工业机器人应用技术模块六电子课件.ppt

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1、工业机器人应用技术模块六电子课件工业机器人应用技术模块六机器人的操作与编程机器人示教器及其功能1机器人的安全操作2机器人的点动操作3机器人的示教编程4机器人编程语言4本模块主要介绍机器人的操作与编程，内容包括机器人示教器的功能、机器人的点动操作方法、本体和工具的点动定位、工具的点动定向、机器人的示教编程、各种指令的输入及操作流程，讲述了机器人编程语言系统的基本功能和编程方法、机器人安全操作流程和安全模式的设定。单元提要学习完本模块的内容后，学生应能够了解机器人的操作与编程的基本方法，掌握机器人操作与编程的基本步骤、示教器的使用方法，熟悉点动操作方式、坐标选择方式、运动方式、点动方式、定向方式，

2、了解机器人程序编程的基本方法、移动命令输入的操作方法，熟悉编程语言的基本功能、操作符号编程指令、文件管理指令、数据编辑指令、调试程序/运行程序指令、程序流程命令、手动控制指令。学习要求学习单元一机器人示教器及其功能机器人示教器及其功能 一、操作开关与按钮 2.操作按钮和开关功能操作按钮和开关功能工业机器人的操作与编程一般需要通过示教器进行。不同的机器人控制系统，其示教器的结构与外形不同，但功能类似。DX100控制系统的示教器的组成与外观如图6-1所示。DX100系统示教器的上部为模式转换、启动、停止和急停4个基本操作按钮；中间为液晶显示器和CF卡插槽；下部为操作面板，示教器的背面为伺服ON/O

3、FF开关。一、操作开关与按钮 1.机器人示教器的组成机器人示教器的组成图图6-1 DX1006-1 DX100系统的示教器的系统的示教器的组成与外观组成与外观11模式转换按钮；模式转换按钮；22启动按钮；启动按钮；33暂停按钮；暂停按钮；44急停按钮；急停按钮；5CF5CF卡插槽；卡插槽；66显示器；显示器；77操作面板操作面板 一、操作开关与按钮DX100示教器下部的操作面板如图6-2所示，操作面板上有显示操作键、轴点动键、数据输入与运行控制键3个区域，各操作键的功能如下。同时按“主菜单”键和光标上、下键，调整显示器的亮度；在多语言显示的系统上，同时按“区域”键和“转换”键，进行显示语言的切

4、换。二、操作面板图图6-2 DX1006-2 DX100示教器下部的操作面板示教器下部的操作面板11显示操作键；显示操作键；22轴点动键；轴点动键；33数据输入与运行控制键数据输入与运行控制键 1.显示操作键显示操作键 二、操作面板 二、操作面板 二、操作面板 二、操作面板 2.轴点动键轴点动键 二、操作面板 二、操作面板机器人本体的基本运动轴名称及方向如图6-3所示，点动运动的轴和方向与坐标系的选择有关。例如，选择关节坐标系时，按键“X-/S-”“X+/S+”可直接控制腰轴进行逆时针(S+)或顺时针（S-）回转；如选择直角坐标系，按键“X-/S-”“X+/S+”将控制上、下臂的U、L轴摆动，

5、使得执行器安装基准点进行X-、X+向运动等。二、操作面板图图6-3 6-3 机器人本体的基本运动轴名称及方向机器人本体的基本运动轴名称及方向 二、操作面板 3.数据输入与运行控制键数据输入与运行控制键数据输入与运行控制键包括数字键和功能键，这些按键主要用于机器人程序、参数的输入及编辑，示教器显示页面、语言的切换，试运行、前进、后退等控制。在不同用途的机器人上，部分按键还可能定义有专门的功能与用途，包括焊接的通/断控制及焊接过程的引弧、息弧、送丝、退丝控制，焊接电压、电流调整等。二、操作面板 二、操作面板 二、操作面板 二、操作面板 二、操作面板 二、操作面板DX100系统的示教器一般采用6.5

6、in（1in=0.0254m）、640像素480像素彩色液晶显示器，显示器分图6-4所示的主菜单、菜单、状态、通用显示区和信息显示区5个显示区域。显示区域可通过按示教器“区域”操作键或直接触摸对应的显示区予以选定。三、显示器图图6-4 6-4 示教器显示示教器显示11主菜单；主菜单；22菜单；菜单；33状态；状态；44通用显示区；通用显示区；55信息显示区信息显示区 1.主菜单显示主菜单显示 三、显示器 三、显示器 2.菜单显示菜单显示 三、显示器 3.状态显示状态显示状态显示区位于显示器的右上方，它有图6-5所示的10个状态图标显示位置，状态图标的含义如表6-7所示。图图6-5 6-5 状态

