FANUC工業機器人應用技術全集

本書對FANUC工業機器人的應用技術進行了描述，內容涵蓋機器人常識、機械結構原理、程式編制、操作使用以及安裝調試、故障處理、日常維護等。全書以工業機器人應用為主旨，在介紹工業機器人產生、發展、應用分類、組成特點、性能參數的基礎上，對工業機器人本體、諧波減速器、RV減速器、變位器等關鍵部件的結構原理、安裝維護要求進行了深入闡述；對程式結構、編制方法及指令格式進行了介紹；對手動與示教操作、程式輸入與編輯、程式調整與變換、控制系統參數設定的方法進行了詳盡說明；對機器人安裝連接、調整校準、程式調試、系統監控、系統備份以及故障診斷與維修、日常維護等調試維修技術進行了系統闡述。 本書內容廣、選材精、案例豐富，可供工業機器人使用、維修人員及高等學校師生參考。

第1章　概述 1
1.1　機器人的產生及發展 1
1.1.1　機器人的產生與定義 1
1.1.2　機器人的發展 4
1.2　機器人的分類 8
1.2.1　機器人的分類 8
1.2.2　工業機器人 10
1.2.3　服務機器人 12
1.3　工業機器人的應用 14
1.3.1　技術發展與產品應用 14
1.3.2　主要生產企業 16

第2章　工業機器人的組成與性能 21
2.1　工業機器人的組成及特點 21
2.1.1　工業機器人的組成 21
2.1.2　工業機器人的特點 26
2.2　工業機器人的結構形態 29
2.2.1　垂直串聯機器人 29
2.2.2　水準串聯機器人 31
2.2.3　並聯機器人 33
2.3　工業機器人的技術性能 36
2.3.1　主要技術參數 36
2.3.2　工作範圍與承載能力 38
2.3.3　自由度、速度及精度 40
2.4　FANUC工業機器人 42
2.4.1　通用型垂直串聯機器人 42
2.4.2　專用型垂直串聯機器人 45
2.4.3　其他結構機器人 48
2.4.4　運動平臺及變位器 51

第3章　工業機器人的機械結構 53
3.1　工業機器人的本體結構 53
3.1.1　垂直串聯結構 53
3.1.2　垂直串聯手腕結構 57
3.1.3　SCARA、Delta結構 60
3.2　關鍵零部件結構 62
3.2.1　變位器 63
3.2.2　減速器與CRB軸承 66
3.3　典型結構剖析 69
3.3.1　機身結構剖析 69
3.3.2　手腕結構剖析 71

第4章　諧波減速器及維護 74
4.1　變速原理與產品 74
4.1.1　諧波齒輪變速原理 74
4.1.2　產品與結構 78
4.2　主要技術參數與選擇 81
4.2.1　主要技術參數 81
4.2.2　諧波減速器的選擇 85
4.3　哈默納科諧波減速器 88
4.3.1　產品概況 88
4.3.2　部件型減速器 91
4.3.3　單元型減速器 96
4.3.4　簡易單元型減速器 101
4.4　諧波減速器的安裝維護 103
4.4.1　部件型諧波減速器 103
4.4.2　單元型諧波減速器 109
4.4.3　簡易單元型諧波減速器 112

第5章　RV減速器及維護 115
5.1　變速原理與產品 115
5.1.1　RV齒輪變速原理 115
5.1.2　產品與結構 121
5.2　主要技術參數與選擇 124
5.2.1　主要技術參數 124
5.2.2　RV減速器選擇 131
5.3　常用產品的結構與性能 133
5.3.1　基本型減速器 133
5.3.2　標準單元型減速器 135
5.3.3　緊湊單元型減速器 137
5.3.4　中空單元型減速器 139
5.4　RV減速器的安裝維護 140
5.4.1　基本安裝要求 140
5.4.2　基本型減速器安裝維護 143
5.4.3　單元型減速器的安裝維護 147

第6章　工業機器人程式設計基礎 151
6.1　運動組與坐標系 151
6.1.1　控制基準與運動組 151
6.1.2　機器人本體坐標系 155
6.1.3　機器人作業坐標系 157
6.1.4　FANUC機器人坐標系 160
6.2　機器人與工具姿態 161
6.2.1　機身姿態定義 161
6.2.2　區間及工具姿態 164
6.3　移動要素及定義 166
6.3.1　機器人移動要素 166
6.3.2　目標位置定義 167
6.3.3　到位區間定義 169
6.3.4　移動速度定義 171
6.4　程式結構與指令 173
6.4.1　程式與程式設計 173
6.4.2　程式結構 174
6.4.3　程式標題 177
6.4.4　FANUC機器人指令總表 178
6.5　運算元及定義 182
6.5.1　運算元分類 182
6.5.2　暫存器程式設計 184
6.5.3　簡單運算式程式設計 187
6.5.4　複合運算式程式設計 189
6.5.5　內部繼電器、標誌、執行條件程式設計 192

