《精通FANUC机器人编程、维护与外围集成》课件-项目2：FANUC机器人编程应用

01项目一机器人位置和轨迹编程任务一简笔画与涂胶编程【任务要求】机器人从HOME点出发，接受到启动信号DI101后，开始对下图“公鸡”简笔画进行涂胶，DO101是喷枪的启停控制信号；机器人完成一次工作后回到HOME点自动停止。【任务分析】为达到最高工作效率，机器人的运动轨迹应尽可能少断续点。P1、P24、P34、P36、P45、P53、P63都是逼近点，逼近点是机器人真正工作点上方或附近可以用直线命令准确运动到工作点的一个预设点。设置逼近点的目的是为了让起始工作点准确，也为了让机器人的工作幅度不会变化太大而产生报警或碰撞。在绘制圆弧中可以用C指令和A指令，C指令和A指令都是三点画弧，每段弧不能超过180o。C指令与A指令的区别在于C指令以上一条指令的结束点作为起点，A指令指定哪三个点画弧，一段弧必须有三个A指令出现，否则会报错；C指令画弧时的速度只能指定一个，A指令可以分别指定每两点间画弧的速度。1：UFRAME_NUM=1指定使用用户坐标12：UTOOL_NUM=1装上喷枪后使用示教了的工具坐标13：OVERRIDE=30%调试时限速30%，实际运行可以删除此行4：JP[1：HOME]100%FINE机器人原始点HOME5：WAITDI[101]=ON启动信号为“1—ON”时机器人开始动作6：LP[2]200mm/secFINEP2起始点7:DO[101]=ON喷枪开始工作，暂时屏蔽则：//DO[101]=ON8:LP[3]100mm/secCNT20P2-P3短弧用CNT过渡方式逼近，与机器人实际运行速度相关9：CP[4]以P3、P4、P5三点画弧

P[5]200mm/secFINE绘制速度为200mm每秒，但受OVERRIDE指令限制……【程序关键点】任务二PR指令实现平面内偏移精确画圆的方法：如果轨迹是一个标准的圆，为了减少定点时人为的视觉误差，可以采用PR指令实现圆的点位的运算，从而实现一个平面上的快速定点。下面通过画一个半径为50mm的圆来讲解。1：PR[5]=P[1]先对PR1~PR4进行赋初始值，让其坐标值与P1原点一样；并将PR5作为中间变量2：PR[1]=PR[5]PR[5]=PR[1]=PR[2]=PR[3]=PR[4]=P13：PR[2]=PR[5]

4：PR[3]=PR[5]

5：PR[4]=PR[5]

6：PR[1，1]=PR[5，1]-50PR[1，1]表示PR1点的X坐标值；PR[1，2]表示PR1点的Y坐标值；PR[1，3]表示PR1点的Z坐标值；PR[1，1]=PR[5，1]-50表示PR1点X坐标的值修改为PR5的X坐标的值减50mm（默认单位为mm）7：PR[2，2]=PR[5，2]+50PR[2，2]=PR[5，2]+50表示PR2点Y坐标的值修改为PR5的Y坐标的值加50mm8：PR[3，1]=PR[5，1]+50PR[3，1]=PR[5，1]+50表示PR3点X坐标的值修改为PR5的X坐标的值加50mm9：PR[4，2]=PR[5，2]-50PR[4，2]=PR[5，2]-50表示PR4点Y坐标的值修改为PR5的Y坐标的值减50mm10：JPR[1]100%FINE到画圆的第一点11:CPR[2]三点画半圆12:P[3]500mm/secFINE

13:CPR[4]

14:PR[1]500mm/secFINE回到画圆的起始点

END程序分析如下图，用PR指令画一个半径为90mm的正方体。【任务要求】【任务分析】根据XY平面上的方向，PR[4]与PR[1]的Y坐标相同，X坐标发生偏移；PR[2]与PR[1]的X坐标相同，Y坐标发生偏移；PR[3]与PR[2]的Y坐标相同，X坐标发生偏移。1：PR[1]=LOPSPR[1]=LOPS/JOPS，机器人将当前位置保存到PR[1]中，并以直角坐标/关节坐标形式显示。2：PR[2]=PR[1]给PR2赋初始值，让其与PR1相同3:PR[4]=PR[1]给PR4赋初始值，让其与PR1相同4：PR[2，2]=PR[1，2]+90在初始值的基础上，将PR2的Y坐标值增加90mm5：PR[4，1]=PR[1，1]+90在初始值的基础上，将PR4的X坐标值增加90mm6：PR[3，1]=PR[2，1]+90PR3的值为PR2的基础上在Y坐标方向偏移+90mm7：JPR[1]100%FINE由初始点开始运动8：LPR[2]1000mm/secFINE从PR1点向PR2点直线运动9：LPR[3]1000mm/secFINE从PR2点向PR3点直线运动10：LPR[4]1000mm/secFINE从PR3点向PR4点直线运动11：LPR[1]1000mm/secFINE机器人回到初始点

