本书主要介绍了工业机器人的基本构成、硬件配置和配线、手持单元的程序编辑示教操作功能、编程指令、状态变量、参数功能及设置等，并提供了工业机器人实际应用的案例。 本书最重要的特色是配置了容量约11GB的43个视频，是作者在高校讲课和实际在现场做项目的精心总结。视频中对工业机器人实际应用中的难点与要点、基本概念、操作方法和编程方法做了详细的讲解，有利于帮助读者掌握工业机器人技术。 本书内容深入浅出，强调对基本概念的解释，并在每一章后设置了相应的思考题。本书可为从事自动化和工业机器人设计、集成、编程、调试等人员提供参考，也可为高职、高专自动化、工业机器人专业的教师和学生提供参考。

本书的作者曾在上海东行自动化公司任总工程师、武汉兴东自动化公司任总工程师，并从事30多年的数控自控应用工作，主持过多项工程项目，具有丰富的实践经验。

目　录
前言
第1章　工业机器人的基本构成1
1.1　工业机器人概述1
1.1.1　机器人的基本知识1
1.1.2　机器人的构成1
1.2　机器人技术规格4
1.2.1　垂直多功能机器人技术规格4
1.2.2　水平多功能机器人技术规格5
1.2.3　控制器技术规格6
1.3　机器人和控制器技术规格名词术语7
1.3.1　机器人技术规格名词术语7
1.3.2　控制器有关规格名词术语7
1.4　机器人的型号标注8
1.4.1　垂直多功能机器人的型号标注8
1.4.2　水平多功能机器人的型号标注9
1.5　思考10
第2章　实操1—认识机器人12
2.1　安全操作通告12
2.2　认识机器人本体13
2.2.1　6轴机器人本体13
2.2.2　4轴机器人本体13
2.3　认识控制器本体14
2.3.1　控制器各部分的名称14
2.3.2　安装空间要求15
2.4　认识手持操作单元18
2.4.1　手持单元的安装18
2.5　实用电气控制系统的硬件配置和配线19
2.5.1　机器人与控制器的连接19
2.5.2　机器人的接地21
2.5.3　机器人与外围设备的连接22
2.5.4　实用机器人控制系统的构建22
2.6　思考24
第3章　机器人的坐标系25
3.1　问题的提出—机器人使用什么样的
坐标系25
3.2　机器人使用的坐标系26
3.2.1　机器人使用的坐标系种类26
3.3　基本坐标系27
3.4　世界坐标系27
3.5　机械接口坐标系29
3.6　工具坐标系30
3.6.1　定义及设置30
3.6.2　动作比较31
3.7　工件坐标系34
3.8　思考35
第4章　原点及原点的设置方法37
4.1　什么是原点？机器人基本坐标系的
原点在哪里37
4.2　【原点/制动器】界面内的功能及操作37
4.2.1　【原点/制动器】界面内的两个
“子菜单”38
4.2.2　进入子菜单的方法38
4.3　原点的设置38
4.3.1　数据输入方式38
4.3.2　操作使用手持单元39
4.4　原点的重新设置40
4.4.1　原点重新设置的各种方法40
4.5　对制动器的操作45
4.5.1　选择【制动器】界面45
4.5.2　在【制动器解除】界面执行
“打开制动器”的操作46
4.6　思考46
第5章　机器人的点动动作47
5.1　关节型点动47
5.1.1　水平型机器人关节型点动47
5.1.2　垂直型机器人关节型点动49
5.2　直交型点动52
5.2.1　4轴机器人直交型点动53
5.2.2　垂直型机器人直交型点动54
5.3　以工具坐标系为基准点动57
5.3.1　水平型机器人工具型点动57
5.3.2　垂直型机器人工具型点动59
5.4　三轴直交型点动61
5.4.1　水平型机器人三轴直交型点动61
5.4.2　垂直型机器人三轴直交型点动62
5.5　圆柱型点动 63
5.5.1　水平型机器人圆柱型点动65
5.5.2　垂直型机器人圆柱型点动66
5.6　在工件坐标系中的点动68
5.6.1　水平型机器人在工件坐标系中的
点动68
5.6.2　垂直型机器人在工件坐标系中的
点动69
5.7　参考72
5.8　思考73
第6章 实操2 — 手持单元的使用75
6.1　手持单元如何与控制器连接75
6.2　手持单元功能概述75
6.3　手持单元各按键的分布和作用76
6.4　菜单画面的构成和功能78
6.4.1　文字和数字的输入78
6.4.2　菜单的选择方法79
6.4.3　【主菜单】的构成及操作81
6.5　急停及停止程序操作83
6.6　伺服ON/OFF83
6.7　思考84
第7章 实操 3—点动操作85
7.1　点动操作的类型选择85
7.2　点动操作的按键85
7.3　点动操作的速度调节86
7.4　思考87
第8章 实操4—手持单元各操作界面的
功能88
8.1　【管理/编辑】界面的功能及操作88
8.1.1　【管理/编辑】界面详图88
8.1.2　从【管理/编辑】界面进入
【新建程序】界面88
8.1.3　从【管理/编辑】界面进入
【程序编辑】界面88
8.1.4　从【管理/编辑】界面进入
【位置点】界面89
