描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121408403
本书以ABB工业机器人为例，从工业机器人与视觉应用，工业机器人与上位机联合开发（c#），工业机器人与工厂级平台联合开发（WebService）等方面，将工业机器人的二次开发方法与过程深入浅出地呈现给读者，也满足工厂对于工业机器人更好接入工厂智能系统的需求。其中主要内容有机器人与PLC数据传输，包括机器人与PLC传输浮点数，机器人实时发送位置、扭矩、速度、错误号等信息，以及Modbus/TCP通信；基于Socket通信的视觉引导抓取，包括相机先拍机器人后抓和机器人先抓相机后拍不同模式。*后以康耐视In-Sight为例进行实例讲解；基于PC SDK的二次开发，包括上位机对于机器人数据和I/O信号的读写与订阅，对于机器人的启动、停止、备份和重启等控制，上位机与机器人系统文件的传输与加载等。还举例讲解了ABB工业机器人*支持的OPC UA等功能；基于RobotStudio SDK的二次开发，包括利用SDK在C#开发Smart组件，以及在RobotStudio中添加自定义功能等；基于Robot Web Services技术的二次开发，利用ABB工业机器人的Web Service接口对机器人数据进行读写，以及手动模式下的远程Jog机器人；Externally Guide Motion。外部传感器可以*快以250Hz的频率（每4ms）获取机器人的位置数据及实时控制机器人的运动。
目 录
第1章 机器人与PLC传输数据 1
1.1 通过总线发送实数 6
1.2 机器人控制器变身交换机 11
1.3 实时发送机器人的位置 16
1.4 实时发送机器人速度 21
1.4.1 速度输出 21
1.4.2 在RobotStudio中监控速度 22
1.5 PLC读取机器人的各轴扭矩 25
1.6 发送机器人错误号 26
1.7 ModBus/TCP 31
1.7.1 读取数据 32
1.7.2 写入数据 34
第2章 基于Socket通信的视觉引导抓取 37
2.1 Socket通信 37
2.1.1 Socket通信简介 37
2.1.2 网络设置 37
2.2 创建TCP/IP通信 40
2.2.1 创建Client端的实例 41
2.2.2 创建Server端的实例 43
2.3 传输400个Float型数据 44
2.3.1 接收400个Float型数据 44
2.3.2 发送400个num型数据 46
2.4 字符串的解析 47
2.5 四元数与欧拉角 49
2.5.1 空间位姿的表示 50
2.5.2 四元数与欧拉角的转换 52
2.6 先拍照后抓取 55
2.6.1 修正单个点位位置 55
2.6.2 修正工件坐标系 62
2.7 先抓取后拍照 67
2.8 飞拍 70
2.9 康耐视视觉产品介绍 73
2.10 In-Sight软件介绍与安装 73
2.11 相机的校准与配置 76
2.12 机器人与康耐视通信 82
2.13 UDP通信 85
第3章 基于PC SDK的二次开发 88
3.1 PC SDK简介 88
3.2 机器人权限问题 90
3.3 连接机器人控制器 91
3.4 读写数据 94
3.4.1 读取RAPID数据 94
3.4.2 写入RAPID数据 98
3.5 读写数组 101
3.5.1 读取数组 101
3.5.2 写入数组 102
3.6 读写I/O 104
3.6.1 读取I/O 104
3.6.2 写入I/O 106
3.7 获取机器人当前位置 108
3.8 调节机器人运行速度 111
3.8.1 获取与设置机器人运行速度的百分比 111
3.8.2 获取与设置机器人运行速度的值 112
3.9 启动与停止 116
3.9.1 上电与下电 116
3.9.2 指针复位 119
3.9.3 启动与停止 120
3.9.4 设置程序指针 121
3.10 订阅 123
3.10.1 机器人控制器状态 123
3.10.2 I/O 126