END程序分析任务三OFFSET指令实现平面内偏移【任务要求】如下图，以左下角正方形为基础绘制A、B、C三个正方形。A的四个角点分别对应PR1、PR2、PR3、PR4向X方向偏移了100mm；B的四个角点分别为A四个角点在Y轴方向偏移了100mm；C的四个角点分别为PR1、PR2、PR3、PR4向Y方向偏移了100mm；【任务分析】12：OFFSETCONDITIONPR[10]令PR10的值为：（X，Y，Z，W，P，R）=（100,0,0,0,0,0）13:WAIT2.00sec画完第一个图形，停顿一下14：JP[2]100%FINEP2为A左下角的逼近点15：LPR[1]1000mm/secFINEOFFSET

16：LPR[4]1000mm/secFINEOFFSET

17：LPR[3]1000mm/secFINEOFFSET

18：LPR[2]1000mm/secFINEOFFSET

19：OFFSETCONDITIONPR[11]重新指定偏移值，令PR11的值为：（X，Y，Z，W，P，R）=（0,100,0,0,0,0）20：WAIT2.00sec画完A图形，停顿一下21：JP[3]100%FINEP3为B左下角的逼近点22：P[5]=PR[1]+PR[10]P5定义为A的左下角点23：LP[5]1000mm/secFINEOFFSET实现到达B的左下角点……

END程序分析02项目二带算法的程序设计任务一用偏移指令实现简单码垛控制一、堆垛控制【任务描述】

如下图，每个工件长5cm宽5cm高3cm，重80g-100g，采用负压吸盘进行工件吸取，1#、2#、3#位置底部装有光电传感器检查是否有工件存在，机器人在接收启动信号DI105后执行堆垛操作，将工件依次堆放在堆叠区。机器人的输出信号有一个（吸盘）；输入信号有5个，分别是：启动信号堆叠区有工件检测信号1#、2#、3#位置是否有工件的检查信号采用模块化结构编程，主程序负责全面工作，每叠采用一层一个子程序，以便编程思维清晰。【任务分析】【机器人I/O接线图】【堆垛程序算法1——控制逻辑设计】【堆垛程序算法2】二、拆垛控制【任务描述】如下图，在堆叠区放有三个叠起来的工件，每个工件长5cm宽5cm高3cm，重80g-100g，采用负压吸盘进行工件吸取，1#、2#、3#位置底部装有行程开关检测是否有工件存在，机器人在活动启动信号DI105后执行拆垛操作，放置顺序为1#->2#->3#。【机器人I/O接线图】【拆垛程序算法】任务二用专用码垛指令实现4×3×2堆垛控制【任务描述】如下图，机器人将于位工件原点的工件依次放到码垛区。工件是圆柱体，直径为5cm，高为3cm，码垛区是一块可以容纳上述工件的平板，要求堆叠4行3列2层，每个堆叠点中心距离25cm。【任务分析】1.码垛的结构码垛实际上是将货物按一定的方向和位置进行堆放，要定义一个码垛任务需要将堆叠模式、堆叠路径描述清楚。堆叠模式包含堆上/堆下、堆叠顺序（行列层）、每层增加数等；堆叠路径包含接近点、堆叠点（堆上点/堆积点）、回退点、每列选择的路线模式等。2.码垛的类型B/BXE/EXB、BX、E可以看成是EX类型的功能限制。B/BX底面形状是规则的四边形，工件姿势是固定的，B类型只有一种路径，BX可以有多种路径。E/EX底面形状不是平行四边形，工件姿势是变化的，E类型只有一种路径，EX可以有多种路径。3、FANUC机器人码垛指令要素4.工作点和路径分析采用负压吸盘对工件进行吸取和放置，负压吸盘的电磁阀由机器人DO102端子控制，当输入命令DI101有信号则开始执行码垛控制，DI102信号用于检测工件原点是否有工件。设置3个要示教的堆叠点（1,1,1）、（4,1,1）、（1,3,1）,一个辅助点（4,3,1），三个路径模式（每个路径模式含2个接近点，1个堆积点，2个回退点），路径模式采用“余数指定”。【4行3列2层的初始化】【示教堆叠点和辅助点】行、列、层【示教路径式样】选择每个位置的式样示教第一个路径式样1：UTOOL_NUM=1采用工具坐标12:UFRAME_NUM=1采用用户坐标13：LBL[1]

