目录
1.3 配置通信 (ProfiNet 示例，ABB RAPID)
第一章 代码+解释
1.1 基础代码
MODULE MainModule
VAR robtarget pos1 := [[1000,0,500],[1,0,0,0],[0,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];
VAR robtarget pos2 := [[800,200,600],[1,0,0,0],[0,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];
VAR robtarget pos3 := [[600,400,700],[1,0,0,0],[0,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];
PROC Main()
; 移动到初始位置
MoveJ pos1, v1000, z50, tool0;
; 以直线移动到第二个位置
MoveL pos2, v500, z10, tool0;
; 以直线移动到第三个位置
MoveL pos3, v500, z10, tool0;
ENDPROC
ENDMODULE
注释
MODULE MainModule: 定义一个主模块MainModule。VAR robtarget pos1 := ...: 声明并初始化位置变量pos1，指定位置和姿态。VAR robtarget pos2 := ...: 声明并初始化位置变量pos2，指定位置和姿态。VAR robtarget pos3 := ...: 声明并初始化位置变量pos3，指定位置和姿态。PROC Main(): 定义主过程Main。MoveJ pos1, v1000, z50, tool0;: 以关节运动模式（MoveJ）移动到pos1，速度为1000，区间z为50，工具为tool0。MoveL pos2, v500, z10, tool0;: 以直线运动模式（MoveL）移动到pos2，速度为500，区间z为10，工具为tool0。MoveL pos3, v500, z10, tool0;: 以直线运动模式（MoveL）移动到pos3，速度为500，区间z为10，工具为tool0。ENDPROC: 结束过程。ENDMODULE: 结束模块。
1.1.2 关于 VAR robtarget pos
VAR：这是RAPID语言中的关键字，用于声明变量。robtarget：这是变量的类型。在RAPID中，robtarget类型用于描述机器人目标位置和姿态，包括笛卡尔坐标和四元数。pos1：这是变量的名称，表示这是第一个位置变量。
1. :=
- 赋值操作符，用于初始化变量
pos1的值。
2. [[1000,0,500],[1,0,0,0],[0,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]]
- 这是一个数组，表示
robtarget类型变量的初始值。robtarget类型由四部分组成，分别是位置、姿态（四元数）、配置数据和外部轴。
. [[1000,0,500]]
- 位置部分，这是一个3D坐标数组，表示机器人末端执行器在空间中的位置。
1000：X轴坐标，表示位置在X轴方向上的距离，单位是毫米。0：Y轴坐标，表示位置在Y轴方向上的距离，单位是毫米。500：Z轴坐标，表示位置在Z轴方向上的距离，单位是毫米。
3. [1,0,0,0]
- 姿态部分，这是一个四元数数组，表示机器人末端执行器的姿态。
1：四元数的实部，表示姿态的角度。0、0、0：四元数的虚部，表示姿态的方向。
四元数 [1,0,0,0] 对应的是没有旋转的姿态（即与参考坐标系对齐）。
4. [0,0,0,0]
- 配置数据部分，这是一组四个整数，用于描述机器人运动时的特定配置（如关节角度、翻转状态等）。
- 通常配置数据与机器人型号有关，这里所有值为
0，表示默认配置。
- 通常配置数据与机器人型号有关，这里所有值为
5. [9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]
- 外部轴部分，这是一个包含六个值的数组，表示机器人使用的外部轴的位置。
9E9：表示一个极大值（通常是9999999999），用于指示未定义或未使用的外部轴位置。
1.1.3 关于四元数
四元数是一种用于表示三维空间中旋转的数学工具。它们比欧拉角或旋转矩阵更稳定，不容易出现万向节锁（Gimbal lock）问题。一个四元数通常表示为 (𝑤,𝑥,𝑦,𝑧)(w,x,y,z)，其中 𝑤w 是实部，𝑥,𝑦,𝑧x,y,z 是虚部。
四元数 (1,0,0,0)(1,0,0,0) 表示没有旋转。这是因为它等价于单位旋转矩阵，或旋转角度为0度的旋转。
一些常见的四元数姿态示例
1. 没有旋转
- 四元数: (1,0,0,0)
- 描述: 机器人末端执行器没有旋转，保持与参考坐标系对齐。
2. 绕X轴旋转90度
- 四元数: (2/2,2/2,0,0) 或 (0.7071,0.7071,0,0)
