法那科机器人编程之基本配置和组件功能电子教案.docx
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法那科机器人编程之基本配置和组件功能电子教案
2.概述
本章展示了FANUC机器人系统基本的配置，并简短描述了每个组件的功能。
本章目录
2.1操作工具软件
2.2机器人
2.3控制器
一个FANUC机器人系统包括了用于操作工件的工具软件、机器人本身的机械单元（FANUC机器人系列）和机器人控制系统。
在操作汽车零件和其他产品时，机器人系统展现了杰出的性能。
用于操作工件的工具软件
工件操作软件是装在控制单元上的一个应用程序包。
可以通过教导盒上的特定的指令和菜单，执行所有工作。
用于操作工件的工具软件包括控制机器人手臂的指令、远程控制单元和其他外围设备。
可以用这个软件，控制附加轴,控制控制单元与其他外围设备的输入输出（I/O）。
其他外围设备包括电池控制、软盘驱动器、打印机和图像传感器。
机器人
机器人拥有一个焊接喷枪或者其他用于能够控制而工作的受动连接端。
这个FANUC机器人是用来操作工件弧焊的。
控制器
机器人控制单元提供驱动机械单元的动力。
装在控制单元上的工件操作软件控制教导盒、操作面板和外围设备。
包括远程控制单元的外围设备，同样用于配置系统，以达到操作工件的目的。
Ø远程控制单元用于控制机器人控制单元。
Ø通过输入输出（I/O）接口和其他通讯单元系列，操作手柄、软驱、打印机和其他设备。
图.2--1示意了一个典型的操作工件的机器人系统。
系统包括了一个机器人、控制单元和外围设备。
Figure2--1.轿车车门装配系统
这个控制器在一个机柜中有一个控制机构（以下文均指R--J2Mate控制器），它在单机状态有效（FANUCSYSTEMR--J2Mate）。
在本手册中，外围单元是指操作弧焊系统中必须的单元，包括远程控制器。
Ø远程控制器使R--J2Mate控制器可以进行外部控制。
Ø通过输入输出接口和一系列通讯方法，控制工件卡具，软驱和打印机。
2.1操作工具软件
我们特别设计了用于材料处理操作的操作工具软件。
工具软件包含在机器人中，它能够做到如下功能：
Ø设置系统用于材料处理。
Ø创建一个程序。
Ø运行程序的测试操作。
Ø运行自动操作。
Ø状态显示或监控。
可选功能的组合，会扩展系统，并增强了管理功能。
2.1.1系统设定
在弧焊操作工具软件（HandlingLRARCtool）的界面上，有参数设置用于操作弧焊系统（可以参看第三章，了解怎样设置弧焊系统）。
通过弧焊操作工具软件，可以控制焊枪、焊接机、远程控制器和其他外围单元。
在弧焊操作开始前，需要注意以下几点：
焊枪、电焊机和其他外围设备从何输入、从何输出，坐标系统、通讯和自动操作系统又是如何。
2.1.2机器人的手动进给
机器人的手动进给指得是，根据需要，在教导盒上手动输入指令，操作机器人动作。
当用机器人手动进给，执行程序运动指令时，机器人向目标运动，随之位置被记录下来（对于机器人的手动进给，参看第五章）。
2.1.3编程
一个程序包括动作指令、输入输出指令、寄存指令和转移指令（对于程序结构，参看第四章）。
每条指令都有一个语句号。
通过连续执行这些指令，完成目标工作。
跟踪定位教导盒用于创建和改正程序（对于创建程序，参见第五章）。
程序包括了以下指令。
图2—3列举了操作弧焊的基本编程。
Ø动作指令：
移动工具到操作范围内的目标位置。
Ø附加运动指令：
在运动中，执行一个附加（特别）的操作。
Ø弧焊指令：
控制焊接机和焊枪。
Ø寄存指令：
向寄存器输入（读取）数据。
Ø位置寄存指令：
向寄存器输入（读取）位置数据。
Ø输入输出指令：
接收或向外围设备输入信号。
Ø转移指令：
改变程序流程。
Ø等待指令：
直到特定条件满足前，暂停程序的执行。
Ø程序调入指令：
调入并执行一个子程序。
Ø宏指令：
调用一个特定程序并执行。
Ø装运指令：
装运工件。
Ø程序结束指令：
终止程序。
Ø注释指令：
添加程序的注释。
Ø其他指令
图2--2.弧焊程序
