本书从实用的角度,根据实际操作的要求,介绍了工业机器人的结构、安装连接、选型、操作、参数设置、编程指令等内容。按照循序渐进、由浅入深的原则编排了学习内容,读者可根据本书的内容顺序,一步一个台阶地学习前进,快速掌握工业机器人的实际知识和应用方法。本书根据实际的应用成果,介绍了工业机器人在抛光、测量分拣、码垛等方面的应用,提供了详细的编程方法,这些应用是实际工作的总结,可以给机器人的设计、集成、编程、调试人员以实用的参考,也可以使高校的学生在学习一定的基础知识后,了解如何在实际的项目中配置和设计机器人集成项目,架起了从学校到企业实际应用的一条快速走廊。
本书特别适合从事工业机器人技术的设计、应用的工程师、操作维护人员阅读,也适合高校教师和学生作为教材和参考书。

第1章 认识工业机器人
1.1　工业机器人　/ 1
1.2　工业机器人系统的构成　/ 1
　1.2.1　工业机器人本体各部分的名称　/ 1
　1.2.2　机器人本体内部结构　/ 3
　1.2.3　典型机器人的外部尺寸及动作范围　/ 9
　1.2.4　机器人用附件　/ 11
1.3　工业机器人技术规格　/ 13
　1.3.1　垂直多功能机器人技术规格　/ 13
　1.3.2　水平多功能机器人技术规格　/ 14
1.4　对工业机器人主要技术指标的解释　/ 15
　1.4.1　机器人部分技术规格名词术语　/ 15
　1.4.2　机器人的“动作自由度” 　/ 15
　1.4.3　机器人动作的“ 最大速度” 　/ 16
　1.4.4　机器人的“最大动作半径” 　/ 16
　1.4.5　机器人的“可搬运重量” 　/ 17
　1.4.6　机器人的“位置重复精度” 　/ 17
1.5　控制器技术规格　/ 18
1.6　控制器技术规格名词术语　/ 19

第2章 工业机器人的安装和连接
2.1　工业机器人各部分的名称及用途　/ 20
2.2　控制器各接口的说明　/ 21
2.3　机器人与控制器连接　/ 22
2.4　手持单元的连接　/ 22
2.5　机器人与外围设备连接　/ 23
2.6　急停及安全信号　/ 23
2.7　模式选择信号　/ 25
2.8　输入/输出信号的连接　/ 26
　2.8.1　概述　/ 26
　2.8.2　实用板卡配置　/ 26
　2.8.3　板卡型2D-TZ368（漏型）的输入/输出电路技术规格　/ 27
2.8.4 板卡型2D-TZ 378（源型）的输入/输出电路技术规格　/ 29
　2.8.5　硬件的插口与针脚定义　/ 32
　2.8.6　输入/输出模块2A-RZ361　/ 34
2.9　实用机器人控制系统的构建　/ 35
2.10　机器人系统的接地　/ 36
2.11　电磁阀安装　/ 37
2.12　抓手输入电缆的安装　/ 41
2.13　抓手输出电缆的安装　/ 43
2.14　备份电池的更换　/ 46

第3章 操作工业机器人运动起来
3.1　手持单元及其各按键的作用　/ 47
3.2　如何使机器人动起来　/ 49
3.3　学习操作各种JOG模式　/ 49
　3.3.1　关节型JOG　/ 49
　3.3.2　直交型JOG　/ 52
　3.3.3　TOOL型JOG　/ 54
　3.3.4　三轴直交型JOG　/ 55
　3.3.5　圆筒型JOG　/ 58
　3.3.6　工件型JOG　/ 59

第4章 认识机器人的坐标系
4.1　基本坐标系　/ 62
4.2　世界坐标系　/ 63
4.3　机械IF坐标系　/ 64
4.4　TOOL坐标系　/ 65
　4.4.1　定义及设置　/ 65
　4.4.2　动作比较　/ 67
4.5　工件坐标系　/ 69

