工业机器人技术及应用 课件全套 第1-8章 工业机器人概述- 工业机器人的典型应用

工业机器人技术及应用主讲人：课程性质课程内容课程目标参考资料过程考核课程介绍1课程介绍专业核心课课程性质理论学时：48学时实践环节课内实践（6学时）工业机器人认识和操作二级项目（4周）工业机器人编程和操作综合实验（16学时）工业机器人控制和操作工业机器人的基本理论工业机器人的编程和操作奠定基础知识和基本技能从事工业机器人工作打基础注重理论知识学习加强实践动手能力锻炼培养解决实际问题的能力课程内容课程介绍能力LO2：正确识别主流工业机器人的硬件系统；解释工业机器人控制软件的工作过程；能够正确操作工业机器人，初步具备工业机器人编程和调试的能力。LO3：初步具备应用工业机器人仿真软件实现典型应用的能力。知识LO1：正确应用工业机器人的基本概念，包括机械、控制、驱动系统等基本知识，正确识别机器人及其工作站的周边设备。态度LO4：具有团队协作意识及明辨思维，在团队项目中自己承担好自己的角色。5课程目标课程介绍作业（10%）阶段测验（15%）线上学习（15%）实操（10%）期末考试（50%）

过程考试改革

课程介绍定义产生发展分类应用工业机器人概述2什么是工业机器人b)服务机器人c)特种机器人a)工业机器人机器人的种类工业机器人概述什么是机器人？什么是工业机器人国际标准化组织（ISO）定义为：“工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业”。国家标准GB/T12643-2013《机器人与机器人装备词汇》将机器人暂定义为“具有两个或两个以上可编程的轴，以及一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行预期任务的执行机构”。工业机器人概述工业机器人具有以下四个特点：具有特定的机械结构，其动作具有类似人的手、腰、大臂、小臂、手腕、手等肢体的功能。具有通用性，其可根据工作要求，更换末端操作器与动作程序，从事多种工作。具有不同程度的智能，如记忆、感知、推理、决策、学习等。相对独立性，可以在不依赖人的干预下，独立完成工作任务。为何要发展工业机器人发展工业机器人的主要目的是在不违背“机器人三原则”的前提下，让机器人协助或替代人类干那些人不愿干、干不了、干不好的工作，把人类从劳动强度大、工作环境恶劣、危险性高的低水平工作中解放出来，实现生产自动化和柔性化。我国机器人产业正处于爆发的临界点（如图），人工成本的逐年上升，机器人购置与维护成本的逐年下降，都将给“数字化劳动力”带来广阔的市场发展空间。使用机器人与普工的年均成本比较工业机器人概述工业机器人的产生1920年，捷克作家卡雷尔•恰佩克发表了剧本《罗萨姆的万能机器人》，剧中叙述了一个叫作罗萨姆的公司将机器人作为替代人类劳动的工业品推向市场的故事，这是最早出现的机器人启蒙思想。1959年，戴沃尔与美国发明家英格伯格联手制造出第一台工业机器人，随后创办了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司，由于英格伯格对工业机器人富有成效的研发和宣传，他被称为“工业机器人之父”。世界首台工业机器人Unimate工业机器人概述1979年，美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经成熟。PUMA至今仍然工作在生产第一线，许多机器人技术的研究都以该机器人为模型和对象。1979年，日本山梨大学牧野洋教授发明了平面关节型SCARA机器人，该型机器人此后在装配作业中得到了广泛应用。工业机器人的产生工业机器人概述1980年被称为“机器人元年”，这个时期开发出点焊机器人、弧焊机器人、喷涂机器人以及搬运机器人这四大类型的工业机器人。进入20世纪90年代以后，装配机器人和柔性装配技术得到了广泛的应用，并进入了一个大发展时期。2012年，多家机器人著名厂商开发出双臂协作机器人。工业机器人的产生工业机器人概述工业机器人的发展当前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，尤其在特种机器人研究方面处于全球领先。而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位，全球一度有60%的工业机器人都来自日本。在国外，工业机器人技术已逐渐成熟，成为一种标准设备而被各行业广泛采用，形成了一批有影响力的工业机器人公司。工业机器人概述

2008-2017年全球工业机器人市场销售统计情况

2013-2018年全球工业机器人市场销售额统计工业机器人的发展ABBFANUCKUKAYaskawa工业机器人概述全球四大工业机器人生产商工业机器人的发展工业机器人核心技术伺服电动机及驱动减速器机器人本体机器人控制器视觉与传感器技术工业机器人概述产业链环节说明知名企业关键零部件控制系统设定模拟输出信号的名字ABB、KUKA（库卡）、FANUC（发那料）、YASKAWA（安川）、松下、那智不二越、三菱、贝加莱、KEBA、倍福等伺服电机博世力士乐、FANUC（发那料）、YASKAWA（安川）、松下、三菱、三洋、西门子、贝加莱等减速器设定信号所在的I/O模块Harmonicdrive（哈默纳科）、Nabtesco（纳博特斯克）、SUMITOMO（住友）、SEJINIGB（赛劲）、SPINEA等机器人本体ABB、KUKA（库卡）、FANUC（发那料）、YASKAWA（安川）、OTC（欧地希）、PANASONIC（松下）、KOBELCO（神钢）、川崎重工、那智不二越、现代重工、REIS（徕斯）、COMAU（柯马）、ADEPT（爱德普）、EPSON（爱普生）等系统集成ABB、KUKA（库卡）、FANUC（发那料）、YASKAWA（安川）、PANASONIC（松下）、KOBELCO（神钢）、COMAU（柯马）、DURR（杜尔）、REIS（徕斯）、CLOOS（克鲁斯）、德玛泰克、埃森曼、IGM、OTC（欧地希）、UNIX（优尼）、ADEPT（爱德普）、EPSON（爱普生）等

2013-2020年中国工业机器人销售情况2015年全球工业机器人市场分布工业机器人的发展从2013年开始，中国已经是全球工业机器人年销量最大的国家。工业机器人概述

2019年我国机器人密度140工业机器人的发展工业机器人概述“四大家族”垄断中国高端工业机器人市场情况

超级机器人名称

机型示例

重载型工业机器人(a)Midea-KukaKR1000TitanF

(b)FanucM-2000iA/2300重载型全向自主移动机器人omniMove

小型轻量级工业机器人(a)Motoman-MINI(b)Motoman-MHJF高速并联式工业机器人(a)FanucM-1iA/1H(b)FanucM-1iA/0.5S(c)FanucM-1iA/0.5A(a)(b)(a)(b)(a)(b)(c)工业机器人的发展工业机器人概述工业机器人的发展