程序名称
行号
程序指令
运动指令
宏指令
结束指令
程序结束标志
程序名称
行号
程序指令
运动指令
弧焊指令
程序结束标志
SAMPLE1JOINT10%
1/8
1:
JP[1]100%FINE
2:
HAND1CLOSE
3:
JP[2]70%CNT50
4:
LP[3]500mm/secCNT10
5:
HAND1OPEN
6:
LP[4]500mm/secCNT10
7:
HAND1CLOSE
8:
ABORT
[End]
POINTTOUCHUP>
Programname
Linenumber
Programinstructions
Motioninstruction
Macroinstruction
Endinstruction
2.1.4测试操作（测试执行模式）
在系统设置和程序创建完毕后，在测试执行模式下进行测试操作，检查正常操作下的程序（对于测试操作，参看6.2节和6.3节）。
在创建程序的过程中，程序的测试执行是一个重要的步骤。
在开始自动操作前，请执行测试程序。
2.1.5自动操作（操作执行模式）
自动操作（操作执行模式）是执行程序的最后步骤。
在自动运行中，将执行以下过程：
Ø制定程序将连续运行。
（对于自动运行请参看第3.11节和6.8节）
Ø在自动运行阶段，可以调整位置数据。
（参见6.9节的在线位置纠正）
Ø在自动运行阶段，可以调整焊接状态数据。
（对于焊接调整的解释，请看***节）
Ø进程暂停，随后退出或者继续进行。
（对于暂停程序，请看6.1节）
2.2机器人
机器人是由伺服电机驱动的轴和机械手臂的机械单元。
连接机械手臂的地方是一个机械关节或者一个轴。
J1,J2,和J3是主轴。
机器人的基本设置依据的是，每个主轴是作为线性轴还是旋转轴。
腕轴的作用是移动在腕边缘上的受动端（工具）。
腕本身可以围绕另外一个腕轴旋转，同时受动端可以绕另外一个腕轴旋转。
图2--3.主轴和腕轴
图2--4.有夹头的机械手
图2--5.有吸盘无夹头的机械手
在一个弧焊系统中，弧焊枪装在机器人的机械腕上。
在腕端上安装一个弧焊枪。
LR弧焊软件会控制焊枪和焊接机，这样能确定最适宜的焊接方法。
通过和系统设计者的商议，选择对您的应用最合适的焊枪。
图2--6.焊枪
用于MAG焊接的弧形焊枪用于TIG焊接的直线焊枪
2.3控制器
机器人控制器包括动力单元、使用者接口电路、动作控制电路、存贮器电路和输入输出电路。
这个机器人控制器（这个指R--J2Mate控制器）使用在单机型（FANUCSYSTEMR--J2Mate）中，对于详细资料，请参考维护手册。
使用者应该使用教导盒和操作箱操作控制单元。
操作控制线路控制伺服放大，通过主CPU电路，从而运行包含所有附加轴的机器人轴。
存贮器电路可以存储由使用者设置在CPU电路板上的C—MOS存储器上的程序和数据。
输入输出电路通过I/O接口电缆和外围连接电缆，接受和传送信号，使控制器与外围设备互联。
远程输入输出信号用于和远程控制器的通讯。
图2--7.机器人控制器
控制器线路设计依赖于它控制的机器人和系统，更详细的资料请参见维护手册。
2.3.1教导盒
教导盒是操作工具软件和操作者之间的桥梁。
它通过电缆与控制器的印刷板连接。
可以用教导盒进行以下的操作：
机器人的连续手动进给J
Ø程序生成
Ø测试模式
Ø实际工作的进行
Ø状态的检查
教导盒包括以下部分：
Ø16行，每行40字符的液晶显示器
Ø11个LED（发光管）
Ø11个LED（包括为LR弧焊软件设计的LED）
Ø
注意
为了不导致操作失误，教导盒的操作者不能佩戴手套
61个按键
Ø61个按键（包括为LR弧焊软件设计的3个按键）
以下为提供的开关：
Teachpendant
enableswitch
教导盒使能开关
这个开关决定了教导盒是否可用。
当开关关闭时，手动进给、程序的生成或者测试模式都不能进行。
deadmanswitch特殊手持式开关
这个开关是一个使能装置。
在教导盒可操作时，只有deadman开关抱紧，机器人才可以动作，如果放开这个开关，机器人会立即停止。
