工业机器人集成应用（ABB） 高级 拓展阅读 项目2 工业机器人系统程序开发

表2-2，其可选参数与MovL一致，说明参见REF_Ref20007\h表2。表SEQ表\*ARABIC2MovLR指令的参数A,参数B的说明参数参数说明AAX,AY,AZ,AC各笛卡尔坐标轴号B各轴移动的相对距离与MovL指令不同的是，MovLR指令到达的是笛卡尔坐标系下目标相对位置而不是绝对位置，功能为相对当前位置的直线方式进行偏移运动。例如工业机器人当前位置处于p10，则MovLR(AZ,-10)=MovL(p10+Z(-10))，工业机器人从p10运动到p10点下方10mm的位置。（2）点到点方式运动指令：MovP、MovPR和MovJ①MovP是工业机器人以点到点方式移动到笛卡尔坐标系下绝对位置的指令，该指令一共两个参数，第一个参数A为目标点，第二个参数为可选参数，省略时系统默认全局状态值。例如指令：MovP(A,“CP=20Acc=20Dec=20Spd=100Stop=0I=0In=10ON/OFF”)，该指令中参数及参数说明见REF_Ref20072\h表3。表SEQ表\*ARABIC3MovP指令参数及说明参数参数说明A笛卡尔坐标目标位置（目标点），该值可以是点的名称p1~p2999，也可以是点的索引号1~2999CP可选参数，说明运动到目标点时是否平滑过渡（范围：0~100）Acc可选参数，指定运动到目标位置的加速度比例（范围：0~100）Dec可选参数，指定运动到目标位置的减速度比例（范围：0~100）Spd可选参数，指定运动到目标位置的速度比例（范围：0~100）Stop可选参数，用来描述当第三轴的电流超过设定阈值或输入信号被触发时，工业机器人停止的两种方式：Stop=0减速停（默认）和Stop=1不减速直接停（仅适用于工业机器人在超低速运行时使用，否则会出现速度偏差超限等伺服报警）I可选参数，第三轴电流设定阈值（单位：mA）In可选参数，输入检测信号端口（此参数与ON/OFF搭配使用）ON/OFFON：打开；OFF：关闭②MovPR是点到点方式移动到笛卡尔坐标系相对位置的指令，该指令一共三个参数，第一个参数A为笛卡尔坐标轴号，第二个参数B为移动的相对距离，第三个为可选参数（省略时系统默认全局状态值）。例如：MovPR(A,B,"CP=20Acc=20Dec=20Spd=100Stop=0I=0In=10ON/OFF")。MovPR指令与MovLR指令的前2个参数意义相同，参数说明参见REF_Ref20072\h表3，其可选参数与MovP一致。与MovP指令不同的是MovPR指令到达的是笛卡尔坐标系下目标相对位置而不是绝对位置，功能类似于相对当前位置的点到点方式进行偏移运动。例如工业机器人当前位置处于p10，则MovPR(AX,-10)=MovP(p10+X(-10))，工业机器人从p10运动到p10点X负方向10mm的位置。③MovJ是关节移动方式移动工业机器人各个关节到指定的角度绝对位置的指令，该指令有两种用法。用法一：MovJ(A,B,"Acc=20Dec=20Spd=20")，包含A,B和可选参数（Acc、Dec、Spd）；用法二：MovJ(A,"Acc=20Dec=20Spd=20")，包含A和可选参数（Acc、Dec、Spd）。两种用法中各参数及参数说明见REF_Ref20216\h表4。表SEQ表\*ARABIC4MovJ指令参数及说明参数参数说明用法一AJ1,J2,J3,J4对应工业机器人各个关节号（关节运动时J3为毫米单位，其它关节单位为角度）B各关节移动的目标角度用法二A每个轴的关节目标位置（数组变量）可选参数可选参数说明Acc可选参数，指定运动到目标位置的加速度比例（范围：0~100）Dec可选参数，指定运动到目标位置的减速度比例（范围：0~100）Spd可选参数，指定运动到目标位置的速度比例（范围：0~100）（3）拱形移动（点到点方式）指令：MArchPMArchP是点到点方式控制工业机器人进行拱形移动的指令，该指令有两种用法，用法一：MArchP(A,B,C,D,“Acc=20Dec=20Spd=100ZsAcc=20ZsSpd=80ZsDec=20ZeAcc=20ZeSpd=80ZeDec=20Stop=0I=0In=10ON/OFF”)，用法二：MArchP(A,B,“Acc=20Dec=20Spd=100ZsAcc=20ZsSpd=80ZsDec=20ZeAcc=20ZeSpd=80ZeDec=20Stop=0I=0In=10ON/OFF”)。MArchP指令各参数及参数说明见REF_Ref20301\h表5。