本书对FANUC工业机器人的应用技术进行了描述,内容涵盖机器人常识、机械结构原理、程序编制、操作使用以及安装调试、故障处理、日常维护等。
全书以工业机器人应用为主旨,在介绍工业机器人产生、发展、应用分类、组成特点、性能参数的基础上,对工业机器人本体、谐波减速器、RV减速器、变位器等关键部件的结构原理、安装维护要求进行了深入阐述;对程序结构、编制方法及指令格式进行了介绍;对手动与示教操作、程序输入与编辑、程序调整与变换、控制系统参数设定的方法进行了详尽说明;对机器人安装连接、调整校准、程序调试、系统监控、系统备份以及故障诊断与维修、日常维护等调试维修技术进行了系统阐述。
本书内容广、选材精、案例丰富,可供工业机器人使用、维修人员及高等学校师生参考。
内容包含工业机器人入门到FANUC产品应用,全书从基础、结构、编程、操作、调试维修五部分对FANUC机器人相关内容进行解析。
龚仲华
教授级高级工程师,从事工业机器人研发30多年
国家技术开发优秀成果奖
编著国家规划教材24部
出版技术专著25部
第 1章 概述1
1.1 机器人的产生及发展1
1.1.1 机器人的产生与定义1
1.1.2 机器人的发展4
1.2 机器人的分类8
1.2.1 机器人的分类8
1.2.2 工业机器人10
1.2.3 服务机器人12
1.3 工业机器人的应用14
1.3.1 技术发展与产品应用14
1.3.2 主要生产企业16
第 2章 工业机器人的组成与性能21
2.1 工业机器人的组成及特点21
2.1.1 工业机器人的组成21
2.1.2 工业机器人的特点26
2.2 工业机器人的结构形态29
2.2.1 垂直串联机器人29
2.2.2 水平串联机器人31
2.2.3 并联机器人33
2.3 工业机器人的技术性能36
2.3.1 主要技术参数36
2.3.2 工作范围与承载能力38
2.3.3 自由度、速度及精度40
2.4 FANUC工业机器人42
2.4.1 通用型垂直串联机器人42
2.4.2 专用型垂直串联机器人45
2.4.3 其他结构机器人48
2.4.4 运动平台及变位器51
第3章 工业机器人的机械结构53
3.1 工业机器人的本体结构53
3.1.1 垂直串联结构53
3.1.2 垂直串联手腕结构57
3.1.3 SCARA、Delta结构60
3.2 关键零部件结构62
3.2.1 变位器63
3.2.2 减速器与CRB轴承66
3.3 典型结构剖析69
3.3.1 机身结构剖析69
3.3.2 手腕结构剖析71
第4章 谐波减速器及维护74
4.1 变速原理与产品74
4.1.1 谐波齿轮变速原理74
4.1.2 产品与结构78
4.2 主要技术参数与选择81
4.2.1 主要技术参数81
4.2.2 谐波减速器的选择85
4.3 哈默纳科谐波减速器88
4.3.1 产品概况88
4.3.2 部件型减速器91
4.3.3 单元型减速器96
4.3.4 简易单元型减速器101
4.4 谐波减速器的安装维护103
4.4.1 部件型谐波减速器103
4.4.2 单元型谐波减速器109
4.4.3 简易单元型谐波减速器112
第5章 RV减速器及维护115
5.1 变速原理与产品115
5.1.1 RV齿轮变速原理115
5.1.2 产品与结构121
5.2 主要技术参数与选择124
5.2.1 主要技术参数124
5.2.2 RV减速器选择131
5.3 常用产品的结构与性能133
5.3.1 基本型减速器133
5.3.2 标准单元型减速器135
5.3.3 紧凑单元型减速器137
5.3.4 中空单元型减速器139
5.4 RV减速器的安装维护140
5.4.1 基本安装要求140
5.4.2 基本型减速器安装维护143
5.4.3 单元型减速器的安装维护147
第6章 工业机器人编程基础151
6.1 运动组与坐标系151
6.1.1 控制基准与运动组151
6.1.2 机器人本体坐标系155
6.1.3 机器人作业坐标系157
6.1.4 FANUC机器人坐标系160
6.2 机器人与工具姿态161
6.2.1 机身姿态定义161
6.2.2 区间及工具姿态164
6.3 移动要素及定义166
6.3.1 机器人移动要素166
6.3.2 目标位置定义167
6.3.3 到位区间定义169
6.3.4 移动速度定义171
6.4 程序结构与指令173
6.4.1 程序与编程173
6.4.2 程序结构174
6.4.3 程序标题177
6.4.4 FANUC机器人指令总表178