7、显示状态显示 三、显示器 三、显示器 三、显示器 三、显示器通用显示区位于显示器的中间，它分为图6-6所示的显示区、输入缓冲行、操作键3个基本区域。同时按操作面板的“区域”键和光标向下键，光标可从显示区移到操作键区；同时按操作面板的“区域”键和光标向上键，或选择操作键区的“取消”键，光标可从操作键区返回显示区。4.通用显示通用显示图图6-6 6-6 通用显示区通用显示区11显示区；显示区；22输入缓冲行；输入缓冲行；33操作键操作键 三、显示器显示区可用来显示所选择的程序、参数、文件等内容。在编辑程序时，按操作面板的“命令一览”键，可在显示区的右侧显示相关的编辑命令键；显示区所选择或需要输入的

8、内容，可在输入缓冲行进行显示和编辑。操作键的显示与示教器所选择的操作有关，操作键一般用来执行、取消、结束或中断显示区所选的操作。当操作键区域选定后，可先通过操作面板的光标左、右移动键选择操作键，然后用操作面板的“选择”键执行指定的操作。三、显示器 三、显示器学习单元二机器人的安全操作机器人的安全操作信息显示区位于显示器的右下方，它可用来显示操作、报警提示信息。在进行正确的操作或排除故障后，可通过操作面板上的“清除”键，清除操作、报警提示信息。当系统有多个提示信息显示时，显示行的左侧将出现图6-7所示的多行信息显示标记。5.信息显示信息显示图图6-7 6-7 多行信息显示标记多行信息显示标记 三

9、、显示器(1)确认DX100控制柜与示教器、机器人的连按电缆已按照图6-8正确连接并固定。1.开机前的检查开机前的检查 一、开机与关机图图6-8 6-8 控制柜、示教器和机器人的连接控制柜、示教器和机器人的连接(2)确认系统的三相电源进线（Ll/L2/L3）及接地保护线(PE)按照图6-9所示正确连接到DX100控制柜电源总开关进线侧，电源进线的电缆固定接头拧紧。电源进线(Ll/L2/L3)的电压为三相AC200V/50Hz或AC220V/60Hz，电压变化范围为-15%+10%，频率变化范围小于2%。一、开机与关机图图6-9 6-9 进线电缆的连接进线电缆的连接(3)确认DX100控制柜门已

10、关闭、电源总开关置于OFF位置，机器人运动范围内无操作人员及可能影响机器人正常运动的其他无关器件。一、开机与关机(1)将DX100控制柜门上的电源总开关按图6-10所示旋转到ON位置，接通DX100系统控制电源。DX100系统的控制电源接通后，将进入系统的初始化和诊断操作，示教器将显示开机启动画面。2.开机开机图图6-10 6-10 接通总电源接通总电源 一、开机与关机(2)系统完成初始化和诊断操作后，示教器将显示开机初始页面，信息显示区显示“请接通伺服电源”的操作提示信息。(3)确认控制柜门、示教器及其他辅助控制装置、辅助操作台、安全防护罩等（如存在）的全部急停按钮已经复位。(4)当示教器操

11、作模式选择开关选择“再现(PLAY)”模式时，若机器人安装有安全防护门，则应关闭机器人安全防护门，按操作面板上的“伺服准备”键，接通伺服主电源，启动伺服。一、开机与关机当示教器操作模式选择开关选择“示教(TEACH)”模式时，按操作面板上的“伺服准备”键，接通伺服主电源，轻握示教器背面的“伺服ON/OFF”开关，启动伺服。伺服启动后，示教器上的“伺服接通”指示灯亮。一、开机与关机 3.关机关机对于DX100系统的正常关机，关机前应先确认机器人的程序运行已结束，机器人已完全停止运动，然后按以下步骤关机；当系统出现紧急情况时，可直接关机。(1)按下示教器或控制柜上的急停按钮，切断伺服驱动器主电源。

12、驱动器主电源切断，所有伺服电机的制动器将立即制动，禁止机器人运动。(2)将图6-10所示的控制柜门上的电源总开关旋转到OFF位置，关闭DX100系统的控制电源。一、开机与关机 1.安全模式安全模式（1）操作模式。操作模式是DX100最基本的安全模式，在任何情况下都可以进入。选择操作模式时，操作者只能对机器人进行最基本的操作，包括进行程序的选择、启动或停止操作，进行系统变量、输入/输出信号、坐标轴位置的显示等。（2）编辑模式。选择编辑模式，操作者可以进行示教和编程，也可对系统的变量、通用输出信号、作业原点和第2原点、用户坐标系、执行器控制装置等进行设定操作。进入编辑模式需要操作者输入正确的口令，

13、DX100系统出厂时设定的进入编辑模式初始口令为00000000。二、安全模式及设定 二、安全模式及设定 二、安全模式及设定 二、安全模式及设定 二、安全模式及设定 二、安全模式及设定 3.安全模式设定安全模式设定DX100系统的安全模式可限制操作者的权限，避免误操作引起的故障，系统开机后应首先予以设定。安全模式的设定可在“系统信息”主菜单下进行，其操作步骤如下。(1)选择“系统信息”主菜单，示教器将显示系统信息子菜单。(2)用光标移动键选定“安全模式”子菜单，示教器将显示安全模式设定对话框，将光标定位于安全模式输入框。二、安全模式及设定(3)按操作面板上的“选择”键，输入框将出现安全模式选择

