发那科机器人指令培训

日期:发那科机器人指令培训演讲人：目录CONTENTS机器人基础与FANUC系统概述核心坐标系设置运动指令编程程序控制指令寄存器与IO指令典型应用实战机器人基础与FANUC系统概述01工业机器人定义与分类工业机器人通常由多个旋转或平移关节组成，可模拟人类手臂动作，适用于焊接、装配等高精度作业，关节数从4轴到7轴不等，灵活性随轴数增加而提升。采用XYZ线性运动结构，定位精度高但灵活性较低，常见于搬运、码垛等简单重复性任务，适合大范围直线轨迹作业场景。具有两个平行旋转关节和垂直方向的线性关节，在水平面内高速运动能力强，专为精密装配和电子元件插装设计，典型重复定位精度达±0.01mm。配备力传感器和碰撞检测功能，可与人类共享工作空间而无须安全围栏，通过ISO/TS15066认证，适用于人机协同的柔性化生产线。多关节机械臂直角坐标机器人SCARA机器人协作机器人（Cobot）LRMate系列M-20iD系列轻量级6轴机器人，负载范围2-20kg，以紧凑结构和IP67防护等级著称，特别适合机床上下料和狭小空间作业，重复定位精度达±0.02mm。中负载通用型机器人（20-35kg），集成iRVision视觉系统，支持3D视觉引导和力觉控制，广泛应用于汽车零部件焊接与总装工序。FANUC机器人产品体系CRX协作机器人系列10kg以下负载协作机型，采用绿色外观设计，具备拖动示教和碰撞检测功能，编程界面简化至智能手机操作级别，适合中小企业快速部署。重型M-1000iA800kg超大负载机器人，配备高强度减速机和双伺服驱动系统，专用于汽车白车身搬运和压铸件取件作业，最大臂展达4.7米。示教器功能与界面操作TP（TeachPendant）硬件架构配备8.4英寸彩色触摸屏与39个功能按键，符合IP54防护标准，紧急停止按钮采用双重电路设计，内置USB接口支持程序备份与恢复。坐标系统管理提供关节坐标、世界坐标、工具坐标和用户坐标四种模式，支持三点法工具坐标系标定，精度校准过程包含TCP（ToolCenterPoint）的XYZ与姿态补偿。程序编辑功能支持结构化编程语言KAREL与梯形图逻辑，可插入运动指令（如JP[1]100%FINE）、IO控制指令和条件判断语句，具备程序块复制与变量监控窗口。诊断与维护界面实时显示伺服电机温度、减速机润滑状态及电池电压，提供错误代码查询手册（如SRVO-062BZAL报警处理），内置振动分析工具用于机械臂状态监测。核心坐标系设置02TCP（工具中心点）标定通过多点示教法精确确定工具末端执行器的中心点位置，需使用尖锥或参考针在固定接触面上采集至少4个不同姿态的点位数据，系统自动计算偏移量。重量与重心参数配置输入工具的实测重量及三维重心坐标，确保机器人负载动力学计算的准确性，避免因惯性偏差导致的运动抖动或超限报警。工具方向校准通过设定工具坐标系X/Y/Z轴的方向矢量，确保旋转指令与工具实际朝向一致，适用于焊接枪、夹爪等需定向操作的场景。工具坐标系标定方法用户坐标系六点法标定在工件平面选取一个基准点作为坐标系原点，通过示教器记录该点坐标，建立用户坐标系的初始参考位置。原点位置标定沿工件边缘移动机器人至第二点，系统根据两点连线自动计算X轴正方向，需确保两点间距大于100mm以提高标定精度。X轴方向确定在工件平面内选取第三点，通过三点共面原理确定XY平面，系统自动修正Z轴垂直度误差，适用于倾斜工作台场景。XY平面校准标定完成后，需使用示教器手动移动机器人沿X/Y/Z轴方向移动，观察实际轨迹与预期方向的一致性，必要时进行微调。坐标系验证干涉区域设置与校验立方体干涉区定义通过输入空间对角点的三维坐标划定长方体禁入区域，适用于固定设备或安全围栏的防碰撞保护。圆柱体干涉区配置设定圆柱体半径、高度及中心轴线坐标，用于保护管道、立柱等圆柱形障碍物，支持多级预警阈值设置。动态干涉检测启用实时关节扭矩监测功能，当机器人末端或连杆进入干涉区边缘时触发减速或急停，需配合力传感器数据优化响应灵敏度。仿真校验流程在ROBOGUIDE等仿真软件中预演机器人轨迹，通过三维可视化界面检查干涉区设置的有效性，避免实际运行中的潜在风险。运动指令编程03关节运动(J)与直线运动(L)关节运动模式特点关节运动（J）通过控制各轴独立旋转实现路径规划，适用于对轨迹精度要求较低但需要快速到达目标点的场景，如物料搬运或非精密装配。直线运动模式特点直线运动（L）要求机器人末端沿笛卡尔空间直线移动，需实时计算各轴联动参数，适用于焊接、喷涂等高精度轨迹作业。模式切换逻辑在复杂任务中需动态切换J/L模式，例如先用J模式快速接近工件，再切换L模式完成精密操作，需注意切换时的加速度平滑过渡以避免振动。参数配置差异J模式需设定轴角度容差，L模式需定义末端位姿误差范围，且后者对动力学模型计算要求更高。通过TOOL_OFFSET指令修正工具中心点（TCP）偏差，例如焊接枪长度变化时需重新标定TCP以确保轨迹准确性。使用USER_FRAME指令应对工件位置偏移，适用于流水线上工件定位不一致的场景，补偿值可通过三点法或六点法标定获取。