FANUC工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)操作與編程 課件 ch03工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)配置

第三章工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)配置高等院校公共課系列精品教材FANUC工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)操作與編程01工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系設(shè)置PARTONEFANUC工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系認(rèn)知1.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系關(guān)節(jié)坐標(biāo)系是設(shè)定機(jī)器人各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的坐標(biāo)系。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系中的機(jī)器人的位置和姿勢(shì)，以各關(guān)節(jié)的底座側(cè)的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系為基準(zhǔn)而確定，即為每個(gè)軸相對(duì)原點(diǎn)位置的絕對(duì)角度。圖3-1所示的為機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系。圖3-1機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系為了確定機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的坐標(biāo)值，在出廠時(shí)限定了零點(diǎn)位置。圖3-2中的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的關(guān)節(jié)值處于所有軸都為0°的狀態(tài)。圖3-2機(jī)器人零點(diǎn)狀態(tài)FANUC工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系認(rèn)知2.直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系又稱笛卡兒坐標(biāo)系，通過(guò)（x,y，z,w,p,r）來(lái)反映機(jī)器人的位置和姿勢(shì)。（x，y，z）是從空間上的直角坐標(biāo)系原點(diǎn)到工具側(cè)的直角坐標(biāo)系原點(diǎn)（工具中心點(diǎn)）的坐標(biāo)值，（w，p,r）是空間上的直角坐標(biāo)系相對(duì)X軸、y軸、Z軸工具側(cè)的直角坐標(biāo)系的回轉(zhuǎn)角，w,p，r的含義如圖3-3所示。圖3-3機(jī)器人零點(diǎn)狀態(tài)工業(yè)機(jī)器人直角坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向遵循右手定則，如圖3-4叫所示，在已知兩個(gè)坐標(biāo)軸方向時(shí)，剩余的坐標(biāo)軸方向是唯一的?；剞D(zhuǎn)角（w,p,r）遵循右手旋轉(zhuǎn)定則，大拇指指向?yàn)樾D(zhuǎn)軸方向，四指旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榛剞D(zhuǎn)角正方向。圖3-4直角坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向FANUC工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系認(rèn)知2.直角坐標(biāo)系1）世界坐標(biāo)系世界坐標(biāo)系又稱為全局坐標(biāo)系、通用坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系，是被固定在空間上的標(biāo)準(zhǔn)直角坐標(biāo)系，它用于位置數(shù)據(jù)的示教和執(zhí)行。通常，機(jī)器人的世界坐標(biāo)系原點(diǎn)位置位于機(jī)器人底部的中心點(diǎn)，機(jī)器人正前方為x軸正方向，機(jī)器人左側(cè)為y軸正方向，豎直向上為Z軸正方向。用戶坐標(biāo)系基于世界坐標(biāo)系而設(shè)定。世界/工具坐標(biāo)系如圖3-5所示。圖3-5世界/工具坐標(biāo)系FANUC工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系認(rèn)知2.直角坐標(biāo)系2）機(jī)械接口坐標(biāo)系機(jī)械接口坐標(biāo)系是以機(jī)械接口（J6軸法蘭盤平面）為參照系的坐標(biāo)系，默認(rèn)設(shè)置時(shí)其原點(diǎn)是機(jī)械接口的中心。Z軸正方向垂直于J6軸法蘭盤平面，并指向末端執(zhí)行器；機(jī)器人處于零點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，X軸正方向豎直向上，如圖3-6所示。工具坐標(biāo)系基于機(jī)械接口坐標(biāo)系而設(shè)定。圖3-6機(jī)械接口坐標(biāo)系FANUC工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系認(rèn)知2.