14、界面。此时，可根据需要调节光标、选择模式。(4)当操作者需要选择编辑模式、管理模式时，示教器将显示用户口令输入界面。(5)根据所需的安全模式，通过操作面板输入用户口令，并按“回车”键确认。DX100出厂时，编辑模式的初始口令为00000000，管理模式的初始口令为99999999，当输入的口令和所选择的安全模式一致时，系统将进入所选的安全模式。二、安全模式及设定 3.更改用户口令更改用户口令为了保护系统的程序和参数，防止误操作引起的故障，调试、维修人员在完成系统调试或维修后，一般需要对系统出厂时的安全模式初始设定口令进行更改。安全模式的用户口令设定可在“设置”主菜单下进行，其操作步骤如下：(1

15、)利用主菜单扩展键“”显示“设置”扩展主菜单并选定，示教器显示设置主菜单显示界面。(2)用光标选定“用户口令”子菜单，示教器将显示用户口令设定页面。二、安全模式及设定(3)用光标移动键选定需要修改口令的安全模式，信息显示框将显示“输入当前口令（4到8位）”。(4)输入安全模式原来的口令，并按操作面板的“回车”键。如果原口令输入准确，示教器将显示用户新口令输入界面，信息显示框将显示“输入当前口令（4到8位）”。(5)输入安全模式新的口令，并按操作面板的“回车”键确认后，新用户口令生效。二、安全模式及设定学习单元三机器人的点动作机器人的点动作 1.控制组及选择控制组及选择工业机器人系统的组成形式多

16、样。在复杂系统上，电气控制系统可能需要同时控制多个机器人或控制除机器人本体外的其他辅助运动轴。为此，进行点动操作或程序运行时，需要通过选择“控制组”来选定运动对象。一、控制组及坐标系选择DX100系统的控制组分为“机器人”“基座轴”“工装轴”3组，如图6-11所示。图图6-11 DX1006-11 DX100系统的控制组系统的控制组 一、控制组及坐标系选择(1)机器人控制组。机器人控制组用于多机器人控制系统的机器人选择，DX100系统多用于单机器人系统的控制，因此，机器人控制组一般选择为“机器人1”。机器人控制组一旦选定，操作者便可通过示教器控制对应机器人本体上的腰回转（S轴）、上/下臂摆动(

17、U/L轴)、手腕回转与摆动（R/B/T轴）等坐标轴的运动。(2)基座轴控制组。基座轴是控制机器人本体整体移动的辅助坐标轴。DX100系统可选择的基座轴包括平行X/Y/Z轴的独立直线移动(RECT-X/RECT-Y/RECT-Z)、XY/XZ/YZ平面上的二维直线运动（RECT-XY/RECT-XZ/RECT-YZ）、双XYZ三维空间上的直线运动(RECT-XYZ)3类，基座轴最大可配置8轴。一、机器人控制系统的结构(3)工装轴控制组。工装轴是控制工装（工件）运动的辅助坐标轴。DX100系统可选择的工装轴包括360回转轴（回转1）、摆动轴（回转2）及直线运动轴（通用）3类，工装轴最大可配置24轴

18、。通过基座轴、工装轴的运动，可实现机器人、工件的整体位置移动，故又称变位器。在DX100系统上，基座轴、工装轴统称外部轴，它们可通过同时按示教器操作面板上的“转换”+“外部轴切换”按键选定。若同时按“转换”+“机器人切换”按键，则可以选定机器人本体运动轴。一、控制组及坐标系选择 2.坐标系坐标系工业机器人的点动操作是通过操作面板上的运动方向键手动控制机器人本体坐标轴在指定方向移动的操作。DX100系统的点动操作可以在“示教(TEACH)”模式下进行。进行点动运动前，首先需要选定工业机器人本体的坐标系，才能确定操作面板上的运动方向键所对应的运动轴和运动方向。多关节型工业机器人的运动复杂多样，系统

19、一般可选择多种坐标系来控制机器人本体的轴运动。在DX100系统上，机器人可使用的坐标系有关节坐标系、直角坐标系、圆柱坐标系、工具坐标系、用户坐标系5种，如图6-12所示。一、控制组及坐标系选择图图6-12 DX1006-12 DX100系统的坐标系系统的坐标系一、控制组及坐标系选择(1)关节坐标系。关节坐标系是与机器人本体关节运动轴一一对应的基本坐标系。例如，对于常用的6轴机器人，其腰回转为S轴，下臂摆动为L轴，上臂摆动为U轴，手腕回转为R轴，腕摆动为B轴，手回转为T轴；对于7轴机器人，则可能增加下臂回转轴E等。选择关节坐标系时，可对机器人的每一关节进行独立的定位、回转或摆动操作。(2)直角坐