结合力传感器或视觉反馈实时调整位置，如装配作业中通过FORCE_SENSING指令实现毫米级柔顺控制。支持工具补偿与工件补偿的矩阵叠加运算，需注意坐标系转换顺序以避免齐次矩阵乘法导致的累积误差。位置补偿指令应用工具坐标系补偿工件坐标系补偿动态补偿技术多层级补偿叠加通过OVERRIDE指令全局调节速度百分比，或使用VACCEL/VJACCEL分别设置直线/关节运动的加速度曲线，减少急停导致的机械冲击。速度曲线参数化基于负载惯量参数自动计算各轴最大允许速度，避免超调现象，需配合PAYLOAD指令实时更新负载数据。动力学约束优化CNT指令控制轨迹拐角处的圆滑过渡等级，数值范围0-100对应不同过渡半径，高等级适用于激光切割等连续路径作业。拐角平滑算法利用PATH指令预读后续路径点，提前规划速度变化率，特别适用于高速搬运场景下的能耗与效率平衡。前瞻控制技术速度控制与轨迹优化01020304程序控制指令04条件选择(IF/SELECT)通过设定条件表达式（如变量比较、传感器状态），控制程序分支执行，支持嵌套和多条件组合（AND/OR）。IF指令逻辑判断当多个条件同时满足时，系统按代码顺序执行首个匹配分支，需合理设计条件顺序以避免逻辑冲突。条件优先级处理基于变量值匹配不同CASE标签，实现多路径程序跳转，适用于菜单选择或状态机控制场景。SELECT多分支选择010302结合条件指令捕获异常（如超限值、通信中断），触发对应子程序或报警提示，提升系统容错性。错误处理集成04循环与跳转(JMPLBL/FOR)FOR循环计数控制通过设定起始值、终止值和步长，精确控制重复操作次数（如批量装配、轨迹遍历），支持嵌套循环结构。01JMPLBL标签跳转在程序任意位置定义标签（LBL），配合JMP指令实现无条件跳转，适用于紧急停止或流程重置场景。循环中断与继续使用BREAK强制退出循环，或CONTINUE跳过当前迭代，优化复杂循环逻辑的执行效率。动态跳转条件结合变量运算或外部信号（如光电传感器），实时调整跳转目标，适应柔性化生产需求。020304等待与报警(WAIT/UALM)WAIT同步等待暂停程序执行直至满足条件（如延时结束、夹具闭合信号），确保动作时序精确性。02040301报警抑制与恢复通过临时屏蔽非关键报警（如调试阶段），或自动恢复功能清除已解决报警，减少生产中断。UALM用户报警定义自定义报警编号、等级和提示信息，触发时暂停程序并记录日志，便于故障追溯与诊断。多级报警管理区分警告（可继续运行）与致命错误（立即停机），配套声光提示和远程通知机制，保障操作安全。寄存器与IO指令05数值寄存器操作通过`R[i]=value`指令实现数值寄存器的赋值操作，支持整数、浮点数及表达式计算，读取时可直接调用`R[i]`参与逻辑运算或运动轨迹规划。寄存器赋值与读取提供加减乘除、取模等算术运算指令（如`R[1]=R[2]+R[3]`），同时支持三角函数、对数等高级数学运算，满足复杂路径计算需求。寄存器运算功能利用`ARRAY`指令实现多寄存器联动配置，可快速初始化或批量传输数据至其他系统模块，提升编程效率。寄存器批量操作输入信号监测通过`DI[i]`指令实时读取外部传感器或开关状态，支持边沿触发（上升沿/下降沿）检测，用于精准响应设备启停或安全联锁信号。数字量IO控制指令输出信号控制使用`DO[i]=ON/OFF`指令驱动继电器、电磁阀等执行机构，支持脉冲输出（`PULSE`指令）及延时输出（`TIMER`关联），适应多样化控制场景。IO组态与映射通过`GROUP`指令将多个IO信号绑定为逻辑组，实现同步控制或状态反馈，简化多设备协同作业的编程复杂度。工具端IO配置通过`TOOL_LOAD`指令实时修改工具重量、重心参数，确保机器人运动过程中的力矩补偿精度，避免轨迹偏差。工具参数动态调整工具切换协议配置`TOOL_CHANGE`指令实现多工具自动切换，包括信号握手、气电接口检测及工具坐标系自动载入，适用于柔性化生产线需求。利用`TOOL_DO[i]`和`TOOL_DI[i]`指令专用于末端执行器（如焊枪、夹爪）的信号控制，支持工具电源管理及状态反馈集成。工具控制信号配置典型应用实战06码垛编程流程解析坐标系设定与校准需明确工件坐标系、工具坐标系及基坐标系的定义，通过三点法或六点法完成精准校准，确保机器人运动轨迹与垛型匹配。垛型逻辑设计根据物料尺寸、重量及堆叠层数，规划抓取顺序与路径优化算法，避免干涉并提升节拍效率。末端执行器参数配置调整吸盘/夹具的抓取力度、释放延时等参数，确保物料在高速运动中稳定传输。安全区域联动设置码垛区域的光栅、急停信号与机器人程序的硬连锁逻辑，实现人机协同作业防护。搬运作业指令集成多工位路径规划结合PLC信号交互，编写动态选择程序段，实现机器人对不同上料点与下料点的自适应搬运。负载动态补偿通过重力补偿指令与力矩传感器反馈，实时修正机器人臂展变化导致的末端定位偏差。输送线同步控制利用编码器数据或视觉追踪系统，使机器人在移动传送带上精准抓放，需集成高速中断响应逻辑。异常处理机制嵌入物料缺失检测、碰撞预警等子程序，触发暂停或路径重规划，保障连续生