FANUC发那科我的资源FANUC-L-4 程序设计

FANUC工业机器人培训教程,FANUCa-L-4程序设计,4.1任务目标,掌握FANUC机器人的编程方法。掌握FANUC机器人的程序指令。掌握FANUC机器人程序的运行、停止。掌握FANUC机器人程序报警的解决方法。,4.2任务描述,本章主要学习FANUC机器人的程序设计，包括机器人程序指令的用法、程序编写、目标点示教、调试运行等。通过对程序的学习，可以学会编写程序控制机器人运行，使机器人完成一系列动作，从而实现搬运、码跺、弧焊等动作。,4.2任务描述,1.以FANUCM-10iA机器人为例，用示教器编写程序，使机器人TCP点完成“2015”的行动轨迹。2.阅读“PART1”这一程序（程序详见任务实施），对程序语句进行标注，并画出程序运行的流程图。3.用FANUCM-10iA机器人的示教器上编写程序，完成一系列的运动指令（指令详见任务实施），机器人的TCP点的轨迹。如右图如示：,4.2任务描述,4.用FANUCM-10iA机器人的示教器编写程序，使机器人将一工件搬运到运输带上（机器人抓手采用吸盘方式，机器人I/O口DO103控制吸盘吸气，当为ON时吸盘吸，OFF时停止吸气，I/O口DI104控制吸盘吹气，时为ON时吸盘吹气，OFF时停止吹气，DI102判断机器人手抓是否吸到工件，高电平有效），并画出程序流程图。,4.3知识贮备,TP示示教器的编程界面如下图所示，在该界面上显示了正在被执行的程序、正在被编辑的程序、当前行号、当前示教坐标系、运行状态、示教速度、行号、程序结束标志、提示信息和功能健菜单等。,4.3.1编程界面,4.3知识贮备,4.3.1编程界面,程序指令有：赋予各程序指令的行号码向机器人指令向哪个方向如何运动的动作指令包括以下内容的程序指令,执行叠栈的叠栈指令存储数值数据的暂存器指令存储机器人位置资料的位置暂存器指令向外围设备发送信号、以及从外围设备接收信号的IO指令所定义的条件成立时，改变程序流向的转移指令（IF，JMP/LBL，ALL/END）使程序执行推迟的等待指令在接收到信号前使机器人动作的跳过指令，在没有接收到信号的情况下向所指定的指令转移，接收到信号时，取消动作并执行下一个指令添加到程序上的注解其他指令,4.3知识贮备,所谓运动指令，是指以指定的移动速度和移动方法使机器人向作业空间内的指定位置移动的指令。运动指令的构成如下图所示：,4.3.2运动指令,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,（1）运动类型JJoint关节运动：工具在两个指定的点之间任意运动LLinear直线运动：工具在两个指定的点之间沿直线运动CCircular圆弧运动：工具在三个指定的点之间沿圆弧运动,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,1）Joint关节运动Joint关节运动是将机器人移动到指定位置的基本的移动方法。机器人沿着所有轴同时加速，在示教速度下移动后，同时减速后停止。移动轨迹通常为非线性。在对结束点进行示教时记述动作类型。关节移动速度的指定，以相对最大移动速度百分比来记述。移动中的工具姿态不受控制。,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,2）Linear直线运动Linear直线运动是以线性方式对从动作开始点到结束点的TCP移动轨迹进行控制的一种移动方法。在对结束点进行示教时记述动作类型。直线移动速度的指定，从mm/sec、cm/min、inch/min、sec中予以选择。将开始点和目标点的姿势进行分割后对移动中的工具姿势进行控制。,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,回转运动是使用直线运动，使机器人的抓手的姿势从开始点到结束点以TCP点为中心回转的一种移动方法。将开始点和目标点的姿势进行分割后对移动中的工具姿势进行控制。此时，移动速度以deg/sec予以指定。移动轨迹（TCP点移动的情况下）通过线性方式进行控制。