第7章　FANUC機器人程式編制 194
7.1　基本移動指令程式設計 194
7.1.1　指令格式與功能 194
7.1.2　程式點與定位類型 198
7.2　附加命令程式設計 201
7.2.1　命令與功能 201
7.2.2　提前/延遲處理與跳步 204
7.2.3　程式點偏移與增量移動 206
7.2.4　連續回轉與速度調整 209
7.2.5　直線軌跡與拐角控制 212
7.2.6　碼垛（疊棧）指令程式設計 214
7.3　輸入/輸出指令程式設計 217
7.3.1　I/O信號分類 217
7.3.2　I/O指令與程式設計 220
7.4　程式控制指令程式設計 223
7.4.1　程式執行控制指令 223
7.4.2　注釋與位置變數鎖定 226
7.4.3　程式轉移指令 227
7.4.4　巨集程式與調用 229
7.4.5　遠端運行與運動組控制 231
7.5　條件設定與計時器程式設計 234
7.5.1　運行條件設定指令 234
7.5.2　負載與碰撞保護設定 236
7.6　系統控制指令程式設計 239
7.6.1　計時器與顯示控制指令 239
7.6.2　電機轉矩限制指令 241
7.6.3　伺服軟浮動控制指令 243
7.7　中斷與故障處理常式編制 245
7.7.1　程式中斷與故障處理 245
7.7.2　狀態監視（中斷）程式編制 247
7.7.3　故障處理常式編制 249

第8章　機器人基本操作 253
8.1　控制台與示教器 253
8.1.1　控制台 253
8.1.2　示教器 255
8.1.3　操作功能表 258
8.2　系統啟動與手動操作 264
8.2.1　冷開機、暖開機及重啟 264
8.2.2　初始化啟動與控制啟動 265
8.2.3　機器人手動操作 268
8.3　程式創建與程式管理 274
8.3.1　程式創建 274
8.3.2　標題設定與檔保存 278
8.4　程式管理 281
8.4.1　程式刪除、複製與屬性顯示 281
8.4.2　程式後臺編輯 283
8.4.3　快捷操作設定 288

第9章　程式輸入與程式編輯 291
9.1　指令輸入 291
9.1.1　移動指令輸入 291
9.1.2　附加命令輸入 293
9.1.3　暫存器與運算式輸入 295
9.1.4　I/O指令輸入 297
9.1.5　其他指令輸入 299
9.2　指令編輯 301
9.2.1　移動指令編輯 301
9.2.2　程式點編輯 305
9.2.3　暫存器及附加命令編輯 307
9.2.4　其他指令編輯 308
9.3　程式編輯 310
9.3.1　指令插入與刪除 310
9.3.2　指令複製與粘貼 312
9.3.3　檢索、替換與編輯撤銷 314
9.3.4　程式點排列與注釋隱藏 318
9.4　暫存器編輯 320
9.4.1　數值暫存器編輯 320
9.4.2　位置暫存器編輯 321
9.4.3　碼垛與字串暫存器編輯 323
9.5　碼垛指令編輯與示教 325
9.5.1　指令輸入與基本資料 325
9.5.2　碼垛路線定義 328
9.5.3　碼垛形狀定義 330
9.5.4　工具姿態和層式樣定義 332
9.5.5　接近、離開路線定義 334
9.5.6　基本設定與形狀示教 337
9.5.7　接近、離開路線示教 340
9.5.8　指令編輯及間隔堆疊 344
9.6　程式調整與變換 345
9.6.1　實用程式編輯功能 345
9.6.2　程式調整 348
9.6.3　程式點平移與旋轉變換 350
9.6.4　程式點鏡像與旋轉變換 355
9.6.5　程式點旋轉變換 356
9.6.6　工具、用戶坐標系變換 359
9.6.7　軟極限自動設定 361