20、标系。直角坐标系是机器人本体上的虚拟笛卡儿坐标系。选择直角坐标系时，机器人可通过X/Y/Z坐标来指定手腕基准点（工具安装基准点，又称参考点）的位置，或通过若干个关节轴的合成运动，使手腕基准点沿X、Y、Z轴进行直线运动。一、控制组及坐标系选择(3)圆柱坐标系。圆柱坐标系由平面极坐标运动轴r、和上、下运动轴Z构成。极坐标的角度直接由腰回转轴S控制，轴r和轴Z的运动需要通过若干关节轴的运动合成。选择圆柱坐标系时，可以通过半径、高度和转角来指定或改变手腕基准点的位置。(4)工具坐标系。工具坐标系是直接指定和改变末端执行器端点（工具端点）位置的坐标系，它是以工具端点为原点、以工具接近工件的有效方向为Z轴

21、正向的虚拟笛卡儿坐标系。选择工具坐标系时，机器人可通过工具坐标X/Y/Z来指定工具端点位置，或通过若干个关节轴的合成运动，使工具端点沿工具坐标系的X、Y、Z轴进行直线运动。一、控制组及坐标系选择(5)用户坐标系。用户坐标系是以工件为基准、可直接指定和改变末端执行器端点（工具端点）位置的坐标系，它通常是以工件的安装平面为XY平面、以工具离开工件的方向为Z轴正向的虚拟笛卡儿坐标系。选择用户坐标系时，机器人可通过用户坐标X/Y/Z来指定工具端点位置，或通过若干个关节轴的合成运动，使工具端点沿用户坐标系的X、Y、Z轴进行直线运动。工具坐标系、用户坐标系是控制工具端点的坐标系，因此，它们与工具的形状密切

22、相关，在使用多工具的机器人上，需要设定多个工具坐标系和用户坐标系。DX100系统最大可设定的工具坐标系和用户坐标系均为63个。一、控制组及坐标系选择为了能够按照不同的要求来控制机器人本体的运动，进行点动操作前，首先要选定工业机器人本体的坐标系，确定操作面板上的运动方向键所对应的运动轴和运动方向。在DX100系统上，坐标系的选择方法如图6-13所示，操作步骤如下。(1)示教器的操作模式转换开关选择“示教(TEACH)”模式。(2)对于多机器人控制系统或带有外部轴的控制系统，通过同时按示教器操作面板上的“转换”键和“机器人切换”键，或“转换”键和“外部轴切换”键，选定机器人或运动轴，并通过显示器上

23、的状态栏显示确认。3.坐标系选择坐标系选择一、控制组及坐标系选择(3)重复按示教器操作面板上的“选择工具/坐标”键，可进行机器人的关节坐标系直角坐标系圆柱坐标系工具坐标系用户坐标系关节坐标系的循环变换。根据操作需要，选择所需的坐标系，并通过显示器的状态栏图标确认。(4)工具坐标系与工具的形状密切相关，对于使用多工具的机器人，在选定工具坐标系后，需要同时按操作面板上的“转换”键和“选择工具/坐标”键，将显示工具坐标系选择页面，并利用光标移动键选定所需要的工具号。工具号选定后，可同时按操作面板上的“转换”键和“选择工具/坐标”键，返回原显示页面。一、控制组及坐标系选择(5)用户坐标系与工具、工件的

24、形状密切相关，对于使用多个用户坐标系的机器人，在选定用户坐标系后，需要同时按操作面板上的“转换”键和“选择工具/坐标”键，将显示用户坐标系选择页面，并利用光标移动键选定所需要的用户坐标号。用户坐标号选定后，可同时按操作面板上的“转换”键和“选择工具/坐标”键，返回原显示页面。一、控制组及坐标系选择图图6-13 6-13 坐标系的选择方法坐标系的选择方法一、控制组及坐标系选择垂直串联多关节工具（末端执行器）作业点在机器人本体的运动，包括定位运动和定向运动两类。在6轴或7轴垂直串联结构的机器人上，改变手腕基准点或工具（末端执行器）端点位置的运动称为定位。机器人的定位一般可通过机身上的腰回转轴S、下

25、臂摆动轴L、上臂摆动轴U的合成运动实现，这部分机构称为机器人的定位机构。机器人手腕上的回转轴R、摆动轴B、手回转轴T、7轴机器人上的下臂回转轴E则是用来改变作业工具（末端执行器）姿态的运动轴，这部分机构称为定向机构。1.运动方式和方向键运动方式和方向键 二、机器人的点动操作方法 二、机器人的点动操作方法图图6-14 DX1006-14 DX100的点动操作键的点动操作键 二、机器人的点动操作方法 2.进给方式和速度调节进给方式和速度调节 二、机器人的点动操作方法 二、机器人的点动操作方法(2)点动进给。机器人的点动进给操作和数控机床的手动连续进给(JOG)相同。选择点动进给操作时，只要按住方向

