本书以 ABB 工业机器人为对象，使用 RobotStudio 编程与仿真
平台，系统地介绍了工业机器人编程方法、仿真及应用技术。本书
内容由浅入深、循序渐进，理论与应用相结合，操作与仿真相结合，
主要包括工业机器人基础、工业机器人操作方法、RobotStudio 软件
使用及在线功能、工业机器人系统安装与 I/O 通信、工业机器人程序
数据与指令、工业机器人示教编程与在线编辑程序、工业机器人轨
迹类和搬运示教编程、工业机器人离线编程与仿真、带外轴的工业
机器人编程与仿真、工业机器人绘图应用编程方法、工业机器人打
磨应用编程方法、工业机器人视觉应用编程方法等。
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本书图文并茂、通俗易懂，注重实际、强调应用，既可作为应用
型本科高校和高职院校机电与自动化相关专业的教材，也可作为工业
机器人技术培训用书，还可供工业机器人编程与应用技术人员参考。
目 录
前言
D 1 章 工业机器人基础 ...................................1
1.1 工业机器人的定义及特点 ...........................1
1.2 工业机器人的发展情况 ...............................2
1.3 工业机器人的分类及典型应用 ...................3
1.3.1 按机械结构特征分类 .............................3
1.3.2 按作业任务分类 .....................................7
1.4 工业机器人系统的组成 ...............................9
1.4.1 机器人本体 ...........................................10
1.4.2 控制器及控制系统 ...............................11
1.4.3 示教器 ...................................................11
1.5 工业机器人的技术参数 .............................12
1.6 工业机器人的坐标系 .................................12
1.7 工业机器人的运动控制 .............................15
1.7.1 工业机器人运动学问题 .......................15
1.7.2 工业机器人奇异位形与奇异点 ...........17
1.7.3 工业机器人位置控制与速度控制 .......18
思考与练习 ..........................................................19
D 2 章 工业机器人基本操作与安全 ..........20
2.1 工业机器人安全注意事项 .........................20
2.1.1 工业机器人应用现场安全管理 ...........20
2.1.2 工业机器人操作安全 ...........................21
2.2 ABB 工业机器人常用型号 ........................21
2.3 工业机器人硬件安装 .................................25
2.4 示教器认知及使用方法 .............................26
2.4.1 示教器组成及手持方法 .......................26
2.4.2 示教器触摸屏界面与操作环境
配置 .......................................................28
2.4.3 系统备份与恢复 ...................................31
2.5 工业机器人手动操纵 .................................32
2.5.1 单轴运动 ...............................................32
2.5.2 线性运动 ...............................................34
2.5.3 重定位运动 ...........................................35
2.6 工业机器人转数计数器更新 ....................37
思考与练习 ..........................................................41
D 3 章 工业机器人编程方法与
编程软件 ...............................................43
3.1 工业机器人编程方法简介 .........................43
3.1.1 示教编程 ...............................................44
3.1.2 离线编程 ...............................................45
3.2 认识 RobotStudio 软件 ...............................46
3.2.1 RobotStudio 与 RobotWare 简介 ..........46
3.2.2 RobotStudio 软件界面 ..........................47
3.3 构建工业机器人仿真工作站 .....................52
3.3.1 工业机器人工作站组件导入与布局 .....52
3.3.2 工业机器人虚拟系统创建与虚拟
示教器 ...................................................56
3.4 RobotStudio 软件建模功能 ........................60
3.4.1 3D 模型创建 .........................................60
3.4.2 创建工具 ...............................................64
3.4.3 创建机械装置 .......................................73
思考与练习 ..........................................................80
D 4 章 工业机器人 I/ O 通信与控制器
管理 ........................................................81
4.1 工业机器人 I/O 通信种类和 I/O 板 ...........81
4.1.1 工业机器人 I/O 通信及常用 I/O 板 .....81
4.1.2 DSQC 652 板.........................................82
4.1.3 DSQC 651 板.........................................85
4.2 DSQC 651 板及 I/O 信号定义 ...................86
4.2.1 定义 DSQC 651 板总线连接................86
4.2.2 定义 I/O 信号 ........................................90
4.2.3 I/O 信号查看、操作与监控 .................95
4.3 示教器可编程按键定义 .............................98
4.4 RobotStudio 在线管理工业机器人
控制器 .......................................................100
4.4.1 RobotStudio 与控制器连接 ................100
4.4.2 RobotStudio 在线控制权限获取
及系统备份 .........................................103
4.4.3 RobotStudio 在线定义 I/O 板与
I/O 信号 ...............................................106
4.4.4 RobotStudio 在线监控功能 ................108
4.5 RobotStudio 安装工业机器人控制器
系统 ...........................................................109
思考与练习 ........................................................117
D 5 章 工业机器人程序结构与数据 ........119
5.1 RAPID 程序结构与语句 ..........................119
5.1.1 RAPID 程序结构 ................................119
5.1.2 创建程序模块和例行程序 .................120
5.1.3 RAPID 语言语句 ................................122
5.2 RAPID 程序数据类型与存储类型 ..........123
5.2.1 RAPID 程序数据类型 ........................123
5.2.2 RAPID 程序数据存储类型 ................124
5.3 RAPID 常用程序数据 ..............................125
5.4 RAPID 语言运算符与表达式 ..................133
5.5 RAPID 程序数据建立 ..............................135
5.5.1 bool 和 num 型数据的建立与查看 ....135
5.5.2 工具数据 tooldata 的建立与检验 ......136
5.5.3 工件坐标数据 wobjdata 的建立与
检验 .....................................................141
5.5.4 有效载荷数据 loaddata 的建立 ..........143
思考与练习 ........................................................144
D 6 章 工业机器人程序指令与功能 ........146
6.1 RAPID 程序指令简介 ..............................146
6.2 工业机器人运动指令 ...............................147
6.3 常用 RAPID 程序指令与功能 .................152
思考与练习 ........................................................163
