发那科机器人培训入门

上海发那科机器人有限公司　

２０１２．０５．２８

目录

认识FANUC机器人 4 1.概论----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 1）机器人的构成------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2）机器人的用途------------------------------------------------------------------------------------------- 4

3）FANUC机器人的型号-------------------------------------------------------------------------------- 4

4）机器人主要参数---------------------------------------------------------------------------------------- 5 5）FANUC机器人的安装环境--------------------------------------------------------------------------- 5

6）FANUC机器人的编程方式--------------------------------------------------------------------------- 5 7）FANUC机器人的特色功能--------------------------------------------------------------------------- 5 2.FANUC机器人的构成--------------------------------------------------------------------------------- 5 1）FANUC机器人软件系统------------------------------------------------------------------------------- 5

2）FANUC机器人硬件系统------------------------------------------------------------------------------- 5 3.控制器------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 1）认识TP--------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 （1）TP的作用--------------------------------------------------------------------------------------------- 5 （2）认识TP上的键----------------------------------------------------------------------------------------7 （3）TP上的开关-------------------------------------------------------------------------------------------8 （4）TP上的指示灯----------------------------------------------------------------------------------------8 （5）TP上的显示屏----------------------------------------------------------------------------------------8 （6）屏幕菜单和功能菜单---------------------------------------------------------------------------------9 2）操作者面板----------------------------------------------------------------------------------------------- 11

3）远端控制器----------------------------------------------------------------------------------------------- 11 4）显示器和键盘-------------------------------------------------------------------------------------------- 12

5）通讯-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12

6）输入/输出 I/O-------------------------------------------------------------------------------------------- 12 7）外部I/O---------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 8）机器人的运动-------------------------------------------------------------------------------------------- 12 9）急停设备-------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 10）附加轴--------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 安全13

1.注意事项----------------------------------------------------------------------------------------------------13

2.以下场合不可使用机器人----------------------------------------------------------------------------13

3.安全操作规程---------------------------------------------------------------------------------------------13 编程14 1.有效编程的技巧-----------------------------------------------------------------------------------------14 1）运动指令-------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 2）设置HOME点------------------------------------------------------------------------------------------- 14 2.通电和关电------------------------------------------------------------------------------------------------15 1）通电-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 2）关电-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 3.手动示教机器人-----------------------------------------------------------------------------------------15 1）示教模式-------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 2）设置示教速度-------------------------------------------------------------------------------------------- 16 3）示教-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16

1）选择程序-------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 2）选择程序编辑画面-------------------------------------------------------------------------------------- 16 3）创建一个新程序----------------------------------------------------------------------------------------- 17 5.示教运动状态---------------------------------------------------------------------------------------------17 1）运动指令-------------------------------------------------------------------------------------------------- 17

6.修正点-------------------------------------------------------------------------------------------------------19

7.编辑命令（EDCMD）------------------------------------------------------------------------------------20

8.程序操作----------------------------------------------------------------------------------------------------22 1）查看和修改程序信息----------------------------------------------------------------------------------- 22 2）删除程序文件-------------------------------------------------------------------------------------------- 23 3）复制程序文件-------------------------------------------------------------------------------------------- 23 执行程序24 1.程序中断和恢复-----------------------------------------------------------------------------------------24 1）急停中断和恢复----------------------------------------------------------------------------------------- 24 2）暂停中断和恢复----------------------------------------------------------------------------------------- 24 3）报警引起的中断----------------------------------------------------------------------------------------- 24

2.手动执行程序---------------------------------------------------------------------------------------------25

3.手动I/O控制----------------------------------------------------------------------------------------------26 1）强制输出-------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 2）仿真输入/输出------------------------------------------------------------------------------------------- 26

4. Wait语句--------------------------------------------------------------------------------------------------27

5.自动运行----------------------------------------------------------------------------------------------------27

程序结构28

1.运动指令----------------------------------------------------------------------------------------------------28