26、键，指定的坐标轴便可在指定的方向上进行连续的移动；松开方向键，轴运动即停止。点动进给的运动速度可通过机器人的参数设定高、中、低3挡；点动进给的坐标轴与方向可通过示教器操作面板的方向键选择；点动进给的移动距离只能通过按下和松开方向键进行控制，无法实现准确的定位。二、机器人的点动操作方法 3.机器人点动操作机器人点动操作机器人本体的点动操作可通过关节坐标系的轴运动实现。关节坐标系是与机器人关节一一对应的基本坐标系，其运动控制最为简单和方便。选择关节坐标系时，操作者可对机器人本体的所有运动轴进行简单、直观的操作，而无须考虑定位、定向运动。二、机器人的点动操作方法选择关节坐标系时，操作面板的点动定位键

27、和定向键均可用于点动操作，关节坐标系的点动操作如图6-15所示，其步骤如下。图图6-15 6-15 关节坐标系的点动操作关节坐标系的点动操作 二、机器人的点动操作方法(1)将示教器的操作模式转换开关选择为“示教(TEACH)”模式。(2)通过同时按示教器操作面板上的“转换”键和“机器人切换”键，选定机器人本体运动轴，并通过显示器上的状态栏显示确认。(3)重复按示教器操作面板上的“选择工具/坐标”键，直至关节坐标系被选择、显示器的状态栏显示关节坐标系图标。(4)按速度调节键“高”或“低”，选定坐标轴初始的点动进给方式或点动运行速度。(5)确认机器人运动范围内无操作人员及可能影响机器人正常运动的其

28、他无关器件。二、机器人的点动操作方法(6)按操作面板的“伺服准备”键，接通伺服驱动器主电源。主电源接通后，“伺服接通”指示灯闪烁。(7)轻握示教器背面的“伺服ON/OFF”开关，启动伺服，伺服驱动后，操作面板上的“伺服接通”指示灯亮。(8)按方向键，对应的坐标轴即进行指定方向的运动。当同时按不同轴的多个方向键时，多个轴可同时运动。(9)点动运动期间，可通过同时按速度调节键改变点动进给方式和进给速度；如果同时按方向键和“高速”键，指定轴将以点动快速的速度移动，点动快速速度可通过机器人的参数进行设定。二、机器人的点动操作方法 4.变位器点动操作变位器点动操作 二、机器人的点动操作方法 二、机器人的

29、点动操作方法图图6-16 6-16 变位器点动操作变位器点动操作 二、机器人的点动操作方法(1)将示教器的操作模式转换开关选择为“示教(TEACH)”模式。(2)通过同时按示教器操作面板上的“转换”键和“外部轴切换”键，选定机器人基座轴或工装轴，并通过显示器上的状态栏显示确认。(3)按速度调节键“高”或“低”，选定坐标轴初始的点动进给方式或点动运行速度。(4)确认机器人运动范围内无操作人员及可能影响机器人正常运动的其他无关器件。二、机器人的点动操作方法(5)按操作面板的“伺服准备”键，接通伺服驱动器主电源。主电源接通后，“伺服接通”指示灯闪烁。(6)轻握示教器背面的“伺服ON/OFF”开关启动

30、伺服，伺服驱动后，操作面板上的“伺服接通”指示灯亮。(7)按方向键，对应的坐标轴按指定方向运动。(8)在点动运动期间，可通过同时按速度调节键改变点动进给方式和进给速度；如果同时按方向键和“高速”键，指定轴将以点动快速的速度移动，点动快速速度可通过机器人的参数进行设定。二、机器人的点动操作方法机器人本体的点动定位操作是利用方向键，手动改变手腕基准点位置的操作。在垂直串联结构机器人上，手腕基准点可通过机器人本体上的虚拟直角坐标系、圆柱坐标系指定。选择直角坐标系、圆柱坐标系进行基准点定位点动操作时，机器人可通过机身上的腰回转轴S和上、下臂摆动轴U/L的合成运动，使手腕基准点沿指定轴、指定方向运动，而

31、作业工具（末端执行器）的姿态保持不变。1.操作步骤操作步骤 三、本体的点动定位机器人在直角坐标系、圆柱坐标系的点动定位操作可通过示教器操作面板左侧的6个点动方向键“X-/S-”“Z+/U+”进行，点动进给同样可选择微动（增量进给）和点动两种方式，点动操作的基本步骤如下。(1)将示教器的操作模式转换开关选择为“示教(TEACH)”模式。(2)通过同时按示教器操作面板上的“转换”键和“机器人切换”键，选定机器人本体运动轴，并通过显示器上的状态栏显示确认。三、本体的点动定位(3)重复按示教器操作面板上的“选择工具/坐标”键，直至直角坐标系或圆柱坐标系被选择、显示器的状态栏显示直角坐标系或圆柱坐标系图