6.5 操作数及定义182
6.5.1 操作数分类182
6.5.2 暂存器编程184
6.5.3 简单表达式编程187
6.5.4 复合运算式编程189
6.5.5 内部继电器、标志、执行条件编程192
第7章 FANUC机器人程序编制194
7.1 基本移动指令编程194
7.1.1 指令格式与功能194
7.1.2 程序点与定位类型198
7.2 附加命令编程201
7.2.1 命令与功能201
7.2.2 提前/延迟处理与跳步204
7.2.3 程序点偏移与增量移动206
7.2.4 连续回转与速度调整209
7.2.5 直线轨迹与拐角控制212
7.2.6 码垛(叠栈)指令编程214
7.3 输入/输出指令编程217
7.3.1 I/O信号分类217
7.3.2 I/O指令与编程220
7.4 程序控制指令编程223
7.4.1 程序执行控制指令223
7.4.2 注释与位置变量锁定226
7.4.3 程序转移指令227
7.4.4 宏程序与调用229
7.4.5 远程运行与运动组控制231
7.5 条件设定与定时器编程234
7.5.1 运行条件设定指令234
7.5.2 负载与碰撞保护设定236
7.6 系统控制指令编程239
7.6.1 定时器与显示控制指令239
7.6.2 电机转矩限制指令241
7.6.3 伺服软浮动控制指令243
7.7 中断与故障处理程序编制245
7.7.1 程序中断与故障处理245
7.7.2 状态监视(中断)程序编制247
7.7.3 故障处理程序编制249
第8章 机器人基本操作253
8.1 控制面板与示教器253
8.1.1 控制面板253
8.1.2 示教器255
8.1.3 操作菜单258
8.2 系统启动与手动操作264
8.2.1 冷启动、热启动及重启264
8.2.2 初始化启动与控制启动265
8.2.3 机器人手动操作268
8.3 程序创建与程序管理274
8.3.1 程序创建274
8.3.2 标题设定与文件保存278
8.4 程序管理281
8.4.1 程序删除、复制与属性显示281
8.4.2 程序后台编辑283
8.4.3 快捷操作设定288
第9章 程序输入与程序编辑291
9.1 指令输入291
9.1.1 移动指令输入291
9.1.2 附加命令输入293
9.1.3 暂存器与表达式输入295
9.1.4 I/O指令输入297
9.1.5 其他指令输入299
9.2 指令编辑301
9.2.1 移动指令编辑301
9.2.2 程序点编辑305
9.2.3 暂存器及附加命令编辑307
9.2.4 其他指令编辑308
9.3 程序编辑310
9.3.1 指令插入与删除310
9.3.2 指令复制与粘贴312
9.3.3 检索、替换与编辑撤销314
9.3.4 程序点排列与注释隐藏318
9.4 暂存器编辑320
9.4.1 数值暂存器编辑320
9.4.2 位置暂存器编辑321
9.4.3 码垛与字符串暂存器编辑323
9.5 码垛指令编辑与示教325
9.5.1 指令输入与基本数据325
9.5.2 码垛路线定义328
9.5.3 码垛形状定义330
9.5.4 工具姿态和层式样定义332
9.5.5 接近、离开路线定义334
9.5.6 基本设定与形状示教337
9.5.7 接近、离开路线示教340
9.5.8 指令编辑及间隔堆叠344
9.6 程序调整与变换345
9.6.1 实用程序编辑功能345
9.6.2 程序调整348
9.6.3 程序点平移与旋转变换350
9.6.4 程序点镜像与旋转变换355
9.6.5 程序点旋转变换356
9.6.6 工具、用户坐标系变换359
9.6.7 软极限自动设定361
第 10章 控制系统参数设定364
10.1 机器人参数设定364
10.1.1 机器人设定内容364
10.1.2 机器人一般设定366
10.1.3 工具坐标系设定367
10.1.4 用户坐标系设定374
10.1.5 JOG坐标系设定377
10.1.6 作业基准点设定380
10.2 后台程序及宏程序设定382
10.2.1 后台程序设定382
10.2.2 宏程序创建383
10.2.3 宏指令设定384
10.2.4 宏指令手动386
10.3 远程RSR/PNS运行设定389
10.3.1 远程运行与控制389
10.3.2 RSR/PNS设定操作394
10.4 机器人运动保护设定398
10.4.1 J1/E1轴运动范围设定398
10.4.2 机器人干涉保护区设定400