- 描述: 机器人末端执行器绕X轴顺时针旋转90度。
3. 绕Y轴旋转90度
- 四元数: (2/2,0,2/2,0)或 (0.7071,0,0.7071,0)
- 描述: 机器人末端执行器绕Y轴顺时针旋转90度。
4. 绕Z轴旋转90度
- 四元数: (2/2,0,0,2/2) 或 (0.7071,0,0,0.7071)
- 描述: 机器人末端执行器绕Z轴顺时针旋转90度。
5. 绕X轴旋转180度
- 四元数: (0,1,0,0)
- 描述: 机器人末端执行器绕X轴旋转180度。
6. 绕Y轴旋转180度
- 四元数: (0,0,1,0)
- 描述: 机器人末端执行器绕Y轴旋转180度。
7. 绕Z轴旋转180度
- 四元数: (0,0,0,1)
- 描述: 机器人末端执行器绕Z轴旋转180度。
计算四元数的基本公式
一个四元数 (𝑤,𝑥,𝑦,𝑧)可以通过旋转角度 𝜃和旋转轴向量 (𝑢𝑥,𝑢𝑦,𝑢𝑧)来计算：
示例计算
1.2 机器人初始化程序
用ABB RAPID编程语言编写的一个简单的机器人初始化程序。它的主要功能包括工具和用户坐标系的初始化，以及机器人上电和校零点操作。我们将逐行详细解释这个程序：
程序模块头部
MODULE InitRobot: 定义一个名为InitRobot的模块。模块是RAPID程序的基本构建单元，包含了多个过程、函数和数据。
主过程定义
PROC Main(): 定义一个名为Main的过程，作为程序的主入口点。
工具坐标系初始化
! 工具坐标系初始化: 注释，说明接下来是工具坐标系的初始化部分。VAR tooldata tool0 := ...: 定义一个变量tool0，类型为tooldata，并进行初始化。[TRUE, [[0,0,250],[1,0,0,0]], [1,1,1,[0,0,0,0]], [1, [0,0,0], [0,0,0,0]]]: 初始化值的详细解释：TRUE: 指示工具数据有效。[[0,0,250],[1,0,0,0]]: 工具的TCP（Tool Center Point）位置和姿态。[[0,0,250]]: TCP的坐标位置，表示工具在Z轴上延伸250毫米。[[1,0,0,0]]: 四元数，表示工具的姿态（无旋转）。
[1,1,1,[0,0,0,0]]: 工具的负载信息，包含重量、质心位置和惯性矩。[1, [0,0,0], [0,0,0,0]]: 工具的未知负载和惯性数据，通常为默认值。
PERS tooldata tool1 := ...: 定义一个持久性变量tool1，其类型和初始化值与tool0相同。持久性变量在控制器重启后仍然保留其值。
用户坐标系初始化
! 用户坐标系初始化: 注释，说明接下来是用户坐标系的初始化部分。VAR wobjdata wobj0 := ...: 定义一个变量wobj0，类型为wobjdata，并进行初始化。[TRUE, TRUE, "", [[1000,0,0],[1,0,0,0]]]: 初始化值的详细解释：TRUE: 指示工件数据有效。TRUE: 指示工件坐标系相对于工件的坐标系（而不是机器人的基座）。"": 工件名称为空。[[1000,0,0],[1,0,0,0]]: 工件的基座位置和姿态。[[1000,0,0]]: 工件坐标系在世界坐标系中的位置，X轴上偏移1000毫米。[[1,0,0,0]]: 四元数，表示工件坐标系的姿态（无旋转）。
PERS wobjdata wobj1 := ...: 定义一个持久性变量wobj1，其类型和初始化值与wobj0相同。
设置工具和用户坐标系
! 设置工具和用户坐标系: 注释，说明接下来将设置工具和用户坐标系。ConfL\Off;: 关闭线性运动配置检查。ConfJ\Off;: 关闭关节运动配置检查。Tool0 := tool0;: 将tool0赋值给Tool0，设置当前使用的工具。Wobj0 := wobj0;: 将wobj0赋值给Wobj0，设置当前使用的工件坐标系。
机器人上电和校零点
! 机器人上电和校零点: 注释，说明接下来是机器人上电和校零点操作。MoveJ [[0,0,0,0,0,0]], v1000, fine, tool0\WObj:=wobj0;: 使用关节运动（MoveJ）将机器人移动到所有关节角度为零的位置。[[0,0,0,0,0,0]]: 关节角度数组，所有关节角度为零。v1000: 运动速度，单位是度/秒。fine: 精细停止，表示在目标位置完全停止。tool0\WObj:=wobj0: 使用tool0作为工具，wobj0作为工件坐标系。- 这个指令用于上电和校零点。
结束主过程和模块
ENDPROC: 结束Main过程的定义。ENDMODULE: 结束InitRobot模块的定义。
MODULE InitRobot
PROC Main()
! 工具坐标系初始化
VAR tooldata tool0 := [TRUE, [[0,0,250],[1,0,0,0]], [1,1,1,[0,0,0,0]], [1, [0,0,0], [0,0,0,0]]];