直角坐標(biāo)系3） 工具坐標(biāo)系工具坐標(biāo)系是用來(lái)定義工具中心點(diǎn)（ToolCenterPoint,簡(jiǎn)稱TCP）的位置和工具姿勢(shì)的坐標(biāo)系。工具坐標(biāo)系必須事先進(jìn)行設(shè)定。未定義時(shí)，將由機(jī)械接口坐標(biāo)系替代工具坐標(biāo)系。4） 用戶坐標(biāo)系用戶坐標(biāo)系（如圖3-7所示）是用戶對(duì)每個(gè)作業(yè)空間進(jìn)行定義的直角坐標(biāo)系。它用于位置寄存器的示教和執(zhí)行、位置補(bǔ)償指令的執(zhí)行等。未定義時(shí)，將由世界坐標(biāo)系來(lái)替用戶該坐標(biāo)系。圖3-7用戶坐標(biāo)系工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系認(rèn)知1.工具坐標(biāo)系有什么作用工業(yè)機(jī)器人是通過(guò)安裝工具來(lái)操作對(duì)象，如給機(jī)器人安裝焊槍去焊接汽車外殼，焊接時(shí)，焊點(diǎn)不同，焊槍的位置和姿勢(shì)不斷改變，那么如何描述工具在空間的位置和姿勢(shì)呢？顯然，方法就是在工具上定義一個(gè)坐標(biāo)系，然后描述該坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置和其三個(gè)軸的姿勢(shì)，這樣共需要六個(gè)自由度或六條信息來(lái)完整地定義該物體的位置和姿勢(shì)。工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系認(rèn)知2.機(jī)器人初始工具坐標(biāo)系在哪里上面所提到的坐標(biāo)系就是工具坐標(biāo)系，用于描述工具或末端執(zhí)行器在空間的位置和姿勢(shì)，工具坐標(biāo)系原點(diǎn)簡(jiǎn)稱TCP（ToolCenterPoint）,無(wú)論是何種品牌的工業(yè)機(jī)器人，事先都定義了一個(gè)工具坐標(biāo)系，無(wú)一例外地將坐標(biāo)系XOY平面綁定在機(jī)器人第六軸的法蘭盤平面上，坐標(biāo)原點(diǎn)與法蘭盤平面中心重合，該坐標(biāo)系稱為機(jī)械接口坐標(biāo)系，如圖3-8所示。圖3-8工具坐標(biāo)系工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系認(rèn)知3.為什么要重新設(shè)定工具坐標(biāo)系雖然可以把機(jī)械接口坐標(biāo)系用作工具坐標(biāo)系，但是在實(shí)際使用時(shí)，用戶顯然希望自己來(lái)定義自己的TCP以更好地操作對(duì)象。例如焊接時(shí)，用戶希望把TCP定義在焊絲的尖端，那么程序中記錄的位置便是焊絲尖端的位置，記錄的姿勢(shì)便是焊槍圍繞焊絲尖端轉(zhuǎn)動(dòng)的姿勢(shì)。4.設(shè)置工具坐標(biāo)系有什么方法工具坐標(biāo)系的設(shè)置方法有三種：三點(diǎn)示教法、六點(diǎn)示教法和直接輸入法。1）三點(diǎn)示教法三點(diǎn)示教法可設(shè)定工具中心點(diǎn)的位置（工具坐標(biāo)系的（x、y、z）。手動(dòng)示教機(jī)器人，使機(jī)器人的末端執(zhí)行器以三種不同的姿勢(shì)趨近同一參考點(diǎn)，如圖3-9所示，記錄趨近時(shí)機(jī)器人的位置信息，由此，機(jī)器人CPU將會(huì)自動(dòng)計(jì)算TCP的位置。在設(shè)定時(shí)，應(yīng)盡量使三個(gè)趨近方向各不相同。圖3-9三點(diǎn)示教法工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系認(rèn)知4.設(shè)置工具坐標(biāo)系有什么方法三點(diǎn)示教法中，只可以設(shè)定工具中心點(diǎn)位置（x，y，z）,而工具姿勢(shì)（w,p,r）默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)值（0,0,0）。在設(shè)定完TCP的位置后，可以釆用六點(diǎn)示教法或直接輸入法來(lái)定義工具姿勢(shì)。2）六點(diǎn)示教法六點(diǎn)示教法既可設(shè)定工具中心點(diǎn)位置（x，y，z）,也可設(shè)定工具姿勢(shì)（w,p,r）。位置的設(shè)定方法與三點(diǎn)示教法相同，完成后可進(jìn)行工具姿勢(shì)的設(shè)定。工具姿勢(shì)的設(shè)定也釆用示教的方法，在世界坐標(biāo)系下手動(dòng)操作，分別示教方位原點(diǎn)、平行于工具坐標(biāo)系X軸正方向上的一點(diǎn)和豺正平面上的一點(diǎn)，所選三點(diǎn)需保證工具的姿勢(shì)一致，如圖3-10所示。圖3-10三點(diǎn)示教法3）直接輸入法釆用直接輸入法時(shí)，將直接輸入工具末端相對(duì)于機(jī)械接口坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)值（x，y，z）和回轉(zhuǎn)角（w,p,r）,該方法適用于對(duì)末端執(zhí)行器尺寸和安裝方式較為了解的情況。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系1.給機(jī)器人安裝末端執(zhí)行器在學(xué)習(xí)創(chuàng)建工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系之前，首先要給機(jī)器人安裝“一雙手”，機(jī)器人的末端執(zhí)行器就像是機(jī)器人的雙手一樣，可以配合機(jī)器人完成各種各樣的動(dòng)作。