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L//G/OABB工业机器人编程与仿真（1）目录一、工业机器人基本认知二、仿真软件RobotStudio的认识与安装三、手动操纵机器人四、创建机器人工具数据与工件坐标系五、机器人编程技术六、机器人程序调试与仿真2PPT课件课程任务3PPT课件目录一、工业机器人基本认知二、仿真软件RobotStudio的认识与安装三、手动操纵机器人四、创建机器人工具数据与工件坐标系五、机器人编程技术六、机器人程序调试与仿真4PPT课件工业机器人基本认知一标号关节轴标号关节轴A轴1D轴4B轴2E轴5C轴3F轴6IRB机器人本体5PPT课件A电源总开关B急停开关C通电/复位D机器状态6PPT课件A连接电缆B触摸屏C急停开关D手动操作摇杆E数据备份用USB接口F使能器按钮G触摸屏用笔H示教器复位按钮7PPT课件机器人本体与控制柜之间的连接主要是电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的连接。8PPT课件底座接口A电动机动力电缆接口B转数计数器电缆接口C用户电缆接口D压缩空气接口控制柜端接口A电源输入接口B外轴电源电缆接口C示教器连接电缆接口D电动机动力电缆接口E外轴接口FI/O连接器G安全连接器H信号电缆接口I转数计数器电缆接口9PPT课件设备开/关机①开机在确定输入电压正常之后，打开电源开关，当示教器界面显示主画面，即为正常开机成功②关机点击示教器界面中“ABB”，选择“重新启动”，选择“高级”，然后“关机”，如下图所示，10PPT课件设定示教器语言重启后，单击“ABB”就能看到菜单已切换成中文界面11PPT课件通过示教器画面上的状态栏进行ABB机器人常用信息的查看。A机器人的状态（手动、全速手动和自动）B机器人的系统信息C机器人的电动机状态D机器人程序的运行信息E当前机器人或外轴的使用状态12PPT课件单击窗口上面的状态栏，就可以查看机器人事件日志。13PPT课件机器人的数据备份与恢复（1）备份操作机器人数据备份的对象是所有正在系统内存运行的RAPID程序和系统参数。将机器人控制器中当前程序备份到U盘里14PPT课件（2）恢复操作当机器人系统错乱或者重新安装新系统以后，可以通过备份快速地把机器人恢复到备份时的状态。同备份操作一样，调出“备份与恢复”页面，点击“恢复系统…”图标，调出恢复系统页面，如图所示，点击“…”按钮，选择U盘里可用备份程序的文件，点击“恢复”按钮，等待系统恢复程序并自动重启机器人控制器，恢复完成。15PPT课件目录一、工业机器人基本认知二、仿真软件RobotStudio的认识与安装三、手动操纵机器人四、创建机器人工具数据与工件坐标系五、机器人编程技术六、机器人程序调试与仿真16PPT课件工业机器人与仿真软件基本认知一RobotStudio是ABB公司专门开发的工业机器人离线编程软件，界面友好，功能强大，离线编程在实际机器人安装前，通过可视化及可确认的解决方案和布局来降低风险，并通过创建更加精确的路径来获得更高的部件质量，在此之前，软件的正确安装与授权激活是仿真软件的使用基础。软件安装步骤17PPT课件待RobotStudio安装完成，回到安装产品的界面，如下左图所示，点击“退出”即可。安装完成之后，在电脑桌面上能看到软件图标18PPT课件软件界面介绍RobotStudio软件界面包含“文件”、“基本”、“建模”、“仿真”、“控制器”、“RAPID”和“Add-Ins”这7个功能选项卡。（1）“文件”功能选项卡，包含打开已有工作站，关闭、保存工作站和新建工作站等，如图所示，图119PPT课件（2）“基本”功能选项卡，包含进行建立工作站、路径编程、任务设置、系统同步，手动操纵和3D视角这几个方面操作时所需要用到的控件。如下图所示，（3）“建模”功能选项卡，包含创建和分组工作站组件、创建实体、测量以及其他CAD操作所需的控件，如图3所示20PPT课件（4）“仿真”功能选项卡，包含碰撞监控，仿真的设定、控制和录像等控件，如下图所示（5）“控制器”功能选项卡，包含用于虚拟控制器的同步、配置和分配给它的任务控制措施。