10.4.3 机器人碰撞保护设定402
10.5 机器人控制参数设定405
10.5.1 软浮动控制设定405
10.5.2 连续回转控制设定408
10.5.3 运动组信号输出设定409
10.6 机器人操作参数设定411
10.6.1 用户报警文本设定411
10.6.2 报警等级变更及存储器配置412
10.6.3 用户密码设定416
10.6.4 机器人通信设定422
10.7 系统基本参数设定424
10.7.1 时间及常用功能设定424
10.7.2 系统其他参数设定428
10.7.3 软极限设定与超程急停解除430
第 11章 机器人安装与调整433
11.1 机器人安装与连接433
11.1.1 产品安全使用标识433
11.1.2 机器人搬运与安装435
11.1.3 工具及控制部件安装438
11.1.4 机器人及工具连接440
11.2 机器人零点设定及校准441
11.2.1 机器人零点与设定441
11.2.2 机器人零点校准444
11.2.3 机器人零点设定操作447
11.3 机械限位调整与快速校准448
11.3.1 轴运动范围与保护448
11.3.2 机械限位挡块安装与调整451
11.3.3 机器人快速校准操作453
11.4 机器人负载设定与校准455
11.4.1 机器人负载及显示455
11.4.2 手动数据输入设定457
11.4.3 工具负载自动测定459
11.4.4 重力补偿设定461
11.4.5 手腕负载校准462
11.5 控制系统I/O配置464
11.5.1 I/O连接与设定464
11.5.2 I/O-LINK网络配置467
11.5.3 通用I/O设定469
11.5.4 专用I/O设定473
11.5.5 I/O连接及速度输出设定476
11.5.6 内部继电器设定及I/O仿真479
11.5.7 标志及程序执行条件设定481
11.6 系统附加轴配置483
11.6.1 附加轴及网络配置483
11.6.2 机器人变位器配置487
11.6.3 扩展轴配置493
11.6.4 独立轴配置495
第 12章 程序调试、系统监控与备份498
12.1 程序测试与自动运行498
12.1.1 程序试运行设定498
12.1.2 程序试运行501
12.1.3 程序自动运行503
12.2 程序运行停止与重启507
12.2.1 程序暂停、结束与急停507
12.2.2 系统报警显示与运行停止510
12.2.3 程序暂停的检查与重启513
12.2.4 停止点返回与原轨迹重启515
12.3 控制系统监控517
12.3.1 系统配置及存储器检查517
12.3.2 定时器与程序执行记录520
12.3.3 伺服运行状态监控523
12.3.4 伺服诊断与安全信号监控528
12.4 系统文件保存与安装530
12.4.1 文件类型与存储设备530
12.4.2 存储器与文件管理533
12.4.3 文件保存与安装537
12.5 系统备份与恢复540
12.5.1 系统自动备份及设定540
12.5.2 控制启动备份与恢复544
12.6 镜像备份与系统还原546
12.6.1 文件操作镜像备份与还原546
12.6.2 引导系统操作备份与还原548
第 13章 故障处理与日常维护551
13.1 机器人故障分析与处理551
13.1.1 故障分析与报警显示551
13.1.2 机器人常见故障与急停冲击553
13.1.3 编码器计数出错与处理555
13.2 作业故障自动处理与恢复557
13.2.1 功能使用与基本设定557
13.2.2 故障恢复功能设定560
13.2.3 自动处理报警登录563
13.2.4 故障处理程序手动执行565
13.3 控制系统连接与部件检查568
13.3.1 系统部件安装与连接568
13.3.2 电源、面板连接模块检查570
13.3.3 CPU模块状态指示与报警573
13.4 系统连接与伺服报警及处理577
13.4.1 驱动器结构原理与状态检查577
13.4.2 系统急停报警及处理581
13.4.3 SV ON/OFF及急停异常报警及处理585
13.4.4 驱动器及风机报警与处理588
13.4.5 电机过载及过流报警与处理591
13.4.6 位置/速度/转矩报警与处理593
13.5 机器人检修与维护596
13.5.1 日常检修与定期维护596
13.5.2 后备电池与润滑脂更换598
附录A 程序指令索引表602
附录B 控制系统常用参数605