2.焊接指令----------------------------------------------------------------------------------------------------28 1）焊接开始指令-------------------------------------------------------------------------------------------- 28 2）焊接结束指令-------------------------------------------------------------------------------------------- 28 3）摆焊开始指令-------------------------------------------------------------------------------------------- 29 4）摆焊结束指令-------------------------------------------------------------------------------------------- 29

3.寄存器指令------------------------------------------------------------------------------------------------29 1）寄存器指令----------------------------------------------------------------------------------------------- 29 2）位置寄存器指令----------------------------------------------------------------------------------------- 29

4.I/O指令------------------------------------------------------------------------------------------------------30 1）数字I/O指令30

5.分支指令----------------------------------------------------------------------------------------------------30 1）Label指令------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 2）未定义条件的分支指令-------------------------------------------------------------------------------- 30 3）定义条件的分支指令----------------------------------------------------------------------------------- 30 4）条件选择分支指令-------------------------------------------------------------------------------------- 31

6.等待指令----------------------------------------------------------------------------------------------------31 1）时间的等待指令----------------------------------------------------------------------------------------- 31 2）条件等待指令-------------------------------------------------------------------------------------------- 31

7.偏置条件指令---------------------------------------------------------------------------------------------32

8.程序控制指令---------------------------------------------------------------------------------------------32

1）用户报警指令-------------------------------------------------------------------------------------------- 32 2）时钟指令-------------------------------------------------------------------------------------------------- 32 3）运行速度指令-------------------------------------------------------------------------------------------- 32 4）注释指令-------------------------------------------------------------------------------------------------- 32 5）消息指令-------------------------------------------------------------------------------------------------- 32 FRAMES的设置33

1.坐标系的分类---------------------------------------------------------------------------------------------33

2.设置工具坐标系-----------------------------------------------------------------------------------------33

3.设置用户坐标系-----------------------------------------------------------------------------------------34

4.设置点动坐标系-----------------------------------------------------------------------------------------34

宏MACRO 35

1.概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------------35

2.设置宏指令------------------------------------------------------------------------------------------------35

3.执行宏指令------------------------------------------------------------------------------------------------37 1）在TP的MANUAL FCTN画面中执行-------------------------------------------------------------- 37 2）使用TP的用户键执行--------------------------------------------------------------------------------- 37 文件的输入/输出38 1.文件的输入/输出设备----------------------------------------------------------------------------------38 1）选择文件输入/输出设备-----------------------------------------------------------------------------38 2）文件----------------------------------------------------------------------------------------------------------39 2.备份文件和加载文件----------------------------------------------------------------------------------40 1）备份文件---------------------------------------------------------------------------------------------------40 2）加载文件---------------------------------------------------------------------------------------------------41

M astering 42

1.为什么要Mastering（原点复归）-------------------------------------------------------------------42

2. Mastering的方式---------------------------------------------------------------------------------------42

3. 0度位置Mastering------------------------------------------------------------------------------------42

4.单轴Mastering-------------------------------------------------------------------------------------------43

基本保养45

1. 概述---------------------------------------------------------------------------------------------------------45

2. 更换电池--------------------------------------------------------------------------------------------------45

1) 更换控制器主板上的电池--------------------------------------------------------------------------- 45

2) 更换机器人本体上的电池--------------------------------------------------------------------------- 45

3. 更换润滑油-----------------------------------------------------------------------------------------------46

1) 换减速器和齿轮盒润滑油--------------------------------------------------------------------------- 46

2) 更换平衡块轴承润滑油------------------------------------------------------------------------------ 46

认识FANUC机器人　

一.概论

1.机器人的构成

是由伺服电机驱动的机械机构组成的,各环节每一个结合处是一个关节点或坐标系(见图1)

图1

2.机器人的用途

Arc welding(弧焊),Spot welding(点焊),Handing(搬运),Sealing(涂胶),Painting(喷漆),去毛刺,切割,激光焊接.测量等.

