《FANUC机器人》PPT课件.ppt

FANUC机器人,概况/安全 结构 TP 菜单 示教机器人 I/O 坐标系统 机器人指令系统 宏MACRO 编程 文件操作 程序执行 手动I/O控制,概论,机器人的定义 一种可以反复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、 工具的操作机；或者为了执行不同的任务而具有可改变 的和可编程的专门系统。 能代替人工作的可编程的运动机构。,概论,评价机器人的性能指标 智能 感知、感觉、记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习、逻辑推理等。 机能 变通性、通用性或空间占有性。 物理能 力、速度、精度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等 自我修复能力 自我复制能力,概论,机器人的发展史 第一代机器人（示教机器人） 目前大量使用的工业机器人、控制方式简单、示教编程、离线编程 第二代机器人（有感觉机器人） 控制方式复杂、有视觉、触觉、力觉、平衡觉等 第三代机器人（智能机器人） 可动自治装置，能理解指示命令，感觉环境，识别对象，选择方案，执行任务。,专家系统,机器人,对象,知识库,辨识系统,概论,智能控制与自动控制的主要区别 对象范围：自动控制的对象主要是单机或某一生产过程；智能控制则包括控制 对象及工作环境。 控制目的：使控制对象稳定在某一状态下。只关心对象本身，设法消除环境对 系统的影响；智能控制不但考虑对象的状态也关心环境对系统的影响，根据环 境选择合适（最优）的控制方案。 控制信息来源：自动控制信息主要来源于状态反馈；智能控制信息不但有对象 的状态反馈也有知识库的信息。 控制方法：自动控制注重算法；智能控制更注重经验。,概论,机器人分类（按用途） 工业机器人 点焊、弧焊、螺柱焊、冲铆、等离子切 割、激光焊、涂胶、搬运、装配、滚边 压合 家用机器人 护理机器人 航空航天机器人 军用机器人,防恐机器人 潜水机器人 攀壁机器人 消防机器人 医疗机器人 救援机器人 建筑、矿山机器人 ,概论,机器人分类（按坐标） 直角坐标机器人 圆柱坐标机器人 极坐标机器人,机器人分类（按执行机构） 液压驱动机器人： 优点：功率密度大、精度高、控制简单 缺点：液压油黏度变化大、泄露、需要单独的液压站。 气动驱动机器人 优点：黏度小、速度快、无需单独气源 缺点：出力低、精度低、易生锈有噪音 电动驱动机器人 优点：驱动简单、规格齐全、力/ 运动环节/精度 居于上述二者之间 缺点：一般只能实现旋转运动,概论,机器人研究领域 机器人机构：机身（横梁式、立柱式、基座式、屈伸式），机械手，行 走机构。 机器人机构运动学：空间占有性能。自由度、运动范围、运动方式。 构件坐标机构运动学方程坐标变换雅戈比矩阵 机器人机构动力学：速度、连续运行能力、力、可靠性等 达郎伯原理和虚位移原理、拉格朗日方程、机器人动力学方程 机器人控制：伺服系统控制、自由度控制、记忆修正控制、自适应控制等,概论,机器人研究领域 机器人视觉：图像编码、图像分离、三位视觉图像 机器人听觉：语音识别、语义识别 机器人触觉：接触觉、力觉、压觉、滑觉、接近觉，力自适应控制等 机器人语言： 编程对象：动作级、对象级、任务级 语言：计算机语言、AL、VAL、AUTOPASS、RAPT、IML、AML,I/O配置,安全,注意事项,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。,I/O配置,安全,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,I/O配置,安全,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。,I/O配置,安全,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。