8.1.5　从【管理/编辑】界面进入
【复制】界面90
8.1.6　从【管理/编辑】界面进入
【程序重命名】界面91
8.1.7　从【管理/编辑】界面进入
【删除程序】界面92
8.1.8　从【管理/编辑】界面进入
【保护程序】界面93
8.2　【运行】界面的功能及操作94
8.2.1　【运行】界面内的功能94
8.2.2　【确认】界面内的功能94
8.2.3　【测试】界面内的功能95
8.2.4　【操作面板】界面内的功能95
8.3　【参数】界面的功能及操作98
8.4　【原点/制动器】界面内的功能及操作99
8.4.1　【原点/制动器】界面内的两个
子菜单99
8.4.2　进入子菜单的方法99
8.5　【设定/初始化】界面内的功能及操作100
8.5.1　【设定/初始化】界面内的4个
子菜单100
8.5.2　【初始化】界面内的菜单101
8.5.3　【运行时间】界面内的菜单101
8.5.4　【时间设定】界面101
8.5.5　【版本】界面101
8.5.6　【扩展功能】界面内各菜单的
功能及操作102
8.6　思考103
第9章 实操 5—手持单元的程序编辑示教操作功能104
9.1　程序编辑104
9.2　示教操作105
9.3　自动运行107
9.4　思考109
第10章 实操 6—手持单元的重要
操作功能110
10.1　抓手开闭110
10.2　回退避点操作111
10.3　整列操作111
10.4　调试排错操作112
10.5　监视功能114
10.5.1　【监视】界面的功能及操作方法114
10.5.2　【输入信号监视】界面的功能及
操作方法115
10.5.3　【输出信号监视】界面的功能及
操作方法116
10.6　思考117
第11章 机器人的控制点及位置点
数据运算118
11.1　机器人的控制点在哪里118
11.2　表示位置点的方法119
11.3　结构标志FL1121
11.3.1　垂直多关节型机器人121
11.3.2　水平运动型机器人122
11.4　结构标志FL2123
11.5　关节型位置数据的表示方法124
11.6　位置变量的表示方法125
11.7　位置点的计算方法125
11.7.1　位置点的乘法运算125
11.7.2　位置点的加法/减法运算126
11.8　思考127
第12章 学习编程指令前的预备知识129
12.1　编程指令使用的 MELFA-BASIC V
语言129
12.1.1　MELFA-BASIC V 中的编程指令
具有的功能129
12.2　MELFA-BASIC V 的详细规格及
指令一览130
12.2.1　MELFA-BASIC V 的详细规格130
12.2.2　有特别定义的文字132
12.2.3　数据类型132
12.3　思考133
第13章 简单运动指令134
13.1　关节插补指令134
13.2　直线插补指令136
13.3　Servo—指令伺服系统的ON/OFF137
13.4　思考137
第14章 实操7—编制移动程序并运行139
14.1　在手持单元上编制工作程序139
14.2　示教操作140
14.3　使用手持单元启动/停止自动程序140
14.4　学习伺服ON/OFF操作、单次运行和
循环运行 140
第15章 速度设置指令、抓手动作、
暂停指令141
15.1　Spd（Speed）—速度设置指令141
15.2　Ovrd—速度调节指令 142
15.3　Hlt—暂停指令142
15.4　Dly—暂停指令（延时指令）143
15.5　HOpen/HClose—抓手打开/关闭指令143
15.6　Wait—等待指令144
15.7　End—程序段结束指令144
15.8　思考144
第16章 实操8—编制带有速度指令、暂停指令的抓取工件程序146
16.1　编制并启动运行含有速度设置、暂停的
抓取工件程序146
16.1.1　编程实例146
16.2　抓手整列操作 148
第17章　圆弧指令的编程149
17.1　Mvc（Move C） —三维真圆插补指令149
17.2　Mvr（Move R） —三维圆弧插补指令150
17.3　Mvr2（Move R2） —三维圆弧插补指令151
17.4　Mvr3（Move R3） —三维圆弧插补指令152
17.5　思考153
第18章 实操9—编制圆弧指令程序
并运行154
18.1　根据工件图形编制程序154
18.2　进行调试排错操作155
第19章 状态变量156
19.1　基本数据156
19.1.1　C_Date—当前日期（年月日）156
19.1.2　C_Time—当前时间（以24h显示
时/分/秒）156
19.1.3　M_BTime—电池可工作时间156
19.1.4　M_G—重力常数（9.80665）157
19.1.5　M_PI—圆周率157
19.2　有关位置和速度的状态数据157
19.2.1　P_Curr—当前位置（X，Y，Z，A，B，C，L1，L2）（FL1，FL2）157