第5章 认识和使用机器人系统的输入/输出信号
5.1　专用I/O信号　/ 72
5.2　输入/输出信号的分类　/ 73
5.3　专用输入/输出信号详解　/ 73
　5.3.1　专用输入/输出信号一览表　/ 73
　5.3.2　专用输入信号详解　/ 77
　5.3.3　专用输出信号详解　/ 89
5.4　初步学习RT ToolBox2软件　/ 104

第6章 学习简单的运动指令——编程进阶1
6.1　“关节插补”指令　/ 105
6.2　“直线插补”指令　/ 107
6.3　“真圆插补”指令　/ 108
6.4　启动和停止信号　/ 108
6.5　实验　/ 110

第7章 对机器人系统进行初步设置
7.1　坐标系的选择　/ 111
7.2　原点的设置　/ 111
　7.2.1　设置原点的方法种类　/ 111
　7.2.2　原点数据输入方式的使用　/ 111
7.3　原点的重新设置　/ 113
　7.3.1　校正棒方式　/ 113
　7.3.2　ABS原点方式　/ 117
　7.3.3　用户原点方式　/ 119
　7.3.4　原点数据的记录　/ 121
7.4　机器人初始化的基本操作　/ 121
7.5　行程范围设置　/ 122

第8章 编程指令的学习和使用——编程进阶2
8.1　三维圆弧插补指令Mvr（Move R）　/ 123
8.2　“2点型圆弧插补”指令　/ 124
8.3　“3点型圆弧插补”指令　/ 124
8.4　MELFA-BASIC V程语言的学习　/ 125
　8.4.1　MELFA-BASIC V的详细规定　/ 125
　8.4.2　有特别定义的文字　/ 127
　8.4.3　数据类型　/ 127

第9章 机器人的“控制点”及位置点数据运算
9.1　机器人的“控制点”　/ 129
9.2　如何表示一个“位置点”　/ 130
9.3　结构标志FL1　/ 131
　9.3.1　垂直多关节型机器人　/ 131
　9.3.2　水平运动型机器人　/ 133
9.4　结构标志FL2　/ 133
9.5　位置点的计算方法　/ 134
　9.5.1　位置点乘法运算　/ 134
　9.5.2　位置数据的“加法/减法” 　/ 135

第10章 编程指令的学习和使用——编程进阶3
10.1　码垛指令　/ 136
10.2　连续轨迹运行指令Cnt　/ 139

第11章 机器人系统的特殊功能
11.1　操作权　/ 142
11.2　其他功能　/ 143

第12章 编程指令的学习和使用——编程进阶4
12.1　无条件跳转指令　/ 145
12.2　判断-选择指令If…Then…Else…EndIf(If Then Else）　/ 145
12.3　选择指令Select Case　/ 148
12.4　选择指令　/ 149
12.5　子程序指令　/ 151
12.6　子程序调用指令Call P　/ 151
12.7　FPrm (FPRM）　/ 153
12.8　子程序调用指令On …GoSub(On Go Subroutine）　/ 153

第13章 编程指令的学习和使用——编程进阶5
13.1　循环指令　/ 155
13.2　中断　/ 156
　13.2.1　Def Act——“中断指令” 　/ 156
　13.2.2　Act指令　/ 157
13.3　暂停指令Hlt　/ 158
13.4　暂停指令Dly　/ 159

第14章 手持单元的丰富功能
14.1　示教单元的“整列功能”　/ 160
14.2　程序编辑　/ 161
14.3　程序修正　/ 163
14.4　示教操作　/ 164
14.5　向预先确定的位置移动　/ 166
14.6　位置数据的 MDI（手动数据输入）　/ 166
14.7　调试功能　/ 167
　14.7.1　单步运行　/ 167
　14.7.2　程序逆向运行　/ 167
　14.7.3　跳转　/ 168
14.8　示教单元的高级编程管理功能　/ 169
　14.8.1　管理和编辑（程序） 　/ 169
　14.8.2　运行　/ 170
　14.8.3　参数的设置修改　/ 171
　14.8.4　原点设置/制动器设置　/ 171
　14.8.5　设定/初始化　/ 171