灵巧机器人名称

机型示例单/双臂7轴工业机器人(a)Motoman-SIA30D

(b)Motoman-SDA10D新一代人机协作机器人(a)Midea-KukaMobileRoboticsiiwa

(b)ABBIRB14000-0.5/0.5(b)(a)(a)(b)工业机器人概述工业机器人未来的发展趋势：在技术发展方面，工业机器人正向结构轻量化、智能化、模块化和系统化的方向发展。未来主要的发展趋势如下：01机器人结构的模块化和可重构化。02控制技术的高性能化、网络化。03控制软件架构的开放化、高级语言化。04伺服驱动技术的高集成度和一体化。05多传感器融合技术的集成化和智能化。06人机交互界面的简单化、协同化。工业机器人的发展工业机器人概述工业机器人的分类搬运作业/上下料机器人焊接机器人涂装机器人加工机器人装配机器人按工作类型分类01工业机器人概述工业机器人的分类按技术等级分类02第三代认知智能机器人借助人工智能技术和以物联网、大数据、云计算为代表的新一代物物相连、物物相通信息技术，具有高度的适应性，能自学、推断、决策等。第二代感知智能机器人具有环境感知装置，对外界环境有一定感知能力，并具有听觉、视觉、触觉等功能，工作时，根据感觉器官（传感器）获得信息，灵活调整自己的工作状态，基本实现了人-机-物的闭环控制。第一代示教再现机器人基本工作原理：“示教-再现”，具有记忆能力，这类机器人能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业。目前在工业中大量应用的传统机器人多数属于此类。工业机器人概述工业机器人的分类按机械结构分类03单自由度关节

工业机器人本体是由一系列杆件和连接它们的旋转或移动关节(运动副)构成。名称符号名称符号回转旋转平移关节的基本构型工业机器人概述按机械结构分类03

机器人类型特点图示示意图/实物图直角坐标型机器人

也称为笛卡尔坐标机器人(CartesianRobot)，具有空间上相互独立垂直的三个移动轴，其优点是刚度好，位置精度高；但其动作范围小、灵活性差且占地面积较大，因其稳定性好适用于大负载搬送。一般用于机械零件的搬运、上下料、码垛作业。工业机器人概述

在实际操作中，机器人搬运、码垛、上下料等作业主要是将工件或物料从一个位置转运至另一个位置，为此，工业机器人本体的结构一般至少具有3个自由度。按机械结构分类03

机器人类型特点图示示意图/实物图圆柱坐标型机器人圆柱坐标型机器人(CylindricalRobot)具有空间上相互独立垂直的两个移动关节和一个转动关节，作业范围为圆柱形状。其特点是：位置精度高，控制简单，结构简单，占地面积小，但其不能抓取靠近立柱或地面上的物体。一般被用于生产线尾的码垛作业。球坐标型机器人又称为极坐标机器人(PolarRobot)，它具有空间上相互独立垂直的两个转动轴和一个移动轴，作业范围为空心球体状的。其特点是结构紧凑，动作灵活，占地面积小；但其结构复杂，定位精度低。一般被用于金属铸造中的搬运作业。工业机器人概述按机械结构分类03

机器人类型特点图示示意图/实物图关节型机器人①平面关节型机器人又称SCARA机器人(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)，其轴线相互平行，可在平面内进行定位和定向。其还有一个移动关节，用于完成手爪在垂直于平面方向上的运动。一般被用于

3C电子产品中小规格零件的快速拾取、压装和插装作业。②垂直关节型机器人。结构紧凑、灵活性高，作业范围大，能抓取靠近机身的物体；是通用型工业机器人的主流配置。应用最为广泛，一般被用于焊接、涂装、加工、装配等柔性作业。工业机器人概述按机械结构分类03机器人类型特点图示示意图/实物图关节型机器人③并联式机器人又称Delta机器人、“拳头”机器人或“蜘蛛手”机器人(ParallelRobot)，具有低负载、高速度、高精度等优点，比较适合流水生产线上轻小产品或包装件的高速拣选、整列、装箱、装配等作业。工业机器人概述按机械结构分类03

关节型工业机器人的安装方式安装方式结构特点适用场合结构图示固定式落地式（地装式）将机器人本体直接安装在钢制底座上。通用设备制造业、汽车制造业、家电制造业等离散式生产自动化。落地式（侧挂式、倒挂式）将机器人本体侧向悬挂在墙壁上或倒置悬挂在天花板及类似钢制悬梁上。食品、饮料、烟草、医药等行业的流程式生产自动化。工业机器人概述按机械结构分类03

安装方式结构特点适用场合结构图示移动式地装滑轨式(地轨式)将机械臂以正挂、侧挂或倒挂方式安装在1~3轴线性滑轨上。工程机械、矿山机械、建筑机械等中、小尺度产品及零部件的加工制造自动化。天吊滑轨式(龙门式)将机械臂以正挂、侧挂或倒挂方式安装在固定或移动龙门架上，通过扩展的1~3个运动轴延伸机器人的工作空间。海洋工程、建筑工程、铁路运输等设备制造业大、中尺度产品的柔性加工制造。轮式将机械臂安装在半自动或自动移动平台上，沿标记或外部引导命令指示的预设路径移动。面向航空、船舶、风机等大尺度产品的柔性加工制造以及仓储物流自动化。工业机器人概述工业机器人的应用根据中国机器人产业联盟(CRIA)的统计数据，2016年国产工业机器人所服务的行业已经覆盖国民经济34个行业大类，91个行业中类，行业分布趋向多元化发展。2016年国产工业机器人应用行业分布

从应用领域看，工业机器人正从知识密集型的高附加值产业逐渐延伸到劳动密集型的低附加值产业，包括：①环境危险、恶劣、有害的作业(焊接、喷漆、涂釉、切割、抛光)；②劳动密集的工序(装配、包装)，劳动强度大的工种(机加工、热加工、搬运)；③高精密、高清洁的常态制造(半导体分立器件制造、集成电路制造、光伏设备及元器件制造)；④极高(低)温、极高压、强能场、强能束下的超常态制造(巨系统制造、微纳制造、超常环境制造、超精密加工、超常成形工艺)等。工业机器人概述搬运、码垛机器人01码垛机器人在生产中有着相当广泛的应用，它大大节省了劳动力，节省空间。码垛机器人运作灵活精准、快速高效、稳定性高，作业效率高。工业机器人概述上下料机器人02上下料机器人能满足“快速/大批量加工节拍”、“节省人力成本”、“提高生产效率”等要求，成为越来越多工厂的理想选择。对用户来说,可以很快进行产品结构的调整和扩大产能,并且可以大大降低产业工人的劳动强度。工业机器人概述焊接机器人03焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了点焊作业的生产率。工业机器人概述装配、打磨机器人04打磨机器人能代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全。装配机器人采用了许多传感器，如接触传感器、视觉传感器、听觉传感器等。与一般工业机器人相比，装配机器人具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套等特点。工业机器人概述人们希望机器人能够完成更复杂的作业，这些复杂的作业由单一机器人很难完成，因此需要多机器人相互协调与合作共同完成。目前，由几十台甚至上百台机器人组成的自动化生产线已屡见不鲜。多机器人协作系统05工业机器人概述