32、标。(4)按速度调节键“高”或“低”，选定坐标轴初始的点动进给方式或点动运行速度。(5)确认机器人运动范围内无操作人员及可能影响机器人正常运动的其他无关器件。(6)按操作面板的“伺服准备”键，接通伺服驱动器主电源。主电源接通后，“伺服接通”指示灯闪烁。三、本体的点动定位(7)轻握示教器背面的“伺服ON/OFF”开关启动伺服，伺服驱动后，操作面板上的“伺服接通”指示灯亮。(8)按方向键，对应的坐标轴按指定方向运动。当同时按不同轴的多个方向键时，多个轴可同时运动。(9)在点动运动期间，可通过同时按速度调节键改变点动进给方式和进给速度。如果同时按方向键和“高速”键，指定轴将以点动快速的速度移动，点动

33、快速速度可通过机器人的参数进行设定。三、本体的点动定位 2.直角坐标系点动直角坐标系点动选择直角坐标系进行点动定位操作时，示教器操作面板上的方向键“X-/S-”“Z+/U+”可用于机器人手腕基准点沿X、Y、Z轴直线移动控制。直角坐标系点动时，示教器操作面板的点动定位方向键和机器人运动的对应关系如图6-17所示，同时按不同轴的多个方向键时，多个轴可同时运动。三、本体的点动定位图图6-17 6-17 示教器操作面板的点动定位方向键和机示教器操作面板的点动定位方向键和机器人运动的对应关系器人运动的对应关系(直角坐标系点动直角坐标系点动)三、本体的点动定位 3.圆柱坐标系点动圆柱坐标系点动 三、本体的

34、点动定位图图6-18 6-18 示教器操作面板的点动定位方向键和机器人示教器操作面板的点动定位方向键和机器人轴、轴、r r轴运动的对应关系轴运动的对应关系(圆柱坐标系点动圆柱坐标系点动)三、本体的点动定位圆柱坐标系的轴点动回转进给由方向键“X+/S+”“X-/S-”控制，逆时针为正向，运动直接通过腰回转轴S实现；沿半径方向的r轴点动进给由方向键“Y+/L+”“Y-/L-”控制，正向运动时半径增加；进给运动需要通过上、下臂摆动轴U/L的合成实现。三、本体的点动定位机器人工具的点动定位操作是利用定位方向键，手动改变工具（末端执行器）端点位置的操作。在垂直串联结构机器人上，工具端点的位置可通过用户设

35、定的机器人工具坐标系、用户坐标系指定。选择工具坐标系、用户坐标系进行工具端点定位点动操作时，机器人可通过机身上的腰回转轴S和上、下臂摆动轴U/L的合成运动，使工具端点沿指定轴、指定方向运动，而作业工具（末端执行器）的姿态保持不变。1.基本步骤基本步骤 四、工具的点动定位机器人在工具坐标系、用户坐标系的点动定位操作，可通过示教器操作面板左侧的6个点动方向键“X-/S-”“Z+/U+”进行，点动进给同样可选择微动（增量进给）和点动两种方式，点动操作的基本步骤如下。(1)将示教器的操作模式转换开关选择为“示教(TEACH)”模式。(2)通过同时按示教器操作面板上的“转换”键和“机器人切换”键，选定机

36、器人本体运动轴，并通过显示器上的状态栏显示确认。(3)重复按示教器操作面板上的“选择工具/坐标”键，直至工具坐标系或用户坐标系被选择、显示器的状态栏显示工具坐标系或用户坐标系图标。四、工具的点动定位(4)同时按操作面板上的“转换”+“选择工具/坐标”键，显示工具或用户坐标系选择页面，可利用光标移动键选定所需要的工具号或用户坐标号。工具号、用户坐标号选定后，可同时按操作面板上的“转换”+“选择工具/坐标”键，返回原显示页面。(5)按速度调节键“高”或“低”，选定坐标轴初始的点动进给方式或点动运行速度。(6)确认机器人运动范围内无操作人员及可能影响机器人正常运动的其他无关器件。(7)按操作面板的“

37、伺服准备”键，接通伺服驱动器主电源；主电源接通后，“伺服接通”指示灯闪烁。四、工具的点动定位(8)轻握示教器背面的“伺服ON/OFF”开关启动伺服，伺服驱动后，操作面板上的“伺服接通”指示灯亮。(9)按方向键，对应的坐标轴按指定方向运动。当同时按不同轴的多个方向键时，多个轴可同时运动。(10)在点动运动期间，可通过同时按速度调节键改变点动进给方式和进给速度；如果同时按方向键和“高速”键，指定轴将快速移动，其速度可通过机器人的参数进行设定。四、工具的点动定位 2.工具坐标系点动工具坐标系点动 四、工具的点动定位图图6-19 6-19 示教器操作面板的点动定位方向键和示教器操作面板的点动定位方向键