,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,3）Circular圆弧运动Circular圆弧运动是从动作开始点通过经由点到结束点以圆弧方式对刀尖点移动轨迹进行控制的一种移动方法。其在一个指令中对经由点和目标点进行示教。圆弧移动速度的指定，从mm/sec、cm/min、inch/min、sec中予以选择。将开始点、经由点、目标点的姿势进行分割后对移动中的工具姿势进行控制。,4.3知识贮备,所谓运动指令，是指以指定的移动速度和移动方法使机器人向作业空间内的指定位置移动的指令。运动指令的构成如下图所示：,4.3.2运动指令,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,（2）位置数据类型P：一般位置Eg：JP1100%FINEPR：位置寄存器Eg：JPR1100%FINE（3）速度单位对应不同的运动类型速度单位不同：J：%，sec，m/secL、C：mm/sec，cm/min，inch/min，deg/sec，sec，m/sec,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,（4）终止类型，终止类型分为两类：1）FINE：机器人在目标位置停止（定位）后，向下一个目标位置移动。2）CNT（CNT0=FINE）：机器人在最靠近目标位置处动作，靠近距离由CNT的值而定。绕过工件的运动，多点连续运行时，过度比较圆滑，CNT使机器人运动看上去更连续。Eg:1:JP1100%FINE2:LP22000mm/secCNT1003:JP3100%FINE,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,提示1：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。当机器人手爪的姿态突变时，会浪费一些运行时间，当机器人手爪的姿态逐渐变化时，机器人可以运动的更快。a)用一个合适的姿态示教开始点；b)用一个和示教开始点差不多的姿态示教最后一点；c)在开始点和最后一点之间示教机器人。观察手爪的姿态是否逐渐变化；d)不断调整，尽可能使机器人的姿态不要突变。提示2：奇异点（Insingularity）：当运行程序机器人走直线时，有可能会经过奇异点（即机器人的J4、J6轴同轴且J5轴在0度位置），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。,4.3知识贮备,4.3.2运动指令,（5）附加运动语句动作附加指令是在机器人动作中使其执行特定作业的指令，常用的动作附加指令有：a)腕关节运动：Wjntb)加速倍率：ACCc)转跳标记：SKIP，LBLid)位置补偿指令：Offsete)直接位置补偿指令：Offset，PRif)工具补偿指令：Toll_Offsetg)直接工具补偿指令：Toll_Offset，PRi,4.3知识贮备,4.3.3寄存器指令,1.寄存器类型寄存器支持“+”，“-”，“*”，“/”，“MOD两值相除后的余数”，“DIV两值相除后的整数”四则运算和多项式，例如：R12=R2*100/R6。注意：a)一行中最多可以添加5个运算符。如：R2=R3+R4+R5+R6+R7+R8。b)运算符“+”“-”或“*”“/”可以相同行混合使用，但是“+”“-”和“*”“/”不可以混合使用。,4.3知识贮备,4.3.3寄存器指令,常用寄存器的类型分三种：（1）一般寄存器一般寄存器符号是Ri，其中i=1，2，3.是寄存器号。Ri可以用常数Constant、寄存器值Rj、信号状态DIi、程序计时器的值Timeri。（2）位置寄存器位置寄存器PRi是记录位置信息的寄存器，其中i为位置寄存器号。位置寄存器可以进行加减运算，用法与一般寄存器类似。（3）字符串寄存器字符串寄存器，存储英文数字的字符串。每个字符串寄存器，最多可以存储254个字符。字符串寄存器的标准个数为25个。字符串寄存器数可在控制启动时增加。