哈尔滨理工大学
机电与汽车工程学院
机器人技术及应用实训报告
班 级： 姓 名： 学 号： 指 导 教 师：
目录
一．工业机器人概述 ....................................... 1 1.工业机器人的发展过程 .................................. 1 2.工业机器人的基本组成 .................................. 1 二．实训内容 ............................................. 2 1. 工业机器人ABBIRB120的认识 .......................... 2 2.机器人的手动操作 ..................................... 5 3．机器人的I/O通信 .................................... 9 4．机器人程序数据及其设定 .............................. 9 5．程序编辑器 ......................................... 14 三．实训总结 ............................................ 16
一．工业机器人概述
1、工业机器人的发展过程
第一代为示教/再现型机器人。它主要由机械系统和控制系统组成。是当前工业中应用最多的。
第二代机器人为感觉型机器人。如有力觉、触觉和视觉等，它具有对某些外界信号进行反馈调整的能力。目前已进入应用阶段。
第三代为智能型机器人。其尚处于完全研究阶段。 2、工业机器人的基本组成
2.1、工业机器人的组成部件：执行机构，驱动-传动机构 ，控制系统，智能系统
位行检测 控制系统 驱动—传动机构 执行机构 工作系统 智能系统
图1
2.2、各部件的功能：
执行机构：是机器人赖以完成各种作业的主体部分。通常为开式空间连杆机构。
驱动-传动机构：由驱动器和传动机构组成。传动有机械式、电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱动器有步进电机、伺服电机、液压马达和液压缸等。
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控制系统：一般由示教操作盘或控制计算机和伺服控制装置组成。前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动，同时要完成编程、示教/再现以及和其它环境状况（传感器信号）、工艺要求。外部相关设备之间的信息传递和协调工作。而后者是控制各关节驱动器使各杆能按预定运动规律运动。
智能系统：则由感知系统和分析决策系统组成，它分别由传感器及软件来实现。
工业机器人操作机是由机座、手臂、手腕及末端执行器等组成的机械装置。而从机器人完成作业的方式来看，操作机个是由手臂机构、手腕机构及末端执行器等组成的机构。其结构方案及其运动设计是整个机器人设计的关键
二、实训内容
1.工业机器人ABBIRB120的认识 1.1、ABBIRB120的结构及其组成
图2
2
ABBIRB120工业机器人，底座尺寸180×180mm，高度700mm，重量25kg，是迄今为止ABB最小的机器人。具有敏捷、经凑、轻量的特点。ABBIRB120是一款6轴机器人，最高载荷3kg（手腕5轴垂直向下时为4kg），工作范围达到580mm。机身表面光洁，便于清洁，空气管线与用户信号线缆从脚底至手腕全部嵌入机身内部。除了水平工作范围达到580mm以外，IRB120小型工业机器人还具有一流的工作行程，底座下方拾取距离为112mm。IRB120采用对称结构，第二轴无外凸，回转半径极小，可靠近其他设备安装，纤细的手腕进一步增强了手臂的可达性。IRB120配备轻型铝合金马达，结构轻巧，功率强劲，可实现机器人高速运行，在任何应用中都能确保优异的精度与敏捷性。
1.2、ABB机器人示教器
（1）．示教器是进行机器人的手动操作，程序编写，参数配置以及监控用的手持装置，也是我们最常打交道的控制装置。
（2）．示教器各外观介绍
A链接电缆
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是能按钮 H示教器复位按钮
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G触摸屏用笔
使能器按钮的作用：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。只有在按下按钮，并保持在电机开启状态，才可对机器人进行手动操作与程勋调试。当发生危险时，人会本能地是按钮放开或松紧，则机器人会马上停下来,保证安全.使能器按钮分了两档,在手动状态下,第一档按下去机器人将处于电机开启状态.第二档按下去以后,机器人又处于防护装置停止状态.