表SEQ表\*ARABIC5MArchP指令各参数及参数说明参数参数说明用法一A笛卡尔坐标目标位置，该值可以是点的名称p1~p2999，也可以是点的索引号1~2999BZ轴最高限位绝对位置（单位：毫米）CZ轴上升的高度（单位：毫米）DZ轴下降的高度（单位：毫米）用法二A笛卡尔坐标目标位置，该值可以是点的名称p1~p2999，也可以是点的索引号1~2999BZ轴最高限位（绝对位置），也是Z轴要实际走到的高度（单位：毫米）可选参数可选参数说明Acc可选参数，指定拱形运动水平段的加速度比例（范围：0~100）Dec可选参数，指定拱形运动水平段的减速度比例（范围：0~100）Spd可选参数，指定拱形运动水平段的速度比例（范围：0~100）ZsAcc可选参数，指定拱形运动上升段的加速度比例（范围：0~100）ZsDec可选参数，指定拱形运动上升段的减速度比例（范围：0~100）ZsSpd可选参数，指定拱形运动上升段的速度比例（范围：0~100）ZeAcc可选参数，指定拱形运动下降段的加速度比例（范围：0~100）ZeDec可选参数，指定拱形运动下降段的减速度比例（范围：0~100）ZeSpd可选参数，指定拱形运动上升段的速度比例（范围：0~100）Stop可选参数，用来描述当第三轴的电流超过设定阈值或输入信号被触发时，工业机器人停止的两种方式：Stop=0减速停（默认）和Stop=1不减速直接停（仅适用于工业机器人在超低速运行时使用，否则会出现速度偏差超限等伺服报警）I可选参数，第三轴电流设定阈值（单位：mA）In可选参数，输入检测信号端口（此参数与ON/OFF搭配使用）ON/OFFON：打开；OFF：关闭（4）工业机器人圆弧运动指令：MArcMArc是实现工业机器人在笛卡尔坐标系下进行圆弧运动的指令。例如：MArc(A,B,“CP=20Acc=20Dec=20Spd=100Angle=360”)。MArc指令运动轨迹如REF_Ref20399\h图3所示，参数及说明见REF_Ref20435\h表6。图SEQ图\*ARABIC3圆弧运动路径示意图表SEQ表\*ARABIC6MArc指令参数及说明参数参数说明A笛卡尔坐标圆弧经过点（可以是点的名称p1~p2999，也可以是点的索引号1~2999）B笛卡尔坐标圆弧终点（可以是点的名称p1~p2999，也可以是点的索引号1~2999）CP可选参数，说明运动到目标点时是否平滑过渡（范围：0~100）Acc可选参数，指定运动到目标位置的加速度（单位：mm/s2）Dec可选参数，指定运动到目标位置的减速度（单位：mm/s2）Spd可选参数，指定运动到目标位置的速度（单位：mm/s）Angle可选参数，指定圆弧的角度（范围：1~360）（5）工业机器人圆周运动指令：MCircleMCircle是实现工业机器人在笛卡尔坐标系下进行圆周（整圆）运动的指令。例如：MCircle(A,B,“CP=20Acc=20Dec=20Spd=100”)。MCircle指令运动轨迹如REF_Ref20562\h图4所示，参数及说明见REF_Ref20513\h表7。图SEQ图\*ARABIC4圆周运动路径示意图表SEQ表\*ARABIC7MCircle指令参数及说明参数参数说明A笛卡尔坐标圆周经过点1（可以是点的名称p1~p2999，也可以是点的索引号1~2999）B笛卡尔坐标圆周经过点2（可以是点的名称p1~p2999，也可以是点的索引号1~2999）CP可选参数，说明运动到目标点时是否平滑过渡（范围：0~100）Acc可选参数，指定运动到目标位置的加速度（单位：mm/s2）Dec可选参数，指定运动到目标位置的减速度（单位：mm/s2）Spd可选参数，指定运动到目标位置的速度（单位：mm/s）（6）样条曲线插补运动指令：MSplineMSpline是工业机器人在笛卡尔坐标系下进行样条曲线运动的指令。例如：MSpline(A,B,“CP=20Acc=20Dec=20Spd=100AccC=20SpdC=20”)。MSpline指令参数及说明见REF_Ref20722\h表8。表SEQ表\*ARABIC8MSpline指令参数及说明参数参数说明A样条曲线起始点（点位表中示教）B样条曲线结束点（点位表中示教）Acc可选参数，指定运动到目标位置的加速度（单位：mm/s2）Dec可选参数，指定运动到目标位置的减速度（单位：mm/s2）Spd可选参数，指定运动到目标位置的速度（单位：mm/s）AccC可选参数，指定运动到目标位置的姿态加速度（单位：度/s2）SpdC可选参数，指定运动到目标位置的姿态速度（单位：度/s）样条曲线起始点A、结束点B、以及AB之间的点位都需要在点位表（DATA.PTS）中示教，且必须连续，中间的点位数据不能为空，否则出错。例如MSpline(p1,p10)，是指p1到p10点共10个点形成的样条曲线轨迹，且p1、p2、p3，……,p10的10个点数据都不为空。4.SCARA工业机器人的IO通信配置及指令SCARA工业机器人支持Modbus、以太网、USB和IO通讯，其控制柜（器）上的端口标识，如REF_Ref20840\h图5所示，各端口标识对应的功能介绍见REF_Ref20882\h表9。11234576图SEQ图\*ARABIC5控制柜QC400A的通讯端口表SEQ表\*ARABIC9SCARA工业机器人控制柜的通讯端口及功能介绍图中序号端口标识名称功能介绍1LAN以太网接口网络通讯2MEM

