FANUC工业机器人从入门到精通

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的机电一体化设备，被称为工业自动化的三大支柱技术之一。随着社会的进步和劳动力成本的增加，工业机器人在我国的应用已越来越广。

本书涵盖了从工业机器人入门到FANUC工业机器人产品应用的全部知识与技术。全书在介绍机器人的产生、发展和分类概况、工业机器人组成特点和技术性能等入门知识的基础上，针对工业机器人设计、调试、使用、维修人员的需求，重点阐述了工业机器人本体及核心部件的结构原理、传动系统设计、安装维护要求；详尽说明了工业机器人的坐标系与姿态定义方法、程序结构，FANUC工业机器人基本指令、附加命令、码垛指令编程的格式与要求；系统介绍了机器人手动操作、示教操作、程序编辑、自动运行等基本操作以及机器人设定、控制系统设定、系统监控、系统备份与恢复等调试维修操作的方法和步骤。

第1、2章介绍了机器人产生、发展、分类及产品与应用情况，对工业机器人的组成特点、结构形态、技术参数及FANUC工业机器人产品进行了具体说明。

第3～5章详细叙述了工业机器人本体及谐波减速器、RV减速器等核心部件的结构原理，对机械传动系统设计、减速器选型、安装维护要求等进行了重点说明。

第6、7章对FANUC工业机器人的运动组、坐标系、姿态定义方法、程序结构以及FANUC工业机器人基本指令、附加命令和控制指令的编程方法进行了详尽说明。

第8、9章对FANUC工业机器人的指令输入与操作编辑、手动与示教操作、暂存器编辑、码垛指令编辑以及程序调整与变换的操作方法和步骤进行了系统介绍。

第10～12章对FANUC工业机器人的机器人设定、系统设定、程序运行、系统监控、系统备份与恢复等调试维修操作进行了全面阐述。

由于编著者水平有限，书中难免存在疏漏和缺点，期望广大读者提出批评、指正，以便进一步提高本书的质量。

本书的编写得到了FANUC公司技术人员的大力支持与帮助，在此表示衷心的感谢！

编著者

本书涵盖了从工业机器人入门知识到FANUC工业机器人产品应用的全部知识与技术。全书从工业机器人的组成特点、技术性能等基础知识出发，对工业机器人本体及谐波减速器、RV减速器等核心部件的结构原理、机械设计、安装维护等进行了全面阐述；对FANUC工业机器人全部指令的编程格式与要求、程序设计方法进行了完整介绍；对机器人手动与示教、程序输入与编辑、程序试运行、自动运行等基本操作以及机器人设定、控制系统设定、系统监控、系统备份与恢复等调试维修操作进行了详尽说明。

本书面向工程应用，技术先进、知识实用、选材典型，内容全面、由浅入深、循序渐进，可供工业机器人设计、使用、维修人员和高等学校师生参考。

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机器人的分类方法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 / 17

