ABB激光切割工业机器人的离线编程与仿真.doc

毕业阪题目 ABB激光切割工业机器人的离线编程与仿真学生姓名 学号 班 级： 专 业： 工业机器人技术 分 院： 工程技术分院 指导教师： 工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑在发 达国家，工业机器人的自动化生产线成套设备己成为现代加工制造业的主流汽 车行业、电子电器行业、工程机械等行业正以极快的速度大量使用工业机器人 多功能机器人实训台，包括ABBIRB120型机器人，三菱FX3U-48MR型PLC,模式 选择控制面板模块，送料模块，模拟压铸模块，输送带模块，物料检测模块，搬 运、码垛模块和儿何轨迹模块等现代讣算机软硬件技术、计算机图形技术高速 发展，以及数字仿真技术的广泛应用，为工业机器人离线编程技术的实际应用提 供了有利条件工业机器人的大量使用必然加速生产力和科学技术的发展工业 机器人技术集成了机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能 等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展 中最活跃的领域之一机器人自20世纪60年代初问世以来，已取得了实质性的 进步和成果在机械制造领域，工业机器人在经历了从诞生、成长、成熟期后， 己成为不可缺少的核心自动化装备，口前世界上约有近百万向工业机器人正在各 种生产现场工作。

在非制造领域，上至太空舱、宇宙飞船、月球探险，下至极限 环境作业、医疗手术、日常生活服务，机器人技术的应用己拓展到什会经济发展 的诸多领域随着工业机器人技术的不断成熟和创新应用的不断发展，工业机器 人在很大程度上正推动着整个社会的进步，促进着人类生活的改善在非制造领 域，上至太空舱、宇宙飞船、月球探险，下至极限环境作业、医疗手术、日常生 活服务，机器人技术的应用己拓展到什会经济发展的诸多领域随着工业机器人 技术的不断成熟和创新应用的不断发展，工业机器人在很大程度上正推动着整个 社会的进步，促进着人类主活的改善机器人技术作为当今科学技术发展的前沿 学科，已成为未来社会生产和生活中不可缺少的一门核心技术可第一章绪论 11 •设计背景 12.工业机器人发展现状 1第二章Robotstud i o机器人 31. 机器人的选用 32. IRB 120机器人的载荷 5第三章 程序数据创建与I/O信号配置 61・工具数据创建 62. IRB 120机器人的载荷 6第四章机器人的程序 81 •程序的编写与注解 82 •程序修改 16第五章示教目标点与仿真 171 •三个目标点的示教 172.机器人仿真 19第六章Robotstudio共享打包与解包 20仁工作站共享功能 202.工作站打包 20结论 23参考文献 24致谢 25第一章绪论1・设计背景科技的进步与革新推动着生产力的不断发展，促使生产关系产生变革。

自工 业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出 巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步如今，机电体化、机械智能化等技 术应运而生工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程 碑在发达国家，工业机器人的自动化生产线成套设备己成为现代加工制造业的 主流汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业正以极快的速度大量使用工业 机器人多功能机器人实训台，包括ABBIRB120型机器人，三菱FX3U-48MR型 PLC,模式选择控制面板模块，送料模块，模拟压铸模块，输送带模块，物料检 测模块，搬运、码垛模块和儿何轨迹模块等现代计•算机软硬件技术、计算机图 形技术高速发展，以及数字仿真技术的广泛应用，为工业机器人离线编程技术的 实际应用提供了有利条件同时，现代生产的高效率、柔性化需求也促使了工业 机器人离线编程软件产品的产生机器人离线编程系统，是利用计算机图形学技 术，建立起机器人及其工作环境的模型，利用机器人语言及相关算法，通过对图 形的控制和操作在离线的情况下进行轨迹规划离线编程技术具有传统的示 教技术无法比拟的优势，比如：可减少停机时间、可提前验证作业程序，进行复 杂的轨迹规划等。

2.工业机器人发展现状工业机器人的出现将人类从繁重、单一的劳动中解放出来，它还能够从事一些 不适合人类其至超越人类能力的劳动，如在强辐射、强污染的环境下作业工 业机器人技术已经广泛地进入人们的生产和生活领域丄业机器人的大量使用必 然加速生产力和科学技术的发展工业机器人技术集成了机械工程、电子技术、 计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一 体化的最高成就，是当代科学技术发展中最活跃的领域之一机器人自20世纪 60年代初问世以来，已取得了实质性的进步和成果在机械制造领域，工业机 器人在经历了从诞生、成长、成熟期后，己成为不可缺少的核心自动化装备，U 前世界上约有近口万向工业机器人正在各种生产现场工作在非制造领域，上至 #太空舱、宇宙飞船、月球探险，下至极限环境作业、医疗手术、日常生活服务， 机器人技术的应用己拓展到什会经济发展的诸多领域随着工业机器人技术的不 断成熟和创新应用的不断发展，工业机器人在很大程度上正推动着整个社会的进 步，促进着人类生活的改善机器人技术作为当今科学技术发展的前沿学科，已 成为未来社会生产和生活中不可缺少的一门核心技术可以预见，我们已经进入 一个崭新的机器人技术时代。

