个数据设定完后点击“确定”回到工具坐标选项界面，工具数据设定完成。工件坐标对应工件，它定义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系中创建目标和路径。这有很多优点：（1）重新定位工作站中的工件时，只需要改工件坐标的位置，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。工件坐标的设定1 A是机器人的大地坐标，为了方便编程，为第一个工件建立了一个工件
20、坐标B，并在这个工件坐标B进行轨迹编程。如果台子上还有一个一样的工件需要走一样的轨迹，只需要建立一个工件坐标C，将工件坐标B中的轨迹复制一份，然后将工件坐标从B更新为C，则无需对一样的工件重复进行轨迹编程了。工件坐标的设定2 如果在工件坐标B中对A对象进行了轨迹编程，当工件坐标的位置变成工件坐标D后，只需在机器人系统重新定义工件坐标D，则机器人的轨迹就自动更新到C了，不需要再次轨迹编程了。因为A相对于B，C相对于D的关系是一样的，并没有因为整体偏移而发生变化。1、工件坐标的设定2 在对象的平面上，只需要定义三个点，就可以建立一个工件坐标。X1点确定工件坐标的原点。X1、X2确定工件坐标X正方向
21、。Y1确定工件坐标Y正方向。工件坐标等符合右手定则建立工件坐标操作步骤：（1）手动模式下打开机器人示教器手动操纵界面，如图所示。建立工件坐标操作步骤：（2）将“动作模式”选为“线性”，“坐标系”选为“基坐标”，“工具坐标”选为“toToo1”，“工件坐标”选为“wobj2”，如图所示。建立工件坐标操作步骤：（3）点击“编辑”选择“定义”，“用户方法”选择“3点”，如图所示。（4）“用户方法”选择“3点”，如图所示。建立工件坐标操作步骤：（5）设定（修改）工件坐标X1、X2、Y1点，在机器人夹具上绑上一只绘图笔，手动操纵机器人使夹具上的笔尖对准轨迹绘图台的X1点，在示教器上选“X1”再点击“修改
22、位置”，此时“X1”已修改完成，如图所示。建立工件坐标操作步骤：（6）重复上一个步骤，修改“X2”和“Y1”，3个点都正确修改后，点击示教器wobj2界面的“确定”则轨迹绘图台工件坐标设定完成，如图所示。建立工件坐标操作步骤：对于搬运应用的机器人，应该正确设定夹具的质量、重心tooldata以及搬运对象的质量和重心数据loaddata，如图所示。a.选择有效载荷；b.单击新建；c.对有效载荷数据属性进行设定；d.单击初始值；e.对有效载荷数据根据实际情况进行设定，各参数代表的含义如表。f.单击确定。名称参数单位有效载荷load.masskg有效载荷重心load.cog.xload.cog.yl
23、oad.cog.zmm力矩轴方向load.aom.q1load.aom.q2load.aom.q3load.aom.q4 有效载荷的转动惯量IxIyizKgm在RAPID编程中，需要对有效载荷的情况进行实时的调整。序号主要内容考核要求评分标准配分扣分得分1参观工厂学校正确记录工业机器人的品牌及型号，正确描述主要技术指标及特点1.记录工业机器人的品牌、型号有错误或遗漏，每处扣5分；2.描述主要技术指标及特点有错误或遗漏，每处扣5分。10 2观看视频录像正确记录工业机器人的品牌及型号，正确描述主要技术指标及特点1.记录工业机器人的品牌、型号有错误或遗漏，每处扣5分；2.描述主要技术指标及特点有错误
24、或遗漏，每处扣5分。10 3机器人控制柜操作正确操作控制柜面板，能进行工业机器人系统的正确连接1.描述控制柜面板部件的功能有错误或遗漏，每处扣5分；2.系统接线有错误或遗漏，每处扣5分；3.操作不规范的，每出现一次扣10分。30 4机器人工作站操作1.观察机器人操作过程，能叙述工业机器人安全事项、安全使用原则和操作注意事项2.能正确进行工业机器人的操作1.不能说出工业机器人的安全注意事项，每项扣5分2.不能说出工业机器人的安全使用原则，每项扣5分3.不能说出工业机器人的操作注意事项，每项扣5分4.不能根据控制要求，完成工业机器人的简单操作，每项扣5分40 5安全文明生产劳动保护用品穿戴整齐；遵守操作规程；讲文明礼貌；操作结束要清理现场1.操作中，违反安全文明生产考核要求的任何一项扣5分，扣完为止2.当发现学生有重大事故隐患时，要立即予以制止，并每次扣安全文明生产总分5分10 开始时间:合 计 结束时间:测评人签名：测评结果 THANKS