D 7 章 工业机器人示教编程与在线
编辑程序 .............................................164
7.1 创建涂胶应用程序 ...................................164
7.1.1 程序创建与调试 .................................165
7.1.2 程序运行与保存 .................................169
7.2 创建带参数例行程序和中断程序 ...........170
7.2.1 创建带参数例行程序 .........................170
7.2.2 创建中断程序 .....................................173
7.3 RobotStudio 在线编辑程序 ......................176
思考与练习 ........................................................178
D 8 章 工业机器人轨迹应用离线编程
与仿真 ..................................................179
8.1 示教创建涂胶应用程序 ...........................179
8.1.1 运动轨迹创建 .....................................179
8.1.2 工业机器人仿真运行及录制仿真
视频 .....................................................191
8.2 工业机器人自动路径离线编程 ...............195
8.2.1 创建工业机器人运动路径 .................195
8.2.2 目标点调整与轴参数配置 .................198
思考与练习 ........................................................205
D 9 章 工业机器人搬运应用编程 ............206
9.1 包装箱搬运离线编程与仿真 ...................206
9.1.1 工作站系统创建及信号定义 .........207
9.1.2 搬运应用离线编程与仿真 .................209
9.2 物料搬运应用系统编程与仿真 ...............217
9.2.1 Smart 组件简介 ...................................217
9.2.2 系统逻辑框图及程序 .........................218
9.2.3 动态输送带创建 .................................222
9.2.4 动态夹具创建 .....................................234
9.2.5 系统创建与工作站逻辑设定 .............243
9.2.6 程序输入、调试与系统仿真 .............245
思考与练习 ........................................................250
D 10 章 带外轴工业机器人系统创建
与编程 ..............................................251
10.1 带导轨工业机器人系统创建与编程 .....251
10.1.1 工作站系统创建及信号定义 ...........252
10.1.2 示教编程与系统运行 .......................260
10.2 带变位机工业机器人系统创建
与编程 .....................................................268
4.4 RobotStudio 在线管理工业机器人
控制器 .......................................................100
4.4.1 RobotStudio 与控制器连接 ................100
4.4.2 RobotStudio 在线控制权限获取
及系统备份 .........................................103
4.4.3 RobotStudio 在线定义 I/O 板与
I/O 信号 ...............................................106
4.4.4 RobotStudio 在线监控功能 ................108
4.5 RobotStudio 安装工业机器人控制器
系统 ...........................................................109
思考与练习 ........................................................117
D 5 章 工业机器人程序结构与数据 ........119
5.1 RAPID 程序结构与语句 ..........................119
5.1.1 RAPID 程序结构 ................................119
5.1.2 创建程序模块和例行程序 .................120
5.1.3 RAPID 语言语句 ................................122
5.2 RAPID 程序数据类型与存储类型 ..........123
5.2.1 RAPID 程序数据类型 ........................123
5.2.2 RAPID 程序数据存储类型 ................124
5.3 RAPID 常用程序数据 ..............................125
5.4 RAPID 语言运算符与表达式 ..................133
5.5 RAPID 程序数据建立 ..............................135
5.5.1 bool 和 num 型数据的建立与查看 ....135
5.5.2 工具数据 tooldata 的建立与检验 ......136
5.5.3 工件坐标数据 wobjdata 的建立与
检验 .....................................................141
5.5.4 有效载荷数据 loaddata 的建立 ..........143
思考与练习 ........................................................144
D 6 章 工业机器人程序指令与功能 ........146
6.1 RAPID 程序指令简介 ..............................146
6.2 工业机器人运动指令 ...............................147
6.3 常用 RAPID 程序指令与功能 .................152
思考与练习 ........................................................163
D 7 章 工业机器人示教编程与在线
编辑程序 .............................................164
7.1 创建涂胶应用程序 ...................................164
7.1.1 程序创建与调试 .................................165
7.1.2 程序运行与保存 .................................169
7.2 创建带参数例行程序和中断程序 ...........170
7.2.1 创建带参数例行程序 .........................170
7.2.2 创建中断程序 .....................................173
7.3 RobotStudio 在线编辑程序 ......................176
思考与练习 ........................................................178
D 8 章 工业机器人轨迹应用离线编程
与仿真 ..................................................179
8.1 示教创建涂胶应用程序 ...........................179
8.1.1 运动轨迹创建 .....................................179
8.1.2 工业机器人仿真运行及录制仿真
视频 .....................................................191
8.2 工业机器人自动路径离线编程 ...............195
8.2.1 创建工业机器人运动路径 .................195
8.2.2 目标点调整与轴参数配置 .................198
思考与练习 ........................................................205
D 9 章 工业机器人搬运应用编程 ............206
9.1 包装箱搬运离线编程与仿真 ...................206
9.1.1 工作站系统创建及信号定义 .........207
9.1.2 搬运应用离线编程与仿真 .................209
9.2 物料搬运应用系统编程与仿真 ...............217
9.2.1 Smart 组件简介 ...................................217
9.2.2 系统逻辑框图及程序 .........................218
9.2.3 动态输送带创建 .................................222
9.2.4 动态夹具创建 .....................................234
9.2.5 系统创建与工作站逻辑设定 .............243
9.2.6 程序输入、调试与系统仿真 .............245
思考与练习 ........................................................250
D 10 章 带外轴工业机器人系统创建
与编程 ..............................................251
10.1 带导轨工业机器人系统创建与编程 .....251
10.1.1 工作站系统创建及信号定义 ...........252
10.1.2 示教编程与系统运行 .......................260
10.2 带变位机工业机器人系统创建
与编程 .....................................................268
