智能制造生产线技术及应用 教案 4-4 FANUC机器人编程指令

XXXXX学院单元教学设计XXXX—XXX学年第X学期课程名称：授课班级：任课教师：所在系部及教研室：

本单元标题FANUC机器人编程指令教学目的让学生掌握不同编程指令含义和使用方法，并能进行简单编程。教学目标能力（技能）目标知识目标（1）能根据实际需要正确创建机器人程序；（2）能通过编程控制机器人完成特定运动轨迹。（1）掌握FANUC机器人程序创建的步骤和方法；（2）掌握FANUC机器人运动指令使用方法；（3）掌握FANUC机器人常用编程指令应用。重点难点及解决方法重难点：工业机器人不同编程指令的运用解决方法：理论讲解，通过多媒体等手段解读任务，实操演练，提示学生如何攻破讨论的问题。在学习过程中，紧密结合课程上机、实验或者实践环节加深对机器人编程指令的认识和理解。参考资料[1]汪励,陈小艳.工业机器人工作站系统集成[M].机械工业出版社,2014.[2]李志谦.精通FANUC机器人编程、维护与外围集成[M].机械工业出版社,2020[3]陈晓明,霍永红,项万明.工业机器人应用编程(FANUC)初级[M].机械工业出版社,2022.[4]王哲禄,何红军.工工业机器人应用编程与集成技术[M].机械工业出版社,2022.[5]廖常初.S7-1200PLC应用教程[M].机械工业出版社,2020.[6]乡碧云.自动化生产线组建与调试(第2版)—以亚龙YL-335B为例（三菱PLC版本）[M].机械工业出版社,2023.单元教学设计第一部分：复习上次课主要内容第二部分：新课导入及学习新内容（90min理论）【步骤一】新课导入引导问题举例工业生产中，机器人需要完成哪些复杂的动作。基于机器人的示教操作步骤，可通过思考如何实现连续的系列动作？请同学根据所学所识积极思考，踊跃发言【步骤二】新知识的讲授一、FANUC机器人程序创建在示教器中按SELECT键（程序一览）显示程序目录界面，其界面具体操作信息如图4-36所示，说明如下：图4-36程序目录界面操作下面介绍程序创建过程，如下：（一）在示教器上按下SELECT键（程序一览）进入程序目录界面；（二）按下创建（CREAT）按键，进行TP程序创建，界面如图4-37所示。程序命名要求程序名开头不能是空格、符号、数字。上下移动光标可选择单词、大写和小写，进行命名符号格式的切换，如图4-38所示。本节新建了名为“TEST3”的程序名；（三）命名完成后按下“ENTER”键结束退出；（四）进入新建的程序即可进行相应的程序编写。如图4-38所示为FANUC机器人示教器程序编写界面。在此界面，可以使用功能命令在编辑区域进行程序的编写，获取程序指令内容，了解执行程序的程序名称，当前执行处于的程序行数，以及当前所使用的的坐标系类型。图4-37程序创建界面图4-38程序命名符号格式切换图4-38程序编写界面二、认识FANUC机器人编程指令FANUC机器人指令的类型并不多，但能满足机器人各种轨迹运动、对外通信、控制逻辑、延时、状态和报警信号输出等功能，实现对机器人复杂动作的逻辑控制。在进行编程学习前，首先要对常用的编程指令进行了解。表4-8列出了FANUC机器人常用编程指令。下面详细介绍各指令的使用要点。表4-8FANUC机器人常用指令序号指令名称指令格式举例1运动指令J@P[1]100％FINELP[2]200mm/secCNT1002IO指令R[1]=D[1]RO[1]=ON3IF条件比较指令IF(条件1)and(条件2)，动作IFR[1]<=3ANDDI[1]=ON,CALLTEST34WAIT等待指令WAIT5(sec)WAITDI(1)=ON5JMP跳转指令JMPLBL[1]6CALL呼叫指令CALL程序名CALLTEST37OFFSETCONDITION偏移条件指令LP[2]100mm/secFINE:offset，PR[1]8UTOOLNUM工具坐标系调用指令数值范围为1-10UTOOL_NUM=19UFRAMENUM用户坐标系调用指令数值范围为1-9UFRAME_NUM=110For指令ForR[i]=初始值TO目标值ForR[i]=1TO3……ENDFOR参考教材中关于各指令说明进行详细介绍（一）运动指令：1、关节运动指令（1）指令格式1：JP[1]100％FINE2:JP[1]100％CNT100指令格式说明如下：J：机器人关节运动。