它还包含用于管理真实控制器的控制功能，如图21PPT课件（6）“RAPID”功能选项卡，包括RAPID编辑器的功能、RAPID文件的管理以及用于RAPID编程的其他空间，如图1-41所示（7）“Add-Ins”功能选项卡，包含PowerPacs和VSTA的相关控件，如图22PPT课件基本的机器人工作站包括工业机器人及工作对象。构建机器人仿真工作站如下图所示，图中机器人型号为IRB120，机器人末端法兰盘需要装有工具，为工作站配备图示小桌。创建基本仿真机器人工作站23PPT课件1、导入机器人在“基本”功能选项卡的“ABB模型库”中，提供了几乎所有的机器人产品模型，作为仿真所用。如下图，24PPT课件单击选择其中型号为IRB120的机器人，确定好版本，点击确定即可，在实际应用中，要根据项目的要求选定具体的机器人型号及相关版本或者承重能力及到达距离等参数。25PPT课件2、导入机器人工具并安装到法兰盘先在“基本”功能选项卡中，打开“导入模型库”，选择“设备”，选择“myTool”26PPT课件将工具安装到机器人法兰盘的操作如图所示，在“MyTool”上按住左键，点击“安装到”，选择需要安装工具的机器人，出现下图所示对话框，点击“是”，之后工具就能安装到机器人法兰盘了27PPT课件3、加载机器人周边模型并布局工作站类似于加载机器人工具的方法，加载小桌模型的操作如图所示，在“基本”功能选项卡中，打开“导入模型库”，选择“设备”，选择“propellertable”28PPT课件小桌模型导入之后，需要将它摆放到合适的位置，以利于机器人能够到达。对于小桌模型位置的确定，先要使机器人显示其工作区域，方法如下图所示29PPT课件左键“IRB120_3_58_01”，选择“显示机器人工作区域”，待机器人工作区域显示出来之后，移动小桌，使其保持在机器人的工作区域。方法如图所示选中“table_and_fixture_140”，在“Freehand”工具栏，单击“移动”按钮，拖动箭头到达合适位置。30PPT课件4、建立机器人系统在完成了工作站布局以后，要为机器人创建系统，使它具有电气的特性来完成相关的仿真操作。具体操作如图所示，首先在“基本”功能选项卡下，单击“机器人系统”的“从布局......”31PPT课件然后设定好系统的名称和保存的位置后，单击“下一个”选择机械装置，再单击“下一个”32PPT课件点击“选项”，为系统添加中文选项，勾选“644-5Chinese”点击“确定”，点击“完成”。系统建立完成后，可以看到右下角“控制器状态”为绿色，如下图。33PPT课件目录一、工业机器人基本认知二、仿真软件RobotStudio的认识与安装三、手动操纵机器人四、创建机器人工具数据与工件坐标系五、机器人编程技术六、机器人程序调试与仿真34PPT课件手动操纵机器人三手动操纵机器人一共有三种运动模式：单轴运动、线性运动和重定位运动。1、单轴运动一般地，ABB机器人是由六个伺服电机分别驱动机器人的六个关节轴，那么每次手动操纵一个关节轴的运动，就称之为单轴运动。35PPT课件我们在机器人仿真软件中学习机器人手动操纵方法，与实操真实机器人手动操纵方法类似。具体操作步骤如下，A.在软件中调出虚拟示教器。在功能选项卡中的“控制器”中点击“示教器”下拉菜单，选择“虚拟示教器”，如下图在软件中出现虚拟示教器画面，它与真实示教器是一样的，36PPT课件B.从虚拟示教器界面打开虚拟控制面板，将钥匙开关选到手动限速模式，如图C.点击“ABB”，在示教器主界面中，选择“手动操纵”，如图37PPT课件D.单击“动作模式”，如图E.选中“轴1-3”，然后单击“确定”，如图，如果选中“轴4-6”，就可以操纵轴4~轴638PPT课件F.点击虚拟示教器中的使能按钮“Enable”，在状态栏中确认“电机开启”状态，如图G.在示教器的右下角显示操纵杆方向，如图，按照此提示来操作操纵杆以达到动作要求。39PPT课件操纵杆的操纵幅度与机器人的运动是相关的。