工业机器人实用技术教程电子书

前言

第1章 工业机器人的基本构成

1.1 工业机器人概述

1.1.1 机器人的基本知识

1.1.2 机器人的构成

1.2 机器人技术规格

1.2.1 垂直多功能机器人技术规格

1.2.2 水平多功能机器人技术规格

1.2.3 控制器技术规格

1.3 机器人和控制器技术规格名词术语

1.3.1 机器人技术规格名词术语

1.3.2 控制器有关规格名词术语

1.4 机器人的型号标注

1.4.1 垂直多功能机器人的型号标注

1.4.2 水平多功能机器人的型号标注

1.5 思考

第2章 实操1——认识机器人

2.1 安全操作通告

2.2 认识机器人本体

2.2.1 6轴机器人本体

2.2.2 4轴机器人本体

2.3 认识控制器本体

2.3.1 控制器各部分的名称

2.3.2 安装空间要求

2.4 认识手持操作单元

2.4.1 手持单元的安装

2.5 实用电气控制系统的硬件配置和配线

2.5.1 机器人与控制器的连接

2.5.2 机器人的接地

2.5.3 机器人与外围设备的连接

2.5.4 实用机器人控制系统的构建

2.6 思考

第3章 机器人的坐标系

3.1 问题的提出——机器人使用什么样的坐标系

3.2 机器人使用的坐标系

3.2.1 机器人使用的坐标系种类

3.3 基本坐标系

3.4 世界坐标系

3.5 机械接口坐标系

3.6 工具坐标系

3.6.1 定义及设置

3.6.2 动作比较

3.7 工件坐标系

3.8 思考

第4章 原点及原点的设置方法

4.1 什么是原点？机器人基本坐标系的原点在哪里

4.2 【原点/制动器】界面内的功能及操作

4.2.1 【原点/制动器】界面内的两个“子菜单”