4：JP[1]100%FINE机器人在原始点5：WAITDI[101]=ON等待启动命令输入6：WAITDI[102]=ON检测工件原点是否有工件7：LP[2]200mm/secFINE机器人运动到工件原点上方，P2为逼近点8：LP[3]200mm/secFINE机器人到达抓取/吸取工件的工作点P39：WAIT1.00sec延时缓冲10：DO102=ON打开吸盘，吸取工件11：LP[4]200mm/secFINE机器人运动到码垛区上方12：PALLETIZING-EX_4

13：JPAL_4[A_1]30%FINE根据图2-21调整接近点、回退点顺序14：LPAL_4[A_2]700mm/secFINE运动到第2个接近点15：LPAL_4[BTM]700mm/secFINE运动到堆叠点16：WAIT1.00sec延时缓冲17：DO102=OFF放下工件18：LPAL_4[R_1]700mm/secFINE运动到第1个回退点19：JPAL_4[R_2]30%FINE运动到第2个回退点20：PALLETIZING-END_4一次码垛任务结束，自动修改码垛寄存器的值，自动

按行列层顺序执行下一个码垛任务21：LP[4]200mm/secFINE机器人运动到码垛区上方22：JMPLBL[1]机器人运动回原始点

END程序分析任务三SELECT指令结合子函数实现废品装箱【任务描述】注塑模具生产的产品采用视觉识别系统监测产品好坏，合格产品放到A箱，不合格产品放到B箱，合格时R1值为1（视觉系统传入的数值），不合格时R1值为2。机器人根据DI101、DI102、DI103的信号组合确定放五金件的组合，从而生产出不同的产品，五金件放置位置位置如下图（a），组合关系如表所示。合格和不合格产品都是一箱满4个则打包盖章，不合格产品进入下一个工序采用人工修复。机器人对五金件的组合进行搬运。机器人的寄存器带有锁存记忆功能，因此表达产品是否合格的寄存器R1初始值设为0，不以0来代表合格或不合格，以防程序执行时一直执行一种情况。在本任务中寄存器R1、R2都是将问题数值化处理后的一个变量。为了理清整个控制主干的逻辑，对功能完整的模块采用子程序编写，这样主程序调用子程序实现控制。【任务分析】1.数值化处理和子程序规划2.机器人信号与寄存器整理3.机器人子程序功能规划【算法设计】任务四用FOR指令实现雕刻深度控制【任务描述】机器人第六轴上装有电动雕刻刀，DO101信号控制其启停，现机器人需要在16mm的石膏圆柱体上加工出直径为10mm长6mm的圆柱体，分3次逐次进给2mm进行切削。加工位置效果如下图：【任务分析】根据任务要求，机器人循环三次作同心圆运动，每次在16mm坯件上切削的进给为2mm，最后形成的凸出圆柱体高6mm。程序设计时采用PR寄存器作点坐标的运算，用R寄存器作循环次数的计算。【算法设计】坯件定点1：UTOOL_NUM=1采用工具坐标12:UFRAME_NUM=1采用用户坐标13：LBL[1]

4：DO[101]=OFF关刻刀电机5：R[1]=0备份原始数据6：PR[1]=P[1]

7：PR[2]=P[2]

8：PR[3]=P[3]

9：PR[4]=P[4]

10：LBL[2]

11：FORR[1]=0T02循环3次12：JP[1]100%FINE

13：DO[101]=ON开刻刀电机14：PR[1]=PR[1，1]+2P1点先向X正方向进给2mm15：LPR[1]10mm/secFINE

【程序分析】16：PR[1]=PR[1，3]-2P1点再向Z负方向进给2mm17：PR[2]=PR[2，1]+2将P2、P3、P4调整到与18：PR[2]=PR[2，3]-2