汽车白车身机器人智能在线测量汽车车身机器人自动开关盖与喷漆汽车内饰组装机器人车身输送其他应用机器人06机器人调酒机器人写稿工业机器人概述谢谢您的关注！下次课见工业机器人技术及应用主讲人：机器人本体控制器示教器传感器末端执行器工业机器人的组成1工业机器人的组成工业机器人的组成机器人本体控制器示教器工业机器人是一种模拟人手臂、手腕和手的功能的机电一体化设备，可对物体运动的位置、速度和加速度进行精确控制，从而完成某一功能的生产作业要求。工业机器人的组成工业机器人的组成从细分领域看，工业机器人主要由控制系统、驱动系统、机械结构系统、机器人本体感知系统、外界环境感知系统和人机交互系统等六个子系统构成。如同人脑如同人四肢如同人感官工业机器人是一种可自由编程并受程序控制的操作机。机器人本体A机械臂

工业机器人本体是工业机器人的机械主体，是用来完成各种作业的执行机构。它主要由机械臂、驱动装置、传动装置及内部传感器等部分组成。

关节型工业机器人的机械臂是由关节连在一起的许多机械连杆的集合体。①基座②腰部④手腕③手臂

关节通常是移动关节和旋转关节，由4个独立旋转“关节”（腰关节、肩关节、肘关节和腕关节）串联而成。工业机器人的组成机器人本体B驱动装置液压驱动气压驱动电动驱动多采用交流伺服电动机，且大都采用一个关节轴一个驱动器布置。运动精度不高、重负载或有防爆要求工业机器人的组成气动驱动式焊接工业机器人液压驱动式工业机器人B驱动装置电动驱动式工业机器人驱动方式输出力控制性能维修使用结构体积使用范围液压驱动压力高，可获得大的输出力油液不可压缩、压力、流量均容易控制，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制维修方便，液体对温度变化敏感，油液泄漏易着火在输出力相同的情况下，体积比气压驱动方式小适于承载能力大(100kg以上)、惯量大以及在防爆环境下工作的机器人，如搬运/码垛机器人。气体压力低，输出力较小，如需输出力大时，其结构尺寸过大可高速运行，冲击较严重，精确定位困难。气体压缩性大，阻尼效果差，低速不易控制，不易与CPU连接維修简单，能在高温、粉尘等恶劣环境中使用，泄漏无影响体积较大适于承载能力大(100kg以上)、惯量大以及在防爆环境下工作的机器人，如搬运/码垛机器人。气压驱动输出力较小或较大容易与CPU连接，控制性能好，响应快，可精确定位但控制系统复杂维修使用较复杂需要减速装置，体积较小高精度、高速度、高性能、运动轨迹要求严格的机器人电气驱动工业机器人的组成机器人本体C传动装置具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。RV减速器：一般将RV减速器放置在基座、腰部、大臂等重负载位置（主要用于20kg以上的机器人关节）；谐波减速器：将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部等轻负载（主要用于20kg以下的机器人关节）。①机器人关节减速器②齿轮、皮带传动工业机器人的组成（1）谐波齿轮减速器

1-波发生器2-柔轮3-刚轮波齿轮减速器的基本构造谐波齿轮传动有内齿的刚轮带有外齿的柔轮柔性滚动轴承的波发生器输入轴转动0°输入轴转动90°输入轴转动180°输入轴转动360°谐波齿轮减速器的工作原理C传动装置

具有高精度、高承载力等优点，由于使用的材料要少50%，其体积和重量至少减少1/3。工业机器人的组成1-行星轮2-太阳轮3-摆线轮4-曲柄5-销6-外壳RV摆线针轮减速器的基本构造输入轴转动0°输入轴转动180°输入轴转动360°RV摆线针轮减速器的工作原理（2）RV摆线针轮减速器

C传动装置RV传动具有较高的疲劳强度和刚度以及较长的寿命，而且回差精度稳定，不像谐波传动，随着使用时间的增长，运动精度就会显著降低，故高精度机器人传动多采用RV减速器，且有逐渐取代谐波减速器的趋势。工业机器人的组成控制器

机器人控制器是根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定动作或作业任务的装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展最快的部分。它通过各种控制电路中硬件和软件的结合来操纵机器人，并协调机器人与周边设备的关系。IRC5紧凑型控制柜工业机器人的组成控制器IRC5控制器的内部构造1-操作面板2-电源模块3-主控制计算机4-轴控制计算机5-安全保护回路6-PLC模块7-操作机连接接口(盖板下面)8-伺服驱动模块(盖板下面)9-示教盒及用户连接端口

工业机器人一般使用整合型单柜控制器(如图)，其硬件包括电源供给单元、主控制计算机、轴控制计算机、伺服驱动单元以及支持多种现场总线技术的输入/输出连接端口等。IRC5控制器的两级分布式控制架构工业机器人的组成机器人本体与控制柜之间的连接工业机器人的组成示教器

示教器（FlexPendant）也称示教编程器或示教盒，由硬件和软件组成，其本身就是一成套完整的计算机，通过集成电缆和连接器与控制器连接。作为机器人的人机交互接口，工业机器人的手动控制、程序编辑、参数修改以及状态监视等操作基本都是通过示教器来完成。工业机器人的组成传感器又称本体感受传感器，用于测量机器人内部状态的机器人传感器，以满足机器人本体的运动特性及精度要求，包括编码器、电位计、加速度计和陀螺仪等惯性传感器。又称外感受传感器，指第二代和第三代工业机器人系统中用于测量机器人所处环境状态或机器人与环境交互状态的机器人传感器，包括视觉传感器、距离传感器、力/触觉传感器、声音传感器等。视觉传感器力/触觉传感器外部状态传感器①内部状态传感器(InnerStateSensor)②外部状态传感器(ExternalStateSensor)工业机器人的组成末端执行器

工业机器人在制造领域的推广应用实则是标准设备融入非标设备的过程，这需要解决机器人与工艺设备、工装夹具、物料输送装置等周边设备的集成与通讯控制，以及系统的功能分布和任务并行等。工业机器人的组成末端执行器以末端执行器的集成为例，按用途划分，机器人末端执行器可分为搬运类、加工类和测量类三种(如图)。末端执行器搬运类加工类测量类用途指各种夹持装置(习惯上称为夹持器)，用于抓取(托举或吸附)、运输、放置工件以及其它物料等。指机器人携带焊/割枪(炬)、喷枪、砂轮、铣刀等工具，用于多样性的成形加工和表面处理等。指的是机器人携带一套(或多套)传感器(接触式、非接触式传感器)进行产品定位、尺寸测量、缺陷评定等。实例图