PERS tooldata tool1 := [TRUE, [[0,0,250],[1,0,0,0]], [1,1,1,[0,0,0,0]], [1, [0,0,0], [0,0,0,0]]];
! 用户坐标系初始化
VAR wobjdata wobj0 := [TRUE, TRUE, "", [[1000,0,0],[1,0,0,0]]];
PERS wobjdata wobj1 := [TRUE, TRUE, "", [[1000,0,0],[1,0,0,0]]];
! 设置工具和用户坐标系
ConfL\Off;
ConfJ\Off;
Tool0 := tool0;
Wobj0 := wobj0;
! 机器人上电和校零点
MoveJ [[0,0,0,0,0,0]], v1000, fine, tool0\WObj:=wobj0; ! 上电
MoveJ [[0,0,0,0,0,0]], v1000, fine, tool0\WObj:=wobj0; ! 校零点
ENDPROC
ENDMODULE
☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★
1.3 配置通信 (ProfiNet 示例，ABB RAPID)
MODULE ProfiNetConfig
PERS signaldi DI_ProfiNet := [1];
PERS signaldo DO_ProfiNet := [1];
PROC Main()
! 初始化ProfiNet通信
SetDO DO_ProfiNet, 1;
WaitTime 1;
SetDO DO_ProfiNet, 0;
WaitTime 1;
! 发送数据到机器人
IF DI_ProfiNet = 1 THEN
SetDO DO_ProfiNet, 1;
ELSE
SetDO DO_ProfiNet, 0;
ENDIF
ENDPROC
ENDMODULE
该程序主要用于通过ProfiNet通信控制机器人。程序定义了ProfiNet信号，并通过这些信号进行初始化和数据发送操作。
下面详细解
①模块定义
MODULE ProfiNetConfig: 定义一个名为ProfiNetConfig的模块。模块是RAPID程序的基本构建单元，包含了多个过程、函数和数据。
②定义ProfiNet信号
PERS signaldi DI_ProfiNet := [1];: 定义一个持久性输入信号DI_ProfiNet，类型为signaldi，初始值为[1]。持久性变量在控制器重启后仍然保留其值。PERS signaldo DO_ProfiNet := [1];: 定义一个持久性输出信号DO_ProfiNet，类型为signaldo，初始值为[1]。
③主过程定义
PROC Main(): 定义一个名为Main的过程，作为程序的主入口点。
④初始化ProfiNet通信
! 初始化ProfiNet通信: 注释，说明接下来是初始化ProfiNet通信。SetDO DO_ProfiNet, 1;: 设置输出信号DO_ProfiNet为高电平（1），表示开始初始化。WaitTime 1;: 等待1秒。SetDO DO_ProfiNet, 0;: 设置输出信号DO_ProfiNet为低电平（0），表示初始化完成。WaitTime 1;: 再次等待1秒。
⑤发送数据到机器人
! 发送数据到机器人: 注释，说明接下来是通过ProfiNet发送数据到机器人。IF DI_ProfiNet = 1 THEN: 检查输入信号DI_ProfiNet是否为高电平（1）。SetDO DO_ProfiNet, 1;: 如果DI_ProfiNet为高电平，设置输出信号DO_ProfiNet为高电平（1），表示发送数据。ELSE: 否则。SetDO DO_ProfiNet, 0;: 设置输出信号DO_ProfiNet为低电平（0），表示不发送数据。
ENDIF: 结束条件语句。
⑥结束主过程和模块
ENDPROC: 结束Main过程的定义。ENDMODULE: 结束ProfiNetConfig模块的定义。
☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★
1.4 设置干涉区 (ABB RAPID)
MODULE InterferenceZone
PROC Main()
! 设置空间干涉区
VAR robtarget zoneStart := [500, 500, 500, 0, 0, 0];
VAR robtarget zoneEnd := [1000, 1000, 1000, 0, 0, 0];
ConfL\Off;
MoveJ zoneStart, v1000, fine, tool0;
MoveL zoneEnd, v1000, fine, tool0;
ENDPROC
ENDMODULE
该程序设置一个空间干涉区，并让机器人在该区域内移动。
下面详细解
①模块定义
MODULE InterferenceZone: 定义一个名为InterferenceZone的模块。模块是RAPID程序的基本构建单元，包含了多个过程、函数和数据。
②主过程定义