Emergencystop
button
紧急停机按钮
按下这个按钮会立即停止机器人的运行。
图2--8.教导盒上的开关
词汇对照：
Teachpendantenableswitch教导盒使能开关
Emergencystopbutton紧急停机按钮
Deadmanswitch特殊手持式开关（Deanman开关）
图2--9示意了教导盒的操作
图2--9.教导盒
图2--9.词汇对照表
Statusindicators:
Indicatesalarm,running,busystatus,etc.
状态指示：
显示警报、运行或繁忙等状态
StatusLEDs:
Statusindicator
状态LED（发光二极管）：
状态指示
Enable/Disableswitch（TeachpendantON/OFswitch）:
Selectsteachpendantenable/disable.
使能开关（教导盒开关）：
选择教导盒开关状态
MENUSkey:
Usethiskeytodisplaythemenuscreen.
菜单键:
用此键设置菜单屏幕
Cursorkeys:
Usethesekeystomovethecursor.
光标键：
用此键移动光标
STEPkey:
Usethiskeytoswitchbetweenstepexecutionandcycleexecution.
单步键:
用过此开关选择单步还是循环运行
RESETkey:
Usethiskeytoclearthealarm.
重启键：
通过此键解除警报
BACKSPACEkey:
Usethiskeytodeletethecharacterornumberimmediatelybeforethecursor.
退位键：
用此键立即删除光标前的字符或者数字
ITEMkey:
Usethiskeytoselectanitemusingitsnumber
项目键：
选择该键上的数字
ENTERkey:
Usethiskeytoenteranumericvalueortoselectanitemfromthemenu.
输入键：
用此键输入一个数字量或者从菜单选择一个项目
POSNkey:
UsethiskeytodisplaythePOSITIONscreen.
位置键：
用此键调用位置（POSITION）屏幕
I/Okey:
UsethiskeytodisplaytheI/Oscreen.
输入输出（I/O）键：
用此键调用输入输出（I/O）屏幕
STATUSKey:
UsethiskeytodisplaytheSTATUSscreen.
状态键：
用此键调用状态（STATUS）屏幕
LCDscreen（16*40）:
Displaysprograms,data,diagnosticinformation,etc.
液晶屏（16×40）
显示程序、数据、对话信息等
EmergencyStopbutton:
UsethisbuttonforEmergencystop
紧急停机按钮：
用此按钮进行紧急停机。
FCTNkey:
Usethiskeytodisplaythesupplementarymenu.
FCTN键：
按此键调出辅助菜单
Programkeys:
Usethesekeystoselectmenuoptions.
程序键
用此键选择菜单选项
HOLDkey:
Usethiskeytostoptherobot.
保持键：
用此键停止机器人运行
FWD（forward）key:
Usethiskeytoexecutethenextprogramstatement.
前进键（FWD）：
通过此键执行下一条程序
Jogkeys:
Usethiskeytomovetherobotmanually.
手动进给键
用此键手动移动机器人。
COORD（coordinate）key:
Usethiskeytoselectthejogcoordinatesystemorselectanothergroup.
