工业机器人编程语言：MELFA BASIC(三菱)：机器人运动控制编程

工业机器人编程语言：MELFABASIC(三菱)：机器人运动控制编程1工业机器人编程语言：MELFABASIC(Mitsubishi)：机器人运动控制编程1.1绪论1.1.1MELFABASIC编程语言简介MELFABASIC是三菱电机为工业机器人设计的一种专用编程语言。它基于BASIC语言的语法结构，但针对机器人控制进行了优化，使得用户能够直观地控制机器人的运动和操作。MELFABASIC支持多种运动指令，如点到点运动（PTP）、直线运动（LIN）和圆弧运动（CIRC），以及逻辑控制、数据处理和通信功能。1.1.2工业机器人运动控制基础工业机器人运动控制是通过编程语言来实现对机器人精确位置和姿态的控制。运动控制包括点到点运动、直线运动和圆弧运动等基本类型。每种运动类型都有其特定的应用场景和控制精度要求。1.1.2.1点到点运动（PTP）点到点运动是指机器人从一个点直接移动到另一个点，路径不重要，只关心起点和终点。这种运动方式适用于需要快速定位但对路径精度要求不高的场景。代码示例：PTPX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,1000X100,Y100,Z100：目标点的坐标。J10,J20,J30：目标点的关节角度。1000：运动速度。1.1.2.2直线运动（LIN）直线运动是指机器人从一个点移动到另一个点时，保持在一条直线上。这种运动方式适用于需要保持直线路径的场景，如焊接、喷涂等。代码示例：LINX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,1000X100,Y100,Z100：目标点的坐标。J10,J20,J30：目标点的关节角度。1000：运动速度。1.1.2.3圆弧运动（CIRC）圆弧运动是指机器人从一个点移动到另一个点时，经过一个中间点形成圆弧路径。这种运动方式适用于需要精确控制路径的场景，如装配、打磨等。代码示例：CIRCX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,1000,X200,Y200,Z200X100,Y100,Z100：起点坐标。J10,J20,J30：起点关节角度。1000：运动速度。X200,Y200,Z200：中间点坐标。1.2运动控制指令详解1.2.1PTP指令PTP指令用于控制机器人进行点到点运动。在MELFABASIC中，PTP指令可以指定目标点的坐标和关节角度，以及运动速度。示例：PTPX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,10001.2.2LIN指令LIN指令用于控制机器人进行直线运动。与PTP不同，LIN指令确保机器人在运动过程中保持直线路径。示例：LINX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,10001.2.3CIRC指令CIRC指令用于控制机器人进行圆弧运动。除了起点和终点，CIRC指令还需要指定一个中间点来定义圆弧路径。示例：CIRCX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,1000,X200,Y200,Z2001.3数据处理与逻辑控制MELFABASIC不仅支持运动控制，还提供了数据处理和逻辑控制功能，如变量赋值、条件判断和循环等。1.3.1变量赋值在MELFABASIC中，可以使用LET语句进行变量赋值。示例：LETX=100