PROC Main(): 定义一个名为Main的过程，作为程序的主入口点。
③设置空间干涉区
! 设置空间干涉区: 注释，说明接下来将定义空间干涉区的起点和终点。VAR robtarget zoneStart := [500, 500, 500, 0, 0, 0];: 定义一个名为zoneStart的变量，类型为robtarget，并初始化它。[500, 500, 500, 0, 0, 0]: 初始化值表示空间干涉区的起点。[500, 500, 500]: 机器人TCP（Tool Center Point）的X、Y、Z坐标，分别为500毫米。[0, 0, 0]: 机器人TCP的姿态，使用欧拉角表示（绕X轴、Y轴和Z轴的旋转角度均为0）。
VAR robtarget zoneEnd := [1000, 1000, 1000, 0, 0, 0];: 定义一个名为zoneEnd的变量，类型为robtarget，并初始化它。[1000, 1000, 1000, 0, 0, 0]: 初始化值表示空间干涉区的终点。[1000, 1000, 1000]: 机器人TCP的X、Y、Z坐标，分别为1000毫米。[0, 0, 0]: 机器人TCP的姿态，使用欧拉角表示（绕X轴、Y轴和Z轴的旋转角度均为0）。
④关闭配置检查
ConfL\Off;: 关闭线性运动配置检查。这通常用于禁用一些运动路径配置的检查，确保机器人可以按照程序的指令执行运动。
⑤机器人移动指令
-
MoveJ zoneStart, v1000, fine, tool0;: 让机器人使用关节运动模式（MoveJ）以1000毫米/秒的速度移动到zoneStart位置。zoneStart: 目标位置，定义在上面的zoneStart变量。v1000: 运动速度，单位是毫米/秒。fine: 精细停止，表示在目标位置完全停止。tool0: 使用的工具坐标系。
-
MoveL zoneEnd, v1000, fine, tool0;: 让机器人使用直线运动模式（MoveL）以1000毫米/秒的速度从zoneStart移动到zoneEnd位置。zoneEnd: 目标位置，定义在上面的zoneEnd变量。v1000: 运动速度，单位是毫米/秒。fine: 精细停止，表示在目标位置完全停止。tool0: 使用的工具坐标系。
⑥结束主过程和模块
ENDPROC: 结束Main过程的定义。ENDMODULE: 结束InterferenceZone模块的定义。
☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★
1.5 示教轨迹和自动过程 (ABB RAPID)
MODULE TeachAndAuto
PERS robtarget p1 := [1000, 0, 500, 0, 0, 0];
PERS robtarget p2 := [1050, 0, 500, 0, 0, 0];
PERS robtarget p3 := [1100, 0, 500, 0, 0, 0];
PROC Main()
MoveJ p1, v1000, fine, tool0;
MoveL p2, v500, fine, tool0;
MoveL p3, v500, fine, tool0;
MoveL p1, v500, fine, tool0;
ENDPROC
ENDMODULE
该程序目的是让机器人依次移动到三个预定义的位置，并返回到起点。
下面详细解
①模块定义
MODULE TeachAndAuto: 定义一个名为TeachAndAuto的模块。模块是RAPID程序的基本构建单元，包含了多个过程、函数和数据。
②定义持久性目标位置
PERS robtarget p1 := [1000, 0, 500, 0, 0, 0];: 定义一个持久性变量p1，类型为robtarget，并初始化它。[1000, 0, 500, 0, 0, 0]: 目标位置的坐标和姿态。[1000, 0, 500]: 机器人TCP（Tool Center Point）的X、Y、Z坐标，分别为1000毫米、0毫米、500毫米。[0, 0, 0]: 机器人TCP的姿态，使用欧拉角表示（绕X轴、Y轴和Z轴的旋转角度均为0）。
PERS robtarget p2 := [1050, 0, 500, 0, 0, 0];: 定义另一个持久性变量p2，类型为robtarget，并初始化它。[1050, 0, 500]: 机器人TCP的X、Y、Z坐标，分别为1050毫米、0毫米、500毫米。[0, 0, 0]: 机器人TCP的姿态，使用欧拉角表示（绕X轴、Y轴和Z轴的旋转角度均为0）。
PERS robtarget p3 := [1100, 0, 500, 0, 0, 0];: 定义第三个持久性变量p3，类型为robtarget，并初始化它。[1100, 0, 500]: 机器人TCP的X、Y、Z坐标，分别为1100毫米、0毫米、500毫米。[0, 0, 0]: 机器人TCP的姿态，使用欧拉角表示（绕X轴、Y轴和Z轴的旋转角度均为0）。
③主过程定义
PROC Main(): 定义一个名为Main的过程，作为程序的主入口点。