3.FANUC机器人的型号

主要型号:

型号轴数手部负重(kg)

LR Mate 100iB/200iB 5/6 5/5

ARC Mate 100iB/M-6iB 6 6/6

ARC Mate 120IB/M-16iB 6 16/20

R-2000IA/M-710IAW 6 200/70

S-900IB/M-410IA 6/4 400

4.机器人的主要参数

1)手部负重

2)运动轴数

3)2,3轴负重

4)运动范围

5)安装方式

6)重复定位精度

7)最大运动速度

5.FANUC机器人的安装环境

1)环境温度:0-45摄氏度

2)环境湿度:普通:75%RH

短时间:85%（一个月之内）

3)振动:=0.5G(4.9M/s2)

6.FANUC机器人的编程方式

1)在线编程

2)离线编程

7. FANUC机器人的特色功能

1)High sensitive collision detector 高性能碰撞检测机能,机器人无须外加传感器,

各种场合均适用

2)Soft float 软浮动功能用于机床工件的安装和取出,有弹性的机械手.

3)Remote TCP

二.FANUC机器人的构成

1. FANUC机器人软件系统

Handling Tool用于搬运

Arc Tool用于弧焊

Spot Tool用于点焊

Sealing Tool 用于布胶

Paint Tool 用于油漆

Laser Tool用于激光焊接和切割

2. FANUC机器人硬件系统

1)基本参数:

马达交流伺服马达

CPU 32位高速

输入电源R-J3IB 380伏/3相:R-J3IB Mate 200伏/3相

I/O设备Process I/O, Module A,B 等

2)单机形式:(见图1)

一体化　

（标准）　

分离型　

（天吊，壁挂等情况）　

分离型Ｂ尺寸（大型）柜　

（３轴以上的附加轴控制。ＰＬＣ内藏等情况）　操作台　

示教操作盘　

３）机器人系统构成（见图２）　

图2

４）机器人控制器硬件（见图３）　

三.控制器

一. 认识TP(Teach Pendant)　

１．ＴＰ的作用

１）点动机器人　

２）编写机器人程序　

３）试运行程序　

４）生产运行　

５）查阅机器人的状态（Ｉ／Ｏ设置，位置，焊接电流）　

２．认识ＴＰ上的键（见下图）　

Status Inicators（状态指示灯）：指示系统状态。

ON/OFF Switch（开关）：与DEADMAN开关一起启动或禁止机器人运动。PREV：显示上一屏幕。

SHIFT key（键）：与其它键一起执行特定功能。

MENUS key（键）：使用该键显示屏幕菜单。

Cursor keys（光标键）：使用这些键移动光标。

STEP key（键）：使用这个键在单步执行和循环执行之间切换。

RESET key（键）：使用这个键清除告警。

BACK SPACE key（键）：：使用这个键清楚光标之前的字符或者数字。ITEM key（键）：使用这个键选择它所代表的项。

ENTER key（键）：使用该键输入数值或从菜单选择某个项。

POSN key（键）：使用该键显示位置数据。

ALARMS key（键）：使用该键显示告警屏幕。

QUEUE key（键）：使用该键显示任务队列屏幕。

APPL INST key（键）：使用该键显示测试循环屏幕。

SATUS key（键）：使用该键显示状态屏幕。

MOVE MENU key（键）：使用该键来显示运动菜单屏幕。

MAN FCTNS key（键）：使用该键来显示手动功能屏幕。

Jog Speed keys（键）：使用这些键来调节机器人的手动操作速度。COORD key（坐标系键）：使用该键来选择手动操作坐标系。

Jog keys（键）：使用这些键来手动手动操作机器人。

BWD key（键）：使用该键从后向前地运行程序。

FWD key（键）：使用该键从前至后地运行程序。

HOLD key（键）：使用该键停止机器人。

Program keys（程序键）：使用这些键选择菜单项。

FCTN key （键）：使用该键显示附加菜单。 Emergency Stop Button （紧急停止按钮）：使用该键停止正在运行的程序，关闭机器人伺服系统的驱动电源，并对机器人实施制动。　

