工业机器人实操进阶手册

◆图解工业机器人操作、编程、应用 从入门到精通：本书从实用的角度，根据实际操作的要求，介绍了工业机器人从结构、安装连接、选型到操作、设置参数、编程指令等方面的内容。 ◆逐步进阶：内容循序渐进，由浅入深，读者可根据本书的内容顺序，一步一个台阶的学习前进，快速掌握工业机器人的实际知识和应用方法。 ◆实用性强，作者有三十年工业机器人操作应用的实践经验：根据实际的应用成果，介绍了工业机器人在抛光、测量分拣、码垛等方面的应用，提供了详细的编程方法。

本书从实用的角度,根据实际操作的要求,介绍了工业机器人的结构、安装连接、选型、操作、参数设置、编程指令等内容。按照循序渐进、由浅入深的原则编排了学习内容,读者可根据本书的内容顺序,一步一个台阶地学习前进,快速掌握工业机器人的实际知识和应用方法。本书根据实际的应用成果,介绍了工业机器人在抛光、测量分拣、码垛等方面的应用,提供了详细的编程方法,这些应用是实际工作的总结,可以给机器人的设计、集成、编程、调试人员以实用的参考,也可以使高校的学生在学习一定的基础知识后,了解如何在实际的项目中配置和设计机器人集成项目,架起了从学校到企业实际应用的一条快速走廊。 本书特别适合从事工业机器人技术的设计、应用的工程师、操作维护人员阅读,也适合高校教师和学生作为教材和参考书。

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第1章 认识工业机器人 1.1  工业机器人  / 1 1.2  工业机器人系统的构成  / 1   1.2.1  工业机器人本体各部分的名称  / 1   1.2.2  机器人本体内部结构  / 3   1.2.3  典型机器人的外部尺寸及动作范围  / 9   1.2.4  机器人用附件  / 11 1.3  工业机器人技术规格  / 13   1.3.1  垂直多功能机器人技术规格  / 13   1.3.2  水平多功能机器人技术规格  / 14 1.4  对工业机器人主要技术指标的解释  / 15   1.4.1  机器人部分技术规格名词术语  / 15   1.4.2  机器人的“动作自由度”   / 15   1.4.3  机器人动作的“ 优选速度”   / 16   1.4.4  机器人的“优选动作半径”   / 16   1.4.5  机器人的“可搬运重量”   / 17   1.4.6  机器人的“位置重复精度”   / 17 1.5  控制器技术规格  / 18 1.6  控制器技术规格名词术语  / 19 第2章 工业机器人的安装和连接 2.1  工业机器人各部分的名称及用途  / 20 2.2  控制器各接口的说明  / 21 2.3  机器人与控制器连接  / 22 2.4  手持单元的连接  / 22 2.5  机器人与外围设备连接  / 23 2.6  急停及安全信号  / 23 2.7  模式选择信号  / 25 2.8  输入/输出信号的连接  / 26   2.8.1  概述  / 26   2.8.2  实用板卡配置  / 26   2.8.3  板卡型2D-TZ368（漏型）的输入/输出电路技术规格  / 27 2.8.4 板卡型2D-TZ 378（源型）的输入/输出电路技术规格  / 29   2.8.5  硬件的插口与针脚定义  / 32   2.8.6  输入/输出模块2A-RZ361  / 34 2.9  实用机器人控制系统的构建  / 35 2.10  机器人系统的接地  / 36 2.11  电磁阀安装  / 37 2.12  抓手输入电缆的安装  / 41 2.13  抓手输出电缆的安装  / 43 2.14  备份电池的更换  / 46 第3章 操作工业机器人运动起来 3.1  手持单元及其各按键的作用  / 47 3.2  如何使机器人动起来  / 49 3.3  学习操作各种JOG模式  / 49   3.3.1  关节型JOG  / 49   3.3.2  直交型JOG  / 52   3.3.3  TOOL型JOG  / 54   3.3.4  三轴直交型JOG  / 55   3.3.5  圆筒型JOG  / 58   3.3.6  工件型JOG  / 59 第4章 认识机器人的坐标系 4.1  基本坐标系  / 62 4.2  世界坐标系  / 63 4.3  机械IF坐标系  / 64 4.4  TOOL坐标系  / 65   4.4.1  定义及设置  / 65   4.4.2  动作比较  / 67 4.5  工件坐标系  / 69 第5章 认识和使用机器人系统的输入/输出信号 5.1  专用I/O信号  / 72 5.2  输入/输出信号的分类  / 73 5.3  专用输入/输出信号详解  / 73   5.3.1  专用输入/输出信号一览表  / 73   5.3.2  专用输入信号详解  / 77   5.3.3  专用输出信号详解  / 89 5.4  初步学习RT ToolBox2软件  / 104 第6章 学习简单的运动指令——编程进阶1 6.1  “关节插补”指令  / 105 6.2  “直线插补”指令  / 107 6.3  “真圆插补”指令  / 108 6.4  启动和停止信号  / 108 6.5  实验  / 110 第7章 对机器人系统进行初步设置 7.1  坐标系的选择  / 111 7.2  原点的设置  / 111   7.2.1  设置原点的方法种类  / 111   7.2.2  原点数据输入方式的使用  / 111 7.3  原点的重新设置  / 113   7.3.1  校正棒方式  / 113   7.3.2  ABS原点方式  / 117   7.3.3  用户原点方式  / 119   7.3.4  原点数据的记录  / 121 7.4  机器人初始化的基本操作  / 121 7.5  行程范围设置  / 122 第8章 编程指令的学习和使用——编程进阶2 8.1  三维圆弧插补指令Mvr（Move R）  / 123 8.2  “2点型圆弧插补”指令  / 124 8.3  “3点型圆弧插补”指令  / 124 8.4  MELFA-BASIC V程语言的学习  / 125   8.4.1  MELFA-BASIC V的详细规定  / 125   8.4.2  有特别定义的文字  / 127   8.4.3  数据类型  / 127 第9章 机器人的“控制点”及位置点数据运算 9.1  机器人的“控制点”  / 129 9.2  如何表示一个“位置点”  / 130 9.3  结构标志FL1  / 131   9.3.1  垂直多关节型机器人  / 131   9.3.2  水平运动型机器人  / 133 9.4  结构标志FL2  / 133 9.5  位置点的计算方法  / 134   9.5.1  位置点乘法运算  / 134   9.5.2  位置数据的“加法/减法”   / 135 第10章 编程指令的学习和使用——编程进阶3 10.1  码垛指令  / 136 10.2  连续轨迹运行指令Cnt  / 139 第11章 机器人系统的特殊功能 11.1  操作权  / 142 11.2  其他功能  / 143 第12章 编程指令的学习和使用——编程进阶4 12.1  无条件跳转指令  / 145 12.2  判断-选择指令If…Then…Else…EndIf(If Then Else）  / 145 12.3  选择指令Select Case  / 148 12.4  选择指令  / 149 12.5  子程序指令  / 151 12.6  子程序调用指令Call P  / 151 12.7  FPrm (FPRM）  / 153 12.8  子程序调用指令On …GoSub(On Go Subroutine）  / 153 第13章 编程指令的学习和使用——编程进阶5 13.1  循环指令  / 155 13.2  中断  / 156   13.2.1  Def Act——“中断指令”   / 156   13.2.2  Act指令  / 157 13.3  暂停指令Hlt  / 158 13.4  暂停指令Dly  / 159 第14章 手持单元的丰富功能 14.1  示教单元的“整列功能”  / 160 14.2  程序编辑  / 161 14.3  程序修正  / 163 14.4  示教操作  / 164 14.5  向预先确定的位置移动  / 166 14.6  位置数据的 MDI（手动数据输入）  / 166 14.7  调试功能  / 167   14.7.1  单步运行  / 167   14.7.2  程序逆向运行  / 167   14.7.3  跳转  / 168 14.8  示教单元的高级编程管理功能  / 169   14.8.1  管理和编辑（程序）   / 169   14.8.2  运行  / 170   14.8.3  参数的设置修改  / 171   14.8.4  原点设置/制动器设置  / 171   14.8.5  设定/初始化  / 171 第15章 学习和使用“状态变量” 15.1  常用状态变量P_Curr——当前位置(X, Y,Z, A, B, C, L1, L2）(FL1, FL2）  / 173 15.2  P_Fbc——以伺服系统反馈脉冲表示的当前位置(X, Y, Z, A, B, C, L 1 , L 2 ）( FL1,FL2）   / 174 15.3  常用状态变量J_Curr——各关节轴的当前位置数据  / 174 15.4  J_ECurr——当前编码器脉冲数  / 174 15.5  常用状态变 量J_Fbc/J_AmpFbc——关节轴的当前位置/关节轴的当前电流值  / 175 15.6  M_In/M_Inb/M_In8/M_Inw/M_In16——输入信号状态  / 175 15.7  M_Out/M_Outb/M_Out8/M_Outw/M_Out16——输出信号状态（指定输出或读取输出信号状态）  / 176 第16章 认识机器人常用参数——学习参数进阶1 16.1  动作型参数  / 177 16.2  动作参数详解  / 179 16.3  程序型参数  / 196   16.3.1  程序型参数一览表  / 196   16.3.2  程序参数详解  / 196 第17章 操作型参数的功能及设置——学习参数进阶2 17.1  操作型参数  / 204   17.1.1  操作参数一览表  / 204   17.1.2  操作参数详解  / 205 17.2  网络通信参数  / 210   17.2.1  通信及现场网络参数一览表  / 210   17.2.2  通信及网络参数详解  / 211 第18章 输入/输出参数的功能及设置——学习参数进阶3 18.1  输入/输出信号参数  / 213 18.2  专用输入/输出信号详解  / 214   18.2.1  通用输入/输出1  / 215   18.2.2  通用输入/输出2  / 216   18.2.3  数据参数  / 216   18.2.4  