机器人控制系统系列：ABB IRB 120_（1）.ABBIRB120机器人概述.docx

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ABBIRB120机器人概述

1.机器人结构和组成部分

1.1机械结构

ABBIRB120机器人是一种小型、灵活的六轴工业机器人，适用于多种精密装配和处理任务。其机械结构设计紧凑，能够适应狭小的工作空间。以下是IRB120机器人的主要机械组成部分：

基座（Base）：机器人的底部支撑结构，通常固定在地面上或工作台上。

腰部（Waist）：机器人基座上的第一个关节，负责水平旋转。

肩部（Shoulder）：第二个关节，负责垂直旋转。

肘部（Elbow）：第三个关节，负责臂部的伸缩。

腕部（Wrist）：包括第四、第五和第六关节，负责手腕的旋转和倾斜。

末端执行器（EndEffector）：安装在机器人腕部上的工具，如夹爪、焊枪等，用于执行具体任务。

1.2电气系统

ABBIRB120机器人的电气系统包括以下几个部分：

控制器（Controller）：机器人的“大脑”，负责接收指令、处理数据和控制各个关节的运动。常用控制器型号为IRC5。

电机（Motors）：驱动机器人各个关节运动的电动机，通常为伺服电机。

传感器（Sensors）：包括编码器、力传感器等，用于检测机器人的位置、速度和力矩。

电源（PowerSupply）：为机器人提供必要的电力。

1.3通信接口

ABBIRB120机器人支持多种通信接口，以便与外部设备和系统进行数据交换：

以太网（Ethernet）：支持标准的TCP/IP协议，用于与上位机或其他网络设备进行通信。

串行通信（SerialCommunication）：通过RS-232或RS-485接口与外部设备进行数据交换。

数字I/O（DigitalI/O）：支持数字输入和输出，用于控制外部设备和接收信号。

模拟I/O（AnalogI/O）：支持模拟输入和输出，用于更精确的控制和信号处理。

2.机器人工作原理

2.1运动控制

ABBIRB120机器人的运动控制主要通过以下步骤实现：

路径规划：控制器根据任务需求，计算出机器人关节运动的路径。

电机驱动：根据路径规划，控制器发送指令给伺服电机，驱动关节运动。

位置反馈：通过编码器等传感器，实时检测机器人的位置和速度，并反馈给控制器。

误差校正：控制器根据位置反馈，不断调整电机的驱动信号，确保机器人按照预定路径运动。

2.2控制算法

控制算法是机器人控制系统的核心，主要包括以下几个方面：

PID控制：比例-积分-微分控制，用于精确控制关节的运动。

轨迹跟踪：确保机器人按照预定的轨迹运动，常见的轨迹跟踪算法有插补算法。

力控制：用于控制机器人在接触物体时的力矩，确保操作的精确和安全。

2.3安全机制

ABBIRB120机器人内置多种安全机制，以确保操作人员和设备的安全：

紧急停止：通过急停按钮或外部信号，立即停止机器人的所有运动。

速度限制：控制器可以设定机器人的最大运动速度，防止意外发生。

力矩限制：通过力传感器，检测并限制机器人在接触物体时的力矩。

安全区域：定义机器人运动的安全区域，防止机器人超出预定范围。

3.机器人控制系统

3.1控制器简介

ABBIRB120机器人通常使用IRC5控制器，该控制器具有强大的计算能力和丰富的功能，能够实现复杂的运动控制和任务管理。

3.2控制器硬件

控制器硬件主要包括：

CPU模块：处理复杂的控制算法和任务调度。

I/O模块：管理数字和模拟输入输出。

电源模块：为控制器和机器人提供稳定的电力。

网络模块：支持以太网通信，实现与外部系统的数据交换。

3.3控制软件

控制软件是实现机器人功能的关键，主要包括以下几个部分：

编程语言：ABB机器人使用RAPID编程语言，用于编写控制程序。

任务管理：控制器可以管理多个任务，实现多任务并行运行。

运动指令：包括移动、旋转、抓取等基本运动指令。

3.3.1RAPID编程语言

RAPID是一种专门用于ABB机器人的编程语言，具有简单易学、功能强大的特点。以下是一个简单的RAPID程序示例：

MODULEMainModule

PROCMain()

!主程序入口

MoveJpHome,v1000,z50,tool0;!移动到起始位置

MoveLpTarget,v500,z50,tool0;!线性移动到目标位置

SetDOdoGripper,1;!打开夹爪

WaitTime2;!等待2秒

SetDOdoGripper,0;!关闭夹爪

MoveLpHome,v500,z50,tool0