第15章 学习和使用“状态变量”
15.1　常用状态变量P_Curr——当前位置(X, Y,Z, A, B, C, L1, L2）(FL1, FL2）　/ 173
15.2　P_Fbc——以伺服系统反馈脉冲表示的当前位置(X, Y, Z, A, B, C, L 1 , L 2 ）( FL1,FL2） 　/ 174
15.3　常用状态变量J_Curr——各关节轴的当前位置数据　/ 174
15.4　J_ECurr——当前编码器脉冲数　/ 174
15.5　常用状态变 量J_Fbc/J_AmpFbc——关节轴的当前位置/关节轴的当前电流值　/ 175
15.6　M_In/M_Inb/M_In8/M_Inw/M_In16——输入信号状态　/ 175
15.7　M_Out/M_Outb/M_Out8/M_Outw/M_Out16——输出信号状态（指定输出或读取输出信号状态）　/ 176

第16章 认识机器人常用参数——学习参数进阶1
16.1　动作型参数　/ 177
16.2　动作参数详解　/ 179
16.3　程序型参数　/ 196
　16.3.1　程序型参数一览表　/ 196
　16.3.2　程序参数详解　/ 196

第17章 操作型参数的功能及设置——学习参数进阶2
17.1　操作型参数　/ 204
　17.1.1　操作参数一览表　/ 204
　17.1.2　操作参数详解　/ 205
17.2　网络通信参数　/ 210
　17.2.1　通信及现场网络参数一览表　/ 210
　17.2.2　通信及网络参数详解　/ 211

第18章 输入/输出参数的功能及设置——学习参数进阶3
18.1　输入/输出信号参数　/ 213
18.2　专用输入/输出信号详解　/ 214
　18.2.1　通用输入/输出1　/ 215
　18.2.2　通用输入/输出2　/ 216
　18.2.3　数据参数　/ 216
　18.2.4　JOG运行信号　/ 217
　18.2.5　各任务区启动信号　/ 218
　18.2.6　各任务区停止信号　/ 219
　18.2.7　（各机器人） 伺服ON/OFF　/ 219
　18.2.8　（各机器人） 机械锁定　/ 219
　18.2.9　选择各机器人预热运行模式　/ 220
　18.2.10　附加轴　/ 220
18.3　如何监视输入/输出信号　/ 223

第19章 学习使用外部信号选择程序
19.1　第一种方法　/ 225
19.2　第2种方法 “选择程序号”与“启动”信号同时生效　/ 228

第20章 学习编程语言中的函数——编程进阶6
20.1　Abs——求绝对值　/ 229
20.2　Asc——求字符串的ASCII 码　/ 229
20.3　Atn/Atn2——（余切函数）计算余切　/ 230
20.4　CalArc　/ 230
20.5　CInt——将数据四舍五入后取整　/ 231
20.6　Cos——余弦函数（求余弦）　/ 231
20.7　Deg——将角度单位从弧度(rad）变换为度（°）　/ 232
20.8　Dist——求2点之间的距离（mm）　/ 232
20.9　Exp——计算e为底的指数函数　/ 232
20.10　Fix——计算数据的整数部分　/ 232
20.11　Fram——建立坐标系　/ 233
20.12　Int——计算数据最大值的整数　/ 233
20.13　Inv——对位置数据进行“反向变换”　/ 233
20.14　JtoP——将关节位置数据转成“直角坐标系数据”　/ 234
20.15　Log——计算常用对数（以10为底的对数）　/ 235
20.16　Max——计算最大值　/ 235
20.17　Min——求最小值　/ 235
20.18　PosCq——检查给出的位置点是否在允许动作区域内　/ 235
20.19　PosMid——求出2点之间做直线插补的中间位置点　/ 236
20.20　PtoJ——将直角型位置数据转换为关节型数据　/ 236
20.21　Rad——将角度（°）单位转换为弧度单位（rad）　/ 236
20.22　Rdfl2——求指定关节轴的“旋转圈数”　/ 237
20.23　Rnd——产生一个随机数　/ 237
20.24　SetJnt——设置各关节变量的值　/ 238
20.26　Sgn——求数据的符号　/ 239
20.27　Sin——求正弦值　/ 239
20.28　Sqr——求平方根　/ 240
20.29　Tan——求正切　/ 240
20.30　Zone——检查指定的位置点是否进入指定的区域　/ 240
20.31　Zone2——检查指定的位置点是否进入指定的区域（圆筒型）　/ 241
20.32　Zone3——检查指定的位置点是否进入指定的区域（长方体）　/ 242