,I/O配置,安全,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,FANUC机器人系统,一个控制器最多驱动3个组 每组最多9个轴,大众标准控制器:,- 专用接口: XS 2 XS 3 XS 5 - ( AUDI专用),- TP电缆,- XS 4 (输入),FANUC控制器,底座,FANUC 控制器,控制器,无底座,缆线,FANUC 硬件控制器:,控制器,CPU,直流电源，外围接口，I/O,轴驱动,VW Mosel,VW Wolfsburg,一汽大众,大众集团使用了几种不同的标准,应用于,TP,三个重要开关,TP,61个按键,61个按键, 程序生成 测试模式 实际工作的进行 状态的检查 教导盒包括以下部分： 16行，每行40字符的液晶显示器 11个LED（发光管） 11个LED（包括为LR弧焊软件设计的LED) 61个按键（包括为LR弧焊软件设计的3个按键）,TP功能,TP,TP上的指示灯,菜单,用户菜单,功能菜单,菜单, ALARM / 警报发生和警报历史界面 UTILITIES / 提示界面 Setup / 设置界面 DATA / 寄存器界面 MANUAL FCTNS STATUS I/O / 数字I/O、组I/O和机器人I/O,快捷菜单,菜单,I/O配置,示教机器人,示教模式,I/O配置,示教机器人,示教速度,按TP上的示教速度键进行设置。,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。,示教机器人,示教速度,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。,I/O,多用I/O 用户可以根据需要定义多用I/O 本组包括以下信号 数字I/O：SDIi/SDOi 组I/O：GIi/GOi 模拟I/O: AIi/AOi i 代表每个I/O信号和组信号的逻辑序号。 专用I/O 专用I/O的使用已经被定义。本组包括以下信号： 外围设备(UOP) I/O:UIi/UOi 操作面板(SOP) I/O: SIi/SOi 机器人I/O: RDIi/RDOi 焊接I/O:WIi/WOi i 代表每个I/O信号和组信号的逻辑序号。 对于数字、组、模拟和外围设备I/O，逻辑端口被映射到物理端口。他们可以被重新定义。 机器人I/O的物理号和逻辑号总是一样的。他们不能被重新定义。,多用I/O,专用I/O,I/O,DI1 DI1024 DO1 DO1024 AI1-10 AO1-10 SI1-6 SO1-6 RDI1-20 RDO1-20,DIO AIO SOP RIO,GIO UIO,I/O,1 按MENUS键。显示屏幕菜单。 2 选择5 I/O. 3 按F1 TYPE. 显示屏幕转换菜单。 4 选择 “Digital.”,5 按F3键选择IN/OUT，切换输入界面到输出界面，反之亦然。 6 要分配I/O, 按F2,选择CONFIG。要回到选择界面, 按F2,选择 MONITOR.,I/O配置,I/O,I/O配置,操作I/O分配界面 “Status”中的缩写意思如下： ACTIV: 这个分配正在使用。 PEND: 分配正常。开关电源一次，使其在ACTIV状态中生效。 INVAL: 指定无效。 UNASG: 没有进行任何指定。,要设置I/O属性，按选择界面的NEXT键，并按F4, 选择DETAIL,座标系统,关节坐标系 笛卡儿坐标系 机械接口坐标系 ( 固定在工具上的坐标系) 工具坐标系 全局坐标系（固定在工作区的坐标系） 用户坐标系,2类5种座标系统,座标系统,关节坐标系统,1 各轴均在零度时的状态,座标系统,直角坐标系统中W、P、R的含义,1工作空间坐标系统：如WORLD或USERS 2工具坐标系统,若当前工具坐标方向与当前工作空间坐标方向一致， 则W、P、R均等于零； 然后保持X轴不动且绕Xt 旋转形成了角度W、 保持Yt轴不动且绕Yt旋转形成了角度P、 保持Zt轴不动且绕Zt轴旋转形成了角度R.,座标系统,工具和全局座标系统定义,1 工具坐标系统 2 全局坐标系统,座标系统,设置工具坐标系统,工具TCP的设置中的 W、P、R是工具坐标 方向与机械接口方向 的夹角,选定一个手动进给坐标系,座标系统,无论何时，当教导盒上的COORD按钮被按下时，被选中的手动进给坐标系会周期性的变化。