FANUC工業(yè)機(jī)器人教學(xué)工作站的末端執(zhí)行器釆用多功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)三種不同功能：一是通過(guò)電磁閥控制夾爪，夾取方形工件；二是通過(guò)電磁閥控制真空發(fā)生器來(lái)吸取表面平整的圓形工件；三是可夾持膠棒，來(lái)模擬涂膠軌跡。機(jī)器人第六軸法蘭盤平面都會(huì)預(yù)留螺紋孔用于末端執(zhí)行器的安裝，可選擇合適的螺絲將末端執(zhí)行器安裝好。FANUCM-13A機(jī)器人安裝孔是四個(gè)深度為12mm的M6螺紋孔，呈圓周均布。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系2.顯示工具坐標(biāo)系的設(shè)置界面上面已給機(jī)器人安裝了一個(gè)末端執(zhí)行器，下面將以該末端執(zhí)行器上面的夾持膠棒為例演示FANUC工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系的創(chuàng)建和激活方法，請(qǐng)注意設(shè)置完成后機(jī)器人的TCP將會(huì)偏移到膠棒末端。首先進(jìn)入工具坐標(biāo)系設(shè)置界面，其操作步驟及說(shuō)明見表3-1。圖3-11三點(diǎn)示教法設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系2.顯示工具坐標(biāo)系的設(shè)置界面說(shuō)明：在進(jìn)行反復(fù)操作時(shí)，完成第(2)步后，示教器界面有可能直接進(jìn)入工具坐標(biāo)系的設(shè)置界面，可靈活處理。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系3.用三點(diǎn)示教法設(shè)置工具坐標(biāo)系用三點(diǎn)示教法設(shè)置工具坐標(biāo)系操作步驟及說(shuō)明見表3-2。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系3.用三點(diǎn)示教法設(shè)置工具坐標(biāo)系設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系3.用三點(diǎn)示教法設(shè)置工具坐標(biāo)系說(shuō)明：機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和姿勢(shì)的改變均是在世界坐標(biāo)系下完成的，在設(shè)置過(guò)程中不可隨意切換坐標(biāo)系。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系4.用六點(diǎn)示教法設(shè)置工具坐標(biāo)系六點(diǎn)示教法和三點(diǎn)示教法有很多相同之處，用六點(diǎn)示教法設(shè)置工具坐標(biāo)系的操作步驟及說(shuō)明見表3-3。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系4.用六點(diǎn)示教法設(shè)置工具坐標(biāo)系說(shuō)明：(1)通過(guò)操作可以看到，六點(diǎn)示教法不僅可以設(shè)置TCP的位置，還可以設(shè)置工具的姿勢(shì)；(2)工具坐標(biāo)系遵循右手定則，只需要確定任意兩個(gè)軸的方向，第三個(gè)軸也就得到了。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系5.用直接輸入法設(shè)置工具坐標(biāo)系可以釆用直接輸入法設(shè)置工具坐標(biāo)系，把確定好的x、y、z、w、p、r值輸入到示教器里即可，具體操作步驟及說(shuō)明見表3-4。說(shuō)明：(1)若不按下“F5”(設(shè)定編號(hào))鍵，所設(shè)定的坐標(biāo)系就不會(huì)有效。(2)坐標(biāo)系設(shè)置完成后需要備份到外部存儲(chǔ)裝置中，以防數(shù)據(jù)丟失。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系6.激活所設(shè)定的工具坐標(biāo)系在機(jī)器人系統(tǒng)中，可以設(shè)定多組工具坐標(biāo)系，當(dāng)示教編程時(shí)，首先選擇合適工具坐標(biāo)系并激活，也就是告訴機(jī)器人要用什么樣的工具；否則，會(huì)因選用不正確的工具坐標(biāo)系，而對(duì)機(jī)器人本體造成損害。激活所設(shè)定的工具坐標(biāo)系的方法有以下兩種。方法一：見表3-5。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系6.激活所設(shè)定的工具坐標(biāo)系設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系6.激活所設(shè)定的工具坐標(biāo)系方法二：見表3-6。設(shè)置并激活工具坐標(biāo)系7.檢測(cè)工具坐標(biāo)系工具坐標(biāo)系設(shè)置完成后需要進(jìn)行簡(jiǎn)單檢驗(yàn)，看看所設(shè)置的工具坐標(biāo)系是否正確，檢驗(yàn)方法如下所示：(1)將機(jī)器人的示教坐標(biāo)系通過(guò)“COORD”鍵切換成工具坐標(biāo)系；(2)示教機(jī)器人分別沿X、Y、Z方向運(yùn)動(dòng)，檢查工具坐標(biāo)系的方向設(shè)定是否有偏差，若偏差不符合要求，重復(fù)以上所有步驟重新設(shè)置；在選定的工具坐標(biāo)系下，用示教器控制工具TCP分別繞X軸、P軸、Z軸旋轉(zhuǎn)觀察TCP位置是否偏離。