最新的P1同一个平面19：PR[3]=PR[3，1]+2

20：PR[3]=PR[3，3]-2

21：PR[4]=PR[4，1]+2

22：PR[4]=PR[4，3]-2

23：LPR[1]10mm/secFINE

24：CPR[2]

25：PR[3]2mm/secFINE

26：CPR[4]

27：PR[1]2mm/secFINE

28：R[1]=R[1]+1

29：DO[101]=OFF

30：LP[5]100mm/secFINE退到安全点（非加工点）31：ENDFOR

END任务五学习FOR、IF（JMP）、SELECT指令间的转换03项目三焊接程序编程与调试任务一学习焊接基础知识与工艺要求一、焊接分类熔焊压力焊钎焊及封粘电弧焊手弧焊电阻焊（电焊、缝焊、对焊）软钎焊气体保护焊（氩弧焊、CO2气体保护焊）摩擦焊硬钎焊埋弧焊超声波焊封接电渣焊

爆炸焊粘接等离子焊接

扩散焊

电子束焊

高频焊

激光焊

二、电焊机及其工作原理交流电焊机初级线圈输入220V/380V交流电，次级线圈输出60~80V空载电压，当次级线圈上的焊条与工件起弧后，电焊机输出电压将为20~40V。动铁芯式交流弧焊机的一、二次绕组固定在变压器的铁芯上，中间放置一个活动的铁芯，通过改变铁芯的位置来改变线圈磁通量的大小，从而调整输出电压或输出电流。直流电焊机常用的直流弧焊机有整流式弧焊机和逆变式弧焊机，整流式弧焊机相当于在交流弧焊机上加上整流器，逆变式弧焊机把50HZ的交流电整流、滤波变成平滑的直流电再逆变成中频交流电（频率为几千HZ）。逆变式弧焊机体积相对较小，稳定性较高。三、直流电焊机接法1.正接法：工件接焊机的正极，焊条接电机的负极，用于焊接厚的钢板，发热量较大。2.反接法：工件接焊机的负极，焊条接电机的正极，用于焊接薄钢板，发热量较小。四、保护气体及气源使用方法电焊可以分为TIG焊和MIG焊TIG焊（非熔化极极惰性气体保护电弧焊）利用钨极和工件之间的电弧使金属熔化形成焊缝；焊接过程钨极不熔化，只起电极的作用，同时由焊炬的喷嘴送出氩气作保护。MIG焊（熔化极惰性气体保护电弧焊）是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的惰性气体保护电弧来进行焊接。单一保护气体有：氩气（Ar）、氦气（He）和CO2气常用的混合气体有：Ar+He、Ar+H2、Ar+O2（O2量为1%）、Ar+CO2或Ar+CO2+O2。氩气流量一定时焊枪移动速度的气流效果五、焊接工艺为了获得优质的焊缝，焊丝应作均匀的摆动，主要有直线摆动、横向摆动、上下摆动三种：焊接质量举例任务二机器人激光焊接线、调试与编程一、焊机的电气接线及机器人的IO接线二、功能设置面板序号部件功能1蜂鸣器ALARM相序接错，蜂鸣器报警2钥匙开关POWER控制整机电源3启动按钮START启动焊机4激光开关LASER在ON位置允许激光输出，在OFF位置禁止激光输出5触摸屏参数设置和系统控制6出光指示灯EMISSION有激光输出则闪烁7急停按钮EMERGENCY紧急按钮按下则总电源断开8触发按钮TRIG按下此按钮，激光出光（前提是光闸使能有效）三、CN2管脚功能管脚编号名称功能124V内部电源24V正极2GND内部电源24V负极16E24V外控接口24V输入端17COM外控接口输入公共地3GATEM当此管脚信号有效，主光闸切换到正常出光的有效状态，激光输出4GATE1当此管脚有信号，第一分光闸切换到出光有效状态5GATE2当此管脚有信号，第二分光闸切换到出光有效状态6GATE3当此管脚有信号，第三分光闸切换到出光有效状态7LaserTrig当此管脚有信号，将会产生激光输出，输入有效时间最少为1ms，为保证信号被识别到，触摸屏可设置此端口是否有效8-18WAVE外控切换波形信号管脚编号名称功能14NC预留输入端口15FadeStart渐变复位信号18GateReady当所有光闸控制控制要求到达指定位置后这个信号变为有效19LaserOut激光脉冲正在输出时这个信号有效20DeViceReady当所有状态都正常，这个信号有效22LaserTrigEn判断是否允许接收新的LaserTrig信号23-25NC预留输出接口四、机器人与CN2口接线五、焊机参数设置案例：不锈钢方管的激光焊接编程和调试【任务描述】如图，采用45°柔性夹具对20mm×30mm×2mm的方钢进行固定，机器人用激光焊机对方钢进行接口焊接。方钢的切口为45°，毛边已经过打磨。【任务分析】方钢的厚度只有2mm，要焊接牢固必须保证夹具能将每一个接口顺利拼接，机器人执行的焊接任务需要焊接4个接口，一个接口不能一次完成（因一个接口有四条边，放在夹具上其中两条边朝底），为提高工作效率，焊接完一面后将方钢的半成品反转放在夹具上再执行一次焊接即可。由于方钢在夹具上的对称性，焊接程序只需示教一次执行两次即可。1：UTOOL_NUM=1采用工具坐标12:UFRAME_NUM=1采用用户坐标13：LBL[1]