19.2.2　J_Curr—各关节轴的当前位置
数据157
19.2.3　P_Safe—待避点位置158
19.2.4　J_Origin—原点位置数据158
19.2.5　P_Zero—零点（（0，0，0，0，0，0，
0，0）（0，0））158
19.2.6　M_Line—当前执行的程序行号159
19.2.7　M_LdFact—各轴的负载率159
19.2.8　M_Spd/M_NSpd—插补速度159
19.2.9　M_Svo—伺服电源状态160
19.2.10　M_Timer—计时器160
19.2.11　M_In/M_Inb/M_In8/M_Inw/
M_In16—输入信号状态160
19.2.12　M_In32—存储32位外部
输入数据161
19.2.13　M_On/M_Off162
19.2.14　M_Out/M_Outb/M_Out8/M_Outw/
M_Out16—输出信号状态（设定
输出或读取输出信号状态）162
19.2.15　P_Base/P_NBase—基本坐标系偏置值163
19.2.16　P_Tool/P_NTool—工具坐标系
数据164
19.3　思考164
第20章　高级状态变量165
20.1　工作状态165
20.1.1　J_ECurr—当前编码器脉冲数165
20.1.2　M_BsNo—当前基本坐标系编号165
20.1.3　M_ColSts—碰撞检测结果166
20.1.4　M_Cstp—检测程序是否处于
“循环停止中”166
20.1.5　M_Cys—检测程序是否处于
“循环中”166
20.1.6　M_Err/M_ErrLvl/M_ErrNo—报警
信息167
20.1.7　M_Fbd—指令位置与反馈位置
之差167
20.1.8　M_JOvrd/M_NJOvrd/M_OPovrd/M_Ovrd/M_NOvrd—速度倍率值168
20.1.9　M_Mode—操作面板的当前工作
模式168
20.1.10　M_Ratio—在插补移动过程中当前位置与目标位置的比率169
20.1.11　M_RDst—在插补移动过程中当前位置距离目标位置的剩余距离169
20.1.12　P_WkCord—设置或读取当前工件坐标系数据169
第21章 实操10—编制带有状态变量的
程序170
21.1　编制并运行带有状态变量的程序170
21.2　观察位置点的乘法加法运算170
第22章 参数172
22.1 参数一览表172
22.1.1 动作型参数一览表172
22.1.2 程序型参数一览表174
22.1.3 操作型参数一览表174
22.1.4 专用输入输出信号参数一览表175
22.1.5　通信及现场网络参数一览表176
22.2　动作参数详解176
22.3　设置样例183
22.3.1　设置工具坐标系183
22.3.2　设置标准基本坐标系185
22.4　思考186
第23章 操作型和通信参数187
23.1　操作参数详解187
23.2　通信及网络参数详解188
23.3　思考189
第24章 实操11—参数设置及编程190
24.1　学习使用手持单元设置参数190
第25章 输入输出信号192
25.1 输入输出信号的硬件连接192
25.1.1 概述192
25.1.2 实用板卡配置193
25.1.3 硬件的插口与针脚定义193
25.1.4 与输入输出信号相关的参数196
25.2　机器人使用的输入输出信号198
25.2.1 输入输出信号的分类198
25.3　专用输入输出信号详解199
25.3.1 专用输入输出信号一览表199
25.3.2　专用输入信号详解202
25.3.3　专用输出信号详解212
25.4　思考223
25.4.1　参考：【输入信号监视】界面的
功能及操作方法223
25.4.2　参考：【输出信号监视】界面的
功能及操作方法224
第26章 编程指令的进阶学习226
26.1 程序结构指令226
26.1.1 If...Then...Else...EndIf
(If Then Else)227
26.1.2 GoTo(Go To)229
26.1.3 GoSub (Go Subroutine)229
26.1.4 Select Case230
26.1.5 CallP231
26.1.6 FPrm233
26.1.7 On...GoTo(On Go To)234
26.1.8 On ... GoSub (On Go Subroutine)235
26.1.9 While - WEnd(While End)236
26.1.10 Skip—跳转指令237
26.1.11 For-Next—循环指令237
26.1.12 Return—子程序/中断程序
结束及返回238
26.1.13 Label（标签、指针）239
26.2 高级指令239
26.2.1 J Ovrd —设置关节轴旋转速度的
倍率239
26.2.2 Torq (Torque)—转矩限制指令239