,4.3知识贮备,4.3.3寄存器指令,2.查看寄存器值（1）按Data（资料）键，如左图所示；（2）按F1TYPE（类型）出现以下内容：Registers：寄存器计算指令；PositionReg：位置寄存器；,4.3知识贮备,4.3.3寄存器指令,（3）移动光标选择Registers（寄存器计算指令），按ENTER（回车）键，如下图所示；（4）把光标移至寄存器号后，ENTER（回车）键，输入注释；（5）把光标移到值处，使用数字键可直接修改数值。,4.3知识贮备,4.3.4逻辑指令,条件转移指令IF条件转移指令的基本形式：IF变量1比较符号变量表达表的值或数值执行动作或者是：IF（Variable）（Operation）（Value）（Processing）,4.3知识贮备,4.3.4逻辑指令,2.条件选择指令SELECT条件选择SELECT形式为：SELECTRi=(Value)(Processing)=(Value)(Processing)=(Value)(Processing)ELSE(Processing)其中，Value值为寄存器R的值或常数Constant；Processing是操作行为，如JMPLBLi、Call(program)等。,4.3知识贮备,4.3.4逻辑指令,3.等待指令WAITWAIT指定时间等待指令，使程序的执行在指定时间内等待。等待指令WAIT的基本形式。WAIT(variable)(operator)(value)(Processing)注意：可以通过逻辑运算符“OR”和“AND”将多个表达式条件组合在一起，但“OR”和“AND”不能在同一行使用。当程序中遇到不满足条件的等待语句时，会一直处于等待状态。此时如果想继续往下运行，需要人工干预，按FCTN键后，选择7RELEASEWAIT跳过等待语句，并在下个语句处等待。,4.3知识贮备,4.3.5I/O指令,I/O（输入/输出信号）指令，是改变向外围设备的输出信号状态，或读出输入信号状态的指令。分为数字I/O指令、机器人I/O指令、模拟I/O指令、群组I/O指令。数字I/O（DI/DO）指令机器人I/O（RI/RO）指令模拟I/O（AI/AO）指令组I/O（GI/GO）,4.3知识贮备,4.3.6叠栈指令,叠栈是指机器人对几个具有代表性的点进行示教，即可从下层到上层按照顺序摆放工件。叠栈指令有：,4.3知识贮备,4.3.7其他指令,1.跳转/标签指令JMP/LBL（1）标签指令:LBLi:Commenti:1to32766Comment:注解（最多16个字符）（2）跳转指令:JMPLBLiJMPLBLii:1to32766（跳转到标签i处）,4.3知识贮备,4.3.7其他指令,2.调用指令CALL调用程序指令CALL（program），其中program是需调用的程序名。3.工具坐标系调用指令UTOOL_NUM当程序执行完成后，工具坐标系调用指令UTOOL_NUM，系统将自动激活该指令设定的工具坐标系。4.用户坐标系调用指令UFRAME_NUM当程序执行完用户坐标系调用指令UFRAME_NUM，系统将自动激活该指令设定的用户坐标系。,4.3知识贮备,4.3.7其他指令,5.偏置条件指令OFFSET偏置条件指令OFFSET的形式。OFFSETCONDITIONPRi其中，PRi：偏置点。通过偏置条件指令OFFSET可以将原有的点偏置，偏置量由位置寄存器决定。偏置条件指令只对包含附加运动OFFSET的运动语句有效。偏置条件指令一直有效到程序运行结束或者下一个偏置条件指令执行为止。例如：1.OFFSETCONDITIONPR12.JP1100%FINE（偏移无效）3.LP2500mm/secFINEoffset（偏移有效）但1.LP2500mm/secFINEoffset，PR1也有效，等同于1.OFFSETCONDITIONPR13.LP2500mm/secFINEoffset,4.3知识贮备,4.3.7其他指令,6.其他常用指令（1）用户报警指令UALMi。当程序运行用户报警指令UALMi时，机器人会报警并显示报警信息。要使用该指令，首先要设置用户报警。