P[1]：目标点(坐标位置会储存在P[1]中)。100％：机器人关节以100％速度运动。FINE：单行指令运动结束稍作停顿。图4-39运动指令轨迹示意图CNTIOO：机器人运动过程中，以100mm半径圆弧过度。2、直线运动指令（1）指令格式1：LP[1]100mm/secFINE2:LP[1]200mm/secCNT100指令格式说明如下：J：机器人直线运动。P[1]：目标点(坐标位置会储存在P[1]中)。100mm/sec：机器人TCP以100mm/s的速度运动。FINE：单行指令运动结束稍作停顿。CNTIOO：机器人运动过程中，以100mm半径圆弧过度。3、圆弧运动指令（1）指令格式CP[1]P[2]200mm/secFINE指令格式说明如下：C：机器人直线运动。P[1]：圆弧中间点。P[2]：圆弧终点。100mm/sec：机器人以100mm/s的运动速度。FINE：单行指令运动结束稍作停顿。（二）条件比较指令IFIF条件指令主要用于机器人执行动作时的条件判断，具体指令格式如表4-9所示。表4-9IF指令格式IF变量运算符Value值动作行为R[i]>>=常数JUMPLBL[i]（跳转到标签处）Call子程序名I/O<<=R[i]=<>不等于ONOFF示例：IF指令用于判断条件是否成立，成立，则执行指定的程序段；不成立，则跳过不执行该程序段。条件可以是单一的条件，也可以是复合条件。例如：IFR[1]<=9，JUMPLBL[2]如果R[1]小于9，则跳转到标号为LBL[1]的该行执行，否则执行下一行程序IFR[1]<9ANDDI[102]=ONCALLTEST3如果R[1]小于9且DI[102]信号为ON，则调用子程序TEST3，否则执行下一行程序IFR[1]<9ORDI〔102]<>ONCALLTEST3如果R[1]小于9或DI[102〕信号为OFF，调用子程序TEST3，否则执行下一行程序（三）等待指令等待指令，可以在所指定的时间，或条件得到满足之前使程序的执行等待。等待指令有2类。指定时间等待指令——使程序的执行在指定时间内等待。条件等待指令——在指定的条件得到满足之前，使程序执行等待。具体指令格式如表4-10所示。表4-10等待指令格式WAIT变量运算符Value值动作行为常数>>=常数无TIMEOUTLBL[i]定时满到标记i处执行R[i]<<=R[i]DI/DO信号=<>不等于ONOFF示例：当程序遇到不满足条件的等待语句会一直在该行等待。若要人工干预，可以按FCTN键-选择子菜单的RELEASEWAIT解除等待，跳过此行停顿的等待语句，并在下一个语句中等待。（四）跳转/标签指令JMP/LBLJMPLBL[i]指令，使程序的执行转移到相同程序内所指定的标签。格式如下：标签指令LBL[i：Comment]——用于标记标签点，i的范围1-32766，Comment为注释内容，最多16字符。跳转指令LBL[i：Comment]——用于标记标签点，i的范围1-32766，Comment为注释内容，最多16字符。跳转指令可以配合判断指令使用，跳转到哪个程序行向下执行由LBL[i]指定，注意LBL[i]标号在同一程序段中不能重复。（五）Call调用指令CALL（程序名）指令，一般用于子程序的调用，使程序的执行转移到其他程序（子程序）的第1行后执行该程序。