4.2.2 进入子菜单的方法

4.3 原点的设置

4.3.1 数据输入方式

4.3.2 操作使用手持单元

4.4 原点的重新设置

4.4.1 原点重新设置的各种方法

4.5 对制动器的操作

4.5.1 选择【制动器】界面

4.5.2 在【制动器解除】界面执行“打开制动器”的操作

4.6 思考

第5章 机器人的点动动作

5.1 关节型点动

5.1.1 水平型机器人关节型点动

5.1.2 垂直型机器人关节型点动

5.2 直交型点动

5.2.1 4轴机器人直交型点动

5.2.2 垂直型机器人直交型点动

5.3 以工具坐标系为基准点动

5.3.1 水平型机器人工具型点动

5.3.2 垂直型机器人工具型点动

5.4 三轴直交型点动

5.4.1 水平型机器人三轴直交型点动

5.4.2 垂直型机器人三轴直交型点动

5.5 圆柱型点动

5.5.1 水平型机器人圆柱型点动

5.5.2 垂直型机器人圆柱型点动

5.6 在工件坐标系中的点动

5.6.1 水平型机器人在工件坐标系中的点动

5.6.2 垂直型机器人在工件坐标系中的点动

5.7 参考

5.8 思考

第6章 实操2——手持单元的使用

6.1 手持单元如何与控制器连接

6.2 手持单元功能概述

6.3 手持单元各按键的分布和作用

6.4 菜单画面的构成和功能

6.4.1 文字和数字的输入

6.4.2 菜单的选择方法

6.4.3 【主菜单】的构成及操作

6.5 急停及停止程序操作

6.6 伺服ON/OFF

6.7 思考

第7章 实操3——点动操作

7.1 点动操作的类型选择

7.2 点动操作的按键

7.3 点动操作的速度调节

7.4 思考

第8章 实操4——手持单元各操作界面的功能

8.1 【管理/编辑】界面的功能及操作

8.1.1 【管理/编辑】界面详图

8.1.2 从【管理/编辑】界面进入【新建程序】界面

8.1.3 从【管理/编辑】界面进入【程序编辑】界面

8.1.4 从【管理/编辑】界面进入【位置点】界面

8.1.5 从【管理/编辑】界面进入【复制】界面

8.1.6 从【管理/编辑】界面进入【程序重命名】界面

8.1.7 从【管理/编辑】界面进入【删除程序】界面

8.1.8 从【管理/编辑】界面进入【保护程序】界面

8.2 【运行】界面的功能及操作

8.2.1 【运行】界面内的功能

8.2.2 【确认】界面内的功能

8.2.3 【测试】界面内的功能

8.2.4 【操作面板】界面内的功能

8.3 【参数】界面的功能及操作

8.4 【原点/制动器】界面内的功能及操作

8.4.1 【原点/制动器】界面内的两个子菜单

8.4.2 进入子菜单的方法

8.5 【设定/初始化】界面内的功能及操作

8.5.1 【设定/初始化】界面内的4个子菜单

8.5.2 【初始化】界面内的菜单

8.5.3 【运行时间】界面内的菜单

8.5.4 【时间设定】界面

8.5.5 【版本】界面

8.5.6 【扩展功能】界面内各菜单的功能及操作

8.6 思考

第9章 实操5——手持单元的程序编辑示教操作功能

9.1 程序编辑

9.2 示教操作

9.3 自动运行

9.4 思考

第10章 实操6——手持单元的重要操作功能

10.1 抓手开闭

10.2 回退避点操作

10.3 整列操作

10.4 调试排错操作

10.5 监视功能

10.5.1 【监视】界面的功能及操作方法

10.5.2 【输入信号监视】界面的功能及操作方法

10.5.3 【输出信号监视】界面的功能及操作方法

10.6 思考

第11章 机器人的控制点及位置点数据运算

11.1 机器人的控制点在哪里

11.2 表示位置点的方法

11.3 结构标志FL1

11.3.1 垂直多关节型机器人

11.3.2 水平运动型机器人

11.4 结构标志FL2

11.5 关节型位置数据的表示方法

11.6 位置变量的表示方法

11.7 位置点的计算方法

11.7.1 位置点的乘法运算

11.7.2 位置点的加法/减法运算

11.8 思考

第12章 学习编程指令前的预备知识

12.1 编程指令使用的MELFA-BASIC V语言

12.1.1 MELFA-BASIC V中的编程指令具有的功能

12.2 MELFA-BASIC V的详细规格及指令一览

12.2.1 MELFA-BASIC V的详细规格

12.2.2 有特别定义的文字

12.2.3 数据类型

12.3 思考

第13章 简单运动指令

13.1 关节插补指令

13.2 直线插补指令

13.3 Servo——指令伺服系统的ON/OFF

13.4 思考

第14章 实操7——编制移动程序并运行

14.1 在手持单元上编制工作程序

14.2 示教操作

14.3 使用手持单元启动/停止自动程序

14.4 学习伺服ON/OFF操作、单次运行和循环运行

第15章 速度设置指令、抓手动作、暂停指令

15.1 Spd（Speed）——速度设置指令

15.2 Ovrd——速度调节指令

15.3 Hlt——暂停指令

15.4 Dly——暂停指令（延时指令）