被选中的手动进给坐标系的周期性变化顺序在表中给出，和LED灯对应。,机器人移动操作,座标系统,JOINT,JGFRM,TOOL,TOOL,USER,座标系统,设置工具坐标系的方法,六点法,三点法,直接数字 输入法,设置工具坐标系三点法,座标系统,设置工具坐标系6点法,座标系统,设置工具坐标系6点法,座标系统,步骤 1 按MENUS键，显示屏幕菜单。 2 选择F6 “ (SETUP).” 3 按F1 键，显示屏幕转换界面。 4 选择Frames. 5 按F3, OTHER 并选择Tool Frame. 显示工具参照 系设置界面,6 按F2,METHOD 7 选择Three Point，显示六点法设置界面。,座标系统,设置工具坐标系6点法,8 记录每个逼近点 a 移动光标到每个逼近点 b 手动进给机器人到你所要记录的点,c 按下并保持SHIFT键，并按F5,RECORD 记录下当前位置的数据，作为被教导的参考点，会显示RECORDED。,座标系统,d 教导了所有参考点后，显示USED。工具参照系设置完成。 9 要显示工具参照系目录界面，请按PREV键。您可以看到所有工具参照系的设置。 10 要立即设置激活工具参照系，按F5,SETIND，然后输入参照系号。,设置工具坐标系6点法,座标系统,设置用户坐标系的方法,四点法,三点法,直接数字 输入法,座标系统,设置用户坐标系三点法,按照以下三点，教导三点： x轴原点； 在x-轴正向的点； 在x-y平面上的点。,座标系统,设置用户坐标系四点法,教导如下四点： 平行于参照系的x-轴原点； 在x-轴正向的点； 在x-y平面上的一点； 参照系的原点。,座标系统,设置JOG坐标,JOG坐标不改变位置参数，即位置参数中的任意元素均不受JOG的影响，它仅给用户提供一种操作上的方便。 有两种设置JOG坐标的方法 ： 三点法 直接输入法 参见B-81464EN-2 HandlingTool3.8.3,座标系统,参考位置,机器人可以设置三个参考位置，当机器人进入时 发出信号，以作为程序的连锁信号或手动时的提 示信号。,座标系统,设置机器人参考位置,1 按MENUS键。 2 选择SETUP。 3 按F1键，TYPE. 4 选择“Ref Position”，显示参考位置设置界面。,5 按F2,DETAIL。显示参考位置详细界面。,机器人软限位,1 按MENUS键。显示屏幕菜单。 2选择6 (SYSTEM). 3 按 F1 (TYPE). 显示屏幕转换菜单。 4 选择Axis Limits. 显示关节操作设置界面。,5 移动光标到目标轴限制区域，从教导盒输入新的值。 6 对所有的轴，重复以上步骤。 7 要使设置有效，在冷启动状态下，请重新开启控制器。,座标系统,程序信息,机器人指令系统,一个操作应用程序由用户代码指令和其他辅助信息组成，用户代码指令用于执行操作。 程序包含程序信息和程序详细信息，其中程序信息说明操作怎样执行，而程序详细信息定义 程序属性。,选择程序界面,机器人指令系统,编辑程序界面,机器人指令系统,program name:程序名 line number:行号 program statement:程序语句 motion instruction:运动指令 macro instruction:宏指令 abort instruction:异常终止指令 program end symbol:程序结束标志,程序由下列信息组成,机器人指令系统, 指向每个程序命令的行号 指定机器人如何运动以及运动到哪的运动指令。 