JOG运行信号  / 217   18.2.5  各任务区启动信号  / 218   18.2.6  各任务区停止信号  / 219   18.2.7  （各机器人） 伺服ON/OFF  / 219   18.2.8  （各机器人） 机械锁定  / 219   18.2.9  选择各机器人预热运行模式  / 220   18.2.10  附加轴  / 220 18.3  如何监视输入/输出信号  / 223 第19章 学习使用外部信号选择程序 19.1  第一种方法  / 225 19.2  第2种方法 “选择程序号”与“启动”信号同时生效  / 228 第20章 学习编程语言中的函数——编程进阶6 20.1  Abs——求绝对值  / 229 20.2  Asc——求字符串的ASCII 码  / 229 20.3  Atn/Atn2——（余切函数）计算余切  / 230 20.4  CalArc  / 230 20.5  CInt——将数据四舍五入后取整  / 231 20.6  Cos——余弦函数（求余弦）  / 231 20.7  Deg——将角度单位从弧度(rad）变换为度（°）  / 232 20.8  Dist——求2点之间的距离（mm）  / 232 20.9  Exp——计算e为底的指数函数  / 232 20.10  Fix——计算数据的整数部分  / 232 20.11  Fram——建立坐标系  / 233 20.12  Int——计算数据优选值的整数  / 233 20.13  Inv——对位置数据进行“反向变换”  / 233 20.14  JtoP——将关节位置数据转成“直角坐标系数据”  / 234 20.15  Log——计算常用对数（以10为底的对数）  / 235 20.16  Max——计算优选值  / 235 20.17  Min——求最小值  / 235 20.18  PosCq——检查给出的位置点是否在允许动作区域内  / 235 20.19  PosMid——求出2点之间做直线插补的中间位置点  / 236 20.20  PtoJ——将直角型位置数据转换为关节型数据  / 236 20.21  Rad——将角度（°）单位转换为弧度单位（rad）  / 236 20.22  Rdfl2——求指定关节轴的“旋转圈数”  / 237 20.23  Rnd——产生一个随机数  / 237 20.24  SetJnt——设置各关节变量的值  / 238 20.26  Sgn——求数据的符号  / 239 20.27  Sin——求正弦值  / 239 20.28  Sqr——求平方根  / 240 20.29  Tan——求正切  / 240 20.30  Zone——检查指定的位置点是否进入指定的区域  / 240 20.31  Zone2——检查指定的位置点是否进入指定的区域（圆筒型）  / 241 20.32  Zone3——检查指定的位置点是否进入指定的区域（长方体）  / 242 第21章 应用案例1——工业机器人在码垛生产线项目中的应用 21.1  项目综述  / 243 21.2  解决方案  / 244   21.2.1  硬件配置  / 244   21.2.2  输入/输出点分配  / 244 21.3  编程  / 245   21.3.1  总工作流程  / 245   21.3.2  编程计划  / 246 21.4  结语  / 252 第22章 应用案例2——工业机器人在手机检测生产线上的应用 22.1  项目综述  / 253 22.2  解决方案  / 254   22.2.1  硬件配置  / 254   22.2.2  输入/输出点分配  / 254 22.3  编程  / 256   22.3.1  总流程  / 256   22.3.2  初始化程序流程  / 258   22.3.3  上料流程  / 258   22.3.4  卸料工序流程  / 261   22.3.5  不良品处理程序  / 264   22.3.6  不良品在1# 工位的处理流程（31TOX）   / 266   22.3.7  主程序子程序汇总表  / 269 22.4  结语  / 271 第23章 编程指令的学习——编程进阶7 23.1  Spd（Speed）——速度设置指令  / 272 23.2  J Ovrd——设置关节轴旋转速度的倍率  / 273 23.3  Accel——设置加减速阶段的“加减速度的倍率”  / 273 23.4  Cmp Jnt（Comp Joint）——指定关节轴进入“柔性控制状态”  / 273 23.5  Cmp Pos  / 274 23.6  Cmp Tool  / 274 23.7  Cmp Off——解除机器人柔性控制工作模式  / 275 23.8  CmpG（Composition Gain）——设置柔性控制时各轴的增益  / 275 23.9  Oadl（Optimal Acceleration）——对应抓手及工件条件, 选择很好加减速模式的指令  / 276 23.10  LoadSet（Load Set）——设置抓手、工件的工作条件  / 277 23.11  Prec（Precision）——选择高精度模式有效或无效，用以提高轨迹精度  / 278 23.12  Torq（Torque）——转矩指令  / 278 23.13  JRC（joint roll change）——旋转轴坐标值转换指令  / 279 23.14  Fine 定位精度  / 280 23.15  