工业机器人的组成

如图是由德国Binzel研制的焊接机器人枪颈自动更换系统ATS-Rotor，类似加工中心的刀库，该系统配置有5个可更换枪颈(可使用不同熔焊枪颈备件)。焊接机器人枪颈更换装置ATS-Rotor工业机器人的组成技术指标运动分析运动控制工业机器人的性能2工业机器人的技术指标工业机器人的技术指标反映了工业机器人的使用范围和工作性能，是选择和使用机器人必须考虑的因素。主要技术指标一般包括下列几项：自由度(轴数)、工作空间、额定负载、工作精度和最大工作速度。FANUCM-10iA机械结构6轴垂直多关节型最大速度J1210º/s最大负载10kgJ2190º/s工作半径1420mmJ3210º/s重复精度±0.08mmJ4400º/s安装方式落地式、倒置式J5400º/s本体质量130kgJ6600º/s动作范围J1340º动作范围J4380°J2250ºJ5380°J3445ºJ6720°工业机器人的性能YASKAWMA1400机械结构6轴垂直多关节型最大速度S轴220º/s最大负载6kgL轴220º/s工作半径1434mmU轴220º/s重复精度±0.08mmR轴410º/s安装方式落地式、倒置式B轴410º/s本体质量130k«T轴610º/s动作范围S轴-170°~+170°动作范围R轴-150°~+150°L轴-90°~+155°B轴-45°~+180°U轴-175°~+190°T轴-200°~+200°工业机器人的性能

ABBIRB1410机械结构6轴垂直多关节型最大速度轴1141º/s最大负载5kg轴2141º/s工作半径1450mm轴3141º/s重复精度±0.05mm轴4280º/s安装方式落地式、倒置式轴5280º/s本体质量170kg轴6280º/s动作范围轴1-170°~+170°动作范围轴4-150°~+150°轴2-70°~+70°轴5-115°~+115°轴3-65°~+70°轴6-300°~+300°工业机器人的性能

KUKAKR5arc机械结构6轴垂直多关节型最大速度A1154º/s最大负载5kgA2154º/s工作半径1411mmA3228º/s重复精度±0.04mmA4343º/s安装方式落地式、倒置式A5384º/s本体质量127kgA6721º/s动作范围A1±155°动作范围A4±350°A2-180°~+65°A5±130°A3-15°~+158°A6±350°工业机器人的性能①自由度(DegreeofFreedom,DOF)

机器人的自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端执行器的自由度，它是度量机器人动作灵活的尺度。

因每个关节运动副仅有一个自由度，所以机器人的自由度数就等于它的关节数。由于具有六个旋转关节的铰接并链式机器人从运动学上已被证明能以最小的结构尺寸获取最大的工作空间，并且能以较高的位置精度和最优的路径到达指定位置，因而关节机器人在工业领域得到广泛地应用。

目前，焊接和涂装作业机器人多为6或7个自由度，而搬运、码垛和装配机器人多为4～6个自由度。工业机器人的性能②工作空间(WorkingSpace)

也称工作范围或工作行程，指工业机器人执行任务时，机器人控制点(手腕参考点)所能掠过的空间，不包括末端执行器和工件运动时所能掠过的空间，通常用图形表示。

它是由手腕各关节平移或旋转的区域附加于该手腕参考点的，直接决定了机器人动作的可达性。ABBIRB1410工业机器人的工作范围工业机器人的性能类型工作空间示例直角坐标型、机械臂可沿三个直角坐标轴移动，其工作空间为长方体。圆柱坐标型机械臂可作回转、升降和伸缩动作，其工作空间近似圆柱体。球坐标型械臂能实现回转、俯仰和伸缩，其工作空间为球面的一部分。类型工作空间示例平面关节型械臂能实现多轴回转和一轴伸缩，其工作空间为复杂柱面的一部分。垂直关节型机械臂有多个转动关节，可模拟手臂的回转、俯仰、伸缩和手腕的转动、摆动、回转等动作，其工作空间近似一个球体。并联型工作空间不足半个球面，空间体积明显小于其它类型机器人。工业机器人的性能

也称持重，指正常操作条件下，作用于机器人手腕末端，且不会使机器人性能降低的最大载荷。目前，常用的工业机器人负载范围为0.5～800kg。

额定负载反映的是工业机器人的承载能力。承载能力是指机器人在作业范围内的任何位姿上所能承受的最大重量。承载能力不仅取决于负载的重量，而且与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。根据承载能力的不同，工业机器人大致分为：③额定负载(RatedLoad)

微型机器人——承载能力为1N以下小型机器人——承载能力不超过105N中型机器人——承载能力为105~106N大型机器人——承载能力为106~107N重型机器人——承载能力为107N以上工业机器人的性能机器人的工作精度主要指定位精度和重复定位精度。

④工作精度(WorkAccuracy)

作业任务额定负载/kg重复定位精度/mm搬运5~200±0.2~±0.5码垛50~800±0.5点焊50~350±0.2~±0.3弧焊3~20±0.08~±0.1涂装5~20±0.2~±0.5装配2~5±0.02~±0.036~10±0.06~±0.0810~20±0.06~±0.1表

工业机器人典型应用的工作精度定位精度：也称绝对精度，是指机器人末端执行器实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度：简称重复精度，是指机器人重复定位其末端执行器于同一目标位置的能力。一般而言，工业机器人的绝对精度要比重复精度低一到两个数量级。目前，工业机器人的重复精度可达±0.01~±0.5mm，依据作业任务和末端持重不同，机器人重复精度亦不同。工业机器人的性能最大工作速度是指在各轴联动情况下，机器人手腕中心所能达到的最大线速度。这在生产中是影响生产效率的重要指标。最大工作速度越高，生产效率也就越高；然而，工作速度越高，对机器人最大加速度的要求也就越高。⑤最大工作速度(MaximumWorkVelocity)

工业机器人的性能工业机器人的运动分析机器人连杆与坐标系描述工业机器人本体及机构运动简图

机器人的机构设计通常采用具有刚性的连杆通过关节相互连接组成运动链，一般每个关节只具有一个自由度。工业机器人的性能机器人连杆与坐标系描述机器人数学模型连杆的表示两连杆之间关系的表示机器人连杆两连杆关系描述单连杆描述工业机器人的性能工业机器人运动学分析(1)运动学正解(ForwardKinematics)解决的是“去哪”——Where问题b)运动学逆解(再现)机器人运动学正解和逆解(2)运动学逆解(InverseKinematics)解决的是“怎么去”——How问题齐次变换