操纵幅度较小，则机器人运动速度较慢，操纵幅度较大，则机器人运动速度较快。所以大家在操作时，尽量以小幅度操纵使机器人慢慢运动。练习1：手动操纵机器人以单轴运动模式，将机器人运动到如下图所示位置机器人6轴的角度分别为：轴1（0°），轴2（20°），轴3（-30°），轴4（0°），轴5（40°），轴6（0°）。40PPT课件2、线性运动机器人的线性运动是指安装在机器人第六轴法兰盘上工具的TCP在空间中作线性运动。TCP是工具中心点ToolCenterPoint的简称，机器人有一个默认的工具中心点，它位于机器人安装法兰的中心。41PPT课件通过前面的练习1，我们完成了机器人的单轴运动，将机器人运动到下图所示的位置A，本小节主要学习机器人的线性运动的手动操纵方法，使机器人运动到图中的位置B，其中位置A和位置B的距离在x向相差200mm，在z向相差100mm。42PPT课件A.点击“ABB”，在示教器主界面中，选择“手动操纵”，B.单击“动作模式”，C.选择“线性”，然后单击“确定”，D.在手动操纵机器人进行线性运动之前，需要在“工具坐标”中指定对应的工具，单击“工具坐标”，43PPT课件E.分析本次活动要完成的任务，机器人从位置A运动到位置B，对于工具MyTool而言，是在基坐标系下的X和Z向分别移动-200mm和-100mm。那么，选中对应的工具“MyTool”，F.点击虚拟示教器中的使能按钮“Enable”，在状态栏中确认“电机开启”状态44PPT课件G.如图，右下角显示轴X、Y、Z的操纵杆方向，黄箭头代表正方向H.工具MyTool的TCP在空间中作线性运动的方向如图45PPT课件I.操作示教器上的操纵杆上移，使工具的TCP点沿X负向移动200mm，即X的值减小200J.操作示教器上的操纵杆右旋，使工具的TCP点沿Z负向移动100mm，即Z的值减小10046PPT课件K.机器人到达如下图所示位置，任务完成练习2：手动操纵机器人以线性运动模式，将机器人TCP点位置向Z轴正方向偏移100mmm.47PPT课件3、重定位运动机器人的重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的工具TCP点在空间中绕着坐标轴旋转的运动，也可以理解为机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。48PPT课件手动操纵重定位运动的方法：A.点击“ABB”，在示教器主界面中，选择“手动操纵”，B.单击“动作模式”，C.选择“重定位”，然后单击“确定”，D.在手动操纵机器人进行重定位运动之前，需要在“工具坐标”中指定对应的工具，单击“工具坐标”，确定所选工具为“MyTool”49PPT课件E.机器人的重定位运动的手动操纵，也需要选择运动所参考的坐标系，在这里，单击“坐标系”，F．选中“工具”，然后单击“确定”，50PPT课件G.点击虚拟示教器中的使能按钮“Enable”，在状态栏中确认“电机开启”状态，H.右下角显示轴X、Y、Z的操纵杆方向，黄箭头代表正方向，X、Y、Z分别表示机器人工具绕着X、Y、Z轴旋转51PPT课件I.工具MyTool的TCP在空间中作重定位运动的方向如图练习3：手动操纵机器人以重定位运动模式，将机器人工具调整到如下图所示位置52PPT课件目录一、工业机器人基本认知二、仿真软件RobotStudio的认识与安装三、手动操纵机器人四、创建机器人工具数据与工件坐标系五、机器人编程技术六、机器人程序调试与仿真53PPT课件在进行正式的编程之前，就需要构建起必要的编程环境，机器人的工具数据和工件坐标系就需要在编程前进行定义。创建机器人工具数据与工件坐标系四创建机器人工具数据工具数据（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，在执行机器人程序时，就是机器人将工具的中心点TCP移至编程位置。那么，如果要更改工具以及工具坐标系，机器人的移动也会随之改变，以便新的TCP到达目标。54PPT课