工业机器人实操进阶手册

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“ *大速度” 　/ 16

1.4.4　机器人的“*大动作半径” 　/ 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　**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*大值的整数　/ 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*大值　/ 235

20.17　Min——求*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*佳加减速模式的指令　/ 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）——转矩限制指令　/ 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