3.10.3 数据 128
3.10.4 UImessage 128
3.11 显示任务内所有数据 132
3.12 事件日志 134
3.13 传输文件与加载 137
3.13.1 从机器人控制器传输文件到PC 138
3.13.2 从PC传输文件到机器人控制器 138
3.13.3 程序模块的加载 139
3.13.4 程序模块的保存 140
3.13.5 完整程序的加载 140
3.14 备份与重启 141
3.15 获取机器人选项信息 143
3.16 获取机器人运行信息 143
3.17 OPC DA Server的配置 145
3.17.1 IRC5 OPC DA Server配置 145
3.17.2 IRC5 OPC UA Server配置 149
第4章 基于RobotStudio SDK的二次开发 157
4.1 RobotStudio SDK简介 157
4.1.1 RobotStudio SDK概述 157
4.1.2 RobotStudio SDK安装 157
4.2 个RobotStudio Add-In 159
4.2.1 Logger输出“Hello World” 159
4.2.2 创建Button输出Logger信息 163
4.3 我的机器人查看器Add-In 165
4.3.1 创建新视图函数 166
4.3.2 获取机械装置函数 172
4.4 自定义Smart组件 173
4.4.1 信号与Logger输出 173
4.4.2 修改Properties制作一个加法器 177
第5章 基于Robot Web Services的二次开发 181
5.1 Robot Web Services简介 181
5.2 读取机器人系统的信息 185
5.2.1 API接口查找 185
5.2.2 URL读取 185
5.2.3 网页交互式读取 187
5.2.4 基于C#的客户端读取 191
5.3 读取机器人关节数据 195
5.3.1 API接口查找 195
5.3.2 网页交互式读取 196
5.4 读取机器人状态信息 198
5.4.1 API接口查找 198
5.4.2 网页交互式读取 200
5.5 设置机器人输出信号 201
5.5.1 API接口查找 201
5.5.2 通过网页的按钮设置 202
5.6 控制机器人电机开启或关闭 204
5.6.1 API接口查找 204
5.6.2 通过网页的按钮控制 205
5.7 实现对机器人的Jog控制 206
5.7.1 API接口查找 206
5.7.2 在WinForm窗体软件中实现控制 209
第6章 Externally Guided Motion 216
6.1 EGM简介 216
6.2 EGM相关指令介绍 217
6.2.1 EGM的状态 217
6.2.2 位置流实时输出 218
6.2.3 Position Guidance实时闭环控制 219
6.2.4 基于已有轨迹的矫正 223
6.3 基于EGM Stream的实时数据流输出 223
6.3.1 创建机器人RAPID代码 223
6.3.2 创建C#可用的ProtoBuffer文件 225
6.3.3 机器人对C#端的实时数据输出 229
6.4 C#端WinForm实时移动机器人（4毫秒周期） 232
6.4.1 创建机器人RAPID代码 232
6.4.2 创建WinForm程序 233
6.4.3 完整上位机实时移动测试 235
6.5 基于LeapMotion的手势操控机器人运动 237
6.5.1 LeapMotion简介 237
6.5.2 LeapMotion数据的读取 238
6.5.3 基于LeapMotion的上位机程序 241
序