３．ＴＰ上的开关（见图４）

（表１）　ＴＰ开关　

此开关控制ＴＰ有效／无效，当ＴＰ无效时，示教、编程、手动运行不能被使用。　

ＤＥＡＤＭＡＮ　开关　当ＴＰ有效时，只有ＤＥＡＤＭＡＮ　开关被按下，机器人才能运动，一旦松开，

机器人立即停止运动。　

急停按钮　此按钮被按下，机器人立即停止运动。

４．ＴＰ上的指示灯　（表２）　ＬＥＤ指示灯　功能　ＦＡＵＬＴ　显示一个报警出现。　ＨＯＬＤ　显示暂停键被按下。　ＳＴＥＰ　显示机器人在单步操作模式下。　ＢＵＳＹ　显示机器人正在工作，或者程序被执行，或者打印机和软盘驱动器正

在被操作。　

ＲＵＮＮＩＮＧ　显示程序正在被执行。　ＷＥＬＤ　ＥＮＢＬ　显示弧焊被允许。　ＡＲＣ　ＥＳＴＡＢ　显示弧焊正在进行中。　ＤＲＹ　ＲＵＮ　显示在测试操作模式下，使用干运行。　ＪＯＩＮＴ　显示示教坐标系是关节坐标系。　ＸＹＺ　显示示教坐标系是通用坐标系或用户坐标系。　ＴＯＯＬ　显示示教坐标系是工具坐标系，　

５．ＴＰ的显示屏（见图５） １）液晶屏（１６＊４０行）　

２）显示各种ＴＯＯＬ的菜单（有所不同） ３）Ｑｕｉｃｋ／Ｆｕｌｌ菜单（通过ＦＣＴＮ键选择）　

图4

６．屏幕菜单和功能菜单　

１）屏幕菜单（见图６，表３）　

表３　项目 功能 UTILITIES 显示提示　TEST CYCLE

为测试操作指定数据　MANUAL FCTNS 执行宏指令　ALARM 显示报警历史和详细信息　I/O 显示和手动设置输出，仿真输入／输出，分配信号　SETUP 设置系统　

图5 图6

FILE 读取或存储文件　

USER 显示用户信息　

SELECT 列出和创建程序　

EDIT 编辑和执行程序　

DATA 显示寄存器、位置寄存器和堆码寄存器的植　

STATUS 显示系统和弧焊状态　

POSITION 显示机器人当前的位置　

SYSTEM 设置系统变量，Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ　

２）功能菜单（见图７，表４）　

表４

1 ABORT 1QUICK/FULL MENUS

2 Disable FWD/BWD 2 SAVE

3 CHANGE GROUP 3 PRINT SCREEN

4 TOG SUB GROUP 4 PRINT

5 TOG WRIST JOG 5

6 6

7 RELEASE WAIT 7

8 8

9 9

0 ---NEXT--- 0 ---NEXT---

Page 1 Page 2

项目

功能　

ABORT 强制中断正在执行或暂停的程序　

Disable FWD/BWD 使用ＴＰ执行程序时，选择ＦＷＤ／ＢＷＤ是否有效　CHANGE GROUP 改变组（只有多组被设置时才会显示）　TOG SUB GROUP 在机器人标准轴和附加轴之间选择示教对象　TOG WRIST JOG