LETY=2001.3.2条件判断使用IF语句可以实现条件判断，根据不同的条件执行不同的代码块。示例：IFX>100THEN

PTPX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,1000

ELSE

PTPX200,Y200,Z200,J10,J20,J30,1000

ENDIF1.3.3循环控制FOR循环可以重复执行一段代码，直到满足特定条件。示例：FORI=1TO10

PTPX100,Y100,Z100,J10,J20,J30,1000

NEXTI1.4通信功能MELFABASIC还支持与外部设备的通信，如PLC、传感器和计算机等。通过RS指令可以实现数据的发送和接收。1.4.1发送数据使用RS指令可以向外部设备发送数据。示例：RS"100",11.4.2接收数据同样，RS指令也可以用于接收外部设备发送的数据。示例：RSX,21.5结论MELFABASIC是一种功能强大的工业机器人编程语言，它不仅能够实现对机器人运动的精确控制，还提供了数据处理、逻辑控制和通信功能，使得机器人能够适应各种复杂的工业场景。通过上述介绍和示例，您应该能够开始使用MELFABASIC进行机器人编程了。请注意，上述示例代码和数据样例是基于MELFABASIC的语法结构设计的，实际应用时可能需要根据具体机器人型号和控制要求进行调整。2MELFABASIC编程环境设置2.1安装与配置MELFA机器人控制器在开始MELFABASIC编程之前，首先需要确保MELFA机器人控制器的正确安装与配置。以下步骤将指导你完成这一过程：硬件连接：确保机器人控制器与电脑通过以太网或USB连接。检查连接线缆是否完好，避免信号干扰或连接不稳定。软件安装：下载MELFARC8控制器的编程软件，通常为“MELFARC8Workbench”。运行安装程序，按照屏幕上的指示完成安装。安装过程中，选择合适的语言和安装路径。控制器配置：打开“MELFARC8Workbench”，选择“控制器配置”选项。输入控制器的IP地址，如果使用USB连接，则自动识别。配置控制器的基本参数，如机器人型号、操作模式等。系统初始化：在软件中选择“系统初始化”，确保所有设置回到默认状态。初始化后，重新加载配置文件，以应用新的设置。安全检查：在开始编程前，进行安全检查，确保机器人处于安全状态。检查急停按钮、安全围栏等安全设备是否正常工作。2.2编程软件的使用与界面介绍MELFARC8Workbench是三菱MELFA机器人系列的官方编程软件，提供了直观的用户界面和强大的编程功能。下面将详细介绍软件的使用和界面：2.2.1软件界面菜单栏：包含文件、编辑、视图、工具、帮助等选项，用于执行各种操作。工具栏：快速访问常用功能，如程序编辑、运行、停止等。程序编辑器：编写MELFABASIC程序的主要区域，支持语法高亮和代码提示。状态栏：显示当前程序的运行状态和控制器的连接状态。机器人视图：显示机器人的3D模型，用于可视化编程和运动控制。2.2.2编程基础MELFABASIC是一种结构化编程语言，用于控制MELFA机器人执行各种任务。下面是一个简单的程序示例，用于控制机器人移动到预设位置：;MELFABASIC示例程序：移动到预设位置

;作者：Stitch

;日期：2023-04-01

;定义位置

POS1=[100,0,100,0,0,0]

;移动到位置

MOVJPOS12.2.3界面操作创建新程序：选择菜单栏中的“文件”>“新建”。在弹出的对话框中，输入程序名称和保存位置。编辑程序：在程序编辑器中，使用MELFABASIC语法编写代码。可以使用工具栏中的“保存”按钮保存程序。运行程序：选择菜单栏中的“工具”>“运行”。或者使用工具栏中的“运行”按钮。确保机器人控制器已连接并处于安全状态。调试程序：使用“工具”>“调试”选项，逐步执行程序，检查错误。调试过程中，可以查看变量值和机器人状态。机器人运动控制：在“机器人视图”中，可以手动移动机器人，预览运动路径。使用“工具”>“运动控制”选项，可以设置运动速度和加速度。通过以上步骤，你可以设置MELFABASIC编程环境，并开始编写和运行机器人控制程序。记住，安全始终是第一位的，在进行任何操作前，请确保遵循所有安全指南和操作规程。3基本运动指令学习3.1直线运动指令(LIN)3.1.1原理直线运动指令(LIN)用于控制机器人沿直线路径从一个点移动到另一个点。在MELFABASIC中，LIN指令可以确保机器人在移动过程中保持恒定的速度，同时避免在路径上的任何点产生不必要的加速度或减速，从而实现平稳且精确的直线运动。3.1.2内容3.1.2.1语法LIN[点名][速度][加速度]点名：目标点的名称，通常在程序中预先定义。速度：机器人移动的速度，单位为mm/s。加速度：机器人加速或减速的速率，单位为mm/s^2。3.1.2.2示例假设我们有以下定义的点：P1:X=100,Y=200,Z=300

P2:X=400,Y=500,Z=600下面是一个使用LIN指令的示例程序：;定义点P1和P2

P1:X=100,Y=200,Z=300

P2:X=400,Y=500,Z=600

;从点P1以100mm/s的速度和50mm/s^2的加速度移动到点P2

LINP2100503.1.3描述在上述示例中，机器人首先被定位在点P1。然后，通过LIN指令，机器人将以100mm/s的速度和50mm/s^2的加速度移动到点P2。这种移动方式确保了机器人在两点之间以直线路径平稳移动，同时保持了速度和加速度的控制，避免了在路径上的任何点产生不必要的加速度或减速。3.2圆弧运动指令(CIRC)3.2.1�原理圆弧运动指令(CIRC)用于控制机器人沿圆弧路径移动。在MELFABASIC中，CIRC指令通过指定圆弧的起点、中间点和终点来实现圆弧运动，确保机器人在圆弧路径上保持恒定的速度，同时实现精确的圆弧轨迹控制。3.2.2内容3.2.2.1语法CIRC[起点名][中间点名][终点名][速度][加速度]起点名：圆弧运动的起点，通常在程序中预先定义。中间点名：圆弧路径上的中间点，用于定义圆弧的形状。终点名：圆弧运动的终点，也是预先定义的点。速度：机器人移动的速度，单位为mm/s。加速度：机器人加速或减速的速率，单位为mm/s^2。3.2.2.2示例假设我们有以下定义的点：P1:X=100,Y=200,Z=300