程序指令包括一下内容： 搬运堆跺指令 控制电弧焊接的电弧焊接指令 将数据存入寄存器的指令（寄存器指令） 将机器人位置数据存入位置寄存器的指令（位置寄存器指令） 将信号从外围设备输入和将信号输出到外围设备的输入输出指令 当已定义的条件被满足时，改变程序控制流的分支指令 （IF,JMP/LBL,CALL/END） 将执行程序挂起的等待指令 直到接收到信号才能操作机器人的跳转条件指令。如果没有接收到信号，那么一个指向特定 命令的分支将被执行。如果接收到了信号，那么下一条指令将被执行，并且取消操作。 程序注释 其他指令 程序结束标志说明这个程序不再有其他指令了。,关节(点到点）运动J(PTP),机器人指令系统,I/O配置,机器人指令系统,直线运动L,I/O配置,机器人指令系统,圆弧运动C,start point： 起始点 passing point： 辅助点 target point： 目标点,I/O配置,机器人指令系统,位置数据,位置数据包括位置和机器人的姿态。当教导动作指令时，同时位置数据写入了程序。 位置数据被划分为两种类型。一种是包含在关节坐标系下的关节坐标。另一种类型包含表征工具在工作区域内的位置和工具的姿态 笛卡尔坐标。标准的位置数据使用笛卡尔坐标。 笛卡尔坐标 包含笛卡尔坐标的位置数据由四个元素来定义：在笛卡尔坐标系下工具中心点的位置（工具坐标系的原点），驱动工具时，所沿轴的 倾角（工具坐标系），配置和使用的笛卡尔坐标。笛卡尔坐标系可能是全局坐标系。如何选择笛卡尔坐标系在这个分段的后面做了解释。 图4-10. 位置数据（笛卡尔坐标）,user coordinate system number：用户坐标系序号 tool coordinate system number：工具坐标系序号 position：位置 attitude：姿态 configuration：配置,位置和姿态 位置（x,y,z）代表在笛卡尔坐标系下工具中心点（工具坐标系的原点）的三维位 置。 姿态（w,p,r）代表在笛卡尔坐标系下，绕 X轴，Y轴，Z轴的角位移。,机器人指令系统,位置数据 configuration,机器人指令系统,位置数据 configuration,I/O配置,机器人指令系统,位置数据,$FRM_CHKTYP = -1,正在被执行的程序中的位置数据中的UT/UF号，必须与当前系统UT/UF号相同。 否则程序不能执行。,$FRM_CHKTYP = -2,正在被执行的程序中的位置数据中的UT/UF号即使不与当前系统的UT/UF号相同，程序也可以执行。执行后，当前系统的UT/UF号不变。,$FRM_CHKTYP = 2,正在被执行的程序中的位置数据中的UT/UF号即使不与当前系统的UT/UF号相同，程序也可以执行。执行后，当前系统的UT/UF号与刚被执行的程序中的UT/UF号相同。,机器人指令系统,位置数据,main axis：主轴线 wrist axis：机械腕轴线 additional axis：附加轴线,I/O配置,机器人指令系统,位置变量和位置寄存器,I/O配置,机器人指令系统,寄存器指令,I/O配置,机器人指令系统,寄存器指令,I/O配置,机器人指令系统,数字I/O指令,I/O配置,机器人指令系统,分支指令,机器人指令系统,分支指令,机器人指令系统,分支指令,机器人指令系统,分支指令,4 条件选择指令,I/O配置,机器人指令系统,等待指令,I/O配置,机器人指令系统,等待指令-例,1 等待时间 WAIT 5.0S 2 条件等待 WAIT DI1=ON TIMEOUT LBL1 J P2 . LBL1 注：TIMEOUT时间在 MENU SETUP TYPECONFIG 中设定,该条件满足执行下一行,若条件不满足，等待TIMEOUT时间到后，跳到LBL1 若忽略该项则无限期等待,I/O配置,机器人指令系统,等待指令,I/O配置,机器人指令系统,条件轨迹偏置指令,轨迹偏置指令可在菜单：MENUSETUPGENARAL下ENABLEDISENABLE,I/O配置,机器人指令系统,无条件轨迹偏置指令,J P5 100% FINE Offset