ABB机器人简介及基础指令介绍

ABB机器人的组成 

IRB型机器人是著名的瑞典机器人生厂商ABB公司的产品，IRB指ABB标准系列机器人。IRB机器人常用于焊接、涂刷、搬运与切割。常用的型号有：IRB 1400，IRB 2400，IRB 4400，IRB 6400。其型号的解释如下：

IRB指的是ABB机器人。

第一位数（1,2,4,6）指机器人的大小。

第二位数（4）指的是属于S4或S4C系统。

无论是何种型号，机器人控制部分基本相同。

IR 1400：承载较小，最大承载为5kg，常用于焊接。

IRB 2400：承载较小，最大承载为 7kg ，常用于焊接。

IRB 4400：承载较大，最大承载为60kg 常用于搬运或大范围焊接。

IRB 6400：承载较大，最大承载为200kg，常用于搬运或大范围焊接。

ABB机器人的组成：

ABB机器人是由两部分组成：机械手和控制器。操作人员通过控制器操作机械人。

机械手是由六个转轴组成的空间6杆开链机构，理论上可以达到运动范围内的任何一点，表列举了各轴的转动范围，图展示了机械手臂的工作空间，图展示了六个运动轴的名称及运动方式。每个转轴均带有一个齿轮箱，机械手运动精度可达到±0.05mm~±0.2mm。六个转轴均有AC伺服电机驱动。机械手带有一块串口测量板（SMB），它将编码器模拟量装换为数字量，并依靠刘杰可充电镍铬电池供电，机器人关机时，通过电池存储机器人当前编码器位置，一旦电池电量不足需要及时更换。

ABB机器人的控制器如下图所示：

控制器系统主要由主计算机板、机器人计算机板、快速硬盘、网络通信计算机、示教器、驱动单元、通信单元和电力版组成。变压器、主计算机、轴计算机、驱动板、串口测量和编码器组成伺服驱动系统，对位置、速度和电机电流进行数字化调整，对电机叫了控制进行同步。机器人系统从串行测量板连续的接收机器人新的数据位置，输入位置调整器中，与先前的位置数据进行比较和放大，输出新的位置和速度控制。

2  ABB机器人的程序框架及常用指令

  在ABB公司的20多个型号中，都采用了通用模块化语言RAPID。RAPID是目前ABB、IWK等国际一流机械手生产气压使用的工业机械手控制软件，它类似于VB等高级语言。

2.1数据与数据类型

   RAPID语言中的数据构成类型有三种，见。

    在机器人程序中，根据不同的情况，有三种数据性质可以选择：VAR、CONST、PERS。

2.2 RAPID语言的程序框架

   RAPID语言有三种类型的例行程序（子程序）—进程、函数和中断程序。进程没有返回值，只用来构成指令内容。函数返回某一类型的数据值还可以用作指令参数。中断程序提供了一种中断的反应，它与某个具体的中断联系起来，一旦中断产生，它就会自动执行。

   关于例行程序的作用域有以下说明：全局例行程序可以覆盖任何一个模块；局部例行程序值覆盖它所在的模块；在作用域内，局部例行程序隐藏具有同名的全局例行程序和数据；在作用域内，例行程序隐藏同名的指令和预先确定的例行程序。同时，在同一个模块内例行程序之间、例行程序与数据之间不能重名；全局例行程序不能与模块以及其他模块中的全局例行程序或全局数据重名。

例行程序可以包含为以下几个部分：例行程序声明（包括参数）、数据、函数体、跳转标识（只限进程）和错误标识。其中程序声明部分要位于例行程序体之外。

中断程序可以通过CONNET指令与某一个具体中断联系在一起，当这个中断产生时，控制权立即交给相应的中断程序。如果中断产生，但是没有与之相联系的中断程序，则认为发生了严重的错误，立即停止程序的执行。同一个中断程序之间可以对应多个中断源，中断处理完成后跳回中断发生处继续执行原程序。

2.3 机器人常用的指令

RAPID总共有276条指令可以使用，在这里介绍一些常用的指令。

1信号输入输出指令：

DO：机器人的数字输出信号

DI：机器人的数字输入信号

2运动指令：

机器人有四种最基本的运动：圆周运动、执行运动、转轴运动和进给运动。

MoveC p1,p2,v500,z30,tool2；tool2的TCP以速度v500、区域z30为参数作圆周运动到p2点，圆周的班级由其实运动点、p1点和p2点共同确定。

MoveL p1,v1000,z30,tool1；tool1的TCP以速度v1000、区域z30为参数作直线运动到p1点。

MoveAbsj p1，v500，z30，tool2;工具tool2的TCP经非线性路径运动到指定点p1.该指令能使轴转动到绝对位置，并且是同时到达。由于这条指令是直接给各跟转轴下达命令，因此可以到达其他运动方式不能到达的起一点处。

MoveJ p1，vmax，z30，tool2；tool2的TCP以最高速度、区域z30为参数经曲线路径快速运动到p1点。使用该指令时，所有轴同时到达目标位置。

3 读写指令

Open指令：打开用于读写的文件或串行通道。

Write指令：用于希尔到基于字符的文件或串行通道。

WriteAnyBin指令：用于将任意类型的数据写入到二进制串行通道或文件中。

WriteBin指令：用于将一定字节的数据写入到二进制串行通道中。

WriteStrBin指令：用于将字符串写入到二进制串行通道或二进制文件中。

ReadAnyBin 指令：用于从二进制串行通道或文件中读取任何类型的数据。

TPReadNum：用于读取示教器按下的一个数字。

TPWrite：用于向示教器输出文字或是某种类型数据的值。

本章小结：

为了能够很好地操纵机器人，需要对机器人有比较全面的认识。本章首先主要对 IRB2400 型机器人的系统组成进行了简单讲解，然后便开始介绍 RAPID语言编程。

RAPID 语言在层次结构上类似于 VB，在这里先以列表的形式概括了不同的数据类型和数据性质，然后论述了机器人程序框架的构成，紧接着列举了一些常用指令（其中大多会在标定实验中使用），最后介绍了机器人与外部计算机的通讯功能，并进行了相应的实验，包括使用 LeapFTP 客户端程序访问机器人文件系统和通过 RS422 总线向计算机实时传输机器人的运动参数。