P2:X=300,Y=400,Z=300

P3:X=400,Y=500,Z=600下面是一个使用CIRC指令的示例程序：;定义点P1、P2和P3

P1:X=100,Y=200,Z=300

P2:X=300,Y=400,Z=300

P3:X=400,Y=500,Z=600

;从点P1开始，通过点P2，以100mm/s的速度和50mm/s^2的加速度移动到点P3

CIRCP1P2P3100503.2.3描述在上述示例中，机器人首先被定位在点P1。然后，通过CIRC指令，机器人将沿圆弧路径移动，该路径的起点为P1，中间点为P2，终点为P3。机器人将以100mm/s的速度和50mm/s^2的加速度执行圆弧运动。这种控制方式确保了机器人在圆弧路径上保持恒定的速度，同时实现了精确的圆弧轨迹控制，适用于需要精确圆弧运动的工业应用。通过以上对直线运动指令(LIN)和圆弧运动指令(CIRC)的详细讲解和示例，我们可以看到MELFABASIC编程语言如何通过这些基本运动指令来控制三菱工业机器人的运动，实现自动化生产中的精确和高效操作。4高级运动控制技术4.1多轴同步控制在工业机器人领域，多轴同步控制是实现复杂运动轨迹的关键技术。MELFABASIC编程语言提供了丰富的指令集来控制三菱机器人执行多轴同步运动，确保机器人各关节或轴在执行特定任务时能够协调一致，如在装配、焊接或搬运过程中保持工具姿态的稳定。4.1.1原理多轴同步控制基于时间或位置同步原则。时间同步意味着所有轴在相同的时间点达到预定位置；位置同步则确保所有轴在运动过程中保持相对位置不变。MELFABASIC通过以下几种方式实现多轴同步：使用同步点指令：如SYNC指令，它可以在程序中设置同步点，确保所有轴在到达该点时同步。路径规划：通过精确的路径规划，确保各轴在运动过程中按照预设的轨迹和速度同步移动。速度控制：通过调整各轴的速度，确保它们在运动过程中能够保持同步。4.1.2示例代码;多轴同步控制示例

;设置同步点，确保所有轴在到达该点时同步

;初始化

INIT

;设置工具坐标系

TOOL1

;设置工件坐标系

WORLD

;定义同步点

SYNC1100,200,300,400,500,600

;开始同步运动

MOVEPSYNC1,V100,Z10

;结束程序

END在上述示例中，SYNC1定义了一个同步点，其坐标为(100,200,300,400,500,600)。MOVEP指令用于使机器人移动到这个同步点，速度为V100，Z值为Z10，确保了运动的平滑性和准确性。4.2路径优化与速度控制路径优化与速度控制是提高机器人工作效率和精度的重要手段。通过优化路径，可以减少机器人运动的时间和能耗，同时通过精确的速度控制，可以确保机器人在执行任务时的稳定性和安全性。4.2.1原理路径优化通常涉及以下步骤：路径规划：使用数学模型或算法（如样条曲线、Bezier曲线）来生成平滑的运动轨迹。碰撞检测：在规划路径时，检查机器人是否会与周围环境发生碰撞。速度调整：根据路径的曲率和机器人的物理限制，调整各轴的速度，以保持运动的平滑性和同步性。MELFABASIC提供了路径规划指令和速度控制指令，如MOVES和V指令，用于生成平滑的路径和控制运动速度。4.2.2示例代码;路径优化与速度控制示例

;使用MOVES指令生成平滑路径，V指令控制速度

;初始化

INIT

;设置工具坐标系

TOOL1

;设置工件坐标系

WORLD

;定义路径点

P1100,200,300,400,500,600

P2200,300,400,500,600,700

P3300,400,500,600,700,800

;生成平滑路径

MOVESP1,P2,P3,V100,Z10

;结束程序

END在示例中，P1、P2和P3定义了路径上的三个点。MOVES指令用于使机器人沿着这些点生成平滑的路径移动，速度为V100，Z值为Z10，确保了路径的优化和速度的精确控制。通过这些高级运动控制技术，MELFABASIC能够使三菱工业机器人在复杂环境中执行精确、高效和安全的运动任务。5程序结构与调试5.1程序的编写与结构在MELFABASIC编程中，程序结构的清晰性对于确保机器人运动控制的准确性和效率至关重要。MELFABASIC支持多种程序结构，包括顺序执行、循环、条件分支等，这些结构帮助程序员构建复杂而灵活的机器人控制逻辑。5.1.1顺序执行顺序执行是最基本的程序结构，代码从上到下依次执行。5.1.1.1示例;顺序执行示例

