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工业机器人入门教程第一章.工业机器人定义1.1.工业机器人的简介

机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。英格伯格在大学攻读伺服理论，这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年,德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。

1965年，MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。

1967年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。

1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。

1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。到了1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元年”。随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。

80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称，这也说明了机器人所具有的创新活力。1.2.现代机器人的品牌

现在工业机器人主要有kuka、ABB、FUNUC(日本)、日本三菱、DENSOEPSON安川川崎等等很多，大部分是日本的。第二章.璟胜公司简介1.1.公司的从事的行业及其发张方向常州璟胜自动化科技有限公司是主要从事工业机器人的系统集成和售后维修方面的工程公司。目前我公司主要经营的品牌主要是ABBRobot。业务涉及汽车、新能源、冶金和轻工业等行业。目前公司已经完成多种机器人运用工程，如机器人激光切割、机器人焊接、机器人搬运、机器人水切割和机器人涂胶等众多方向的运用。

机器人焊接机器人搬运1.2.ABB机器人介绍首先我们了解下ABB机器人的发展AseaBrownBoveriLtd。ABB是电力和自动化领域的全球领导厂商。致力于工业和电力行业提供指导方案。ABB是全球500强企业，产业遍布全球100多个国家，在电力行业和自动化行业享有声誉。ABB是由瑞典的阿西亚公司（ASEA）和瑞士的布朗勃法瑞公司（BBCBrownBoveri）在1988年合并而来。主要产品有电力方面的大型变压器、发电机等等，应用于国内的大型水电项目和风力发电项目。ABBRobot是ABB在工业机器人方面的主打产品。从推出至今一出过多重机型，应用于众多行业。1.3.ABB机器人的组成从ABB机器人甚至整个工业机器人行业来看，工业机器人主要是有控制柜（contorller）和机器人本体（robot）俩部分组成

控制柜机器人本体

1.4.ABB机器人的分类机器人的分类可以按照俩大标准分类：

一：按照控制柜的系统类型分类

1：S41994-1996年生产的机器人（主要控制柜的类型有M94系列）

2：S4C1997_1999年生产的机器人（主要controller类型有M98）

3：S4Cplus2000年以后生产的机器人（主要controller类型有M2000系列和IRC5系列）二：按照机械手（Manipulator）类型分类***常规机械手型号：IRB140,IRB1400,IRB2400,IRB4400,IRB640,IRB6400(IRB指ABB机械手臂)

第一位数字（1，2，4，6）指机械手的大小尺寸。第二位（4）是指机械手的控制系统是属于S4/S4C/S4Cplus系统。

IRB140:体积小，承载小，最大承载为5KG，用于焊接。

IRB1400/1410:承载小，最大承载为5kg，用于焊接。

IRB2400:承载小，最大承载为16kg，用于焊接。

IRB4400:承载较大，最大承载为60kg，用于大范围焊接和搬运。

IRB640:4轴机器人，最大承载为160kg，用于堆垛。

IRB6400:承载较大，最大承载为250kg，常用于搬运和点焊。***特殊机械手型号：IRB340,IRB7600,IRB840,IRB540,IRB580.IRB340:承载很小,最大承载为1kg，速度很快，常用于取小件。

IRB7600:承载很大,最大承载为500kg，常用于汽车行业的搬运。

IRB540/580:承载较小，防暴性能很好，喷涂专用。

第三章.ABB机器人入门知识1.1.了解ABB机器人的教导盒功能机器人的基本操作教导合主要有俩种一：M2000控制柜以及以前的所有控制柜上的教导盒二：IRC5控制柜的教导盒。这部分又学习这自己结合ABB我公司的书面培训教程和实机想结合学习。下面我介绍下机器人教导和上面按键的基本功能如下：窗口键

Jogging操纵窗口：手动状态下，用来操作机器人。显示屏上现实机器人当前位置以及正在使用的坐标。

Program编程窗口：手动状态下，用来编辑程序与测试。所有编辑工作在编辑窗口中完成。

Input/Outputs输入/输出窗口：显示输入输出信号表。显示输入输出信号的值，可以给输出信号赋值使其变为高电压或者低电压。

Misc.其他窗口：包括系统参数、服务、生产及其文件管理窗口。导航键

运动控制键1.2.控制柜中的组成

一般如M94,M98,M2000和IRC5控制柜中都是有以下几部分主要组件组成：

1：Transformer变压器

2:DClink将三相交流电转换为三相直流电，以便于双闭环控制电流、电压和频率

3:DriveUnit把三相直流转变为三相交流电，好驱动伺服电机。

4：Supplyunit供电单元，起到过电流和过电压保护

5:主计算机板，轴计算机板及其IO板。入学者应当学会根据教导和报错的错误代码确定控制柜中哪个组件坏掉1.2.程序编写中常用的逻辑语句作为本公司的技术人员必须要了解ABB编程的方式以及逻辑语言。ABB逻辑语言和目前工业机器人一样主要应用的是以C语言为基础的模块化RAPID计算机语言。除此，我们还要了解ABB机器人语言主要是有主程序（main）和子程序（Routine）。一个完整的可以运行的程序必须有一个且只有一个主程序（main），但是子程序不一定要有，也可以有很多。然而在工业上运行的程序是包涵所有程序的。子程序（Routine）也可以有几种，一下我介绍集中1：普通的子程序2：中断子程序有优先其他程序的权力3：函数子程序下面我给大家介绍几种常用的逻辑语句：pactIF为条件语句，当IF后面的条件为“真”的时候，执行下面的程序。否则直接跳过不执行2.IF和上面CompactIF用法一样，只是格式不一样3.WHILE如果条件满足，则重分执行对于的程序4.TEST对于条件执行不同的程序。5.GOTO跳转到例行程序内标签的位置6.Label跳转标签1.3.如何编写简单的程序1.3.1.上一节我们讲到ABB程序主要有一个主程序（main）和多个子程序组成，但是子程序（Routine）按照功能分类又可以分为三类：