2.1工业机器人的组成及特点17

2.1.1工业机器人的组成17

2.1.2工业机器人的特点21

2.2工业机器人的结构形态23

2.2.1垂直串联机器人23

2.2.2水平串联机器人26

2.2.3并联机器人27

2.3工业机器人的技术性能30

2.3.1主要技术参数30

2.3.2工作范围与承载能力32

2.3.3自由度、速度及精度34

2.4FANUC工业机器人36

2.4.1通用型垂直串联机器人36

2.4.2专用型垂直串联机器人39

2.4.3其他结构机器人42

2.4.4运动平台及变位器44

第3章工业机器人机械结构 / 46

3.1工业机器人本体结构46

3.1.1垂直串联结构46

3.1.2垂直串联手腕结构49

3.1.3SCARA、Delta结构52

3.2关键零部件结构54

3.2.1变位器55

3.2.2减速器与CRB轴承57

3.3典型结构剖析60

3.3.1机身结构剖析60

3.3.2手腕结构剖析62

3.4机械传动系统设计65

3.4.1前驱RBR手腕65

3.4.2后驱RBR手腕67

3.4.3后驱RR与3R手腕70

3.4.4SCARA机器人73

第4章谐波减速器及维护 / 76

4.1变速原理与产品76

4.1.1谐波齿轮变速原理76

4.1.2产品与结构80

4.2主要技术参数与选择83

4.2.1主要技术参数83

4.2.2谐波减速器选择87

4.3国产谐波减速器产品89

4.3.1型号规格与技术性能89

4.3.2产品结构与技术参数91

4.4哈默纳科谐波减速器96

4.4.1产品概况96

4.4.2部件型减速器99

4.4.3单元型减速器104

4.4.4简易单元型减速器110

4.5谐波减速器的安装维护111

4.5.1部件型谐波减速器111

4.5.2单元型谐波减速器116

4.5.3简易单元型谐波减速器119

第5章RV减速器及维护 / 121

5.1变速原理与产品121

5.1.1RV齿轮变速原理121

5.1.2产品与结构126

5.2主要技术参数与选择128

5.2.1主要技术参数128

5.2.2RV减速器选择134

5.3常用产品结构与性能136

5.3.1基本型减速器136

5.3.2标准单元型减速器138

5.3.3紧凑单元型减速器140

5.3.4中空单元型减速器141

5.4RV减速器安装维护143

5.4.1基本安装要求143

5.4.2基本型减速器安装维护144

5.4.3单元型减速器安装维护149

第6章工业机器人编程基础 / 152

6.1运动组与坐标系152

6.1.1控制基准与运动组152

6.1.2机器人本体坐标系156

6.1.3机器人作业坐标系157

6.1.4FANUC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168

6.3.4移动速度定义170

6.4机器人程序结构171

6.4.1程序与编程171

6.4.2程序结构173

6.4.3程序标题175

6.4.4FANUC机器人指令176

6.5指令操作数及编程179

6.5.1操作数及分类179

6.5.2暂存器与编程181

6.5.3简单表达式编程183

6.5.4复合运算式编程185

6.5.5内部继电器、标志、执行条件编程187

第7章机器人程序编制 / 190

7.1基本移动指令编程190

7.1.1指令格式与功能190

7.1.2程序点与定位类型194

7.2移动附加命令编程196

7.2.1命令与功能196

7.2.2提前/延迟处理与跳步198

7.2.3程序点偏移与增量移动201

7.2.4连续回转与速度调整203

7.2.5直线轨迹与拐角控制206

7.2.6码垛（叠栈）指令编程208

7.3输入/输出指令编程211

7.3.1I/O信号分类211

7.3.2I/O指令与编程213

7.4程序控制指令编程216

7.4.1程序执行控制指令216

7.4.2注释与位置变量锁定218

7.4.3程序转移指令220

7.4.4宏程序与调用221

7.4.5远程运行与运动组控制223

7.5条件设定与定时器编程225

7.5.1运行条件设定指令225

7.5.2负载与碰撞保护设定227

7.6系统控制指令编程229

7.6.1定时器与显示控制指令229

7.6.2电机转矩限制指令231

7.6.3伺服软浮动控制指令232

7.7中断与故障处理程序编制235

7.7.1程序中断与故障处理235

7.7.2状态监视（中断）程序编制237

7.7.3故障处理程序编制238

第8章机器人基本操作 / 241

8.1控制面板与示教器241

8.1.1控制面板241

8.1.2示教器243

8.1.3菜单操作246

8.2系统启动与手动操作250

8.2.1冷启动、热启动及重启250

8.2.2初始化启动与控制启动252

8.2.3机器人手动操作254

8.3程序创建与程序管理260

8.3.1程序创建260

8.3.2标题设定与文件保存263

8.4程序管理266

8.4.1程序删除、复制与属性显示266

8.4.2程序后台编辑268

8.4.3快捷操作设定272

第9章程序输入与程序编辑 / 274

9.1指令输入274

9.1.1移动指令输入274

9.1.2附加命令输入275

9.1.3暂存器与表达式输入277

9.1.4I/O指令输入280