当被呼叫的程序的执行结束时，返回到紧跟所呼叫程序（主程序）的程序呼叫指令后的指令。呼叫的程序名，自动地从所打开的辅助菜单选择，或者按下F5键“字符串”后直接输入字符。格式如下：Call程序名例如CallTEST3（六）条件偏移指令通过此指令可以将原来点偏移一定距离，偏移值由位置寄存器决定。偏移条件指令一直有效直到程序运行结束或下一偏移条件指令被执行（注：偏移条件指令只对包含有附加运动的offset语句有效）。格式：OFFSETCONDITIONPR[i]偏移条件PR[i]LP[k]100mm/secFINEoffset对P[k]点进行偏移值得注意的是如下格式偏移也有效，且此格式在编程中更加常用LP[2]100mm/secFINEoffset，PR[1]等同于OFFSETCONDITIONPR[1]LP[2]100mm/secFINEoffset不带偏移JP[1]100%FINELP[2]200不带偏移JP[1]100%FINELP[2]200mm/secFINELP[3]200mm/secFINE带偏移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，否则无效，因为偏移是相对直线的偏移,不能使用关节运动指令。（七）用户坐标系调用指令当程序执行完UFRAME_NUM指令，系统将自动激活该指令所指定的用户坐标系。指令格式如下：UFRAME_NUM=i（工具编号i范围：0-9）例如：UFRAME_NUM=1在程序中加入用户坐标系调用指令步骤如图4-51所示。1、在程序编辑界面将光标移到要添加指令的序号处；2、按下下方功能栏处“指令”按钮，出现指令选择方框，将光标移动到“下一页”，在下一页选择“偏移/坐标系”功能指令。3、弹出选择界面，选择“UFRAME_NUM=…”，然后输入对应用户坐标系编号。（八）工具坐标系调用指令当程序执行完UTOOL_NUM指令，系统将自动激活该指令所指定的工具坐标系。指令格式如下：UTOOL_NUM=i（工具编号i范围：1-10）例如：UTOOL_NUM=1在程序中加入工具坐标系调用指令步骤同用户坐标系步骤。程序说明如下：在UTOOL_NUM=2，UFRAME_NUM=1下运行UTOOL_NUM=2UFRAME_NUM=1JP[1]100%FINELP[2]100mm/secFINE（九）运动速度指令速度运动指令用于限定机器人运动的速度。指令格式如下：OVERRIDE=V%（V范围：1-100）程序说明如下：OVERRIDE=10%JP[1]100%FINELP[2]100mm/secFINE（运动指令指定的运动速度无效，由“OVERRIDE=10%”限制在机器人全速的20%下运动）三、程序编辑涉及的基本操作（一）运动指令格式参数修改（二）修改位置点（三）指令的插入、复制、粘贴、删除子菜单使用说明（按示教器Enter键确认）Insert插入在当前光标行的前一行插人空白行（会提示插入空白行的行数）Delete删除删除当前光标行（可以移动光标选中几行同时删除）Copy复制/Paste粘贴/Cut剪切点击复制/剪切，功能栏按下“选择”，屏幕下方提示“移动光标选择范围”，选择复制/剪切几行；按下“粘贴”使得粘贴到当前光标行的前面行处（整个程序文件的复制类似）粘贴方式：F2LOGIC逻辑，不粘贴位置信息F3POS-ID位置号码，粘贴位置信息和位置号F4POSITION位置资料，粘贴位置信息并生成新的位置号Find查找查找程序元素Replace替换用一个程序元素替换原有程序元素Undo复原撤销上一步操作Comment注释隐藏/显示注释，但不能对注释进行编辑I/O状态在指令编辑界面中显示I/O的实时状态（ON/OFF）【步骤二】任务实施（1