（3）．示教器的按键功能介绍：
右上四个键是功能扩展键,可根据实际情况对其进行设置,在本次实验中,将按键一设置为flj（法兰紧），按键二设置为fls（法
兰松），按键三设置为gjj（工件紧），按键四设置为gjs（工件松）。
（4）．示教器快捷键功能介绍：
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① ② ③ ④ ⑤ ⑩ ⑨ ⑧ ⑥⑦
①选择机械单元
②切换移动模式（重定位或线性）
③手动操作机器人时控制各轴运动的切换键（轴1-3或轴4-6） ④切换增量
⑤步退按钮（使程序后退一步的指令） ⑥停止按钮（停止程序执行） ⑦启动按钮（开始执行程序） ⑧步进按钮（使程序前进一步的指令) ⑨切换机器人手动、自动状态 ⑩使能键
2．机器人的手动操作
手动操作机器人运动一共有三种模型，单轴运动、线性运动、重定位运动。此次实训用到了单轴和线性运动，重定位运动不做介绍。 2.1、单轴运动
一般地ABB机器人是由六个伺服电动机分别驱动机器人的六个
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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。操作之前严格按照操作规则进行，规范操作。其中手动操作时不能注意超过各轴的运动极限，以免造成机器损伤，影响实训进度。各关节轴如下图所示。
图3
2.2、单轴运动的手动操作
电源总开关 急停开关 通电/复位 机器人状态 图4
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（1）.将控制柜上机器人状态钥匙换到手动限速状态，在状态栏中确认机器人的状态已切换为手动。
（2）.ABB菜单中，选择“手动操作”
（3）.点击“动作模式”
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（4）.选中“轴1-3”，然后点击确定（选中轴4-6就可以操作轴4-6）
2.3、线性运动
机器人线性运动指的是安装在机器人第六轴法兰盘上工具的TCP,在空间中做线性运动。
（1）在该界面中选择“线性”，然后点击确定。
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（2）点击“工具坐标。”此处显示轴X、Y、Z的操纵杆方向。
3．机器人的I/O通信
（1）、打开示教器功能界面的控制面板，点击配置系统参数，选择DeviceNet Device，点击添加，然后修改Name。再返回到配置系统参数，选择signal，点击添加，然后修改其属性。
（2）、点击配置I/O信号，选择已经新建好的I/O通信口，点击应用。
4．机器人程序数据及其设定
（1）.机器人运行程序：
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MODULE MainModule CONST robtarget
q10:=[[222.94,-1.96,549.30],[0.0235348,-0.710764,0.703037,0.000778584],[-1,0,-2,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONST robtarget
q20:=[[84.79,279.54,209.92],[0.00117196,-0.708461,0.705748,0.000713793],[0,0,-1,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONST robtarget
q30:=[[393.87,-179.58,315.20],[0.0368147,0.287365,0.956735,0.0268999],[-1,0,0,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONST robtarget
p10:=[[338.74,140.99,116.19],[0.00430799,-0.998823,0.00890213,0.047485],[-1,0,-2,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
TASK PERS wobjdata
10
wobj1:=[FALSE,TRUE,\"\2,0.00153 39
3,-0.0165551,-0.697266]],[[0,0,0],[1,0,0,0]]]; CONST robtarget
q40:=[[85.07,280.81,206.90],[0.00162944,-0.700772,0.713375,-0.00349161],[0,-1,-1,0],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
PROC main() qujiaju; qubi; zouguiji; fangbi; fanggongjian; ENDPROC PROC qujiaju()
MoveL q10, v200, fine, tool0;
MoveJ offs(q20,0,0,200), v200, fine, tool0; MoveJ Offs(q20,0,0,50), v200, fine, tool0; Set fls;
MoveL q20, v50, fine, tool0; WaitTime 2;
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Reset fls; set flj; WaitTime 2;