1：普通的运用子程序；

PROCrSetSpeed()IFdiDCMROGSA=1THENIFnRO_V_MAX<40THENVelSetnRO_V_MAX,1000;ELSEVelSet40,1000;ENDIFELSEVelSetnRO_V_MAX,5000;ENDIFRETURN;ENDPROC2：中断子程序（）

TRAPtrDCMLoadISleepidiDCMROFIN;rDCMLoadDoor;IWatchidiDCMROFIN;ENDTRAP

当然中断子程序是需要用信号signal触发的，下面为其中一种触发指令：PROCInitiallCONNECTidiDCMROFINWITHtrDCMLoad;ISignalDIdiDCMROFIN,0,idiDCMROFIN;RETURN;ENDPROC3：函数子程序

FUNCnumcmCTime()VARstringsSeconds;VARnumnResult;VARboolbResult;sSeconds:=CTime();sSeconds:=StrPart(sSeconds,7,2);bResult:=StrToVal(sSeconds,nResult);RETURNnResult;ENDFUNC这种类型的程序运用较少通过上面几种程序我们编写一个简单的完整的程序MODULElinkinQYaMing

PERStooldatatool0:=[TRUE,[[0,-256,423],[1,0,0,0]],[25,[0,0,400],[1,0,0,0],0,0,0]];CONSTrobtargetpHomePos:=[[993.28,-229.37,2625.54],[0.998946,-0.0451491,9.1838E-05,0.00825184],[-1,-1,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];CONSTrobtargetpWaitPos:=[[933.56,487.66,2812.47],[0.697077,-0.0457979,-0.00146964,0.71553],[0,-1,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];PROCmain

MoveAbsJ

[[84.3297,-0.386175,-0.541146,-1.87217,-75.4756,53.3419],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]\NoEOffs,v1000,z50,tool0;WHILETRUEDO

Initiall；

MoveLpHome,v1000,z50,tool0;

MoveLpWait,v1000,z50,tool0;ENDWHILEENDPROC

TRAPtrDCMLoadISleepidiDCMROFIN;rDCMLoadDoor;IWatchidiDCMROFIN;ENDTRAPPROCInitiall

CONNECTidiDCMROFINWITHtrDCMLoad;

ISignalDIdiDCMROFIN,0,idiDCMROFIN;RETURN;ENDPROCENDMODULE

如此一个简单的完整的程序编写完成，但是在实际运用中还有很多设置，比如EIO，数据等等。下面一一介绍。

.1.3.2.机器人安全区域worldzone使用下面我们介绍下安全区域的程序，安全区域的程序编写方法是多钟多样的，但是使用的基本指令是不变的。

MODULESafeArea

PERSwzstationaryRectangle1:=[1];VARshapedatashCChange;PROCPowerUp()CONSTposLowLeft:=[-310,910,1163];CONSTposHighRight:=[810,3264,2890];

WZBoxDef\Inside,shCChange,LowLeft,HighRight;WZDOSet\Stat,Rectangle1\Inside,shCChange,DO_OutOf_DCM,1;TPWrite"PowerUpisRunning";ENDPROCENDMODULE上面为安全区域的设定，其中WZBoxDef

作为基本指令，用在安全区域中。其中需要把安全区域的程序作为后台任务来使用。里面有一些设置需要在实际运用中再作详细讲解。1.3.3.机器人EIO配置建议线看看教程《工业机器人—实操与应用技巧》，然后我将在机器人现场操作给大家看，这部分需要自己好好摸索。

在这里我介意大家先把《工业机器人—实操与应用技巧》详细的阅读。第四章.ABB与外围设备的运用1.1.机器人与焊机的运用1.1.1.ABB机器人焊机的弧焊运用。如何把ABB机器人与焊机相连接？根据焊机的性质可以大致分为俩种：

1：手动焊机这类焊机与机器人的连接很简单，不需要机器人有专门的焊接系统，普通的系统就可以实现和之类焊机的连接焊接。但是这类焊机与ABB机器人连接的时候需要自己建立EIO信号。用EIO信号来实现焊接功能。

2：自动焊机这一类的焊机是专门用于与机器人联合使用的焊机，要想把此类焊机与机器人相连接，首先需要机器人有专门用于焊接的系统；其次此类焊机有专门的通讯通道，比如DeviceNet等。下面我们通过图教的方法，从如何建立系统到如何连接焊机作个全过程讲解。首先我们需要一个ABB运用软件RobotStudio5.14版本，打开界面如下图

点击界面上的offline

得到如下界面：点击界面上的systembuilder，界面如下

在建立系统之前，我们需要有机器人系统生成的key，或者有机器人系统backup。下面我们用备份生成系统的方法来做含有弧焊功能的system。点击Greatformbackup，得到如下界面：按照上面提示一步一步，一直到如下界面。

然后选择Applicationarc在633-1Arc钱打勾，如下图。然后点击633-1Arc界面如下：在图示上选择你需要的焊接包这里我们以标准的焊接包为例，在650-7前打勾然后一直点击“下一步”直到完成如下图：

至此含有焊机功能的系统生产完成，然后只要把系统down到机器人的controller里面即可（如何d