工業(yè)機(jī)器人用戶坐標(biāo)系認(rèn)知1.用戶坐標(biāo)系有什么作用工具坐標(biāo)系用于描述工具或末端執(zhí)行器在空間的位置和姿勢(shì)，設(shè)定后相當(dāng)于告訴機(jī)器人所選用的工具，工具有了，就可以讓機(jī)器人在一個(gè)指定的區(qū)域內(nèi)完成工作了，這個(gè)指定區(qū)域就是通常所說(shuō)的用戶坐標(biāo)系。2.機(jī)器人初始用戶坐標(biāo)系在哪里用戶坐標(biāo)系是用戶為每個(gè)工作區(qū)定義的笛卡兒直角坐標(biāo)系。如果沒(méi)有定義用戶坐標(biāo)系,用世界坐標(biāo)系代替它。用戶坐標(biāo)系是通過(guò)相對(duì)世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)位置（x，y，z）和繞X軸、y軸、Z軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)角(w，p,r)來(lái)定義，如圖3-12所示。圖3-12三點(diǎn)示教法工業(yè)機(jī)器人用戶坐標(biāo)系認(rèn)知3.為什么要重新設(shè)定用戶坐標(biāo)系雖然世界坐標(biāo)系可以代替用戶坐標(biāo)系，但是在實(shí)際使用時(shí)，用戶仍然希望根據(jù)工作區(qū)域定義自己的坐標(biāo)系來(lái)更好地示教編程。例如焊接時(shí)，用戶希望完成非平行坐標(biāo)系直線焊接，那么就可以以該直線為坐標(biāo)軸建立用戶坐標(biāo)系，操作機(jī)器人時(shí)，只需要沿X軸運(yùn)動(dòng)，就可以得到焊縫上的任何一個(gè)點(diǎn)。用戶坐標(biāo)系通常在設(shè)定和執(zhí)行位置寄存器、執(zhí)行位置補(bǔ)償指令時(shí)使用。此外，還可在程序中通過(guò)用戶坐標(biāo)系輸入選項(xiàng)，根據(jù)用戶坐標(biāo)對(duì)程序中的位置進(jìn)行示教。4.設(shè)置用戶坐標(biāo)系有什么方法用戶坐標(biāo)系的設(shè)置方法有三種：三點(diǎn)示教法、四點(diǎn)示教法和直接輸入法。1）三點(diǎn)示教法三點(diǎn)指的是坐標(biāo)系的原點(diǎn)、X軸正方向上的一個(gè)點(diǎn)和XOY平面上的一個(gè)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)這三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行示教，可確定用戶坐標(biāo)系，坐標(biāo)值由機(jī)器人控制柜CPU自動(dòng)生成，如圖3-13所示。圖3-13三點(diǎn)示教法工業(yè)機(jī)器人用戶坐標(biāo)系認(rèn)知4.設(shè)置用戶坐標(biāo)系有什么方法2）四點(diǎn)示教法四點(diǎn)指的是平行于X軸一線段的始點(diǎn)、X軸正方向的一個(gè)點(diǎn)、XYZ平面上的一個(gè)點(diǎn)和坐標(biāo)系的原點(diǎn)，通過(guò)對(duì)這四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行示教，可確定用戶坐標(biāo)，坐標(biāo)值由機(jī)器人CPU自動(dòng)生成，如圖3-14所示。3）直接輸入法直接示輸入法指的是直接輸入相對(duì)于世界坐標(biāo)系的用戶坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)位置(x，y,z）和繞世界坐標(biāo)系X軸、Y軸、Z軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)角(w,p,r）的值，如圖3-15所示。圖3-14四點(diǎn)示教法圖3-15直接示教法設(shè)置并激活用戶坐標(biāo)系本操作要求學(xué)習(xí)者完成一個(gè)用戶坐標(biāo)系的創(chuàng)建。首先應(yīng)先確定要建立的用戶坐標(biāo)系的如丫平面，并在該平面上選定一個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)，然后根據(jù)實(shí)際的工作需要在該平面上選定X方向延伸點(diǎn)、Y方向延伸點(diǎn)，進(jìn)而確立用戶坐標(biāo)系。1.顯示用戶坐標(biāo)系的設(shè)置界面顯示用戶坐標(biāo)系的設(shè)置界面的操作步驟及說(shuō)明見表3-7。說(shuō)明：在進(jìn)行反復(fù)操作時(shí)，完成第(2)步后，示教器界面有可能直接進(jìn)入用戶坐標(biāo)系的設(shè)置界面，可靈活處理。設(shè)置并激活用戶坐標(biāo)系2.用三點(diǎn)示教法設(shè)置用戶坐標(biāo)系當(dāng)所確定的X軸方向經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可以釆用三點(diǎn)示教法設(shè)置用戶坐標(biāo)系；不經(jīng)過(guò)時(shí)，則采用四點(diǎn)示教法。這里采用三點(diǎn)示教法設(shè)置用戶坐標(biāo)系，常用的用戶坐標(biāo)系設(shè)置還有四點(diǎn)示教法和直接輸入法，在這里不做說(shuō)明，可以參照《FANUC機(jī)器人R-30iB操作說(shuō)明書(中文)》自行學(xué)習(xí)。