多连杆机器人变换a)运动学正解(示教)工业机器人的性能工业机器人末端连杆的位姿是由各关节变量合成的。示教再现

机器人末端执行器的速度与各关节的速度之间存在线性映射关系，机器人各关节的速度直接影响末端的速度。

机器人末端执行器的力与各关节的驱动力之间存在线性映射关系，通过控制各关节的驱动力就能使对机器人末端产生相应的力或力矩。工业机器人动力学分析工业机器人的性能工业机器人末端连杆的位姿与各关节变量相关。①工业机器人末端速度与各关节速度的关系②工业机器人末端力与各关节驱动力的关系工业机器人的运动控制也称PTP控制，操作员只将指令位姿加于机器人，而对位姿间所遵循的路径不作规定的控制步骤。也称CP控制，操作员将指令位姿间所遵循的路径加于机器人的控制步骤。工业机器人PTP运动和CP运动点位控制(Pose-to-poseControl)连续路径控制(ContinuousPathControl)工业机器人的性能包含速度规划的连续路径控制。轨迹控制(TrajectoryControl)工业机器人的性能工业机器人轨迹插补控制谢谢您的关注！下次课见工业机器人技术及应用主讲人：工业机器人轴系工业机器人坐标系工业机器人坐标系1工业机器人坐标系工业机器人轴系工业机器人系统运动轴的类型1-本体轴2-附加轴(基座轴)3-附加轴(工装轴)本体轴附加轴本体轴第一代商用工业机器人多为6轴垂直关节型机器人。a)Yaskawa-Motomanb)Fanucc)Media-Kukad)ABB1-S-axis/J1axis/Axis1(A1)/Axis12-L-axis/J2axis/Axis2(A2)/Axis23-U-axis/J3axis/Axis3(A3)/Axis34-R-axis/J4axis/Axis4(A4)/Axis45-B-axis/J5axis/Axis5(A5)/Axis56-T-axis/J6axis/Axis6(A6)/Axis6工业机器人坐标系1-S-axis/Axis1(A1)2-L-axis/Axis2(A2)3-E-axis/Axis3(A3)4-U-axis/Axis4(A4)5-R-axis/Axis5(A5)6-B-axis/Axis6(A6)7-T-axis/Axis7(A7)本体轴第二代商用工业机器人多为7轴垂直关节型机器人，比第一代多了一个肘关节，可以实现手臂扭转动作。工业机器人坐标系附加轴

通过附加轴，可以增加机器人工作时的自由度，提高机器人动作的灵活性和可达性。工装轴基座轴工业机器人系统附加轴-基座轴b)3-PRPa)2-RPc)3-PPP将机器人本体安装在移动平台上（线性滑轨），形成混联式移动机器人。工业机器人坐标系附加轴工装轴基座轴将机器人本体安装在移动平台上（线性滑轨），形成混联式移动机器人。工业机器人系统附加轴-工装轴c)3-PRRb)2-RRa)1-Re)3-PPRd)3-RRR主要指变位机，能将被加工工件移动、转动到合适的位置，辅助机器人工作。工业机器人坐标系附加轴工装轴基座轴将机器人本体安装在移动平台上（线性滑轨），形成混联式移动机器人。主要指变位机，能将被加工工件移动、转动到合适的位置，辅助机器人工作。运动控制可以由机器人控制系统直接实现，也称内部轴。可以由机器人控制系统触发外部控制器（PLC）间接实现位置调整，也称外部轴。可以通过示教器直接控制工业机器人坐标系工业机器人坐标系ABB工业机器人用笛卡尔直角坐标系来定义三维空间，机器人目标和位置是通过沿坐标系轴的测量来定位。在机器人系统中可以定义多个坐标系，每一个坐标系都适用于特定类型的控制或编程。工业机器人坐标系工业机器人坐标系工业机器人坐标系大地坐标系机座坐标系关节坐标系工具坐标系工件坐标系工业机器人坐标系大地坐标系

大地坐标系，又称为世界坐标系或绝对坐标系。它是与机器人的运动无关，以地球为参照系的固定坐标系。这有助于处理若干个机器人或由外轴移动的机器人。

大地坐标系的原点由用户根据需要来确定，一般设置Z轴正方向垂直地面向上。

在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。

工业机器人坐标系机座坐标系

机座坐标系又称基坐标系，工业机器人系统里所说的直角坐标系就是指基坐标系，是固定在机器人机座上的。不论沿机座坐标系的任一轴移动或转动，机器人多数情况下均是多轴联动。

一般将机器人本体第一轴的轴线与机座安装面的交点定义为基坐标系的原点，垂直机座安装面向上为Z轴正向，机器人的正前方为X轴的正向，Y轴正向按右手定则确定。机器人在机座坐标系中的微动控制更为注重“结果导向”。机座坐标系对于将机器人从一个位置移动到另一个位置很有帮助，是机器人手动操作和任务编程中经常使用的坐标系之一。工业机器人坐标系两台机器人共同协作时坐标系的选择

如果两台或多台机器人共同协作时，例如，一台安装于地面，另一台倒置（倒置机器人的基坐标系也将上下颠倒）。当分别在两台机器人的基坐标系A、C中进行运动控制时，很难预测相互协作运动的情况，此时可选择一个共同的世界坐标系B取而代之。工业机器人坐标系关节坐标系参照关节轴的坐标系，每个关节坐标是相对于前一个关节坐标来定义的。在关节坐标系下，机器人系统的各个运动轴均可实现单轴正向或反向转动。机器人在关节坐标系中的微动控制更为注重“过程导向”。关节坐标系比较适用于工业机器人本体轴及其附加轴的单轴手动控制场合，如将机械单元移出危险位置、将机器人本体移出奇异点、定位机器人轴以便进行校准等。

工业机器人坐标系工具坐标系

工具坐标系是安装在机械接口上的工具或末端执行器的坐标系，它是相对于机械接口（法兰盘面的中心）坐标系来定义的，定义机器人到达预设目标时所使用工具的位姿（位置和姿态）。

工具坐标系的原点定义为工具中心（TCP）点，默认工具坐标系原点与法兰盘面的中心重合。实际使用时将坐标系平移到工件上。并且假定工具的有效方向为X轴，轴线方向为Z轴，Y轴由右手法则确定。

机器人系统可以处理若干工具坐标系定义，但每次只能存在一个有效的工具坐标系。

工业机器人坐标系工具坐标系新设定的工具坐标系是相对默认工具坐标系(TCP)变化得到的。在实际任务编程或调试过程中，设定工具坐标系的作用在于：一是确定工具中心点，方便调整末端执行器或工具的姿态，如控制点不变动作；二是确定工具的进给方向，方便调整末端执行器或工具的位置，如移动末端执行器时不改变其指向的操作。同机座坐标系类似，机器人在工具坐标系中的手动控制亦是注重“结果导向”。静止工具坐标系移动工具坐标系在工作时，TCP会跟随机器人末端执行器在空间移动。参照静止工具而不是移动的机器人末端执行器来定义的。移动TCP固定TCP工业机器人坐标系工件坐标系与工件相关，又称用户坐标系。定义工件相对于大地坐标系（或其他坐标系）的位置。