26.2.3 Cnt 连续轨迹运行240
26.2.4 JRC—旋转轴坐标值转换指令241
26.2.5 Fine 定位精度242
26.2.6 Fine J—设置关节轴的旋转
定位精度242
26.2.7 Fine P—以直线距离设置
定位精度243
26.2.8 Reset Err—报警复位243
26.2.9 Wth—在插补动作时附加处理的
指令243
26.2.10 WthIf—在插补动作中带有附加
条件的附加指令243
26.2.11 Open—打开文件指令244
26.2.12 Print—输出数据指令244
26.2.13 Input—文件输入指令246
26.2.14 Close—关闭文件246
26.2.15 Clr—清零指令246
26.2.16 Tool—Tool数据的指令247
26.2.17 Base—设置一个新的世界
坐标系248
26.3 思考249
第27章　函数250
27.1　常用函数250
27.1.1　Abs—计算绝对值250
27.1.2　Atn/Atn2—计算余切函数250
27.1.3　CInt—将数据四舍五入后取整251
27.1.4　Cos—计算余弦函数251
27.1.5　Exp—计算e为底的指数函数251
27.1.6　Fix—计算数据的整数部分251
27.1.7　Int—计算数据最大值的整数252
27.1.8　Ln—计算自然对数（以e为底的
对数）252
27.1.9　Log—计算常用对数（以10为底的对数）252
27.1.10　Max—计算最大值252
27.1.11　Min—计算最小值252
27.1.12　Rnd—产生一个随机数253
27.1.13　Sin—计算正弦值253
27.1.14　Sqr—计算平方根253
27.1.15　Tan—计算正切254
27.1.16　Deg—将角度单位从弧度变换
为度254
27.1.17　Dist—计算两点之间的距离254
27.1.18　Inv—对位置数据进行反向
变换254
27.1.19　JtoP—将关节型位置数据转换为直角坐标系数据255
27.1.20　PtoJ—将直角型位置数据转换为
关节型数据255
27.1.21　Rad—将角度单位转换为弧度
单位256
27.2　思考256
第28章　码垛指令257
28.1　Pallet—码垛指令257
28.2　Plt指令259
28.3　程序样例259
28.4　思考261
第29章　实操12—编制码垛程序262
29.1　编制一个循环指令程序262
29.2　对变量的处理262
29.3　编制一个码垛指令程序262
29.4　思考263
第30章　应用案例—工业机器人在码垛生产线上的应用264
30.1　项目综述264
30.2　解决方案264
30.2.1　硬件配置265
30.2.2　输入输出点分配265
30.3　编程266
30.3.1　总工作流程266
30.3.2　编程计划267
30.4　结语272
30.5　思考272
第31章　应用案例—工业机器人与数控机床的联合应用273
31.1　项目综述273
31.2　解决方案274
31.2.1　方案概述274
31.2.2　硬件配置274
31.2.3　输入输出点分配274
31.3　编程276
31.3.1　主程序276
31.3.2　第一级子程序278
31.3.3　第二级子程序282
31.4　思考284
第32章　编程软件及其使用方法285
32.1　RT软件的基本功能285
32.1.1　RT软件的功能概述285
32.1.2　RT软件的功能一览285
32.2　程序的编制调试管理286
32.2.1　编制程序286
32.2.2　程序的管理295
32.2.3　样条曲线的编制和保存296
32.2.4　程序的调试298
32.3　参数设置301
32.3.1　使用参数一览表301
32.3.2　按功能分类设置参数302
32.4　机器人工作状态监视305
32.4.1　动作监视305
32.4.2　信号监视307
32.4.3　运行监视309
32.5　维护309
32.5.1　原点设置309
32.5.2　初始化314
32.5.3　维保信息预报315
32.5.4　位置恢复支持功能315
32.5.5　Tool长度自动计算315
32.5.6　伺服监视315
32.5.7　密码设定316
32.5.8　文件管理316
32.5.9　2D视觉校准316
32.6　备份318
32.7　模拟运行319
32.7.1　选择模拟工作模式319
32.7.2　自动运行320
32.7.3　程序的调试运行322
32.7.4　运行状态监视322
32.7.5　直接指令322
32.7.6　JOG操作功能324
32.8　3D监视325
32.8.1　机器人显示选项325
32.8.2　布局325
32.8.3　抓手的设计327
32.9　思考330
附录　工业机器人视频目录索引331
参考文献333