7第二章Robotstud i o机器人1・机器人的选用根据要设计的程序，选用IRB 120工业机器人，IRB 120是ABB新型第四代 机器人家族的最新成员，也是迄今为止ABB制造的最小机器人IRB 120具有敬 捷、紧凑、轻量的特点，控制精度与路径精度俱优，是物料搬运与装配应用的理 想选择它的特点是：（1）紧凑轻量，作为ABB LI前最小的机器人，IRB 120在 紧凑空间内凝聚了 ABB产品系列的全部功能与技术其重量减至仅25kg,结构 设计紧凑，儿乎可安装在任何地方，比如工作站内部，机械设备上方，或生产线 上其他机器人的近旁2） IRB 120广泛适用于电子、食品饮料、机械、太阳 能、制药、医疗、研究等领域，进一步增强了 ABB新型第四代机器人家族的实力 采用口色涂层的洁净室IS05级机型适用于高标准洁净生产环境，开辟了全新应 用领域这款6轴机器人最高荷重3kg （手腕（五轴）垂直向下时为4kg）,工作 范围达580mm,能通过柔性（非刚性）自动化解决方案执行一系列作业IRB 120 是实现高成本效益生产的完美之选，在有限的生产空间其优势尤为明显3） IRB120仅重25kg,出色的便携性与集成性，使其成为同类产品中的佼佼者。

该 机器人的安装角度不受任何限制机身表面光洁，便于清洗；空气管线与用户信 号线缆从底脚至手腕全部嵌入机身内部，易于机器人集成4）除水平工作范 围达580mm以外，IRB 120还具有一流的工作行程，底座下方拾取距离为112mm, IRB 120采用对称结构，第2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5） IRB 120配备轻型铝合金马达， 结构轻巧、功率强劲，可实现机器人高加速运行，在任何应用中都能确保优异的 精准度与敬捷性6） ABB新推出的这款紧凑型控制器高度浓缩了 IRC5的顶尖 功能，将以往大型设备“专享”的精度与运动控制引入了更广阔的应用空间除 节省空间之外，新型控制器还通过设置单相电源输入、外置式信号接头（全部信 号）及内置式可扩展16路I/O系统，简化了调试步骤离线编程软件RobotStudio 可用于生产工作站模拟，为机器人设定最佳位置；还可执行离线编程，避免发生 代价高昂的生产中断或延误7）紧凑化、轻量化的IRB 120机器人与IRC5紧凑型控制器这两种新产品的完美结合，显著缩小了占地面积，最适合空间紧张的应用场合，如下图2-1 o图2-1 IRB120机器人#2. IRB 120机器人的载荷如图2-2所示为IRB 120的载荷关系图。

其中，Z为安装工具的重心沿Z 轴到第六轴法兰盘中心的距离，L为安装工具的重心到Z轴的距离为保证机械 臂在带载后仍可以保证运动的稳定性和准确性，随着载荷的增大，要求载荷心 必须更接近第六轴法兰盘的中心此外，IRB 120载荷的最大限定为3血0,301 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20L拒离(m)(w) SN图2-2机器人载荷关系#第三章程序数据创建与I/O信号配置1・工具数据创建在虚拟示教器中，根据以下参数设定工具数据tGripper,示例如下表3・1所示参数坷称参数数值robholdTRUEtframe.trans.x0tframe.trans.x0tframe.trans.x115tload.mass1tload.cog.x0tload.cog.y0tload.cog.z100表3.1工具数据（Gripper参数图3・1工具数据tGripper示意图2. IRB 120机器人的载荷在本工作站中，坐标系均采用用户三点法创建在虚拟示教器中，根据下面图3-2和3-3所示位置设定工件坐标图 3-2 WobjCNV图 3-3 WobjBuffer#第四章机器人的程序1 •程序的编写与注解以下是实现机器人逻辑和动作控制的RAPID程序：数据定义：MODULE MainMoudleCONST robtarget pPick：= [[394. 997607159, 132. 70319938& 12. 734872184], [0. 00586258& -0.0030 0065, 0. 999966662, 0. 004827206], [0, 0, 0, 0], [9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9]];CONSTrobtargetpHome:二[[-548.424175962, -238. 61219249, 801. 420966892], [-0. 000000012, -0 .707106781, 0. 707106781,-0. 000000012], [0, 0, 0, 0], [9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9 E9]];CONSTrobtargetpPlaceBase: = [[100. 088594059, 77. 835146221, 158. 046135973], [0. 000000 04, -0. 000623424, 0. 999999806, -0. 000000001], [-1, 0,-1, 0], [9E9, 9E9, 9E9, 9E 9, 9E9, 9E9]];!需要示教的LI标点数据，抓取点pPick, HOME点pHome＞放置基准点 pPlaceBasePERSrobtargetpPlace;!放置LI标点，类型为PERS,在程序中被赋予不同的数值，用以实现多点位 放置CONST jointtarget jposHome:二[[0, 0, 0, 0, 0, 0], [9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9 ]];!关节LI标点数据，各关节轴度数为0,即机器人回到各关节轴机械刻度零 位CONSTspeeddatavLoadMax:=[3000,300,5000,1000];CONSTspeeddatavLoadMin: = [500, 200, 5000, 1000];CONSTspeeddatavEmptyMax: = [5000, 500, 。