用三點(diǎn)示教法設(shè)置用戶坐標(biāo)系的操作步驟及說(shuō)明見表3-8。設(shè)置并激活用戶坐標(biāo)系2.用三點(diǎn)示教法設(shè)置用戶坐標(biāo)系設(shè)置并激活用戶坐標(biāo)系3.激活所設(shè)定的用戶坐標(biāo)系在機(jī)器人系統(tǒng)中，可以設(shè)定多組用戶坐標(biāo)系（FANUCR-30iB控制柜最多可以設(shè)定61組工具坐標(biāo)系），用戶在使用這些用戶坐標(biāo)系時(shí)，需要先激活用戶坐標(biāo)；否則，機(jī)器人錯(cuò)選了工作區(qū)域，可能會(huì)對(duì)機(jī)器人本體造成損害。激活所設(shè)定的用戶坐標(biāo)系的方法有如下兩種。設(shè)置并激活用戶坐標(biāo)系3.激活所設(shè)定的用戶坐標(biāo)系3.檢測(cè)用戶坐標(biāo)系用戶坐標(biāo)系設(shè)置完成后需要進(jìn)行簡(jiǎn)單檢驗(yàn)，看看所設(shè)置的用戶坐標(biāo)系是否正確，檢驗(yàn)方法如下所示：（1）將機(jī)器人的示教坐標(biāo)系通過(guò)“COORD”鍵切換成用戶坐標(biāo)系；（2）示教機(jī)器人分別沿X、Y、Z方向運(yùn)動(dòng)，檢查用戶坐標(biāo)系的方向設(shè)定是否有偏差，若偏差不符合要求，重復(fù)以上所有步驟重新設(shè)置。02FANUCI業(yè)機(jī)器人常用功能設(shè)定PARTTWO軸動(dòng)作范圍的設(shè)定1.為什么要限制機(jī)器人軸動(dòng)作范圍為了防止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍過(guò)大，造成人員受傷或裝置損壞，需要控制機(jī)器人各個(gè)軸關(guān)節(jié)的動(dòng)作范圍。限制方式有兩種，即機(jī)械限位和軟件限位。2.如何限制機(jī)番人軸關(guān)節(jié)的動(dòng)作范圍機(jī)械限位是通過(guò)限位開關(guān)、位置開關(guān)和機(jī)械式制動(dòng)器來(lái)控制各軸關(guān)節(jié)的動(dòng)作范圍。例如限制第一軸旋轉(zhuǎn)角度的機(jī)械擋塊，如果超出限定位置，必然會(huì)被阻擋，然后電機(jī)過(guò)載而使系統(tǒng)停機(jī)。使用機(jī)械限位的好處是可以在物理空間中準(zhǔn)確定位，缺點(diǎn)是如果要達(dá)到精確定位，機(jī)構(gòu)會(huì)變得很復(fù)雜，而且無(wú)法自由調(diào)整和設(shè)定。軟件限位是通過(guò)軟件來(lái)限制機(jī)器人動(dòng)作范圍，如通過(guò)示教器設(shè)定軸關(guān)節(jié)的動(dòng)作范圍。當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一旦檢測(cè)到超出這個(gè)范圍，控制器就會(huì)讓機(jī)器人停下來(lái)，然后彈出相應(yīng)錯(cuò)誤信息提示超限位了。軟件限位應(yīng)小于機(jī)械限位，這樣，即使軟件限位失效，機(jī)械限位還可以起作用。軸動(dòng)作范圍的設(shè)定3.如何完成軸關(guān)節(jié)動(dòng)作范圍的設(shè)定通過(guò)設(shè)定軸關(guān)節(jié)動(dòng)作范圍，可以將機(jī)器人的軸關(guān)節(jié)可動(dòng)范圍從標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行變更。軸關(guān)節(jié)動(dòng)作范圍可通過(guò)菜單"6系統(tǒng)"→“4軸動(dòng)作范圍”進(jìn)行設(shè)置，如圖3-16所示。FANUCM-l0iA軸關(guān)節(jié)可動(dòng)范圍的設(shè)置界面如圖3-17所示。上限值表示軸關(guān)節(jié)可動(dòng)范圍的上限值，這是正方向的可動(dòng)范圍。下限值表示軸關(guān)節(jié)可動(dòng)范圍的下限值，這是負(fù)方向的可動(dòng)范圍。在變更了軸動(dòng)作范圍的情況下，要使設(shè)定有效,需要暫時(shí)斷開控制裝置的電源，而后重新通電，否則會(huì)導(dǎo)致人員受傷或裝置損壞。工業(yè)機(jī)器人負(fù)載的設(shè)定1.為什么要設(shè)定機(jī)器人負(fù)載負(fù)載設(shè)定就是將安裝在機(jī)器人上的負(fù)載的信息（質(zhì)量、重心位置等）輸入到機(jī)器人系統(tǒng)。通過(guò)負(fù)載信息的設(shè)定，可以使機(jī)器人動(dòng)作性能得以提高。主要體現(xiàn)以下幾點(diǎn)：?減小振動(dòng)；?縮短運(yùn)動(dòng)節(jié)拍；?優(yōu)化碰撞檢測(cè)功能；?提高重力補(bǔ)償功能的性能。工業(yè)機(jī)器人負(fù)載的設(shè)定2.如何進(jìn)行負(fù)載設(shè)定任務(wù)要求：完成FANUCM-1WA機(jī)器人負(fù)載的設(shè)定。操作步驟：⑴按“MENU”鍵顯示功能菜單，選擇“0——下頁(yè)——"→“6系統(tǒng)”→“6動(dòng)作”，如圖3-18所示。顯示的負(fù)載一覽界面如圖3-19所示。圖3-13進(jìn)入設(shè)定界面圖3-13負(fù)載一覽界面工業(yè)機(jī)器人負(fù)載的設(shè)定2.如何進(jìn)行負(fù)載設(shè)定（2）在設(shè)定界面可以設(shè)定10種負(fù)載信息，通過(guò)預(yù)先設(shè)定多個(gè)負(fù)載信息，只要切換負(fù)載設(shè)定編號(hào)或程序指令就完成負(fù)載的更改，如圖3-19所示。