智能制造生產(chǎn)線技術(shù)及應用 教案 4-4 FANUC機器人編程指令

XXXXX學院單元教學設(shè)計XXXX—XXX學年第X學期課程名稱：授課班級：任課教師：所在系部及教研室：

本單元標題FANUC機器人編程指令教學目的讓學生掌握不同編程指令含義和使用方法，并能進行簡單編程。教學目標能力（技能）目標知識目標（1）能根據(jù)實際需要正確創(chuàng)建機器人程序；（2）能通過編程控制機器人完成特定運動軌跡。（1）掌握FANUC機器人程序創(chuàng)建的步驟和方法；（2）掌握FANUC機器人運動指令使用方法；（3）掌握FANUC機器人常用編程指令應用。重點難點及解決方法重難點：工業(yè)機器人不同編程指令的運用解決方法：理論講解，通過多媒體等手段解讀任務(wù)，實操演練，提示學生如何攻破討論的問題。在學習過程中，緊密結(jié)合課程上機、實驗或者實踐環(huán)節(jié)加深對機器人編程指令的認識和理解。參考資料[1]汪勵,陳小艷.工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成[M].機械工業(yè)出版社,2014.[2]李志謙.精通FANUC機器人編程、維護與外圍集成[M].機械工業(yè)出版社,2020[3]陳曉明,霍永紅,項萬明.工業(yè)機器人應用編程(FANUC)初級[M].機械工業(yè)出版社,2022.[4]王哲祿,何紅軍.工工業(yè)機器人應用編程與集成技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2022.[5]廖常初.S7-1200PLC應用教程[M].機械工業(yè)出版社,2020.[6]鄉(xiāng)碧云.自動化生產(chǎn)線組建與調(diào)試(第2版)—以亞龍YL-335B為例（三菱PLC版本）[M].機械工業(yè)出版社,2023.單元教學設(shè)計第一部分：復習上次課主要內(nèi)容第二部分：新課導入及學習新內(nèi)容（90min理論）【步驟一】新課導入引導問題舉例工業(yè)生產(chǎn)中，機器人需要完成哪些復雜的動作?；跈C器人的示教操作步驟，可通過思考如何實現(xiàn)連續(xù)的系列動作？請同學根據(jù)所學所識積極思考，踴躍發(fā)言【步驟二】新知識的講授一、FANUC機器人程序創(chuàng)建在示教器中按SELECT鍵（程序一覽）顯示程序目錄界面，其界面具體操作信息如圖4-36所示，說明如下：圖4-36程序目錄界面操作下面介紹程序創(chuàng)建過程，如下：（一）在示教器上按下SELECT鍵（程序一覽）進入程序目錄界面；（二）按下創(chuàng)建（CREAT）按鍵，進行TP程序創(chuàng)建，界面如圖4-37所示。程序命名要求程序名開頭不能是空格、符號、數(shù)字。上下移動光標可選擇單詞、大寫和小寫，進行命名符號格式的切換，如圖4-38所示。本節(jié)新建了名為“TEST3”的程序名；（三）命名完成后按下“ENTER”鍵結(jié)束退出；（四）進入新建的程序即可進行相應的程序編寫。如圖4-38所示為FANUC機器人示教器程序編寫界面。在此界面，可以使用功能命令在編輯區(qū)域進行程序的編寫，獲取程序指令內(nèi)容，了解執(zhí)行程序的程序名稱，當前執(zhí)行處于的程序行數(shù)，以及當前所使用的的坐標系類型。圖4-37程序創(chuàng)建界面圖4-38程序命名符號格式切換圖4-38程序編寫界面二、認識FANUC機器人編程指令FANUC機器人指令的類型并不多，但能滿足機器人各種軌跡運動、對外通信、控制邏輯、延時、狀態(tài)和報警信號輸出等功能，實現(xiàn)對機器人復雜動作的邏輯控制。在進行編程學習前，首先要對常用的編程指令進行了解。表4-8列出了FANUC機器人常用編程指令。下面詳細介紹各指令的使用要點。