9.1.5其他指令输入281

9.2指令编辑282

9.2.1移动指令编辑282

9.2.2程序点编辑284

9.2.3暂存器及附加命令编辑286

9.2.4其他指令编辑288

9.3程序编辑289

9.3.1指令插入与删除289

9.3.2指令复制与粘贴291

9.3.3检索、替换与编辑撤销292

9.3.4程序点排列与注释隐藏296

9.4暂存器编辑297

9.4.1数值暂存器编辑297

9.4.2位置暂存器编辑298

9.4.3码垛与字符串暂存器编辑299

9.5码垛指令编辑与示教301

9.5.1指令输入与基本数据301

9.5.2码垛路线定义304

9.5.3码垛形状定义305

9.5.4工具姿态和层式样定义307

9.5.5接近、离开路线定义309

9.5.6基本设定与形状示教311

9.5.7接近、离开路线示教314

9.5.8指令编辑及间隔堆叠317

9.6程序调整与变换319

9.6.1实用程序编辑功能319

9.6.2程序调整321

9.6.3程序点平移与旋转变换323

9.6.4程序点镜像与旋转变换326

9.6.5程序点旋转变换327

9.6.6工具、用户坐标系变换330

9.6.7软极限自动设定331

第10章机器人设定 / 333

10.1机器人基本设定333

10.1.1机器人设定内容333

10.1.2机器人一般设定335

10.1.3工具坐标系设定336

10.1.4用户坐标系设定341

10.1.5JOG坐标系设定345

10.1.6作业基准点设定347

10.2后台程序及宏程序设定348

10.2.1后台程序设定348

10.2.2宏程序创建349

10.2.3宏指令设定351

10.2.4宏指令手动执行353

10.3远程RSR/PNS运行设定355

10.3.1远程运行与控制355

10.3.2RSR/PNS设定操作359

10.4机器人运动保护设定362

10.4.1J1/E1轴运动范围设定362

10.4.2机器人干涉保护区设定364

10.4.3机器人碰撞保护设定366

10.5机器人控制设定368

10.5.1软浮动控制设定368

10.5.2连续回转控制设定371

10.5.3运动组信号输出设定372

10.6机器人操作设定373

10.6.1用户报警文本设定373

10.6.2报警等级变更及存储器配置374

10.6.3用户密码设定377

10.6.4机器人通信设定382

第11章控制系统设定 / 384

11.1系统基本设定384

11.1.1时间及常用功能设定384

11.1.2系统参数设定387

11.1.3软极限设定与手动超程解除389

11.2机器人零点校准391

11.2.1零点校准方式391

11.2.2零点校准操作392

11.2.3编码器报警与处理395

11.3机器人负载设定396

11.3.1机器人负载及显示396

11.3.2手动数据输入设定398

11.3.3工具负载自动测定399

11.3.4重力补偿设定401

11.3.5手腕负载校准402

11.4控制系统I/O设定403

11.4.1I/O连接与设定403

11.4.2I/O-LINK网络配置406

11.4.3通用I/O设定408

11.4.4专用I/O设定411

11.4.5I/O连接及速度输出设定413

11.4.6内部继电器设定及I/O仿真416

11.4.7标志及执行条件设定418

第12章程序运行与系统监控 / 420

12.1程序测试与自动运行420

12.1.1程序试运行设定420

12.1.2程序试运行422

12.1.3程序自动运行424

12.2自动运行停止与重启427

12.2.1程序暂停、结束与急停427

12.2.2控制系统报警停止430

12.2.3程序暂停的检查与重启432

12.2.4停止点返回与原轨迹重启434

12.3故障自动处理与重启436

12.3.1功能使用与设定操作436

12.3.2故障恢复功能设定438

12.3.3自动处理报警登录441

12.3.4故障处理程序手动执行444

12.4控制系统监控446

12.4.1伺服轴状态监控446

12.4.2伺服诊断与安全信号监控450

12.4.3系统配置及存储器检查451

12.4.4定时器设定与程序执行记录454

12.5系统文件保存与安装457

12.5.1文件类型与存储设备457

12.5.2存储器与文件管理459

12.5.3文件保存与安装462

12.6系统备份与恢复465

12.6.1系统自动备份及设定465

12.6.2控制启动备份与恢复469

12.7镜像备份与系统还原471

12.7.1文件操作镜像备份与还原471

12.7.2引导系统操作备份与还原473

附录 / 475

附表A程序指令索引表475

附表B控制系统常用参数表477

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本书面向工程应用，技术先进、知识实用、选材典型，内容全面、由浅入深、循序渐进，可供工业机器人设计、使用、维修人员和高等学校师生参考。

1.本书涵盖从工业机器人入门到FANUC机器人应用全面的知识与技术。

2.面向工程应用，理论联系实际，内容由浅入深、循序渐进。

3.一本适合工业机器人设计、使用、维修人员和高校师生的参考书。

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