以編號(hào)1為例，將光標(biāo)移動(dòng)到編號(hào)1,按下“F3”（詳細(xì)）鍵，即迸入負(fù)載設(shè)定界面，如圖3-20所示。圖3-20負(fù)載設(shè)定界面工業(yè)機(jī)器人負(fù)載的設(shè)定2.如何進(jìn)行負(fù)載設(shè)定（3）分別設(shè)定負(fù)載的質(zhì)量、重心位置、負(fù)載慣量，如圖3-21所示。其中，機(jī)器人負(fù)載的重心位置是指負(fù)載重心點(diǎn)在機(jī)械接口坐標(biāo)系下的位置（xg，yg，zg）；負(fù)載慣量值是指繞機(jī)械接口坐標(biāo)系的X軸、Y軸、Z軸旋轉(zhuǎn)的負(fù)載慣量值（lx，ly，lz）。圖3-21負(fù)載重心與負(fù)載慣量值工業(yè)機(jī)器人負(fù)載的設(shè)定2.如何進(jìn)行負(fù)載設(shè)定（4）設(shè)定完成后，按下“PREV”鍵返回負(fù)載一覽界面，按下“F5”（切換）鍵，輸入要使用的負(fù)載設(shè)定編號(hào)。（5）在負(fù)載一覽界面，按下“F4”（手臂負(fù)載）鍵，進(jìn)入手臂負(fù)載設(shè)定界面，如圖3-22所示。在該界面下分別設(shè)定手臂上的負(fù)載以及J3手臂上的負(fù)載的質(zhì)量。該設(shè)置完成后,需重啟機(jī)器人系統(tǒng)。圖3-22手臂負(fù)載設(shè)定界面工業(yè)機(jī)器人防干涉區(qū)域的設(shè)定1.什么是防干涉區(qū)域功能防干涉區(qū)域功能是指機(jī)器人預(yù)先設(shè)定的一個(gè)區(qū)域，當(dāng)其他機(jī)器人或其他外圍設(shè)備進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)停止，且不再受運(yùn)動(dòng)指令控制，直到其他機(jī)器人或外圍設(shè)備離開于涉區(qū)域。該功能是防止多臺(tái)機(jī)器人間及機(jī)器人與外圍設(shè)備間的干涉。2.防于涉區(qū)域功能控制是如何實(shí)現(xiàn)的外圍設(shè)備和機(jī)器人之間，通過(guò)向一個(gè)干涉區(qū)域分配的一個(gè)互鎖信號(hào)（輸入和輸岀各一個(gè)）進(jìn)行通信?；ユi信號(hào)和機(jī)器人動(dòng)作的關(guān)系如下。1）輸岀信號(hào)機(jī)器人TCP進(jìn)入干涉區(qū)域內(nèi)時(shí)，該輸出信號(hào)為OFF,退出干涉區(qū)域時(shí)，該輸出信號(hào)為ON。2）輸入信號(hào)在輸入信號(hào)為OFF的狀態(tài)下，機(jī)器人試圖進(jìn)入干涉區(qū)域內(nèi)時(shí),機(jī)器人進(jìn)入保持狀態(tài)（停止）。輸入信號(hào)ON時(shí)，保持狀態(tài)被解除，系統(tǒng)自動(dòng)地重新開始操作，機(jī)器人繼續(xù)朝著目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人TCP進(jìn)入干涉區(qū)域內(nèi)的時(shí)刻起減速停止，所以機(jī)器人實(shí)際停止的位置是進(jìn)入干涉區(qū)域內(nèi)的位置。因此，機(jī)器人的動(dòng)作速度越快，機(jī)器人進(jìn)入干涉區(qū)域的部分越多。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)考慮到此運(yùn)動(dòng)速度、工具的質(zhì)量等因素，設(shè)定較大的干涉區(qū)域。工業(yè)機(jī)器人防干涉區(qū)域的設(shè)定3.如何完成防干涉區(qū)域的設(shè)定防干涉區(qū)域功能可通過(guò)菜單“6設(shè)置”→“防止干涉區(qū)域”進(jìn)行設(shè)置，按下“ENTER”鍵進(jìn)入設(shè)置界面，如圖3-23所示，默認(rèn)可設(shè)定10個(gè)防干涉區(qū)域，設(shè)置完成后，按“F4”（啟用）鍵即可啟用所設(shè)定的防干涉區(qū)域。按“F3”（詳細(xì)）鍵進(jìn)入第一個(gè)防干涉區(qū)域的設(shè)定界面，如圖3-24所示。圖3-23防干涉區(qū)域設(shè)定值圖3-24防干涉區(qū)域詳細(xì)設(shè)定工業(yè)機(jī)器人防干涉區(qū)域的設(shè)定3.如何完成防干涉區(qū)域的設(shè)定1.進(jìn)入系統(tǒng)配置界面通過(guò)按“MENU”鍵顯示功能菜單，選擇“0——下頁(yè)——”→“6系統(tǒng)”→“5配置”,如圖3-25所示。FANUC工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)配置菜單中羅列了機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)定的重要選項(xiàng)，如停電處理方式、選擇通電啟動(dòng)程序、氣壓異常檢測(cè)、末端執(zhí)行器斷裂檢測(cè)、遠(yuǎn)程/本地設(shè)置等。機(jī)器人運(yùn)行前應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，如末端執(zhí)行器斷裂檢測(cè)的關(guān)閉。下面簡(jiǎn)單介紹系統(tǒng)配置菜單里的相關(guān)選項(xiàng)。FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置圖3-25進(jìn)入系統(tǒng)配置界面FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.