USB2.0接口U盘通讯3USB

USB1.1接口USB通讯4COM1

RS232接口串口通讯5COM2

RS232接口串口通讯6INPUT

输入接口IO接线板输入连接端子7OUTPUT

输出接口IO接线板输出连接端子（1）IO通信配置SCARA工业机器人的IO通信是通过使用专用电缆将INPUT和OUTPUT接口分别连接IO接线板输入端子和IO接线板输出端子实现的，如REF_Ref21486\h图6所示。SCARA工业机器人的数字输入接口定义和引脚功能说明见REF_Ref21434\h表10，数字输出接口定义和引脚功能说明见REF_Ref21454\h表11。IO接线板输入端子IO接线板输入端子IO接线板输出端子专用电缆图SEQ图\*ARABIC6IO接线板输入、输出端子表SEQ表\*ARABIC10数字输入接口定义和引脚功能说明引脚端口定义功能说明引脚端口定义功能说明1IN0普通输入端口2IN1普通输入端口3IN2普通输入端口4IN3普通输入端口5GND_24V内部24V电源地6INPUTCOM输入公共端，接外部或内部提供的电源（24V：低电平有效；0V：高电平有效）7IN4普通输入端口8IN5普通输入端口9IN6普通输入端口10IN7普通输入端口11P24V内部24V电源12IN8普通输入端口13IN9普通输入端口14IN10普通输入端口15IN11普通输入端口16GND_24V内部24V电源地17INPUTCOM输入公共端，接外部或内部提供的电源（24V：低电平有效；0V：高电平有效）18IN12普通输入端口19IN13普通输入端口20IN14普通输入端口21IN15普通输入端口22IN16普通输入端口23IN17普通输入端口24P24V内部24V电源25IN18普通输入端口26IN19普通输入端口27IN20普通输入端口28IN21普通输入端口29GND_24V内部24V电源地30INPUTCOM输入公共端，接外部或内部提供的电源（24V：低电平有效；0V：高电平有效）31IN22普通输入端口32IN23普通输入端口33IN24普通输入端口34IN25普通输入端口35P24V内部24V电源36IN26普通输入端口37IN27普通输入端口表SEQ表\*ARABIC11数字输出接口定义和引脚功能说明引脚端口定义功能说明引脚端口定义功能说明1OUT0普通输出端口2OUT1普通输出端口3OUT2普通输出端口4OUT3普通输出端口5P24V内部24V电源6OUT4普通输出端口7OUT5普通输出端口8OUT6普通输出端口9OUT7普通输出端口10P24V内部24V电源11OUT8普通输出端口12SVST_B继电器A接口13EMSST_B继电器B接口14OUT10普通输出端口15OUT11普通输出端口16OUT12普通输出端口17OUT13普通输出端口18P24V内部24V电源19OUT14普通输出端口20OUT15普通输出端口21OUT16普通输出端口22OUT17普通输出端口23P24V内部24V电源24SVST_A继电器A接口25EMSST_A继电器B接口SCARA工业机器人控制柜上的IO通信接线正确连接后，可在示教盒中调试工具的“GPIO设备”功能进行IO信号（28个数字量输入信号和17个数字量输出信号）的监控和仿真，如REF_Ref21558\h图7所示。