一直以来，我国都是全球的工业机器人需求和应用市场。目前，工业机器人深受国内外机器人品牌商的重视，其影响力相当大。多年来，我国工业机器人不管是销量还是市场规模，都始终保持着两位数的增长幅度。在经历过 2018 年的转折、2019 年的低迷和 2020年的疫情等之后，智能制造和工业自动化开启了新篇章。无疑，工业机器人技术和应用是其中的关键。工业机器人将需要更多地和外部部件、系统进行协作与交互以完成作业，这就对自动化行业的工程师提出了更高的要求，需要他们精通多个不同领域，如 PLC、上位机和视觉系统，甚至运动控制算法。逐渐地，大数据和人工智能也将融入其中。几位作者与我共事，长期工作在机器人自动化领域的前沿，参与了众多高难度的客户项目和研发项目，深刻理解在高性能优质机器人与成功的高质量自动化应用之间有很多值得深入探究的课题；为了让更多的工程师能一起共同提高我国工业机器人的行业应用水平，几位作者一直致力于传道授业解惑，为 ABB 工业机器人的普及和推广做出了卓越的贡献。相信读者能够从本书中找到沉甸甸的干货，衷心希望所有自动化从业者能共同致力于提升我国装备水平。
ABB电子事业部中国区负责人
孙 伟
前 言
随着工业4.0概念的日益深入人心，工业机器人的使用以前所未有的速度在推广。人们对于工业机器人的认识，也从原来的新奇事物逐渐变为实际生产环节中不可或缺的一环。工业机器人的应用也从早的纯“在线示教与复现” 的机器人1.0时代向机器人2.0和机器人3.0时代跨越。
智能传感器的加入，让机器人拥有自己的“眼睛”、“耳朵”和“鼻子”等。工业机器人能根据外界设备的输入，实时调整其自身的运行，实现智能化生产。甚至可以完全不需要先期的“在线示教”，而完全通过外界的离线轨迹或者外部上位机的实时规划来完成机器人的运动。
随着视觉应用的普及，机器人在工作时，需要越来越多地配合不同的视觉产品进行应用。对于机器人与智能相机的联合开发与应用需求与日俱增。
同时，机器人作为自动化生产线的一个执行机构，需要更好地融入整个智能制造现场，融入智能工厂。对于基于机器人的二次开发，尤其是上位机［B/S（浏览器/服务器）和C/S（客户端/服务器）］方面的开发，也成为更好提升整个自动化智能工厂的急切诉求。
针对市场缺乏工业机器人二次开发与应用类书籍，本书基于编著者多年工业机器人项目应用和培训的经验，以ABB工业机器人为例，从机器人与视觉应用，机器人与上位机联合开发（C#），机器人与工厂级平台联合开发（WebService）等方面，将机器人的二次开发方法与过程深入浅出地呈现给读者，同时也希望能满足工厂对于机器人更好接入工厂智能系统的需求。
本书主要内容有：
（1）机器人与PLC数据传输，包括机器人与PLC传输浮点数，机器人实时发送位置、转矩、速度、错误号等信息，以及Modbus/TCP通信。
（2）基于Socket通信的视觉引导抓取，包括相机先拍照机器人后抓取和机器人先抓取相机后拍照不同模式，并以康耐视In-Sight为例进行实例讲解。
（3）基于PC SDK的二次开发，包括上位机对机器人数据和I/O信号的读写与订阅，对机器人的启动、停止、备份和重启等的控制，上位机与机器人系统文件的传输与加载等；还举例讲解ABB工业机器人支持的OPC UA等功能。
（4）基于RobotStudio SDK的二次开发，包括利用SDK在C#语言环境下开发Smart组件，以及在RobotStudio中添加自定义功能等。
（5）基于Robot Web Services技术的二次开发，利用ABB工业机器人的Web Service接口对机器人数据进行读写，以及手动模式下的远程Jog机器人。
（6）Externally Guide Motion。外部传感器可以快以250Hz的频率（每4ms）获取机器人的位置数据及实时控制机器人的运动。
全书由陈瞭、肖步崧、肖辉编著。特别感谢上海ABB工程有限公司电子事业部孙伟经理、工程部鞠正经理、全球电子事业部解决方案中心经理舒飏对本书编写过程中的大力支持。叶麒龙、倪晓云、陈浩庭、沈良等为本书的撰写提供了许多宝贵意见，在此表示感谢。尽管编著者主观上想努力使读者满意，但在书中肯定还会有不尽人意之处，欢迎读者提出宝贵的意见和建议。
谨以此书献给编著者的孩子们，祝他们健康快乐，茁壮成长。
编著者
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