了解系統(tǒng)配置選項(xiàng)按“ENTER”鍵進(jìn)入系統(tǒng)配置界面，所包含的選項(xiàng)如圖3-26所示。圖3-26FANUC工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)配置選項(xiàng)FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.了解系統(tǒng)配置選項(xiàng)FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.了解系統(tǒng)配置選項(xiàng)03FANUC工業(yè)機(jī)器人零點(diǎn)標(biāo)定PARTTHREEFANUC工業(yè)機(jī)器人零點(diǎn)標(biāo)定的含義1.什么是零點(diǎn)標(biāo)定工業(yè)機(jī)器人通過(guò)閉環(huán)伺服系統(tǒng)來(lái)控制本體各運(yùn)動(dòng)軸?？刂破鬏敵隹刂浦噶顏?lái)驅(qū)動(dòng)每個(gè)軸的伺服馬達(dá)。裝配在伺服馬達(dá)上的反饋裝置——串行脈沖編碼器（SPC）,將信號(hào)反饋給控制器。在機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中，控制器不斷地分析反饋信號(hào)，修改指令信號(hào)，從而在整個(gè)過(guò)程中一直保持正確的位置和速度。控制器必須“知曉”每個(gè)軸的位置，以使機(jī)器人能夠準(zhǔn)確地按原定位置移動(dòng)?？刂破魇峭ㄟ^(guò)比較機(jī)器人本體在動(dòng)作過(guò)程中讀取的串行脈沖編碼器的信號(hào)與機(jī)器人上已知的機(jī)械參考點(diǎn)信號(hào)的不同來(lái)達(dá)到這一目的。零點(diǎn)標(biāo)定是指使機(jī)器人各個(gè)軸的軸角度與連接在各個(gè)軸電機(jī)上的串行脈沖編碼器的脈沖計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)起來(lái)的操作。具體來(lái)說(shuō)，零點(diǎn)標(biāo)定是求取零位中的脈沖計(jì)數(shù)值的操作。FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.為什么要進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定零點(diǎn)標(biāo)定記錄了已知機(jī)械參考點(diǎn)的串行脈沖編碼器的讀數(shù)。零點(diǎn)標(biāo)定的數(shù)據(jù)與其他用戶數(shù)據(jù)一起保存在控制器的存儲(chǔ)卡中，在關(guān)閉電源后，這些數(shù)據(jù)由主板電池維持。當(dāng)機(jī)器人正常關(guān)機(jī)時(shí)，每個(gè)串行脈沖編碼器的當(dāng)前數(shù)據(jù)將保留在脈沖編碼器中，并由機(jī)器人本體的后備電池（位置如圖3-27所示）供電維持。機(jī)器人開機(jī)后，控制器將請(qǐng)求從脈沖編碼器讀取數(shù)據(jù)，接收到數(shù)據(jù)后，伺服系統(tǒng)開始正常工作。這一過(guò)程稱為校準(zhǔn)過(guò)程，校準(zhǔn)在機(jī)器人開機(jī)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行。圖3-27后備電池FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.為什么要進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定如果機(jī)器人關(guān)機(jī)后，斷開了脈沖編碼器的后備電池電源，機(jī)器人重新上電后將無(wú)法完成校準(zhǔn)過(guò)程，此時(shí)機(jī)器人位置信息將會(huì)丟失，而機(jī)器人只能在手動(dòng)模式下進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。要使機(jī)器人恢復(fù)正常運(yùn)行，必須重新完成零點(diǎn)標(biāo)定。通常，機(jī)器人從FANUC公司出廠之前已經(jīng)進(jìn)行了零點(diǎn)標(biāo)定，正常情況下，不需要進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。但是發(fā)生以下情況，則需要進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。?更換電機(jī)；?更換脈沖編碼器；?更換減速機(jī)；?更換電纜；?機(jī)器人本體后備電池用盡；?超越機(jī)械極限位置；?與工件或環(huán)境發(fā)生碰撞；?沒(méi)有通過(guò)控制器而是手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)；?其他可能造成零點(diǎn)丟失的情況。FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置3.如何防止脈沖編碼器信息丟失包括零點(diǎn)標(biāo)定數(shù)據(jù)在內(nèi)的機(jī)器人數(shù)據(jù)和脈沖編碼器數(shù)據(jù)，通過(guò)各自的后備電池進(jìn)行保存。后備電池用盡時(shí)將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，因此應(yīng)定期更換控制裝置和機(jī)構(gòu)部分的后備電池。后備電池電壓下降時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警通知用戶，如rtSRVO-065BLAL（G：1A：1）”報(bào)警（脈沖編碼器的電池電壓低于基準(zhǔn)值），如圖3-28所示，此時(shí)需更換相應(yīng)的后備電池。若更換后備電池不及時(shí)或其他原因，造成脈沖編碼器信息丟失，而出現(xiàn)"SRVO-062BZAL”報(bào)警或者"SRVO-038SVAL2"脈沖值不匹配（Group：i