使用了工件坐标系的指令中，坐标数据是相对工件坐标系的位置，一旦工件坐标系移动，相关轨迹点相对大地同步移动。

机器人系统可以处理若干工件坐标系定义，但每次只能存在一个有效的工件坐标系。

默认工件坐标系wobj0与机器人基座标重合。

工件坐标系工业机器人坐标系新设定的工件坐标系是相对默认工件坐标系(与机座坐标系重合)变化得到的，其零点和坐标轴方向在空间上是不变化的（固定坐标系）。在实际任务编程或调试过程中，设定工件坐标系的主要意义在于：一是确定参考坐标系，方便调整或查阅末端执行器的移动量和转动量；二是确定工作台或输送带等运动方向，方便手动控制末端执行器的移动，如平行倾斜工作台面的抓取作业。机器人在工件坐标系中的手动控制和机座坐标系、工具坐标系类似，同样注重“结果导向”。工件坐标系机器人任务程序中记录的所有位置信息均是参考工件坐标系，所以在编程或调试前，用户应及时定义工件坐标系。工业机器人坐标系多个工件坐标系的使用机器人可以拥有若干工件坐标系，表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干状态，如图所示，A为大地坐标系，为了方便编程，为第一个工件建立了一个工作坐标B，并在这个工作坐标B中进行轨迹编程。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即可。工业机器人坐标系世界坐标XYZ基坐标XYZ工具坐标XYZX工件坐标YZ用户坐标XYZToolCenterPoint(TCP)大地坐标系机座坐标系关节坐标系工具坐标系工件坐标系用户坐标系，定义工件位置调整机器人姿态调整机器人位置多机器人协作定义工具位姿工业机器人坐标系工业机器人坐标系预设：基坐标与世界坐标相同;工件坐标(wobj0)与基坐标相同。工业机器人的开关机初识示教器工业机器人的手动操作工业机器人的基本操作工业机器人的操作2工业机器人的开、关机12电源总开关急停开关电机通电/复位机器人状态31.开机操作在开机前必须首先对工业机器人进行检查，检查设备是否都处于默认安全状态，确认机器人工作范围内、各个气缸行程范围内是否有杂物，工业机器人末端操作器及其他配套设备是否工作正常。工业机器人的操作自动手动手动全速2.关机操作调整机器人姿态回到安全位置。123工业机器人的操作43.安全注意事项记得关闭总电源在进行机器人的安装、维修、保养时切记要将总电源关闭。带电作业可能会产生致命性后果。如果不慎遭高压电击，可能会导致心跳停止、烧伤或其他严重伤害。在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。突然停电后，要在来电之前预先关闭机器人的主电源开关，并及时取下夹具上的工件。与机器人保持足够安全距离在调试与运行机器人时，它可能会执行一些意外的或不规范的运动。并且，所有的运动都会产生很大的力量，从而严重伤害个人或损坏机器人工作范围内的任何设备。时刻警惕与机器人保持足够的安全距离。紧急停止紧急停止优先于任何其它机器人控制操作，它会断开机器人电动机的驱动电源，停止所有运转部件，并切断由机器人系统控制且存在潜在危险的功能部件的电源。出现下列情况时请立即按下任意紧急停止按钮：机器人运行时，工作区域内有工作人员。机器人伤害了工作人员或损伤了机器设备。工业机器人的操作初识示教器连接电缆使能器按钮触摸屏急停开关USB端口手动操纵摇杆示教器复位按钮触摸屏用笔

示教器（FlexPendant）也称示教编程器或示教盒，由硬件和软件组成，其本身就是一成套完整的计算机，通过集成电缆和连接器与控制器连接。作为机器人的人机交互接口，工业机器人的手动控制、程序编辑、参数修改以及状态监视等操作基本都是通过示教器来完成。工业机器人的操作使能器按钮使能器按钮是工业机器人为保证操作人员人身安全而设置的。只有在按下使能器按钮，并保持在“电机开启”的状态，才可对机器人进行手动的操作与程序的调试。当发生危险时，人会本能地将使能器按钮松开或按紧，机器人则会马上停下来，保证安全。

使能器按钮分为两档，在手动状态下第一档按下去，机器人处于电机开启状态，第二档按下去以后，机器人就会处于防护装置停止状态。在自动模式下，使能器无效。工业机器人的操作硬件按钮代号按键名称功能A–D预设按键

通过预置按钮可配置快捷操作功能E机械单元选择按键机器人轴/外轴的切换F

线性运动/重定位运动切换按键线性运动/重定位运动的切换G动作模式切换按键关节1-3轴/4-6轴的切换H增量开关按键根据需要选择对应位移及角度的大小J步退执行按键使程序后退至上一条指令KSTART（启动）按键开始执行程序L步进执行按键使程序前进至下一条指令MSTOP（停止）按键停止程序执行工业机器人的操作代号名称功能A菜单菜单栏包括HotEdit、备份与恢复、输入和输出、校准、手动操纵、控制面板、自动生产窗口、事件日志、程序编辑器、FlexPendant资源管理器、程序数据、系统信息等B操作员窗口操作员窗口显示来自机器人程序的消息；程序需要操作员做出某种响应以便继续时往往会出现此情况C状态栏状态栏显示与系统状态有关的重要信息，如操作模式、电动机开启/关闭、程序状态等D任务栏通过ABB菜单，您可以打开多个视图，但一次只能操作一个；任务栏显示所有打开的视图，并可用于视图切换E快速设置菜单快速设置菜单包含对微动控制和程序执行进行的设置示教器功能面板工业机器人的操作工业机器人的手动操作

在自动运行模式下，无须再手动按下使能键按钮，机器人依次自动执行程序语句并且以程序语句设定速度进行移动。自动模式主要应用于工业生产，程序编辑功能将被锁定。

机器人工具中心点(TCP)的运行速度能以指定的最大速度（高于250mm/s）自动运行。自动手动手动全速工业机器人的操作①手动模式②手动全速模式③自动模式工业机器人的运行模式

在手动模式下主要进行机器人程序的编写及调试、示教点位的修改等操作，手动模式下只有当操作人员长按使能键时才能进行机器人的运动操作。

机器人工具中心点(TCP)的运行速度限制在250mm/s以内。

机器人工具中心点(TCP)的运行速度能以指定的最大速度（高于250mm/s）运行。工业机器人的手动操作

ABB六关节工业机器人是由六个伺服电动机分别驱动机器人的六个关节轴，那么每次手动操作一个关节轴的运动，就称之为单轴运动。

单轴运动也叫关节运动。

工业机器人的操作单轴运动的手动操作

手动操作工业机器人运动一共有三种模式：单轴运动、线性运动及重定位运动。1）接通电源，将机器人状态钥匙切换到中间的手动位置。2）在状态栏中，确认机器人的状态已经切换到手动状态。在主菜单中选择“手动操纵”。3）单击“动作模式”。4）选择“轴1-3”，单击“确定”。工业机器人的操作单轴运动的手动操作5）按下使能按钮，进入电动机开启状态，操作操作杆，相应的机器人1、2、3轴动作，操作操作杆幅度越大，机器人的动作速度越快。同样，选择轴4-6操作操作杆，机器人4、5、6轴就会动作，其中“操作杆方向”窗口中的箭头和数字（1、2、3）代表各个轴运动时的正方向。工业机器人的操作单轴运动的手动操作关节运动

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（ToolCenterPoint，工具中心点）在空间中做X、Y、Z的线性直线运动。

可以根据需求选择不同工具对应的坐标系。1）单击主菜单中的“手动操纵”，然后单击“动作模式”。2）选择“线性”，单击“确定”。工业机器人的操作线性运动的手动操作3）选择工具坐标tool0（系统默认的工具坐标），电动机开启。机器人的线性运动要在“工具坐标”中指定对应的工具。4）操作示教器的操作杆，工具坐标TCP点在空间做线性运动，操作杆方向栏中的X、Y、Z的箭头方向代表各个坐标轴运动的正方向。工业机器人的操作线性运动的手动操作线性运动

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，通常使用重定位运动来完成空间定点的机器人姿态调整，以便满足使用需要。同时重定位运动也可用来检验工具数据的准确性。