;初始化

INIT

;移动到点A

MOVJA

;执行任务

DO_TASK

;移动到点B

MOVJB

;结束程序

END5.1.2循环循环结构允许代码块重复执行，直到满足特定条件。5.1.2.1示例;循环示例

;初始化

INIT

;设置循环次数

SET_LOOP5

LOOP:

;移动到点C

MOVJC

;执行任务

DO_TASK

;减少循环计数器

DEC_LOOP

;如果循环未结束，返回LOOP标签

IFLOOPNOTENDTHENGOTOLOOP

;结束程序

END5.1.3条件分支条件分支结构根据特定条件执行不同的代码路径。5.1.3.1示例;条件分支示例

;初始化

INIT

;检查传感器状态

IFSENSOR_AONTHEN

;如果传感器A激活，移动到点D

MOVJD

ELSE

;否则，移动到点E

MOVJE

ENDIF

;结束程序

END5.2错误检测与调试技巧在MELFABASIC中，错误检测和调试是确保程序稳定性和安全性的重要步骤。通过使用内置的错误处理指令和调试技巧，可以有效地识别和解决编程中的问题。5.2.1错误处理指令MELFABASIC提供了如ERROR和ERROR_RESET等指令来处理和重置错误。5.2.1.1示例;错误处理示例

;初始化

INIT

;尝试移动到点F

TRY:

MOVJF

;检查错误

ERROR:

IFERRORTHEN

;如果发生错误，记录并重置

ERROR_LOG

ERROR_RESET

ENDIF

;结束程序

END5.2.2调试技巧使用DEBUG指令：在代码中插入DEBUG指令，输出变量值或程序状态，帮助理解程序执行流程。分段测试：将程序分为小段进行测试，逐步排查问题。模拟运行：在不实际控制机器人的情况下，使用模拟器运行程序，观察逻辑是否正确。5.2.2.1示例;调试技巧示例

;初始化

INIT

;设置调试模式

DEBUGON

;移动到点G

MOVJG

;输出当前位置

DEBUG"CurrentPosition:",GET_POS

;结束调试模式

DEBUGOFF

;结束程序

END通过上述结构和调试技巧的运用，可以构建出既高效又可靠的MELFABASIC程序，确保工业机器人在各种复杂任务中的精准执行。6实际应用案例分析6.1搬运任务的编程示例在工业自动化领域，搬运任务是机器人最常见的应用之一。MELFABASIC编程语言提供了丰富的指令集来控制三菱工业机器人的运动，实现高效、精确的搬运操作。下面，我们将通过一个具体的搬运任务示例，来展示如何使用MELFABASIC进行编程。6.1.1示例场景假设我们需要在工厂的两个工作站之间搬运零件。工作站A位于机器人的起始位置，工作站B位于坐标(100,200,300)处。机器人需要从工作站A拾取零件，然后将其放置在工作站B，最后返回工作站A等待下一次任务。6.1.2MELFABASIC代码示例;搬运任务程序

;机器人从工作站A移动到工作站B，拾取零件并放置，然后返回A

;定义工作站A和B的坐标

COORDA_COORD,0,0,0,0,0,0

COORDB_COORD,100,200,300,0,0,0

;主程序开始

MAIN:

;移动到工作站A

MOVJA_COORD

;打开夹爪

OUTCLAW_OPEN

;等待夹爪打开

WAITCLAW_OPEN

;下降到拾取位置

MOVLA_COORD,0,0,-50,0,0,0

;关闭夹爪拾取零件

OUTCLAW_CLOSE

;等待夹爪关闭

WAITCLAW_CLOSE

;移动到工作站B

MOVJB_COORD

;下降到放置位置

MOVLB_COORD,0,0,-50,0,0,0

;打开夹爪放置零件

OUTCLAW_OPEN

;等待夹爪打开

WAITCLAW_OPEN

;移动回工作站A

MOVJA_COORD

;等待下一次任务

WAITCYCLE_START

;程序结束

END6.1.3代码解释COORD指令用于定义坐标点。A_COORD和B_COORD分别代表工作站A和工作站B的坐标。MOVJ和MOVL分别表示关节运动和线性运动。关节运动用于快速移动到目标位置，线性运动用于精确控制机器人在空间中的运动轨迹。OUT指令用于控制输出信号，如夹爪的开合。WAIT指令用于等待特定信号或条件，确保机器人操作的顺序和安全性。CYCLE_START是一个输入信号，当其被激活时，机器人将开始下一次搬运任务。6.2装配线自动化编程实践装配线自动化是提高生产效率和减少人工成本的关键。MELFABASIC通过其强大的运动控制和逻辑处理能力，可以实现复杂的装配任务。下面，我们将探讨如何使用MELFABASIC编程，实现一个简单的装配线自动化流程。6.2.1示例场景考虑一个装配线，需要机器人从零件库中取出