Axis：j）報(bào)警時(shí)，需要重新完成零點(diǎn)標(biāo)定。圖3-28"SRVO-065BLAL"報(bào)警（一）FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置4.如何進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定零點(diǎn)標(biāo)定的方法有5種，見表3-13。FANUC工業(yè)機(jī)器人零點(diǎn)標(biāo)定的操作因脈沖編碼器的后備電池更換不及時(shí)，造成脈沖編碼器信息丟失，此時(shí)示教器顯示"SRVO-062BZAL（G：1A：6）”報(bào)警（或者“SRVO-075脈沖編碼器位置未確定”的報(bào)警），如圖3-29所示。圖3-29"SRVO-065BLAL"報(bào)警（二）FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置1.解除報(bào)警和準(zhǔn)備零點(diǎn)標(biāo)定1）解除“SRVO-062BZAL（G：1A：6）”報(bào)警具體操作步驟及說(shuō)明見表3-14。FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置1.解除報(bào)警和準(zhǔn)備零點(diǎn)標(biāo)定2)顯示“零點(diǎn)標(biāo)定/校準(zhǔn)”選項(xiàng)具體操作步驟及說(shuō)明見表3-15。FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置1.解除報(bào)警和準(zhǔn)備零點(diǎn)標(biāo)定3）解除“SRVO-075脈沖編碼器位置未確定（G：1A：6）”報(bào)警操作步驟如下所示：（1）控制柜再次通電后，示教器再次顯示“（SRVO-075脈沖編碼器位置未確定（G：1A：6）”報(bào)警，如圖3-30所示；（2）在手動(dòng)模式下選擇關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，出現(xiàn)“Pulsenotestablished”的提示，按下示教器上的“RESET”（復(fù)位）鍵時(shí)不再出現(xiàn)報(bào)警。圖3-30"SRVO-075脈沖編碼器位置未確定（G1A：6）”報(bào)警FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.全軸零度位置標(biāo)定全軸零度位置標(biāo)定是在所有軸零度位置進(jìn)行的零點(diǎn)標(biāo)定。機(jī)器人的各軸都賦予零位標(biāo)記。通過(guò)這一標(biāo)記，將機(jī)器人移動(dòng)到所有軸零度位置后進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。“全軸零度位置標(biāo)定”通過(guò)目測(cè)進(jìn)行調(diào)節(jié)，把機(jī)器人示教到零度位置，所以不能期待零點(diǎn)標(biāo)定的精度。FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.全軸零度位置標(biāo)定全軸零度位置標(biāo)定是在所有軸零度位置進(jìn)行的零點(diǎn)標(biāo)定。機(jī)器人的各軸都賦予零位標(biāo)記。通過(guò)這一標(biāo)記，將機(jī)器人移動(dòng)到所有軸零度位置后進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。“全軸零度位置標(biāo)定”通過(guò)目測(cè)進(jìn)行調(diào)節(jié)，把機(jī)器人示教到零度位置，所以不能期待零點(diǎn)標(biāo)定的精度。全軸零度位置標(biāo)定的操作步驟及說(shuō)明見表3-16。圖3-31iMA認(rèn)機(jī)器人各個(gè)軸零度位置FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置2.全軸零度位置標(biāo)定FANUC工業(yè)機(jī)器人的系繞配置3.簡(jiǎn)易零點(diǎn)標(biāo)定簡(jiǎn)易零點(diǎn)標(biāo)定是在用戶設(shè)定的任意位置進(jìn)行的零點(diǎn)標(biāo)定。脈沖計(jì)數(shù)值，根據(jù)連接在電機(jī)上的脈沖計(jì)編碼器的轉(zhuǎn)速和一轉(zhuǎn)以內(nèi)的轉(zhuǎn)角計(jì)算。利用回轉(zhuǎn)一周以內(nèi)的轉(zhuǎn)角絕對(duì)值不會(huì)丟失而進(jìn)行簡(jiǎn)易零點(diǎn)標(biāo)定。機(jī)器人岀廠時(shí)，各個(gè)軸到零度位置的角度值為零。如果沒(méi)有特定問(wèn)題請(qǐng)勿改變?cè)O(shè)定。如果不能將機(jī)器人移動(dòng)到圖3-31所示的位置時(shí)，需要通過(guò)下列步驟重新設(shè)定簡(jiǎn)易零點(diǎn)標(biāo)