表4-8FANUC機器人常用指令序號指令名稱指令格式舉例1運動指令J@P[1]100％FINELP[2]200mm/secCNT1002IO指令R[1]=D[1]RO[1]=ON3IF條件比較指令I(lǐng)F(條件1)and(條件2)，動作IFR[1]<=3ANDDI[1]=ON,CALLTEST34WAIT等待指令WAIT5(sec)WAITDI(1)=ON5JMP跳轉(zhuǎn)指令JMPLBL[1]6CALL呼叫指令CALL程序名CALLTEST37OFFSETCONDITION偏移條件指令LP[2]100mm/secFINE:offset，PR[1]8UTOOLNUM工具坐標系調(diào)用指令數(shù)值范圍為1-10UTOOL_NUM=19UFRAMENUM用戶坐標系調(diào)用指令數(shù)值范圍為1-9UFRAME_NUM=110For指令ForR[i]=初始值TO目標值ForR[i]=1TO3……ENDFOR參考教材中關(guān)于各指令說明進行詳細介紹（一）運動指令：1、關(guān)節(jié)運動指令（1）指令格式1：JP[1]100％FINE2:JP[1]100％CNT100指令格式說明如下：J：機器人關(guān)節(jié)運動。P[1]：目標點(坐標位置會儲存在P[1]中)。100％：機器人關(guān)節(jié)以100％速度運動。FINE：單行指令運動結(jié)束稍作停頓。圖4-39運動指令軌跡示意圖CNTIOO：機器人運動過程中，以100mm半徑圓弧過度。2、直線運動指令（1）指令格式1：LP[1]100mm/secFINE2:LP[1]200mm/secCNT100指令格式說明如下：J：機器人直線運動。P[1]：目標點(坐標位置會儲存在P[1]中)。100mm/sec：機器人TCP以100mm/s的速度運動。FINE：單行指令運動結(jié)束稍作停頓。CNTIOO：機器人運動過程中，以100mm半徑圓弧過度。3、圓弧運動指令（1）指令格式CP[1]P[2]200mm/secFINE指令格式說明如下：C：機器人直線運動。P[1]：圓弧中間點。P[2]：圓弧終點。100mm/sec：機器人以100mm/s的運動速度。FINE：單行指令運動結(jié)束稍作停頓。（二）條件比較指令I(lǐng)FIF條件指令主要用于機器人執(zhí)行動作時的條件判斷，具體指令格式如表4-9所示。表4-9IF指令格式IF變量運算符Value值動作行為R[i]>>=常數(shù)JUMPLBL[i]（跳轉(zhuǎn)到標簽處）Call子程序名I/O<<=R[i]=<>不等于ONOFF示例：IF指令用于判斷條件是否成立，成立，則執(zhí)行指定的程序段；不成立，則跳過不執(zhí)行該程序段。條件可以是單一的條件，也可以是復合條件。例如：IFR[1]<=9，JUMPLBL[2]如果R[1]小于9，則跳轉(zhuǎn)到標號為LBL[1]的該行執(zhí)行，否則執(zhí)行下一行程序IFR[1]<9ANDDI[102]=ONCALLTEST3如果R[1]小于9且DI[102]信號為ON，則調(diào)用子程序TEST3，否則執(zhí)行下一行程序IFR[1]<9ORDI〔102]<>ONCALLTEST3如果R[1]小于9或DI[102〕信號為OFF，調(diào)用子程序TEST3，否則執(zhí)行下一行程序（三）等待指令等待指令，可以在所指定的時間，或條件得到滿足之前使程序的執(zhí)行等待。等待指令有2類。指定時間等待指令——使程序的執(zhí)行在指定時間內(nèi)等待。條件等待指令——在指定的條件得到滿足之前，使程序執(zhí)行等待。具體指令格式如表4-10所示。表4-10等待指令格式WAIT變量運算符Value值動作行為常數(shù)>>=常數(shù)無TIMEOUTLBL[i]定時滿到標記i處執(zhí)行R[i]<<=R[i]DI/DO信號=<>不等于ONOFF示例：當程序遇到不滿足條件的等待語句會一直在該行等待。若要人工干預，可以按FCTN鍵-選擇子菜單的RELEASEWAIT解除等待，跳過此行停頓的等待語句，并在下一個語句中等待。（四）跳轉(zhuǎn)/標簽指令JMP/LBLJMPLBL[i]指令，使程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)移到相同程序內(nèi)所指定的標簽。格式如下：標簽指令LBL[i：Comment]——用于標記標簽點，i的范圍1-32766，Comment為注釋內(nèi)容，最多16字符。跳轉(zhuǎn)指令LBL[i：Comment]——用于標記標簽點，i的范圍1-32766，Comment為注釋內(nèi)容，最多16字符。跳轉(zhuǎn)指令可以配合判斷指令使用，跳轉(zhuǎn)到哪個程序行向下執(zhí)行由LBL[i]指定，注意LBL[i]標號在同一程序段中不能重復。