4：JP[1]100%FINE机器人在原始点5：WAITDI[101]=ON

6：JP[2]100%FINE机器人运动到第一个焊缝的逼近点7：LP[3]200mm/secFINE运动到第一个焊缝的起焊点8：DO[102]=ON打开激光9：LP[4]200mm/secFINE焊接第一条焊缝10：LP[5]200mm/secFINE

11：DO[102]=OFF关闭激光12：WAIT0.5sec

13：LP[6]200mm/secFINE运动到中间安全点14：JP[7]100%FINE机器人运动到第二个焊缝的逼近点15：LP[8]200mm/secFINE运动到第二个焊缝的起焊点16：DO[102]=ON打开激光17：LP[9]200mm/secFINE焊接第二条焊缝18：LP[10]200mm/secFINE

19：DO[102]=OFF关闭激光20：WAIT0.5sec

21：LP[6]200mm/secFINE运动到中间安全点【参考程序】22：JP[11]100%FINE机器人运动到第三个焊缝的逼近点23：LP[12]200mm/secFINE运动到第三个焊缝的起焊点24：DO[102]=ON打开激光25：LP[13]200mm/secFINE焊接第三条焊缝26：LP[14]200mm/secFINE

27：DO[102]=OFF关闭激光28：WAIT0.5sec

29：LP[6]200mm/secFINE运动到中间安全点30：JP[15]100%FINE机器人运动到第四个焊缝的逼近点31：LP[16]200mm/secFINE运动到第四个焊缝的起焊点32：DO[102]=ON打开激光33：LP[17]200mm/secFINE焊接第四条焊缝34：LP[18]200mm/secFINE

35：DO[102]=OFF关闭激光36：WAIT0.5sec

37：JMPLBL[1]将工件反转后再次焊接

END任务三机器人氩弧焊接线、调试与编程一、焊缝表面色泽与焊接质量关系二、氩弧焊焊接原理依靠钨针尖端在脉冲大电流下放电产生高温三、林肯V270-T焊机的参数设置四、林肯V270-T焊机与机器人的IO接线案例：热水器内胆焊接如下图，机器人配合氩弧焊焊机完成热水器内胆的直线、圆焊缝焊接。1：UTOOL_NUM=1采用工具坐标12:UFRAME_NUM=1采用用户坐标13：LBL[1]

4：JP[1]100%FINE机器人在原始点5：WAITDI[101]=ON

6：JP[2]100%FINE机器人运动到A的逼近点7：LP[3]200mm/secFINE机器人运动到A点8：DO[102]=ON打开焊机9：CP[4]机器人运动到B点10：P[5]200mm/secFINE机器人运动到D点11：CP[6]机器人运动到C点12：P[3]200mm/secFINE机器人运动回A点13：LP[6]200mm/secFINE机器人运动到F点14：CP[7]机器人运动到E点15：P[8]200mm/secFINE机器人运动到H点16：CP[9]机器人运动到G点17：P[6]200mm/secFINE机器人运动回F点参考程序18：DO[102]=OFF关闭焊机19：WAIT0.5sec延时让氩气最大限度防止收弧点氧化20：