可以根据需求选择不同的坐标系。1）单击主菜单中的“手动操纵”，然后单击“动作模式”。2）选择“重定位”，单击“确定”。工业机器人的操作重定位运动的手动操作3）单击“坐标系”。4）选择“工具”，单击“确定”。5）按下使能按钮，进入电动机开启状态，并在状态栏中确认。6）操作示教器的操作杆，使机器人绕着工具TCP点做姿态调整的运动，操作杆方向栏中的X、Y、Z的箭头方向代表各个坐标轴运动的正方向。可以根据需求选择不同工具对应的坐标系。在没有选择更改坐标系的情况下，系统默认为工具坐标系tool0，tool0为机器人出厂默认的工件坐标系。工业机器人的操作重定位运动的手动操作工业机器人的手动操作

通过操纵杆方向锁定，可以对机器人的某一个或多个方向进行锁定不动，以便让机器人可以准确的按照要求方向进行运动。工业机器人的操作工业机器人的手动操作工业机器人的操作长按

工业机器人6个关节轴都有一个机械原点。工业机器人出厂时，对各关节轴的机械零点进行了设定，在机器人机械本体上六个关节轴处有同步的标记位置，该标记位作为各关节轴运动的基准。转数计数器的更新工业机器人的操作

机器人零点信息是指，机器人各轴处于机械零点时各轴电机编码器对应的读数，零点信息存储在本体串行测量板上，数据需要供电才能保存，掉电后数据会丢失。工业机器人内部有用电池供电的转数计数器。其作用是记录各个轴的数据，保证机器人正确移动到程序设定或指定的坐标位置。

在以下情况发生时，需要对机械原点位置进行转数计数器更新操作。1．更换伺服电机转数计数器电池后。2．转数计数器发生故障修复后。3．转数计数器与测量板断开过以后。4．断电后当机器人关节发生移动后。5．当系统报警提示，10036，转数计数器未更新时。转数计数器的更新工业机器人的操作关节轴6关节轴5关节轴4关节轴3关节轴2关节轴11）使用手动操作让机器人各关节轴运动到机械原点的刻度位置，各轴运动的顺序是：4-5-6-1-2-3。各轴机械原点的位置在机器人各轴的轴身上。各轴回到原点后的姿态。2）单击主菜单中的“校准”。3）单击“ROB_1校准”。4）选择“校准参数”，单击“编辑电动机校准偏移”。转数计数器的更新工业机器人的操作5）将机器人本体上的电动机校准偏移记录下来，填入校准参数rob1＿1～rob1＿6的偏移值中，单击确定按钮。若示教器中显示的数值与机器人本体上的标签数值一致，则无须修改，直接单击“取消”退出，跳到第9步。6）要使参数生效，必须重新启动系统，单击“是”。7）重新启动系统后，选择主菜单中的“校准”。8）单击“ROB＿1”校准。转数计数器的更新工业机器人的操作9）单击“转数计数器”，选择更新转数计数器。10）系统提示是否更新转数计数器，单击“是”按钮。11）单击全选，单击更新，六个轴同时进行更新操作。若机器人由于安装位置的原因，无法让六个轴同时到达机械原点，则可以逐一进行转数计数器的更新。转数计数器的更新工业机器人的操作12）单击“更新”。13）转数计数器更新完成，单击“确定”。转数计数器的更新工业机器人的操作操纵杆的控制①默认模式②增量模式工业机器人的基本操作工业机器人的操作操纵杆的控制

可以将机器人的操纵杆比作汽车的节气门，操纵杆的操纵幅度是与机器人的运动速度相关的。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。手动状态下机器人的最大运行速度可以通过示教器进行设置。

①默认模式②增量模式工业机器人的操作操纵杆的控制

可以将机器人的操纵杆比作汽车的节气门，操纵杆的操纵幅度是与机器人的运动速度相关的。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。手动状态下机器人的最大运行速度可以通过示教器进行设置。

①默认模式②增量模式选择增量大小后，运行速度是稳定的，可以通过调整增量大小控制机器人步进速度。在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步，每一步移动的距离和弧度如下表所示。如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会持续移动（速率为10步/s）。增量移动距离/mm弧度/(rad)小0.050.0005中10.004大50.009用户自定义自定义工业机器人的操作其他硬按键介绍程序运行速度程序运行模式程序步进模式机器人多任务模式工业机器人的操作主界面介绍工业机器人的操作主菜单任务栏通过ABB菜单可打开多个任务视图（最多六个），但一次仅可操作一个。信息窗口显示机器人程序消息，提示操作员进行适当操作，帮助程序有效执行主界面介绍可以通过示教器画面上的状态栏查看ABB机器人常用信息及事件日志。主要有：1）机器人的状态（手动、全速手动和自动）。2）机器人的系统信息。3）机器人的电机状态。4）机器人的程序运行状态。5）当前机器人或外轴的使用状态。工业机器人的操作机器人数据的备份与恢复

为了避免操作人员对机器人系统文件误删除所引起的故障，通常在操作前应先备份当前机器人系统。此外，当机器人系统无法重启时，可以通过恢复机器人系统的备份文件解决。ABB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。当机器人系统出现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。①备份工业机器人的操作机器人数据的备份与恢复

在进行恢复时，要注意：备份的数据是具有唯一性，不能将一台机器人的备份恢复到另一台机器人中去，否则会造成系统故障。但是，也常会将程序和I/O的定义做成通用的，方便批量生产时使用。这时，可以通过分别导入程序和EIO文件来解决实际的需要。②恢复工业机器人的操作机器人程序数据的导入①程序数据导入程序模块的导入主要是用于将离线编程或文字编程生成代码。例如，将U盘存储器Backups\System2\RAPID\TASK1\PROGMOD文件目录下的userModule.mod程序模块导入机器人，主要操作步骤如下：工业机器人的操作机器人程序数据的导入②EIO文件导入在实际应用中，为方便批量生产，通常会将机器人I/O板和I/O信号功能配置为统一的，也可通过单独导入EIO文件来解决实际的需要。在“备份目录/SYSPAR”路径下找到EIO.cfg文件工业机器人的操作谢谢您的关注！下次课见工业机器人技术及应用主讲人：程序数据的分类程序数据的属性程序数据的类型1程序数据数据类型含义p10robtarget机器人目标点位置数据v1000speeddata机器人运动速度数据z50zonedata机器人转弯数据tool0tooldata工具坐标数据TCP程序数据的分类程序内声明的数据被称为程序数据。数据是信息的载体，它能够被计算机识别、存储和加工处理。程序数据是在程序模块或系统模块中设定的值和定义一些环境数据。创建的程序数据可由同一个模块或其它模块中的指令进行引用。程序数据的建立一般可以分为两种形式，一种是直接在示教器中的程序数据画面中建立程序数据，另一种是在建立程序指令时，同时自动生成对应的程序数据。工业机器人的程序数据ABB机器人的程序数据共有100个左右，并且可以根据实际情况进行程序数据的创建，为ABB机器人的程序设计带来了无限的可能。序号数据类型含义1num数值数据2bool逻辑值数据（布尔量）3string字符串数据4robtarget位置数据mm5jointtarget关节位置数据（度）6speeddata速度数据mm/s7zonedata转角区域数据

