ABB機器集成選配軟件 World Zones世界域
一、簡介
World Zones的作用是在機器人位于用戶專門定義的區(qū)域內(nèi)時，停止該機器人或設置一個輸出信號。
有如下特性：
1、當TCP或者關節(jié)值 進入某個區(qū)間或離開某個區(qū)間的時候，Set一個輸入輸出信號；
2、當機器人到達某個區(qū)間的邊界時，停止機器人；
3、可以定義 長方體、圓柱體、球體以及關節(jié)值區(qū)域；
4、可以通過啟動自動激活，也可以使用程序進行激活與禁用；
5、手動、自動都有效；
6、如果是多ABB機器人系統(tǒng)，每個機器人都有自己獨立的World Zone。
二、典型應用
1、當兩臺機器人的工作區(qū)域部分重疊時。可通過World Zones監(jiān)控來安全地消除這兩臺機器人相撞的可能性；
2、當該機器人的工作區(qū)域內(nèi)有某種永久性障礙或某些臨時外部設備時�？蓜�(chuàng)建一個禁區(qū)來防止機器人與此類設備相撞；
3、指明相關機器人正處在一個“允許用可編程邏輯控制器（PLC）來開始執(zhí)行程序”的位置；
4、出于安全考慮，不可使用此功能進行人員安全的保護。
三、數(shù)據(jù)類型
數(shù)據(jù)類型
描述
wztemporary
wztemporary的作用是識別臨時全局區(qū)域，并可用在RAPID程序中的任何位置。
可通過RAPID指令來禁用、重新啟用或擦除臨時全局區(qū)域。當載入一段新程序時，或當從MAIN例程的起點處開始執(zhí)行程序時，系統(tǒng)便會自動擦除臨時全局區(qū)域。
wzstationary
wzstationary的作用是識別固定全局區(qū)域，并僅能用在與事件“通電”相關聯(lián)的一則事件例程中。定義事件例程方面的信息請參見操作員手冊 - 帶 FlexPendant 的 IRC5。
固定全局區(qū)域會始終處于激活狀態(tài)，而重啟（先關閉電源然后再打開電源，或更改系統(tǒng)參數(shù)）則會再次激活此類區(qū)域。無法通過RAPID指令來禁用、啟用或擦除固定全局區(qū)域。
如果涉及到安全問題，則應使用固定全局區(qū)域。
shapedata
shapedata的作用是描述一個全局區(qū)域的幾何形狀。
可將全局區(qū)域定義為4種不同的幾何形狀：
•一個方盒，所有側面都與全局坐標系平行
•一個圓柱體，與全局坐標系的z軸平行
•一個球體
•針對機器人軸和／或外軸的一個關節(jié)角區(qū)
VAR shapedata volume;
四、指令
1、WZBoxDef - 定義一個箱形全局區(qū)域
WZBoxDef（World Zone Box Definition）用于定義擁有直線箱形狀，且各側均與世
界坐標系各軸平行的全局區(qū)域。
如：
VAR shapedata volume;
CONST pos corner1:=[200,100,100];
CONST pos corner2:=[600,400,400];
...
WZBoxDef \Inside, volume, corner1, corner2;
定義坐標與世界坐標系各軸平行，且由對角corner1和corner2所定義的直線箱。
用機器人定義，需要使用WobJ0.
變元 WZBoxDef [\Inside] | [\Outside] Shape LowPoint HighPoint
2、WZCylDef (全局區(qū)域圓柱體定義)為，用于定義外形為圓柱形，且圓柱軸與世界坐標
系z軸平行的全局區(qū)域。
VAR shapedata volume;
CONST pos C2:=[300,200,200];
CONST num R2:=100;
CONST num H2:=200;
...
WZCylDef \Inside, volume, C2, R2, H2;
定義底圓中心C2、半徑R2且高度H2的圓柱體。
變元 WZCylDef [\Inside] | [\Outside] Shape CentrePoint Radius Height
3、WZSphDef - 定義球形全局區(qū)域
VAR shapedata volume;
CONST pos C1:=[300,300,200];
CONST num R1:=200;
...
WZSphDef \Inside, volume, C1, R1;
根據(jù)其中心C1及其半徑R1，定義命名為volume的球體。
變元 WZSphDef [\Inside] | [\Outside] Shape CentrePoint Radius
4、WZHomeJointDef - 定義內(nèi)部接頭的全局區(qū)域
WZHomeJointDef（World Zone Home Joint Definition）用于定義接頭坐標系中的
全局區(qū)域，以便將機械臂和外軸作為HOME或SERVICE位置。
VAR wzstationary home;
...
PROC power_on()
VAR shapedata joint_space;
CONST jointtarget home_pos := [ [ 0, 0, 0, 0, 0, -45], [ 0, 9E9,9E9, 9E9, 9E9, 9E9] ];
CONST jointtarget delta_pos := [ [ 2, 2, 2, 2, 2, 2], [ 5, 9E9,9E9, 9E9, 9E9, 9E9] ];
...
WZHomeJointDef \Inside, joint_space, home_pos, delta_pos;
WZDOSet \Stat, home \Inside, joint_space, do_home, 1;
ENDPROC
變元 WZHomeJointDef [\Inside] | [\Outside] Shape MiddleJointVal DeltaJointVal
有關某些軸的值9E9意味著不應該監(jiān)控該軸。編程期間，
無效外軸亦得出9E9。
5、WZLimJointDef - 定義有關接頭內(nèi)限制的全局區(qū)域
WZLimJointDef（World Zone Limit Joint Definition）用于定義接頭坐標系中的全
局區(qū)域，以便將機械臂和外軸用于工作區(qū)域的限制。
VAR wzstationary work_limit;
PROC power_on()
VAR shapedata joint_space;
CONST jointtarget low_pos:= [ [ -90, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9],[ -1000, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9]];
CONST jointtarget high_pos := [ [ 90, 9E9, 9E9, 9E9,9E9, 9E9],[ 9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9, 9E9] ];
...