坐标键：
通过此键选择进给坐标系或其他部分
JogSpeedkeys:
Usethesekeystoadjustthespeedoftherobotwhenitmoves.
进给速度键：
用此键调整运动中的机器人速度
TOOLKeys:
UsethiskeytodisplaytheTool1screenandTool2screen.
工具键：
用此键调用工具1（Tool1）和工具2（Tool2）屏幕
MOVEMENUKey:
UsethiskeytoinvokeaMacroprogram.TheMacroprogramcanmovetherobottoitsHOMEposition.
移动菜单键：
用此键调用一个宏命令。
此宏命令将机器人移动到初始（HOME）位置。
SETUPkeys:
UsethiskeytodisplaytheSETUPscreen.
设置键：
用此键调用设置（SETUP）屏幕
ArcLEDs:
Displaysarcweldingstatus.
电弧焊LED灯：
显示焊接状态
WELDENBLKey:
AlternatelyEnableandDisableWeldequipment.
焊接使能键：
交替开关焊接机.
WIREkeys:
AdvanceandRetractthewiremanually.
焊丝键：
手动进给和收回焊丝
MANFCTNkeys:
UsethiskeytodisplaytheManualfunctionscreen.
人工键：
用此键调用手动功能屏幕
教导盒上的按钮
教导盒上有如下几类按钮
Ø菜单相关按钮
Ø手动进给相关按钮
Ø执行相关按钮
Ø编辑相关按钮
表2--1.菜单相关按钮
按键
功能
F1F2F3F4F5
此键功能是选择界面最下面行的功能菜单
NEXT
此键功能是切换功能键菜单到下一页
MENUSFCTN
MENUS键显示屏幕菜单
FCTN键显示功能菜单
SELECTEDITDATA
SELECT键显示程序选择界面
EDIT键显示程序编辑界面
DATA键显示程序数据界面
MOVE
MENU
SETUP
使用MOVEMENU菜单键移动机器人到一个参考位置。
创建一个移动到这个参考位置的程序，给它分配一个宏指令，这样通过这个键就可以达到目的。
SETUP键显示设置界面
MAN
FCTNS
用MANFCTNS键显示手动操作界面
STATUS
用STATUS键显示当前状态界面
I/O
用I/O键显示输入输出界面
POSN
用POSN键显示当前位置界面
表2--2.进给相关按键
Key
Function
SHIFT
用SHIFT键执行机器人的进给，教导位置数据并运行程序。
左右两个SHIFT键功能相同。
－Z－Y－X＋Z＋Y＋X
（J3）（J2）（J1）（J3）（J2）（J1）
－Z－Y－X＋Z＋Y＋X
（J6）（J5）（J4）（J6）（J5）（J4）
当移动键（SHIFT）按下时，这些进给键有效。
它们都用作进给功能。
表2--2.（接上页）进给相关按键
按键
按键功能
COORD
用COORD键选择手动进给坐标系（手动类型）。
每次按下COORD键，就选择了列表中的一种手动类型：
关节坐标系（JOINT）、手动坐标系（JGFRM）,全局坐标系（Worldframe）,工具坐标系（TOOL）,用户坐标系（USER）。
在移动键（Shift）按下时，按下此键，就会显示改变坐标系的手动菜单
+%
用这个倍率控制键控制进给速度的增量。
每按一下按键，就会选择列表中的超越量：
VFINE,FINE,1%,5%,50%,100%.）（5%或者5%以下，变化量为5%；5%或者5%以上，变化量为5%）
表2--3.执行相关按键
按键
功能
FWDBWD
用FWD键和BWD键（＋SHIFT键）开始程序。
当移动键（SHIFT）在程序重新生成时释放，程序暂停。
HOLD
HOLD键暂停程序
STEP
用STEP键选择分步还是连续测试操作
表2--4.编辑相关按键
按键
功能
PREV
PREV键存储了最近的状态。
在某些情况下，界面不能马上回到上一个状态。
ENTER
用ENTER键输入一个数字或者选择一个菜单
STEP
用STEP键选择分步还是连续测试操作
BACKSPACE
用BACKSPACE键立即删除光标前的字符和数字。
CURSOR
用CURSOR键移动光标。
光标在教导盒屏幕上是高亮显示的。
随着教导盒按键的按下，它会变成操作目标（输入、值的改变或者列表）
ITEM