15.5 HOpen/HClose——抓手打开/关闭指令

15.6 Wait——等待指令

15.7 End——程序段结束指令

15.8 思考

第16章 实操8——编制带有速度指令、暂停指令的抓取工件程序

16.1 编制并启动运行含有速度设置、暂停的抓取工件程序

16.1.1 编程实例

16.2 抓手整列操作

第17章 圆弧指令的编程

17.1 Mvc（Move C）——三维真圆插补指令

17.2 Mvr（Move R）——三维圆弧插补指令

17.3 Mvr2（Move R2）——三维圆弧插补指令

17.4 Mvr3（Move R3）——三维圆弧插补指令

17.5 思考

第18章 实操9——编制圆弧指令程序并运行

18.1 根据工件图形编制程序

18.2 进行调试排错操作

第19章 状态变量

19.1 基本数据

19.1.1 C_Date——当前日期（年月日）

19.1.2 C_Time——当前时间（以24h显示时/分/秒）

19.1.3 M_BTime——电池可工作时间

19.1.4 M_G——重力常数（9.80665）

19.1.5 M_PI——圆周率

19.2 有关位置和速度的状态数据

19.2.1 P_Curr——当前位置（X，Y，Z，A，B，C，L1，L2）（FL1，FL2）

19.2.2 J_Curr——各关节轴的当前位置数据

19.2.3 P_Safe——待避点位置

19.2.4 J_Origin——原点位置数据

19.2.5 P_Zero——零点（（0，0，0，0，0，0，0，0）（0，0））

19.2.6 M_Line——当前执行的程序行号

19.2.7 M_LdFact——各轴的负载率

19.2.8 M_Spd/M_NSpd——插补速度

19.2.9 M_Svo——伺服电源状态

19.2.10 M_Timer——计时器

19.2.11 M_In/M_Inb/M_In8/M_Inw/M_In16——输入信号状态

19.2.12 M_In32——存储32位外部输入数据

19.2.13 M_On/M_Off

19.2.14 M_Out/M_Outb/M_Out8/M_Outw/M_Out16——输出信号状态（设定输出或读取输出信号状态）

19.2.15 P_Base/P_NBase——基本坐标系偏置值

19.2.16 P_Tool/P_NTool——工具坐标系数据

19.3 思考

第20章 高级状态变量

20.1 工作状态

20.1.1 J_ECurr——当前编码器脉冲数

20.1.2 M_BsNo——当前基本坐标系编号

20.1.3 M_ColSts——碰撞检测结果

20.1.4 M_Cstp——检测程序是否处于“循环停止中”

20.1.5 M_Cys——检测程序是否处于“循环中”

20.1.6 M_Err/M_ErrLvl/M_ErrNo——报警信息

20.1.7 M_Fbd——指令位置与反馈位置之差

20.1.8 M_JOvrd/M_NJOvrd/M_OPovrd/M_Ovrd/M_NOvrd——速度倍率值

20.1.9 M_Mode——操作面板的当前工作模式

20.1.10 M_Ratio——在插补移动过程中当前位置与目标位置的比率

20.1.11 M_RDst——在插补移动过程中当前位置距离目标位置的剩余距离

20.1.12 P_WkCord——设置或读取当前工件坐标系数据

第21章 实操10——编制带有状态变量的程序

21.1 编制并运行带有状态变量的程序

21.2 观察位置点的乘法加法运算

第22章 参数

22.1 参数一览表

22.1.1 动作型参数一览表

22.1.2 程序型参数一览表

22.1.3 操作型参数一览表

22.1.4 专用输入输出信号参数一览表

22.1.5 通信及现场网络参数一览表

22.2 动作参数详解

22.3 设置样例

22.3.1 设置工具坐标系

22.3.2 设置标准基本坐标系

22.4 思考

第23章 操作型和通信参数

23.1 操作参数详解

23.2 通信及网络参数详解

23.3 思考

第24章 实操11——参数设置及编程

24.1 学习使用手持单元设置参数

第25章 输入输出信号

25.1 输入输出信号的硬件连接

25.1.1 概述

25.1.2 实用板卡配置

25.1.3 硬件的插口与针脚定义

25.1.4 与输入输出信号相关的参数

25.2 机器人使用的输入输出信号

25.2.1 输入输出信号的分类

25.3 专用输入输出信号详解

25.3.1 专用输入输出信号一览表

25.3.2 专用输入信号详解

25.3.3 专用输出信号详解

25.4 思考

25.4.1 参考：【输入信号监视】界面的功能及操作方法

25.4.2 参考：【输出信号监视】界面的功能及操作方法

第26章 编程指令的进阶学习

26.1 程序结构指令

26.1.1 If...Then...Else...EndIf(If Then Else)

26.1.2 GoTo(Go To)

26.1.3 GoSub (Go Subroutine)