④机器人运动指令
-
MoveJ p1, v1000, fine, tool0;: 让机器人使用关节运动模式（MoveJ）以1000毫米/秒的速度移动到p1位置。p1: 目标位置，定义在上面的p1变量。v1000: 运动速度，单位是毫米/秒。fine: 精细停止，表示在目标位置完全停止。tool0: 使用的工具坐标系。
-
MoveL p2, v500, fine, tool0;: 让机器人使用直线运动模式（MoveL）以500毫米/秒的速度从p1位置移动到p2位置。p2: 目标位置，定义在上面的p2变量。v500: 运动速度，单位是毫米/秒。fine: 精细停止，表示在目标位置完全停止。tool0: 使用的工具坐标系。
-
MoveL p3, v500, fine, tool0;: 让机器人使用直线运动模式（MoveL）以500毫米/秒的速度从p2位置移动到p3位置。p3: 目标位置，定义在上面的p3变量。v500: 运动速度，单位是毫米/秒。fine: 精细停止，表示在目标位置完全停止。tool0: 使用的工具坐标系。
-
MoveL p1, v500, fine, tool0;: 让机器人使用直线运动模式（MoveL）以500毫米/秒的速度从p3位置移动回p1位置。p1: 目标位置，定义在上面的p1变量。v500: 运动速度，单位是毫米/秒。fine: 精细停止，表示在目标位置完全停止。tool0: 使用的工具坐标系。
⑤结束主过程和模块
ENDPROC: 结束Main过程的定义。ENDMODULE: 结束TeachAndAuto模块的定义。
☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★
1.6 配置抓手并进行抓取操作 (ABB RAPID)
MODULE GripperConfig
VAR bool gripperClosed := FALSE;
PROC Main()
VAR robtarget pGrab := [1000, 0, 500, 0, 0, 0];
VAR robtarget pDrop := [1050, 0, 500, 0, 0, 0];
! 初始化抓手
SetGripper(FALSE);
MoveJ pGrab, v1000, fine, tool0;
SetGripper(TRUE);
MoveJ pDrop, v1000, fine, tool0;
SetGripper(FALSE);
MoveJ pGrab, v1000, fine, tool0;
ENDPROC
PROC SetGripper(bool close)
IF close THEN
SetDO doGripper, 1;
gripperClosed := TRUE;
ELSE
SetDO doGripper, 0;
gripperClosed := FALSE;
ENDIF
ENDPROC
ENDMODULE
☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★
1.7 上下料操作 (ABB RAPID)
MODULE LoadUnload
PROC Main()
VAR robtarget pLoad := [1000, 0, 500, 0, 0, 0];
VAR robtarget pUnload := [1050, 0, 500, 0, 0, 0];
! 移动到加载位置
MoveJ pLoad, v1000, fine, tool0;
! 模拟加载操作
WaitTime 1;
! 移动到卸载位置
MoveJ pUnload, v1000, fine, tool0;
! 模拟卸载操作
WaitTime 1;
! 返回起始位置
MoveJ pLoad, v1000, fine, tool0;
ENDPROC
ENDMODULE
☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★
1.8 弧焊机器人程序 (ABB RAPID)
MODULE ArcWelding
VAR welddata wdata:=[20, 0.8, 5, 1.5, 0.1];
PROC Main()
VAR robtarget pStart := [1000, 0, 500, 0, 0, 0];
VAR robtarget pWeld1 := [1050, 0, 500, 0, 0, 0];
VAR robtarget pWeld2 := [1100, 0, 500, 0, 0, 0];
MoveJ pStart, v1000, fine, tool0;
ArcLStart wdata, pWeld1, v500, fine, tool0;
ArcLEnd pWeld2, v500, fine, tool0;
MoveJ pStart, v1000, fine, tool0;
ENDPROC
ENDMODULE
☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★