RELEASE WAIT 跳过正在执行的等待语句。当等待语句被释

放，执行中的程序立即被暂停在下一个等待

语句处　

QUICK/FULL MENUS 在快速菜单和完整菜单之间选择　

SAVE 保存当前屏幕中相关的数据到软盘中　PRINT SCREEN 打印当前屏幕的数据　

PRINT 打印当前屏幕的数据　

图7

３）快速菜单（见图８）

注意：使用选择键可以显示选择程序的画面，但除了可以选择程序以外，其他功

能都不能被使用。　

注意：使用编辑键可以显示编辑程序的画面，但除了改变点的位置和速度值，其

他功能都不能使用。　

二．操作者面板（见图

９）　

三．远端控制器　

远端控制器是和机器人控制器相连的外围设备，用来设置系统，包括以下形式：　１）用户控制面板　

２）可编程控制器（PLC ）

３）主控计算机（Host Computer ）　

１ ALARM

２ UTILITIES

３ TEST CYCLE

４ DATA

５ MANAL FCTNS

６ I/O

７ STATUS

８ POSITION

９

０

图8

图9

四.显示器和键盘

外接的.显示器和键盘通过RS-232C与控制器相连，可以执行几乎所有的TP功能。和机器人操作相关的功能只能通脱TP实现。

五.通讯

1）一个标准的RS-232C接口（外部），两个可选的RS-232C接口（内部）

2）一个标准的RJ45网络接口

六.输入/输出I/O

输入/输出信号包括以下：

1）外部输入/输出UI/UO

２）操作者面板输入/输出SI/SO　

３）机器人输入/输出RI/RO　

４）数字输入/输出DI/DO（512/512）　

５）组输入/输出GI/GO（0 to 32767 最多16位）　

６）模拟输入/输出AI/AO（0 to 16383 15位数字植）　

输入/输出设备有以下3种类型：

1）Model A

２）M odel B　

３）P rocess I/O PC板　

其中Process I/O板可使用的信号线数最多，最多是512个。

七.外部I/O

外部信号是发送和接受来自远端控制器或周边设备的信号，可以执行以下功能：|选择程序

|开始和停止程序

|从报警状态中恢复系统

|其他

八.机器人的运动

R-J3/R-J3iB控制器最多能控制16根轴，最多可控制3个组，每个组最多可以控制9根轴。每个组的操作是相互独立的。

机器人根据TP示教或程序中的运动指令进行移动。

TP示教时，机器人的运动基于当前坐标系和示教速度。

执行程序时，机器人的运动基于位置信息、运动方式、速度、终止方式等。

九.急停设备

* 2个急停按钮（一个位于操作箱面板，一个位于TP面板）

* 外部急停（输入信号）

外部急停的输入端子位于控制器或操作箱内。

十.附加轴

每个组最多可以有３根附加轴（除了机器人的６根轴）。　

附加轴有以下２种类型：　

１）外部轴　

控制时与机器人的运动无关，只能在关节运动。　

２）内部轴　

直线运动或圆弧运动时，和机器人一起控制。　

安全

一.注意事项

1.FANUC机器人所有者、操作者必须对自己的安全负责。FANUC不对机器使用的安全问题负责。FANUC提醒用户在使用FANUC机器人时必须使用安全设备，必须遵守安全条款。