26.1.4 Select Case

26.1.5 CallP

26.1.6 FPrm

26.1.7 On...GoTo(On Go To)

26.1.8 On... GoSub (On Go Subroutine)

26.1.9 While-WEnd(While End)

26.1.10 Skip——跳转指令

26.1.11 For-Next——循环指令

26.1.12 Return——子程序/中断程序结束及返回

26.1.13 Label（标签、指针）

26.2 高级指令

26.2.1 J Ovrd——设置关节轴旋转速度的倍率

26.2.2 Torq (Torque)——转矩限制指令

26.2.3 Cnt连续轨迹运行

26.2.4 JRC——旋转轴坐标值转换指令

26.2.5 Fine定位精度

26.2.6 Fine J——设置关节轴的旋转定位精度

26.2.7 Fine P——以直线距离设置定位精度

26.2.8 Reset Err——报警复位

26.2.9 Wth——在插补动作时附加处理的指令

26.2.10 WthIf——在插补动作中带有附加条件的附加指令

26.2.11 Open——打开文件指令

26.2.12 Print——输出数据指令

26.2.13 Input——文件输入指令

26.2.14 Close——关闭文件

26.2.15 Clr——清零指令

26.2.16 Tool——Tool数据的指令

26.2.17 Base——设置一个新的世界坐标系

26.3 思考

第27章 函数

27.1 常用函数

27.1.1 Abs——计算绝对值

27.1.2 Atn/Atn2——计算余切函数

27.1.3 CInt——将数据四舍五入后取整

27.1.4 Cos——计算余弦函数

27.1.5 Exp——计算e为底的指数函数

27.1.6 Fix——计算数据的整数部分

27.1.7 Int——计算数据最大值的整数

27.1.8 Ln——计算自然对数（以e为底的对数）

27.1.9 Log——计算常用对数（以10为底的对数）

27.1.10 Max——计算最大值

27.1.11 Min——计算最小值

27.1.12 Rnd——产生一个随机数

27.1.13 Sin——计算正弦值

27.1.14 Sqr——计算平方根

27.1.15 Tan——计算正切

27.1.16 Deg——将角度单位从弧度变换为度

27.1.17 Dist——计算两点之间的距离

27.1.18 Inv——对位置数据进行反向变换

27.1.19 JtoP——将关节型位置数据转换为直角坐标系数据

27.1.20 PtoJ——将直角型位置数据转换为关节型数据

27.1.21 Rad——将角度单位转换为弧度单位

27.2 思考

第28章 码垛指令

28.1 Pallet——码垛指令

28.2 Plt指令

28.3 程序样例

28.4 思考

第29章 实操12——编制码垛程序

29.1 编制一个循环指令程序

29.2 对变量的处理

29.3 编制一个码垛指令程序

29.4 思考

第30章 应用案例——工业机器人在码垛生产线上的应用

30.1 项目综述

30.2 解决方案

30.2.1 硬件配置

30.2.2 输入输出点分配

30.3 编程

30.3.1 总工作流程

30.3.2 编程计划

30.4 结语

30.5 思考

第31章 应用案例——工业机器人与数控机床的联合应用

31.1 项目综述

31.2 解决方案

31.2.1 方案概述

31.2.2 硬件配置

31.2.3 输入输出点分配

31.3 编程

31.3.1 主程序

31.3.2 第一级子程序

31.3.3 第二级子程序

31.4 思考

第32章 编程软件及其使用方法

32.1 RT软件的基本功能

32.1.1 RT软件的功能概述

32.1.2 RT软件的功能一览

32.2 程序的编制调试管理

32.2.1 编制程序

32.2.2 程序的管理

32.2.3 样条曲线的编制和保存

32.2.4 程序的调试

32.3 参数设置

32.3.1 使用参数一览表

32.3.2 按功能分类设置参数

32.4 机器人工作状态监视

32.4.1 动作监视

32.4.2 信号监视

32.4.3 运行监视

32.5 维护

32.5.1 原点设置

32.5.2 初始化

32.5.3 维保信息预报

32.5.4 位置恢复支持功能

32.5.5 Tool长度自动计算

32.5.6 伺服监视

32.5.7 密码设定

32.5.8 文件管理

32.5.9 2D视觉校准

32.6 备份

32.7 模拟运行

32.7.1 选择模拟工作模式

32.7.2 自动运行

32.7.3 程序的调试运行

32.7.4 运行状态监视

32.7.5 直接指令

32.7.6 JOG操作功能

32.8 3D监视

32.8.1 机器人显示选项

32.8.2 布局

32.8.3 抓手的设计

32.9 思考

附录 工业机器人视频目录索引

参考文献