第10章　控制系統參數設定 364
10.1　機器人參數設定 364
10.1.1　機器人設定內容 364
10.1.2　機器人一般設定 366
10.1.3　工具坐標系設定 367
10.1.4　用戶坐標系設定 374
10.1.5　JOG坐標系設定 377
10.1.6　作業基準點設定 380
10.2　幕後程式及巨集程式設定 382
10.2.1　幕後程式設定 382
10.2.2　巨集程式創建 383
10.2.3　巨集指令設定 384
10.2.4　巨集指令手動 386
10.3　遠端RSR/PNS運行設定 389
10.3.1　遠端運行與控制 389
10.3.2　RSR/PNS設定操作 394
10.4　機器人運動保護設定 398
10.4.1　J1/E1軸運動範圍設定 398
10.4.2　機器人干涉保護區設定 400
10.4.3　機器人碰撞保護設定 402
10.5　機器人控制參數設定 405
10.5.1　軟浮動控制設定 405
10.5.2　連續回轉控制設定 408
10.5.3　運動組信號輸出設定 409
10.6　機器人指令引數設定 411
10.6.1　使用者報警文本設定 411
10.6.2　報警等級變*及記憶體配置 412
10.6.3　使用者密碼設定 416
10.6.4　機器人通信設定 422
10.7　系統基本參數設定 424
10.7.1　時間及常用功能設定 424
10.7.2　系統其他參數設定 428
10.7.3　軟極限設定與超程急停解除 430

第11章　機器人安裝與調整 433
11.1　機器人安裝與連接 433
11.1.1　產品安全使用標識 433
11.1.2　機器人搬運與安裝 435
11.1.3　工具及控制部件安裝 438
11.1.4　機器人及工具連接 440
11.2　機器人零點設定及校準 441
11.2.1　機器人零點與設定 441
11.2.2　機器人零點校準 444
11.2.3　機器人零點設定操作 447
11.3　機械限位調整與快速校準 448
11.3.1　軸運動範圍與保護 448
11.3.2　機械限位擋塊安裝與調整 451
11.3.3　機器人快速校準操作 453
11.4　機器人負載設定與校準 455
11.4.1　機器人負載及顯示 455
11.4.2　手動資料登錄設定 457
11.4.3　工具負載自動測定 459
11.4.4　重力補償設定 461
11.4.5　手腕負載校準 462
11.5　控制系統I/O配置 464
11.5.1　I/O連接與設定 464
11.5.2　I/O-LINK網路配置 467
11.5.3　通用I/O設定 469
11.5.4　專用I/O設定 473
11.5.5　I/O連接及速度輸出設定 476
11.5.6　內部繼電器設定及I/O模擬 479
11.5.7　標誌及程式執行條件設定 481
11.6　系統附加軸配置 483
11.6.1　附加軸及網路配置 483
11.6.2　機器人變位元器配置 487
11.6.3　擴展軸配置 493
11.6.4　獨立軸配置 495

第12章　程式調試、系統監控與備份 498
12.1　程式測試與自動運行 498
12.1.1　程式試運行設定 498
12.1.2　程式試運行 501
12.1.3　程式自動運行 503
12.2　程式運行停止與重啟 507
12.2.1　程式暫停、結束與急停 507
12.2.2　系統報警顯示與運行停止 510
12.2.3　程式暫停的檢查與重啟 513
12.2.4　停止點返回與原軌跡重啟 515
12.3　控制系統監控 517
12.3.1　系統組態及記憶體檢查 517
12.3.2　計時器與程式執行記錄 520
12.3.3　伺服運行狀態監控 523
12.3.4　伺服診斷與安全信號監控 528
12.4　系統檔保存與安裝 530
12.4.1　檔案類型與存放裝置 530
12.4.2　記憶體與文件管理 533
12.4.3　檔保存與安裝 537
12.5　系統備份與恢復 540
12.5.1　系統自動備份及設定 540
12.5.2　控制啟動備份與恢復 544
12.6　鏡像備份與系統還原 546
12.6.1　檔操作鏡像備份與還原 546
12.6.2　引導系統操作備份與還原 548

第13章　故障處理與日常維護 551
13.1　機器人故障分析與處理 551
13.1.1　故障分析與報警顯示 551
13.1.2　機器人常見故障與急停衝擊 553
13.1.3　編碼器計數出錯與處理 555
13.2　作業故障自動處理與恢復 557
13.2.1　功能使用與基本設定 557
13.2.2　故障恢復功能設定 560
13.2.3　自動處理報警登錄 563
13.2.4　故障處理常式手動執行 565
13.3　控制系統連接與部件檢查 568
13.3.1　系統部件安裝與連接 568
13.3.2　電源、面板連接模組檢查 570
13.3.3　CPU模組狀態指示與報警 573
13.4　系統連接與伺服報警及處理 577
13.4.1　驅動器結構原理與狀態檢查 577
13.4.2　系統急停報警及處理 581
13.4.3　SV ON/OFF及急停異常報警及處理 585
13.4.4　驅動器及風機報警與處理 588
13.4.5　電機超載及過流報警與處理 591
13.4.6　位置/速度/轉矩報警與處理 593
13.5　機器人檢修與維護 596
13.5.1　日常檢修與定期維護 596
13.5.2　後備電池與潤滑脂換 598

附錄A　程式指令索引表 602
附錄Ｂ　控制系統常用參數 605