38、和机器人运动的对应关系机器人运动的对应关系(工具坐标系点动工具坐标系点动)四、工具的点动定位 四、工具的点动定位用户坐标系的点动定位操作和工具坐标系的点动定位操作类似，它同样可通过腰回转轴S和上、下臂摆动轴U/L的合成运动，使机器人的工具端点进行X、Y、Z轴直线移动，但两者的坐标原点位置和坐标轴方向有所不同。用户坐标系的原点可设定在机器人动作范围内的任意位置，并呈任意角度倾斜。为了便于操作和编程，在一般情况下，用户坐标系是以工件的安装平面为XY平面、以工具离开工件的方向为Z轴正向的虚拟笛卡儿坐标系，X、Y、Z轴的方向符合右手定则。3.用户坐标系点动用户坐标系点动 四、工具的点动定位 四、工具的

39、点动定位图图6-20 6-20 示教器操作面板上的方向键和机示教器操作面板上的方向键和机器人运动的对应关系器人运动的对应关系(用户坐标系点动用户坐标系点动)四、工具的点动定位改变机器人工具（末端执行器）姿态的运动称为定向。6轴垂直串联机器人的工具定向可通过手腕回转轴R、摆动轴B和手回转轴T的运动实现；在7轴机器人上，下臂回转轴E（第7轴）也可用于定向控制。工业机器人的定向有“控制点保持不变”和“变更控制点”两种运动方式。控制点就是末端执行器（工具）的作业端点，在DX100系统上，它可通过选择编辑模式，在“机器人”主菜单下进行设定。1.定向方式定向方式 五、工具的点动定向图图6-21 6-21

40、控制点保持不变的定向运动控制点保持不变的定向运动 五、工具的点动定向1)1)控制点保持不变定向控制点保持不变定向 五、工具的点动定向2)2)变更控制点定向变更控制点定向变更控制点的定向运动是一种同时改变工具端点位置和姿态的操作。执行变更控制点定向操作，可使机器人根据所选择的作业端点进行图6-22所示的运动。图6-22（a）所示为机器人安装有2把工具时，变更工具控制点的定向运动。如使用控制点为P1的工具1，机器人将进行图622（a）左图所示的P1点定向运动；如使用控制点为P2的工具2，机器人将进行图6-22（a）右图所示的P2点定向运动。五、工具的点动定向图图6-22 6-22 变更控制点的定向

41、运动变更控制点的定向运动 五、工具的点动定向图6-22（b）所示为机器人安装有1把工具但工件上设定有2个控制点时的定向运动。若选择P1点为控制点，机器人将进行图6-22（b）左图所示的定向运动；若选择P2点为控制点，机器人将进行图6-22（b）右图所示的定向运动。五、工具的点动定向 2.坐标系与操作键坐标系与操作键 五、工具的点动定向图图6-23 6-23 不同坐标系的定向操作不同坐标系的定向操作 五、工具的点动定向机器人的控制点定向点动操作是利用方向键手动改变工具姿态的操作，它可通过示教器操作面板右侧的点动定向方向键进行，点动进给同样可选择微动（增量进给）和点动两种方式，点动操作的基本步骤如

42、下。(1)将示教器的操作模式转换开关选择为“示教(TEACH)”模式。(2)通过同时按示教器操作面板上的“转换”键和“机器人切换”键，选定机器人本体运动轴，并通过显示器上的状态栏显示确认。3.操作步骤操作步骤 五、工具的点动定向(3)重复按示教器操作面板上的“选择工具/坐标”键，选择除关节坐标系外的其他坐标系，显示器的状态栏显示直角坐标系或圆柱坐标系图标。(4)按速度调节键“高”或“低”，选定坐标轴初始的点动进给方式或点动运行速度。(5)确认机器人运动范围内无操作人员及可能影响机器人正常运动的其他无关器件。(6)按操作面板的“伺服准备”键，接通伺服驱动器主电源。主电源接通后，“伺服接通”指示灯

43、闪烁。五、工具的点动定向(7)轻握示教器背面的“伺服ON/OFF”开关启动伺服，伺服驱动后，操作面板上的“伺服接通”指示灯亮。(8)按定向方向键，手腕按规定方向进行定向回转运动。当同时按不同轴的多个方向键时，多个轴可同时运动。(9)如果需要进行变更控制点的定向运动，可通过同时按“转换”键和“坐标”键，在显示的工具选择页面上进行控制点的变更。(10)在点动运动期间，可通过同时按速度调节键改变点动进给方式和进给速度；如果同时按方向键和“高速”键，指定轴将以点动快速移动，其速度可通过机器人的参数进行设定。五、工具的点动定向学习单元四机器人的示教编程机器人的示教编程一、程序与编程由于多种原因，工业机器