图SEQ图\*ARABIC7调试工具——GPIO设备在GPIO设备的功能界面，展开可查看所有IO信号的状态，如REF_Ref21617\h图8所示。在手动模式下，还可以通过点击相应的数字量输出信号，实现输出信号的置位/复位（REF_Ref21637\h图9）；在模拟状态下点击相应的数字量输入信号，可实现输入信号的仿真（REF_Ref21682\h图10）。图SEQ图\*ARABIC8SCARA工业机器人IO信号的监控界面置位置位复位图SEQ图\*ARABIC9数字量输出信号的置位/复位仿真为仿真为1仿真为0图SEQ图\*ARABIC10数字量输入信号的仿真（2）IO指令DI是读取输入端口状态的指令，DO是写输出端口状态的指令，返回值可以是ON或OFF。例如：DO(10,ON)表示置位10号输出端口为ON。5.过程控制指令SCARA工业机器人中常用的过程控制指令如下。（1）if条件分支指令常用if条件分支指令结构如下，其中else可以根据应用场合增减。 ifconditionsthenthen-partelseelse-part其中，Conditions表示控制语句的条件，如果为true则条件成立，part为执行的代码部分。Conditions条件可以是常量、变量、表达式和函数调用等，程序只判断最终结果为false或true去选择执行程序。（2）while循环控制指令常用while循环控制指令结构如下。 whileconditionsdostatementsend其中，conditions表示控制条件，如果为true则条件成立，statements为执行的代码部分，如果为false则条件不成立，不执行statements代码部分。（3）for循环控制指令常用for循环指令结构如下。 forvar=exp1,exp2,exp3doloop-partend其中，for将用exp3作为step（步进值）从exp1（初始值）到exp2（终止值），执行loop-part（循环体）。其中exp3可以省略，默认step=1。exp是一个表达式，可以是数值常量，变量，或函数调用的返回值，表达式运算。6.伺服管理指令MotOn指令控制SCARA工业机器人的打开使能，MotOff则实现所有轴关闭使能。7.程序管理指令（1）延时指令Delay延时指令的单位为毫秒，使用方法如下：Delay（1000表示程序延时1000毫秒）。（2）退出程序执行指令Exit退出程序执行指令使用方法如下：Exit（），执行该指令后程序停止执行。（3）暂停程序执行指令Pause暂停程序执行指令的使用方法如下：Pause（），执行该指令后程序暂停执行。拓展阅读2.2SCARA工业机器人手动运行基础任务基于众为兴AR系列的SCARA四轴工业机器人完成，其具有高传动精度、运行快的特点，外形紧凑、结构小巧，本体质量轻，适合桌面安装。1.示教盒（器）的使用（1）按键及按钮SCARA四轴工业机器人的示教盒（REF_Ref22969\h图1）采用按键加触摸控制模式，包含3个手动开关（钥匙开关、急停开关以及三档位开关）和几十个布局合理的按键（REF_Ref23037\h图2），操作方便、快捷、安全。

钥匙钥匙开关急停开关三档位开关（1）示教盒正面（2）示教盒背面图SEQ图\*ARABIC1四轴工业机器人的示教盒（器）快捷键快捷键轴操作键方向键数字键图SEQ图\*ARABIC2示教盒的按键示意图