第21章 应用案例1——工业机器人在码垛生产线项目中的应用
21.1　项目综述　/ 243
21.2　解决方案　/ 244
　21.2.1　硬件配置　/ 244
　21.2.2　输入/输出点分配　/ 244
21.3　编程　/ 245
　21.3.1　总工作流程　/ 245
　21.3.2　编程计划　/ 246
21.4　结语　/ 252

第22章 应用案例2——工业机器人在手机检测生产线上的应用
22.1　项目综述　/ 253
22.2　解决方案　/ 254
　22.2.1　硬件配置　/ 254
　22.2.2　输入/输出点分配　/ 254
22.3　编程　/ 256
　22.3.1　总流程　/ 256
　22.3.2　初始化程序流程　/ 258
　22.3.3　上料流程　/ 258
　22.3.4　卸料工序流程　/ 261
　22.3.5　不良品处理程序　/ 264
　22.3.6　不良品在1# 工位的处理流程（31TOX） 　/ 266
　22.3.7　主程序子程序汇总表　/ 269
22.4　结语　/ 271

第23章 编程指令的学习——编程进阶7
23.1　Spd（Speed）——速度设置指令　/ 272
23.2　J Ovrd——设置关节轴旋转速度的倍率　/ 273
23.3　Accel——设置加减速阶段的“加减速度的倍率”　/ 273
23.4　Cmp Jnt（Comp Joint）——指定关节轴进入“柔性控制状态”　/ 273
23.5　Cmp Pos　/ 274
23.6　Cmp Tool　/ 274
23.7　Cmp Off——解除机器人柔性控制工作模式　/ 275
23.8　CmpG（Composition Gain）——设置柔性控制时各轴的增益　/ 275
23.9　Oadl（Optimal Acceleration）——对应抓手及工件条件, 选择最佳加减速模式的指令　/ 276
23.10　LoadSet（Load Set）——设置抓手、工件的工作条件　/ 277
23.11　Prec（Precision）——选择高精度模式有效或无效，用以提高轨迹精度　/ 278
23.12　Torq（Torque）——转矩限制指令　/ 278
23.13　JRC（joint roll change）——旋转轴坐标值转换指令　/ 279
23.14　Fine 定位精度　/ 280
23.15　Fine J——设置关节轴的旋转定位精度　/ 280
23.16　Fine P——以直线距离设置定位精度　/ 281
23.17　Servo——指令伺服电源的ON/OFF　/ 281
23.18　Reset Err (reset error）——报警复位　/ 281
23.19　Wth (With）——在插补动作时附加处理的指令　/ 282
23.20　WthIf (with if）　/ 282
23.21　CavChk On——“防碰撞功能”是否生效　/ 282
23.22　ColLvl（collevel）——设置碰撞检测量级　/ 283
23.23　Open——打开文件指令　/ 283
23.24　Print——输出数据指令　/ 284
23.25　Input——文件输入指令　/ 285
23.26　Close——关闭文件　/ 286
23.27　ColChk（col check）——指令碰撞检测功能有效/无效　/ 286
23.28　HOpen/HClose（open/close）——抓手打开/关闭指令　/ 287
23.29　Error——发出报警信号的指令　/ 288
23.30　Skip——跳转指令　/ 288
23.31　Wait——等待指令　/ 289
23.32　Clr（clear）——清零指令　/ 289
23.33　End——程序段结束指令　/ 290
23.34　For Next——循环指令　/ 290
23.35　Return——子程序/中断程序结束及返回　/ 291
23.36　Label（标签、指针）　/ 291
23.37　Tool——Tool 数据的指令　/ 292
23.38　Base——设置一个新的“世界坐标系”　/ 292
23.39　XLoad——加载程序指令　/ 294
23.40　XRun——多任务工作时的程序启动指令　/ 294
23.41　XStp (X Stop）——多任务工作时的程序停止指令　/ 295
23.42　XRst (X Reset）——复位指令　/ 295
23.43　XClr (X Clear）——多程序工作时，解除某任务区（TASK SLOT）的程序选择状态　/ 296
23.44　GetM（Get Mechanism）——指定获取机器人控制权　/ 296
23.45　RelM（Release Mechanism）——解除机器控制权　/ 297
23.46　 Priority——优先执行指令　/ 297