44、人目前还没有统一的标准编程语言。例如，安川公司使用INFORM语言编程，而ABB公司的机器人编程语言称为RAPID，FANUC公司的编程语言称为KAREL，KUKA公司的编程语言称为KRL等，从这一意义上说，现阶段工业机器人的程序还不具备通用性。一、程序与编程一、程序与编程 2.编程方法编程方法1)1)示教编程示教编程示教编程是通过作业现场的人机对话操作，完成程序编制的一种方法。示教就是操作者对机器人所进行的作业引导，它需要由操作者按照实际作业要求，通过人机对话，一步一步地告知机器人需要完成的动作。这些动作可以通过控制系统，以命令的形式记录与保存。示教操作完成后，将生成完整的程序。如果机器人自

45、动执行示教操作生成程序，便可重复示教操作的全部动作，这一过程称为再现。一、程序与编程示教编程需要有专业知识和作业经验的操作者，在机器人的作业现场完成，故又称在线编程。示教编程简单易行，所编制的程序正确性高，机器人动作安全可靠，它是目前工业机器人最为常用的编程方法，特别适合于自动生产线等的重复作业机器人编程。示教编程的不足是程序编制需要通过对机器人的实际操作完成，程序编制离不开作业现场，编程的时间较长，特别是对于精度要求较高的复杂运动轨迹，很难通过操作者的手动操作进行示教，因而，对于作业要求变更快、运动轨迹复杂的机器人，一般使用离线编程。一、程序与编程2)2)离线编程离线编程一、程序与编程一、程

46、序与编程(1)程序名。程序名是程序的识别标记。机器人可以根据不同的作业要求，通过不同的程序控制其运行，程序名就是用来区别不同程序的标记。在DX100系统上，程序名可以由最多32个英文字母、数字、汉字或字符组成；如果需要，还可以给程序名附加32个字符的注释。在同一系统中，程序名具有唯一性，它不能重复定义。(2)命令。命令是程序的主要组成部分，它用来控制机器人的运动和作业。在程序中，每一条命令均以“行号”开始，一条命令占用一行。行号代表命令的执行次序，利用示教器编程时，行号由系统自动生成。3.程序结构程序结构一、程序与编程机器人的程序命令一般分基本命令和作业命令两大类。基本命令是控制机器人本体动作

47、的命令，在采用相同控制系统的机器人上，基本命令可以通用；作业命令是控制执行器（工具）动作的命令，它与机器人的用途有关，不同机器人有所区别。例如，在DX100系统上，基本命令有移动命令、输入/输出命令、控制命令、平移命令、运算命令5类，作业命令分为通用（加工）、搬运、弧焊、点焊4类。每一类又有若干功能不同的命令可供选择，如移动命令可以是点定位MOVJ（关节插补）、直线插补MOVL、圆弧插补MOVG、自由曲线插补MOVS、直线增量进给IMOV命令等，作业命令可以是控制工具的启动、停止的TOOLON、TOOLOF命令，或设定焊接条件的ARCSET命令、启动焊接（引弧）的ARCON命令、关闭焊接（息弧

48、）的ARCOF命令等。一、程序与编程一、程序与编程一、程序与编程 4.程序实例程序实例以下将以配套安川DX100系统的弧焊机器人进行图6-24所示焊接作业程序为例，对相关命令及示教编程的方法进行简要说明。图图6-24 6-24 焊接作业动作图焊接作业动作图一、程序与编程图6-24所示的机器人焊接作业程序一般如下。TEST程序名0000NOP空操作命令，无任何动作0001MOVJVJ=10.00P0P1点定位、移动到程序起点，速度倍率为10%0002MOVJVJ=80.00P1P2点定位、调整工具姿态，速度倍率为80%0003MOVLV=800P2P3点直线插补，速度为800cm/min0004

49、ARCONASF#(1)P3点引弧、启动焊接，焊接条件由引弧文件1设定一、程序与编程0005MOVLV=50P3P4点直线插补焊接，移动速度为50cm/min0006ARCSETAC=200AVP=100P4点修改焊接条件，电流为200A、电压为100V0007MOVLV=50P4P5点直线插补焊接，移动速度为50cm/min0008ARCOFAEF#(1)P5点息弧、关闭焊接，关闭条件由息弧文件1设定0009MOVLV=800P5P6点插补移动，速度为800cm/min0010MOVJVJ=50.00P6P7点定位（关节插补），速度倍率为50%0011END程序结束以上程序中的命令MOVJ为

50、关节坐标系的点定位移动命令（关节插补命令），它可以通过关节的摆动将控制点移动到目标位置，命令对运动的轨迹无要求。机器人定位命令与数控机床的定位指令的区别为：首先，机器人定位命令中无定位目标位置P1、P2等的坐标值，这一目标位置需要由操作者通过现场示教操作给定；第二，定位速度以关节最大移动速度倍率的形式定义，如命令“VJ=10.00”代表倍率为10%等；此外，还可根据需要通过PL、ACC/DEC等参数，指定定位精度（位置等级）、加/减速倍率等。一、程序与编程一、程序与编程一、程序与编程命令“ARCONASF#(1）”“ARCSETAC=200AVP=100”“ARCOFAEF#(1)”为弧焊作业