表SEQ表\*ARABIC1示教盒手动开关与按键的功能介绍序号示意图（开关/按键）功能说明钥匙开关用于A(自动)、Lock（锁定）、M（手动）三种模式的切换，其中在Lock模式下，PC才可以控制系统（即工业机器人的启动由上位机控制）。急停开关当工业机器人在运行期间与外围设备发生碰撞危险等紧急情况下使用，按下此按钮可使得电机使能关闭且熄灭[Mot]指示灯三档位开关用于手动模式下给工业机器人上使能，又称手动使能开关。一档为常开状态，开关常态一档，电机使能关闭；轻触压至二档电机使能开机（手动使能），松开恢复至一档关闭使能；重触压至三档电机使能关闭且急停报警（按“复位”可清除报警）。快捷键在屏幕选择子菜单框内的各个菜单时使用。Shift复合功能键可以与其他按键组合成快捷功能键。复位功能键用于清除系统报警、运动状态。速度倍率手动模式下快速调整速度。低中高分别对应10%、30%、60%倍率速度。（速度倍率被选中设定后，对应指示灯亮）。Mot伺服使能功能键LED灯闪烁——未使能，待使能状态；LED灯常亮——使能OK状态；LED灯不亮——未使能，手动不能使能时需按此键至待使能状态。单段无实际作用暂停暂停工业机器人程序的运行，通过再次按下“启动”，继续运行程序。启动用于自动模式下启动工业机器人程序的运行。轴操作按键用于操作工业机器人各轴运动的功能键。在四轴SCARA工业机器人中：X-、X+：对应大臂轴Y-、Y+：对应小臂轴Z-、Z+：对应上下轴C-、C+：对应旋转轴方向键通过按下上、下、左、右键移动选择项或功能；当shift+上、下、左、右键可快速进行翻页。Enter/Yes：确认/允许键，选择时使用。Esc/No：取消/拒绝键，选择时使用。R1-R5系统备用自定义按键。文件快速打开文件管理目录。坐标系用于关节坐标系、笛卡尔坐标系之间的切换。单步手动模式下，高精度教导位置使用。数字键用于输入数字。←：是退格键，单独使用时，可删除一个字符，如果选的是整个参数，就是删除整个参数。+、-、←：如果一起按下SHIFT键和此按键，您可以输入快捷键的+、-符号,或者删除指令语句（参数）。（2）参数设置SCARA工业机器人（控制柜）的大部分参数都需进入管理员界面中的“参数”中完成配置，界面如REF_Ref23488\h图3所示，参数详细功能说明介绍见REF_Ref23524\h表2。图SEQ图\*ARABIC3参数配置界面表SEQ表\*ARABIC2参数详细功能说明参数名称功能说明详情界面图01，插补速度/加速度点击“速度设定”，进入插补速度/加速度可进行详细的设定。02，圆弧插补进给量（mm）设置圆弧拆分精度。——03，运动加速模式设置直线、圆弧加速曲线模式，包括直线、余弦线、指数模式。——04，系统语言包设置当前系统使用的语言包为中文/英文。注意：切换语言后重启系统，设定才有效。——05，系统调试信息设定设置串口输出和网络输出，用于协助调试人员分析调试过程中出现的一些Bug。——06，系统事件记录类型包括伺服事件、运动事件以及操作事件。——07，Uart1通讯方式异步收发传输器，包括Shell、Modbus、无协议三种。——08，系统波特率配置COM2波特率，也可以在程序中再次修改。——09，控制器ID号配置控制柜在Modbus通讯中的站号地址。——10，点动自定义移动量定义单步移动的最大值（默认为5）。——11，关节速度/加速度配置关节运动的手动速度、点到点运动的最大速度、最大加速度。12，系统功能端口设置用于配置输入/输出口有效电平，包括启动、急停等集成功能。13，拱形工艺参数配置拱形移动运动模式的参数，包括开始高度，结束高度和限制高度。14，以太网卡设定配置系统网络IP地址、子网掩码地址、默认网关以及MAC地址。2.SCARA工业机器人的运行模式SCARA工业机器人的运行模式有自动模式、锁定模式和手动模式，通过示教盒上的钥匙开关（模式选择开关）可完成模式的选择。REF_Ref23700\h图4所示的模式选择开关A档表示自动模式，用于工业机器人自动生产工作情况；中间档（L档）是锁定模式，用于由PC机控制工业机器人的工作情况；M档为手动模式，用来进行手动调试、示教工业机器人。图SEQ图\*ARABIC4示教盒上的钥匙开关SCARA工业机器人系统中的程序，在编译验证无错后，可在手动模式下进行调试运行，确保程序的功能正确无误。在手动运行模式下，又可细分为使能模式、非使能模式和轻拽模式，关于使能模式、非使能模式和轻拽模式的说明见REF_Ref24050\h表3。

表SEQ表\*ARABIC3使能模式、非使能模式和轻拽模式说明模式名称图标显示状态功能非使能模式默认模式，当前SCARA工业机器人处于离线状态（图标灰色）使能模式此模式下SCARA工业机器人处于在线状态，可进行手动操作和程序的运行轻拽模式此模式下SCARA工业机器人处于在线状态，可进行手动轻拽示教的操作拓展阅读2.3SCARA工业机器人的内部结构SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm，中文译名:选择顺应性装配机器手臂)是一种特殊类型的圆柱坐标型的工业机器人，如REF_Ref6257\h图1所示，有时也将其归类至关节型机器人。SCARA机器人具有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。这类机器人的结构轻便、响应快，最适用于平面定位，垂直方向进行装配的作业。图SEQ图\*ARABIC1SCARA机器人以图示SCARA工业机器人为例，讲