2. FANUC机器人程序的设计者、机器人系统的设计和调试者、安装者必须熟悉FANUC 机器人的编程方式和系统应用及安装。

3. FANUC机器人和其他设备有很大的不同，不同点在于机器人可以以很高的速度移动很大的距离。

二.以下场合不可使用机器人

1,燃烧的环境

2.有爆炸可能的环境

3.无线电干扰的环境

4.水中或其他液体中

5.运送人或动物

6.不可攀附

7.其他

！FANUC公司不为错误使用的机器人负责

三.安全操作规程

1.示教和手动机器人

1）请不要带者手套操作示教盘和操作盘。

2）在点动操作机器人时要采用较低的倍率速度以增加对机器人的控制机会。

3）在按下示教盘上的点动键之前要考虑到机器人的运动趋势。

4）要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该线路不受干涉。

5）机器人周围区域必须清洁、无油，水及杂质等。

2.生产运行

1）在开机运行前，须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。

2）须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置和状态。

3）必须知道机器人控制器和外围控制设备上的紧急停止按钮的位置，准备在紧急情况下按这些按钮。

4）永远不要认为机器人没有移动其程序就已经完成。因为这时机器人很有可能是在等待让它继续移动的输入信号。

编程　

一.有效编程的技巧

１．运动指令　

|　Fastest Motion=JOINT motion　

使用关节运动能减少运行时间，直线运动的速度要稍低于关节运动。　

| Arc start/end=FINE position

在起弧开始和起弧结束的地方用FINE作为运动终止类型，这样做可以使机器人精确运动到起弧开始和起弧结束的点处。

| Moving around workpieces =CNT position

绕过工件的运动使用 CNT作为运动终止类型，可以使机器人的运动看上去更连贯。

当机器人手爪（焊枪等）的姿态突变时，会浪费一些运行时间，当机器人手爪（焊枪等）的姿态逐渐变化时，机器人可以运动的更快。

1）用一个合适的姿态示教开始点

２）用一个和示教开始点差不多的姿态示教最后一点　

３）在开始点和最后一点之间示教机器人。观察手爪（焊枪等）的姿态是否逐渐变化　

４）不断调整，尽可能使机器人的姿态不要突变　

注意：当运行程序机器人走直线时，有可能会经过奇异点，这时有必要使用附加运动指令或将直线运动方式改为关节运动方式。

2.设置Home点

Home点是一个安全位置，机器人在这一点时会远离工件和周边的机器，我们可以设置Home点，当机器人在Home点时，会同时发出信号给其他远端控制设备如PLC），根据此信号，PLC可以判断机器人是否在工作原点。

二.通电和关电

1,通电

1）将操作者面板上的断路器置于ON

2）接通电源前，检查工作区域包括机器人、控制器等。检查所有的安全设备是否正常。

3）将操作者面板上的电源开关置于ON

2.关电

1）通过操作者面板上的暂停按钮停止机器人

2）将操作者面板上的电源开关置于OFF

3）操作者面板上的断路器置于OFF

注意：如果有外部设备诸如打印机、软盘驱动器、视觉系统等和机器人相连，在关电前，要首先将这些外部设备关掉，以免损坏。

三.手动示教机器人

1.示教模式（见表1，图1）

表1

关节坐标示教(Joint) 通过TP上相应的键转动机器人的各个轴示教

直角坐标示教(XYZ) 沿着笛卡儿坐标系的轴直线移动机器人，分两种坐标系：

1）通用坐标系(World)：机器人缺省的坐标系

2）用户坐标系(User)：用户自定义的坐标系工具坐标示教(Tool) 沿着当前工具坐标系直线移动机器人。工具坐标系是匹

配在工具方向上的笛卡儿坐标系

图1

设置示教模式，按TP上的COORD键进行选择。

屏幕显示JOINT?JOG?TOOL?USER?JOINT

状态指示灯JOINT?XYZ?TOOL?XYZ?JOINT

2.设置示教速度

按TP上的示教速度键进行设置。

示教速度键VFINE?FINE?1%?5%?50%?100%

VFINE到5%之间，每按一下，改变1%

5%到100%之间，每按一下，改变5%

SHIFT键+示教速度键VFINE?FINE?1%?5%?50%?100%

注意：开始的时候，示教速度尽可能的低一些，高速度示教，有可能带来危险。

3.示教

1）按下Deadman 开关，将TP开关置于ON

2）按下SHIFT键的同时，按示教键开始机器人示教。SHIFT键和示教键的任何一个松开，机器人就会停止运动。

注意：示教机器人前，请确认工作区域内没有人。

四.创建程序

五.示教运动状态

1.运动指令（见图2）

图2

1）运动类型

| Joint关节运动:工具在两个指定的点之间任意运动

| Linear直线运动：工具在两个指定的点之间沿直线运动 | Circular圆弧运动：工具在三个指定的点之间沿圆弧运动

2）位置数据类型

| P:一般位置

| PR[ ]:位置寄存器

3）速度单位

速度单位随运动类型改变。

表2

速度范围

1到100%

1到2000mm/sec

1到12000cm/min

0.1到4724.0 inch/min

1到520deg/sec

4）终止类型(见图3)

|

FINE

| CNT(CNT0=FINE)

5）附加运动语句

|腕关节运动：W/JNT

|加速倍率：ACC

|转跳标记：SKIP LBL[ ]

|偏移：OFFSET

6）改变运动类型和位置号

图3

六.修正点

|示教修正点

|直接写入数据修正点

画面1