MoveL Offs(q20,0,-100,0),v200,fine,tool0; MoveL offs(q20,0,0,200), v200, fine, tool0; MoveL q10, v200,fine, tool0; ENDPROC PROC qubi()
MoveJ offs(q30,0,0,200), v200, fine, tool0; Movel q30, v200, fine, tool0; waittime 2; Reset GJS; set gjj;
WaitTime 2;
MoveL offs(q30,0,0,200), v200, fine, tool0; MoveL q10, v200, fine, tool0; ENDPROC PROC zouguiji()
MoveJ Offs(p10,0,0,150), v200, z50, tool0\\WObj:=wobj1; MoveL p10, v100, z50, tool0\\WObj:=wobj1;
MoveC Offs(p10,-100,-100,0), Offs(p10,-200,0,0), v100, z50, tool0\\WObj:=wobj1;
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MoveC Offs(p10,-100,100,0), Offs(p10,0,0,0), v100, z50, tool0\\WObj:=wobj1;
MoveJ Offs(p10,0,0,150), v200, z50, tool0\\WObj:=wobj1; MoveL Offs(p10,-80,-50,0), v100, z5, tool0\\WObj:=wobj1; MoveL Offs(p10,-100,-50,0), v100, z5, tool0\\WObj:=wobj1; MoveC Offs(p10,-130,-30,0), Offs(p10,-100,0,0), v100, z5, tool0\\WObj:=wobj1;
MoveL Offs(p10,-80,0,0), v100, z5, tool0\\WObj:=wobj1; MoveJ Offs(p10,0,0,150), v200, z50, tool0\\WObj:=wobj1; MoveL Offs(p10,-80,-50,0), v100, z5, tool0\\WObj:=wobj1; MoveL Offs(p10,-80,60,0), v100, fine, tool0\\WObj:=wobj1; MoveJ Offs(p10,0,0,150), v200, z50, tool0\\WObj:=wobj1; ENDPROC PROC fangbi()
MoveJ offs(q30,0,0,200), v200, fine, tool0; MoveL q30, v200, fine, tool0; WaitTime 2; set gjs;
MoveL offs(q30,0,0,200),v200,fine,tool0; MoveJ q10, v200, fine, tool0; ENDPROC
PROC fanggongjian()
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MoveJ offs(q20,0,-80,200), v200, fine, tool0; MoveL offs(q20,0,-80,0), v200, fine, tool0; MoveL offs(q20,0,1,0), v50, fine, tool0; Reset flj; WaitTime 3; Set FLS;
MoveL offs(q20,0,0,200), v50, fine, tool0; MoveJ q10, v200, fine, tool0; ENDPROC ENDMODULE （2）.运行轨迹
x P10 5．程序编辑器
第一步：选择手动模式下，点击程序编辑器；
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y
第二步：开始编程时，不在主程序中编写，点击例行程序、新建例行程序、改名称；
第三步：开始编程，点击“添加指令”，添加编程所要用到的语句；
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第四步：最后进行轨迹的调试，点击调试“PP移至例行程序”，就可以调试运行了；
三．实训总结
在对工业机器人ABBIRB120的学习之后，学校教学计划开设了此次实训课程，经过了两周的实验和探索，在老师和同学的帮助下圆满
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的完成了本次实训。
在本次实训过程中，首先我们学习了工业机器人操作的安全注意事项，然后学习了工业机器人ABBIRB120各个轴的动作、工件坐标系的建立以及I/O通信口的设定和快捷键的设定，最后我们小组合作共同完成了让机器人运行指定轨迹的作业。通过此次实训过程对机器人的实际操作，通过实际上手操作，增强了同学们的实践能力，更加巩固了课堂上相关知识内容的理论学习，完成了理论和实践体系的相结合。在本次实训过程中，我学会了用简单程序完成机器人抓取夹具等相关程序，利用机器人运行已给定轨迹，我会在以后的学习中更加认真努力，争取在以后的各项课程中取得优异的变现。
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