用ITEM键移动光标到指定号码的行
表2--5.操作相关按键
表2—5（接上页）.操作相关按键
按键
功能
TOOL1TOOL2
用TOOL1和TOOL2键显示工具1或者2界面
表2--6.弧焊相关按键
按键
功能
WELDENBL
用WELDENBL（＋SHIFT键）控制焊接使能（即能否开始焊接）
WIREWIRE
＋－
用WIRE+/－键（+SHIFT键），手动递送或者收回焊丝
教导盒上的LED灯
图2--10.教导盒上的LED灯
表2--7.教导盒上的LED灯
LED灯
功能
FAULT
灯亮表明警报发生
HOLD
灯亮表明HOLD键（保持键）被按下或者正在输入保持信号（HOLD）
STEP
灯亮表明系统正运行在分步状态
BUSY
灯亮表明机器人正在工作。
如果程序正在执行或者打印机、软驱单元正在运行，此灯也会点亮
RUNNING
灯亮表明程序正在执行
WELDENBL
灯亮表明可以进行弧焊
ARCESTAB
灯亮灯亮表明弧焊进行中
DRYRUN
灯亮表明在测试操作状态，预操作
JOINT
灯亮表明选择关节手动坐标（JOINT）作为手动进给坐标系（手动类型）
XYZ
灯亮表明选择笛卡儿坐标系（JGFRMWorldframe或者USER）作为手动进给坐标系（手动类型）
TOOL
灯亮表明选择工具坐标（TOOL）作为手动进给坐标系（手动类型）
2.3.1.1显示教导盒界面
图2--11.显示的就是液晶屏上显示的工具操作软件界面。
根据操作机器人的需要，选择需要功能的界面。
图2—12显示了通过屏幕菜单选择界面。
图2--11.程序编辑界面
图2—11词汇表
Programwhichisbeingexecuted
正在执行的程序
Programwhichisbeingedited
正在编辑的程序
Linenumber
行号
Programendsymbol
程序结束标记
CurrentlinenumberIndicatesthenumberofthelineintheprogrambeingexecuted.
当前行号，表明程序中正被执行的行号
Manual--feedcoordinatesystem（jogtype）Indicatesthecurrentjogtype.
手动进给坐标系（手动类型），表明当前手动类型
TPforward/backwarddisableFBDisdisplayedwhentheteachpendantisenabledandissetsothatstartfromteachpendantisprohibited
禁用TP（教导盒）上的forward/backward键。
显示FBD表明教导盒有效，且设置为禁止从教导盒启动
ExecutionstatusIndicatesABORTED,PAUSED,orRUNNING.
执行状态，表明失败、暂停或者运行状态
FeedrateoverrideTheoverridekeyspecifiesthepercentageofthemaximumfeedrate.
进给倍率，倍率控制键制定了最大进给速度的百分率
CurrentlineandtotalnumberoflinesIndicatesthenumberofthelineintheprogrambeingexecutedoreditedandthetotalnumberoflinesinthecurrentprogram.
当前行和总行数，表明程序正执行或者编辑的行号和当前程序的总行数
PromptingmessagePromptstheoperatortoenterdata.Themessagedependsontheselectedscreenandthepositionofthecursor.
提示信息，提示操作者输入数据。
信息依据于选择的界面和光标的位置
Functionkeymenuindicatesthefunctionkeylabels.Themenudependsontheselectedscreenandthepositionofthecursor.Labelsincluding[]showsthattheselectionmenuisdisplayedwhenthislabelisselected.
功能键菜单，显示功能键标签。
菜单依据于选择的界面和光标的位置。
标签包
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