Fine J——设置关节轴的旋转定位精度  / 280 23.16  Fine P——以直线距离设置定位精度  / 281 23.17  Servo——指令伺服电源的ON/OFF  / 281 23.18  Reset Err (reset error）——报警复位  / 281 23.19  Wth (With）——在插补动作时附加处理的指令  / 282 23.20  WthIf (with if）  / 282 23.21  CavChk On——“防碰撞功能”是否生效  / 282 23.22  ColLvl（collevel）——设置碰撞检测量级  / 283 23.23  Open——打开文件指令  / 283 23.24  Print——输出数据指令  / 284 23.25  Input——文件输入指令  / 285 23.26  Close——关闭文件  / 286 23.27  ColChk（col check）——指令碰撞检测功能有效/无效  / 286 23.28  HOpen/HClose（open/close）——抓手打开/关闭指令  / 287 23.29  Error——发出报警信号的指令  / 288 23.30  Skip——跳转指令  / 288 23.31  Wait——等待指令  / 289 23.32  Clr（clear）——清零指令  / 289 23.33  End——程序段结束指令  / 290 23.34  For Next——循环指令  / 290 23.35  Return——子程序/中断程序结束及返回  / 291 23.36  Label（标签、指针）  / 291 23.37  Tool——Tool 数据的指令  / 292 23.38  Base——设置一个新的“世界坐标系”  / 292 23.39  XLoad——加载程序指令  / 294 23.40  XRun——多任务工作时的程序启动指令  / 294 23.41  XStp (X Stop）——多任务工作时的程序停止指令  / 295 23.42  XRst (X Reset）——复位指令  / 295 23.43  XClr (X Clear）——多程序工作时，解除某任务区（TASK SLOT）的程序选择状态  / 296 23.44  GetM（Get Mechanism）——指定获取机器人控制权  / 296 23.45  RelM（Release Mechanism）——解除机器控制权  / 297 23.46   Priority——优先执行指令  / 297 第24章 应用案例3——工业机器人在抛光研磨项目中的应用 24.1  项目综述  / 299 24.2  解决方案  / 300   24.2.1  硬件配置  / 300   24.2.2  应对客户要求的解决方案  / 301 24.3  机器人工作程序编制及要求  / 302   24.3.1  工作流程图  / 302   24.3.2  子程序汇总表  / 304   24.3.3  抛光主程序  / 304   24.3.4  初始化子程序  / 305   24.3.5  电流判断子程序  / 305   24.3.6  背面抛光子程序  / 306   24.3.7  长边A 抛光子程序  / 306   24.3.8  圆弧倒角子程序  / 308   24.3.9  空间过渡子程序  / 309 24.4  结语  / 310 第25章 机器人编程软件RT TOOLBOX 的学习使用 25.1  RT 软件的基本功能  / 311   25.1.1  RT 软件的功能概述  / 311   25.1.2  RT 软件的功能一览表  / 311 25.2  程序的编制调试管理  / 312   25.2.1  编制程序  / 312   25.2.2  程序的管理  / 321   25.2.3  样条曲线的编制和保存  / 323   25.2.4  程序的调试  / 324 25.3  参数设置  / 327   25.3.1  使用参数一览表  / 327   25.3.2  按功能分类设置参数  / 328 25.4  机器人工作状态监视  / 331   25.4.1  动作监视  / 331   25.4.2  信号监视  / 333   25.4.3  运行监视  / 334 25.5  维护  / 335   25.5.1  原点设置  / 335   25.5.2  初始化  / 339   25.5.3  维修信息预报  / 340   25.5.4  位置恢复支持功能  / 340   25.5.5  TOOL 长度自动计算  / 340   25.5.6  伺服监视  / 340   25.5.7  密码设定  / 341   25.5.8  文件管理  / 341   25.5.9  2D 视觉校准  / 341 25.6  备份  / 343 25.7  模拟运行  / 343   25.7.1  选择模拟工作模式  / 343   25.7.2  自动运行  / 345   25.7.3  程序的调试运行  / 346   25.7.4  运行状态监视  / 346   25.7.5  直接指令  / 346   25.7.6  JOG操作功能  / 347 25.8  3D监视  / 348   25.8.1  机器人显示选项  / 348   25.8.2  布局  / 349   25.8.3  抓手的设计  / 350 参考文献