mm8tooldata工具坐标数据TCP9wobjdata工件坐标数据TCP10loaddata有效载荷数据工业机器人的程序数据程序数据的属性变量VAR可变量PERS常量CONST只有一个任务时，任务同全局程序声明中的都是初始值。工业机器人的程序数据变量VAR程序声明中的都是初始值。在机器人执行的RAPID的程序中也可以对变量程序数据进行赋值操作。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。如果程序指针复位或发生跳动，变量的数值会恢复为声明变量时赋予的“初始值”。变量的数据保存状态与程序指针的跳动有关。（1）程序指针如果跨例行程序移动后，变量数据的值必变为初始值。反之，如果指针在同一个例行程序中移动，不影响变量。（2）pp移至main是一种特殊的初始化操作。做了pp移至main操作后，变量数据的值必变为初始值，即使该变量目前就在main程序中。工业机器人的程序数据可变量PERS在机器人执行的RAPID的程序中也可以对可变量存储类型程序数据进行赋值的操作。在程序执行以后，赋值的结果会一直保持到下一次对其进行重新赋值。无论程序的指针如何变化，可变量型的数据都会保持最后赋予的值，不会被“初始化”。（1）对变量的任何初始化操作都不会影响可变量的数值变化。即使断电或控制器重启，可变量数据仍然不变。（2）更改可变量的初始值可以通过对可变量重新赋值操作实现，简称初始化赋值。程序声明中的初始值已发生改变。工业机器人的程序数据常量CONST存储类型为常量的程序数据，不允许在程序中进行赋值和运算的操作。常量的特点是在定义时已赋予了数值，并不能在程序中进行修改，只能通过手动修改“初始值”。工业机器人的程序数据程序数据属性小结在MoveJ、MoveL等这些指令中建立的如p10点的数据，即使数据类型是变量，也不会被初始化。变量和可变量都可以在程序中进行赋值和+-运算，常量不可以。变量可以被赋值，但会受程序指针变动的影响；可变量可以被赋值，数值会一直保持到下一次赋值为止。如果要更改常量的数值，可以在程序数据中进行修改初始值。工业机器人的程序数据①通过“更改声明”修改②通过“备注行”修改“初始值”的修改方法程序数据>>num>>选中数据名称>>编辑>>更改声明>>左下角初始值>>修改。对于新建程序数据时，也可以直接通过左下角初始值进行修改。程序中显示声明>>选中要修改变量的声明>>备注行>>修改变量的初始值>>去备注行>>完成修改。工业机器人的程序数据常用程序数据介绍关键程序数据的设定工业机器人的程序数据2常用程序数据介绍序号数据类型含义1num数值数据2bool逻辑值数据3string字符串数据4robtarget位置数据mm5jointtarget关节位置数据（度）6speeddata速度数据mm/s7zonedata转角区域数据

mm8tooldata工具坐标数据TCP9wobjdata工件坐标数据TCP10loaddata有效载荷数据数值数据numnum用于存储数值数据；数据类型的值可以为：整数，例如，-5；小数，例如，3.45；也可以指数的形式写入，例如，2E3（＝2*10^3＝2000），2.5E-2（＝0.025）。数字型数据（reg1、reg2.......）工业机器人的程序数据序号数据类型含义1num数值数据2bool逻辑值数据（布尔量）3string字符串数据4robtarget位置数据mm5jointtarget关节位置数据（度）6speeddata速度数据mm/s7zonedata转角区域数据

mm8tooldata工具坐标数据TCP9wobjdata工件坐标数据TCP10loaddata有效载荷数据逻辑值数据boolbool用于存储逻辑值（真/假）数据，即bool型数据值可以为TRUE或FALSE。布尔量数据（flag1、flag2.......）工业机器人的程序数据首先判断count1中的数值是否大于100，如果是大于100，则向highvalue赋值TRUE，否则赋值FALSE。bool量也可以赋值，TRUE或FALSE。也有变量、可变量、常量区分。工业机器人的程序数据字符串数据string序号数据类型含义1num数值数据2bool逻辑值数据（布尔量）3string字符串数据4robtarget位置数据mm5jointtarget关节位置数据（度）6speeddata速度数据mm/s7zonedata转角区域数据

mm8tooldata工具坐标数据TCP9wobjdata工件坐标数据TCP10loaddata有效载荷数据string用于存储字符串数据。字符串是由一串前后附有引号（""）的字符（最多80个）组成，例如，"Thisisacharacterstring"。如果字符串中包括反斜线（\），则必须写两个反斜线符号，例如，"Thisstringcontainsa\\character"。字符串数据（string1、string2.......）工业机器人的程序数据string量也可以赋值，也有变量、可变量、常量区分。string量可以进行“+”运算，但是不能进行“-”运算。人机交互功能，可以通过TPWrite指令输出人机交互语句，可结合字符串应用与注释。工业机器人的程序数据位置数据robtargetrobtarget用于存储工业机器人和附加轴的位置数据。位置数据的内容是在运动指令中机器人和外轴将要移动到的位置（目标位置）。组件描述transtranslation（偏移）数据类型：pos工具中心点的所在位置（x、y和z），单位为mm。存储当前工具中心点在当前工件坐标系的位置。如果未指定任何工件坐标系，则当前工件坐标系为大地坐标系。rotrotation（旋转）数据类型：orient工具姿态，以四元数的形式表示（q1、q2、q3和q4）。存储相对于当前工件坐标系方向的工具姿态。如果未指定任何工件坐标系，则当前工件坐标系为大地坐标系。robconfrobotconfiguration（结构布局）数据类型：confdata机械臂的轴配置（cf1、cf4、cf6和cfx）。以轴1、轴4和轴6当前四分之一旋转的形式进行定义。将第一个正四分之一旋转0到90°定义为0。组件cfx的含义取决于机械臂类型。extaxexternalaxes（外部轴）数据类型：extjoint附加轴的位置对于旋转轴，其位置定义为从校准位置起旋转的度数。对于线性轴，其位置定义为与校准位置的距离（mm）。工业机器人的程序数据CONSTrobtargetp15:=[[600,500,225.3],[1,0,0,0],[1,1,0,0],[11,12.3,9E9,9E9,9E9,9E9]];位置p15定义如下：（1）工业机器人在在工件坐标系中的位置：x=600、y=500、z=225.3mm（2）工具的姿态与工件坐标系的方向一致。（3）工业机器人的轴配置：轴1和轴4位于90-180°，轴6位于0-90°。（4）附加逻辑轴a和b的位置以度或毫米表示（根据轴的类型）。（5）未定义轴c到轴f。工业机器人的程序数据关节位置数据jointtargetjointtarget用于存储机器人和附加轴的每个单独轴的角度位置。通过MoveAbsJ可以使机器人和附加轴运动到jointtarget关节位置处。组件描述robaxrobotaxes数据类型：robjoint工业机器人轴的轴位置，单位：度。将轴位置定义为各轴（臂）