依次按键选择MENU（菜单）SETUP（设定）F1TYPE（类型）Useralarm（使用者定义异常）即可进入用户报警设置画面。（2）时钟指令TIMERTIMERi（Processing）i:时钟号依次按键选择MENU（菜单）STATUE（状态）F1TYPE（类型）PrgTimer（程序计时器）即可进入程序计时器一览显示画面。,4.3知识贮备,4.3.7其他指令,6.其他常用指令（3）运行速度指令OVERRIDE=(value)%value=1to100。（4）注释指令!(Remark)Remark：注解，最多可以有32字符。（5）消息指令Messagemessagemessage：消息，最多可以有24字符。当程序中运行该指令时，屏幕中将会弹出含有message的画面。,4.3知识贮备,4.3.8指令编辑,指令编译包括在程序中插入空白行、删除指令行、粘贴指令行、查找程序元素、替换指令元素、对位置号重新排列、隐藏/显示注释、撤销上一步操作等。指令详解如下表所示：,4.3知识贮备,4.3.9执行程序,程序编写完成后，需要对对程序进行调试运行，下面我们对程序的启动、中断、恢复分别进行介绍。1.启动程序,4.3知识贮备,4.3.9执行程序,2.中断程序的执行程序中断由两种情况引起：程序运行中遇到报警和操作人员停止程序运行。（1）程序运行中遇到报警程序的中断状态有两种类型：1）强制终止：TP屏幕将显示程序的执行状态为：ABORTED（结束）；2）暂停：TP屏幕将显示程序的执行状态为：PAUSED（暂停）。,4.3知识贮备,4.3.9执行程序,（2）操作人员停止程序运行1）人为中断程序的方法：,4.3知识贮备,4.3.9执行程序,（2）操作人员停止程序运行2）报警引起的程序中断当程序运行或机器人操作中有不正确的地方时会产生报警，并使机器人停止执行任务，以确保安全。实时的报警码会出现在TP上（TP屏幕上只能显示一条报警码），如要查看报警记录，需要依次操作MENUALARM（异常履历）F3HIST（履历）。,4.3知识贮备,4.3.9执行程序,（2）操作人员停止程序运行3)报警重要程度如下表所示：,4.3知识贮备,4.3.9执行程序,3.恢复程序的执行（1）按下紧急停止键将会使机器人立即停止，程序运行中断，报警出现，伺服系统关闭。（按操作面板紧急停止键报警代码为：SRVO001OperatorpanelE-stop，按示教器紧急停止键报警代码为：SRVO002TeachPendantE-stop）。（2）按下HOLD键将会使机器人运动减速停止。,4.4任务实施,参考程序：1:UTOOL_NUM=1;!选用一合适的工具坐标2:LP11000mm/secFINE;!直线运动到P1点3:CP2:P31000mm/secFINE;!经由点P2、目标点P3的圆弧运动4:JP450%FINE;!关节运动到P45:LP51000mm/secFINE;!直线运动过P5,4.4.1机器人运动指令编程,以FANUCM-10iA这款机器人为例，在示教器上编写程序，使机器人的TCP完成“2015”的运行轨迹。1.完成为“2”的轨迹,4.4任务实施,4.4.2程序流程图,读下面程序，说明每条语句的含义，并绘制程序运行的流程图。,程序：PART11：TIMER1=RESET2：TIMER1=START3：UTOOL_NUM=14：UFRAME_NUM=15：OVERRIDE=30%6：R1=07：JPR1：HOME100%FINE8：LBL19：JP1100%FINE10：JP2100%FINEOffset，PR6,11：JP3100%FINE12：R1=R1+113：IFR13,JMPLBL114：WAITDI1=ON15：CALLTEST116：JPR1：HOME100%FINE17：MessagePART1FINISH18：TIMER1=STOP19：！PART1FINISHEDEND说明：PR6=0,200,0,0,0,0。,4.4任务实施,4.4.2程序流程图,程序流程图：,4.4任务实施,4.4.3机器人轨迹练习,设计循环运动控制程序。控制要求如下：1）创建个人的工业机器人控制文件。