（五）Call調(diào)用指令CALL（程序名）指令，一般用于子程序的調(diào)用，使程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)移到其他程序（子程序）的第1行后執(zhí)行該程序。當被呼叫的程序的執(zhí)行結(jié)束時，返回到緊跟所呼叫程序（主程序）的程序呼叫指令后的指令。呼叫的程序名，自動地從所打開的輔助菜單選擇，或者按下F5鍵“字符串”后直接輸入字符。格式如下：Call程序名例如CallTEST3（六）條件偏移指令通過此指令可以將原來點偏移一定距離，偏移值由位置寄存器決定。偏移條件指令一直有效直到程序運行結(jié)束或下一偏移條件指令被執(zhí)行（注：偏移條件指令只對包含有附加運動的offset語句有效）。格式：OFFSETCONDITIONPR[i]偏移條件PR[i]LP[k]100mm/secFINEoffset對P[k]點進行偏移值得注意的是如下格式偏移也有效，且此格式在編程中更加常用LP[2]100mm/secFINEoffset，PR[1]等同于OFFSETCONDITIONPR[1]LP[2]100mm/secFINEoffset不帶偏移JP[1]100%FINELP[2]200不帶偏移JP[1]100%FINELP[2]200mm/secFINELP[3]200mm/secFINE帶偏移OFFSETCONDITIONPR[1]JP[1]100%FINELP[2]200mm/secFINEoffsetLP[3]200mm/secFINE等效于JP[1]100%FINELP[2]200mm/secFINEoffset，PR[1]LP[3]200mm/secFINE注：LP[2]200mm/secFINEoffset不能改成JP[2]100％FINEoffset，否則無效，因為偏移是相對直線的偏移,不能使用關(guān)節(jié)運動指令。（七）用戶坐標系調(diào)用指令當程序執(zhí)行完UFRAME_NUM指令，系統(tǒng)將自動激活該指令所指定的用戶坐標系。指令格式如下：UFRAME_NUM=i（工具編號i范圍：0-9）例如：UFRAME_NUM=1在程序中加入用戶坐標系調(diào)用指令步驟如圖4-51所示。1、在程序編輯界面將光標移到要添加指令的序號處；2、按下下方功能欄處“指令”按鈕，出現(xiàn)指令選擇方框，將光標移動到“下一頁”，在下一頁選擇“偏移/坐標系”功能指令。3、彈出選擇界面，選擇“UFRAME_NUM=…”，然后輸入對應用戶坐標系編號。（八）工具坐標系調(diào)用指令當程序執(zhí)行完UTOOL_NUM指令，系統(tǒng)將自動激活該指令所指定的工具坐標系。指令格式如下：UTOOL_NUM=i（工具編號i范圍：1-10）例如：UTOOL_NUM=1在程序中加入工具坐標系調(diào)用指令步驟同用戶坐標系步驟。程序說明如下：在UTOOL_NUM=2，UFRAME_NUM=1下運行UTOOL_NUM=2UFRAME_NUM=1JP[1]100%FINELP[2]100mm/secFINE（九）運動速度指令速度運動指令用于限定機器人運動的速度。指令格式如下：OVERRIDE=V%（V范圍：1-100）程序說明如下：OVERRIDE=10%JP[1]100%FINELP[2]100mm/secFINE（運動指令指定的運動速度無效，由“OVERRIDE=10%”限制在機器人全速的20%下運動）三、程序編輯涉及的基本操作（一）運動指令格式參數(shù)修改（二）修改位置點（三）指令的插入、復制、粘貼、刪除子菜單使用說明（按示教器Enter鍵確認）Insert插入在當前光標行的前一行插人空白行（會提示插入空白行的行數(shù)）Delete刪除刪除當前光標行（可以移動光標選中幾行同時刪除）Copy復制/Paste粘貼/Cut剪切點擊復制/剪切，功能欄按下“選擇”，屏幕下方提示“移動光標選擇范圍”，選擇復制/剪切幾行；按下“粘貼”使得粘貼到當前光標行的前面行處（整個程序文件的復制類似）粘貼方式：F2LOGIC邏輯，不粘貼位置信息F3POS-ID位置號碼，粘貼位置信息和位置號F4POSITION位置資料，粘貼位置信息并生成新的位置號Find查找查找程序元素Replace替換用一個程序元素替換原有程序元素Undo復原撤銷上一步操作Comment注釋隱藏/顯示注釋，但不能對注釋進行編輯I/O狀態(tài)在指令編輯界面中顯示I/O的實時狀態(tài)（ON/OFF）【步驟二】任務(wù)實施（1