WZLimJointDef \Outside, joint_space, low_pos, high_pos;
WZLimSup \Stat, work_limit, joint_space;
ENDPROC
程序執(zhí)行和點動期間，固定式全局區(qū)域work_limit的定義和啟用，將機械臂軸1的工
作區(qū)域限制在-90到+90度，并將外軸extax.eax_a限制在-1000 mm。
變元 WZLimJointDef [\Inside] | [\Outside] Shape LowJointVal HighJointVal
五、啟用及停用
1、WZEnable - 啟用臨時全局區(qū)域監(jiān)控
WZEnable（World Zone Enable）用于重新啟用對臨時全局區(qū)域的監(jiān)控，其預先定
義，以便停止移動或設置輸出。
VAR wztemporary wzone;
...
PROC ...
WZLimSup \Temp, wzone, volume;
MoveL p_pick, v500, z40, tool1;
WZDisable wzone;
MoveL p_place, v200, z30, tool1;
WZEnable wzone;
MoveL p_home, v200, z30, tool1;
ENDPROC
當向p_pick移動時，檢查機械臂TCP的位置，以便其不會進入指定體積wzone。當轉(zhuǎn)
到p_place時，不實施該監(jiān)控，但是在轉(zhuǎn)到p_home前，重新啟用該監(jiān)控。
2、WZDisable - 停用臨時全局區(qū)域監(jiān)控
WZDisable（World Zone Disable）用于停用對臨時全局區(qū)域的監(jiān)控，其預先定義以
便停止移動或設置輸出。
VAR wztemporary wzone;
...
PROC...
WZLimSup \Temp, wzone, volume;
MoveL p_pick, v500, z40, tool1;
WZDisable wzone;
MoveL p_place, v200, z30, tool1;
ENDPROC
當向p_pick移動時，檢查機械臂TCP的位置，以便其不會進入指定體積wzone。當轉(zhuǎn)
到p_place時，不實施該監(jiān)控。
3、WZFree - 擦除臨時全局區(qū)域監(jiān)控
WZFree（World Zone Free）用于擦除臨時全局區(qū)域的定義，其預先定義，以便停止
移動或設置輸出。
VAR wztemporary wzone;
...
PROC ...
WZLimSup \Temp, wzone, volume;
MoveL p_pick, v500, z40, tool1;
WZDisable wzone;
MoveL p_place, v200, z30, tool1;
WZEnable wzone;
MoveL p_home, v200, z30, tool1;
WZFree wzone;
ENDPROC
當向p_pick移動時，檢查機械臂TCP的位置，以便其不會進入指定體積wzone。當轉(zhuǎn)
到p_place時，不實施該監(jiān)控，但是在轉(zhuǎn)到p_home前，重新啟用該監(jiān)控。當達到該
位置時，擦除全局區(qū)域定義。
4、WZDOSet - 啟用全局區(qū)域，設置數(shù)字信號輸出
WZDOSet（World Zone Digital Output Set）用于定義行動，并啟用全局區(qū)域，以監(jiān)控機械臂移動。在執(zhí)行該指令后，當機械臂TCP或機械臂/外軸（接頭中的區(qū)域）位于指定全局區(qū)域內(nèi)，或正在接近全局區(qū)域時，將數(shù)字信號輸出信號設置為指定值。
VAR wztemporary service;
PROC zone_output()
VAR shapedata volume;
CONST pos p_service:=[500,500,700];
...
WZSphDef \Inside, volume, p_service, 50;
WZDOSet \Temp, service \Inside, volume, do_service, 1;
ENDPROC
機械臂TCP在程序執(zhí)行期間位于指定球體內(nèi)時，或出現(xiàn)點動時，有關在設置信號
do_service的應用程序中的臨時全局區(qū)域service的定義。
變元 WZDOSet [\Temp] | [\Stat] WorldZone [\Inside] | [\Before] Shape Signal SetValue
啟用規(guī)定的全局區(qū)域。從此刻起，監(jiān)控機械臂TCP位置（或機械臂/外接頭位置），且
當機械臂TCP位置（或機械臂/外接頭位置）位于體積（\Inside）內(nèi)或接近體積
（\Before）邊界時，將設置輸出。
如果使用WZHomeJointDef或WZLimJointDef連同WZDOSet，則僅當所有有效軸以
及接頭空間監(jiān)控位于接頭空間前或內(nèi)部時，方才設置數(shù)字信號輸出信號。
5、WZLimSup - 啟用全局區(qū)域限制監(jiān)控
WZLimSup（World Zone Limit Supervision）用于定義行動，并啟用全局區(qū)域，以監(jiān)控機械臂或外軸的工作區(qū)域。
執(zhí)行該指令后，在程序執(zhí)行和點動期間，當機械臂TCP達到規(guī)定全局區(qū)域，或當機械
臂/外軸達到接頭中的規(guī)定全局區(qū)域時，移動得以停止。
VAR wzstationary max_workarea;
...
PROC POWER_ON()
VAR shapedata volume;
...
WZBoxDef \Outside, volume, corner1, corner2;
WZLimSup \Stat, max_workarea, volume;
ENDPROC
包含箱外區(qū)域（臨時儲存在volume中）以及行動工作區(qū)域監(jiān)控的固定式全局區(qū)域
max_workarea的定義和啟用。在進入箱外區(qū)域之前，機械臂在出現(xiàn)錯誤消息時停止。
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