2）示教机器人从P1点直线运行至P2点。3）示教机器人从P2点经过圆周上的P3点运行至P4点。4）示教机器人从P4点经过圆周上的P5点运行至P2点。5）机器人重复上面的圆周运动三周。6）机器人在P2点沿W回转90o。7）机器人在P2点沿W回转-90o。8）示教机器人从P2点关节运行至P1点。9）运行程序，观察效果。机器人TCP点的运行轨迹如右图所示。,4.4任务实施,4.4.3机器人轨迹练习,参考程序：1:UFRAME_NUM=1;!选用用户坐标2:UTOOL_NUM=1;!选用工具坐标3:LBL1;!标签14:R1=0;!定义常量5:JP1100%FINE;!设定P1点6:LP22000mm/secFINE;!直线运动到P27:LBL2;!标签28:CP3:P42000mm/secFINE;!圆弧运动经P4到P39:CP5:P22000mm/secFINE;!圆弧运动经P2到P510:R1=R1+1;!常量加111:IFR13,JMPLBL2;!判断是否完成12:LP2500deg/secFINEOffset,PR2;!在P2点旋转90度13:LP2500deg/secFINE;!旋转到P2的姿态14:JP1100%FINE;!关节运动过P115:JMPLBL1;!跳到标签1循环运行END说明：PR2=0,0,0,90,0,0。,P1,P2,P3,P4,P5,4.4任务实施,4.4.4用示教器编写工件搬运程序,以FANUCM-10iA机器人为例，编写程序，将一工件搬运到运输带上。机器人手抓采用吸盘方式，DO103控制吸盘吸气，当为ON时吸盘吸，OFF时停止吸气，DI104控制吸盘吹气，时为ON时吸盘吹气，OFF时停止吹气，DI102判断机器人手抓是否吸到工件，高电平有效。要求：1.画出程序流程图。2.在示教器上编写程序。,4.4任务实施,4.4.4用示教器编写工件搬运程序,参考程序：1:UFRAME_NUM=1;2:UTOOL_NUM=2;3:LBL2;4:JP1100%CNT100;5:WAIT1.00(sec);6:DO103=ON;7:DO104=OFF;8:SKIPCONDITIONDI102=ON;9:LP2800mm/secFINEOffset,PR1Skip,LBL2;10:LP31000mm/secFINE;11:IFDI102=OFF,JMPLBL2;12:JP4100%CNT100;13:JP5100%CNT100;14:LP61000mm/secFINEOffset,PR1;15:DO103=OFF;16:DO104=PULSE,0.2sec;17:LP71000mm/secFINE;,4.5知识链接,4.5.1五轴机器人特有动作,五轴机器人由于在结构上存在无法获取的姿势，其动作较为特殊。表现在：1.在直线动作、圆弧动作、C圆弧动作中，能够成为正确姿势控制的，只限于法兰盘面朝着正上方或者正下方的情形。除此以外的情况下，以可以获得的姿势近似地进行动作。由此，工具姿势将会逐渐变化，需要引起注意。另外，有关工具中心点的位置，始终进行正确控制。2.形态的定义（手腕的轴配置的定义）较为特殊。,4.5知识链接,4.5.1五轴机器人特有动作,（1）M-410iB/140H、M-710iC/50H：法兰盘面朝向下侧时配置为NOFLIP，朝向上侧时配置为FLIP。（2）F-100iA的五轴类型：FLIP/NOFLIP的切换较为特殊。（3）上述以外的五轴机器人：法兰盘面朝向机器人侧时配置为NOFLIP，不朝向该侧时配置为FLIP。终点的形态与始点的形态不同时，无法进行姿势控制动作（直线动作、圆弧动作、C圆弧动作）。这种情况下，要使用关节动作或者手腕关节动作指令（Wjnt）。,4.5知识链接,4.5.1五轴机器人特有动作,3.上述第3条所属的机器人中，“(A)法兰盘面朝着正上方或者正下方的情形”、与“(B)除此以外的情形”下姿势控制方式不同。因此，无法进行从(A)向(B)、或者从(B)向(A)切换的直线动作、圆弧动作、C圆弧动作。在执行这样的动作时，会发生“MOTN-063位置形态信息不一致”或者“MOTN-310位置配置更改2”的报警。另外，在