第24章 应用案例3——工业机器人在抛光研磨项目中的应用
24.1　项目综述　/ 299
24.2　解决方案　/ 300
　24.2.1　硬件配置　/ 300
　24.2.2　应对客户要求的解决方案　/ 301
24.3　机器人工作程序编制及要求　/ 302
　24.3.1　工作流程图　/ 302
　24.3.2　子程序汇总表　/ 304
　24.3.3　抛光主程序　/ 304
　24.3.4　初始化子程序　/ 305
　24.3.5　电流判断子程序　/ 305
　24.3.6　背面抛光子程序　/ 306
　24.3.7　长边A 抛光子程序　/ 306
　24.3.8　圆弧倒角子程序　/ 308
　24.3.9　空间过渡子程序　/ 309
24.4　结语　/ 310

第25章 机器人编程软件RT TOOLBOX 的学习使用
25.1　RT 软件的基本功能　/ 311
　25.1.1　RT 软件的功能概述　/ 311
　25.1.2　RT 软件的功能一览表　/ 311
25.2　程序的编制调试管理　/ 312
　25.2.1　编制程序　/ 312
　25.2.2　程序的管理　/ 321
　25.2.3　样条曲线的编制和保存　/ 323
　25.2.4　程序的调试　/ 324
25.3　参数设置　/ 327
　25.3.1　使用参数一览表　/ 327
　25.3.2　按功能分类设置参数　/ 328
25.4　机器人工作状态监视　/ 331
　25.4.1　动作监视　/ 331
　25.4.2　信号监视　/ 333
　25.4.3　运行监视　/ 334
25.5　维护　/ 335
　25.5.1　原点设置　/ 335
　25.5.2　初始化　/ 339
　25.5.3　维修信息预报　/ 340
　25.5.4　位置恢复支持功能　/ 340
　25.5.5　TOOL 长度自动计算　/ 340
　25.5.6　伺服监视　/ 340
　25.5.7　密码设定　/ 341
　25.5.8　文件管理　/ 341
　25.5.9　2D 视觉校准　/ 341
25.6　备份　/ 343
25.7　模拟运行　/ 343
　25.7.1　选择模拟工作模式　/ 343
　25.7.2　自动运行　/ 345
　25.7.3　程序的调试运行　/ 346
　25.7.4　运行状态监视　/ 346
　25.7.5　直接指令　/ 346
　25.7.6　JOG操作功能　/ 347
25.8　3D监视　/ 348
　25.8.1　机器人显示选项　/ 348
　25.8.2　布局　/ 349
　25.8.3　抓手的设计　/ 350

参考文献