關于fanuc機器人程序編寫的發展與進步

摘 要：fanuc機器人是由日本fanuc公司研制的，是對于數控系統發展的需要。對于日本這樣一個勞動力匱乏的國家，想要更快進行發展則需要尋求機器代替人進行工作，而fanuc機器人就是因為日本國情的需求而產生的。隨著fanuc機器人的發展，在數控系統領域，fanuc得到了世界的廣泛應用。本文將對于fanuc機器人在程序編寫上的發展與進步進行研究。

關鍵詞：fanuc 機器人 程序編寫 系統6 系統15

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0002-02

Fanuc機器人在1974年被生產出以后，fanuc公司在技術的領域不斷的尋求發展，不斷的拓寬fanuc機器人在數控領域的廣泛應用，譬如在弧焊、點焊、噴漆、涂膠和搬運等領域實現fanuc機器人代替機器手進行數控操作。逐漸實現了機器智能化的發展方向。本文將針對fanuc機器人的發展過程，fanuc系統6機器人和fanuc系統15機器人進行對比，以觀測fanuc機器人的發展與進步。

1 fanuc機器人的發展過程

Fanuc機器人先后經歷了多次的變革，系統從1979年的數控系統6發展到現在的數控系統15，數控系統16以及數控系統18等。

在1979年fanuc機器人率先實現了系統6的數控機床系統，它主要應用于數控的銑床和加工。它在實現一般功能的基礎上，也創建了一部分高級的數控機床控制功能，是屬于中檔的數控機床系統，就是CNC系統。在這個中檔CNC系統當中，可以實現用戶自己編寫和制作的特有變量型子程序以及宏程序。在硬件上，也大量的采用集成電路的大規模的應用和大容量磁泡存儲器的覆蓋。

隨后，在第二年，fanuc機器人又迎來了一次系統變革，在原有中檔系統的基礎上，fanuc公司將系統拓寬到低檔和高檔兩個區域，研制除了低檔數控系統3以及高檔數控系統9。低檔數控系統3可以廣泛應用在小型的機床，因其成本低，體積小等優點促使市場上對于機電一體化系統需求得到滿足。而高檔數控系統9則是在原有中檔數控系統6的基礎上對系統自身提出了更高的要求，促使可變的軟件型數控機床更高級系統的應運而生。因其系統具有的可變性，可以促使高檔數控系統9在不同領域得到廣泛的應用，譬如航空部件等的加工。

其后，在1984年，fanuc機器人又迎來了新型的分布式數控機床系統10、11和12。它們其發展方向是針對于中型或大型的系統的應用，其以元件數量的最少化實現效果最好的實現化為目標。這次變革，主要在硬件上做了改進，大量采用大規模集成電路。32位的CPU以及磁泡存儲器都促使元件的數量比以往的fanuc機器人數控機床系統再減少30%。引入了PLC可編程控制的梯形圖語言和PASCAL語言在分布式數控機床系統中的應用。此外，分布式數控機床系統健全和豐富了宏功能。

隨后，緊接著的一年，fanuc公司在小型機床市場上又推出了fanuc機器人數控機床系統0，它在手動編程中創建了現場編程示教盒TP，使手動編程功能不再繁雜。它因為其功能的強大和價格的低廉，體積的小巧被廣泛的應用，即便是在現在，它也依舊是主流的應用數控機床系統。

在1987年，fanuc機器人進入了人工智能時代，研制開發的高級數控機床系統15，它是一個人工智能控制與數控機床控制和生產物料控制三位一體的綜合型數控系統。將數字化運用到了伺服單元、主軸單元促使加工是的高精度和高效率，同時還增加了MAP通訊自動協議以及窗口功能等。

Fanuc公司沒有因為系統15的研發而停止腳步，他們仍是在不斷的進行著fanuc機器人的研發，到目前為止，市面上就有將近40多種的不同系統，不同應用的fanuc機器人被使用。

2 fanuc機器人數控機床系統6與數控機床系統15

2.1 fanuc機器人數控機床系統6

由上面的論述可以知道系統6是中檔的數控機床系統，它在實現一般功能的基礎上，也創建了一部分高級的數控機床控制功能，是屬于中檔的數控機床系統。在數控機床系統6中的控制功能中的控制軸主要包括x，y，z三軸主城，通過三軸兩軸的聯動來實現直線以及圓弧，螺旋線等的插補。Fanuc機器人數控機床系統6與其他的數控機床系統的工作原理是一樣的，都是通過零件程序的輸入到譯碼，再到數據處理，插補運算和伺服輸出等工作環節。在系統6當中采用的編程語言是FAPT語言，通過電腦進行編譯和計算，然后自動輸出到數控紙帶上。

對于fanuc機器人數控機床系統6的編程研究，應該從手動編程進行研究。因其系統6的時代性，它的手動編程是停留在圖紙繪制、計算工具計算等方式來規劃fanuc機器人的運動軌跡。在系統6中程序包括主程序和子程序，主程序與子程序通過轉移進行指示fanuc機器人的運動。其中，子程序可以通過M98代碼來調用子程序，這種方式被稱作為嵌套，而系統6只能做到兩次嵌套。在程序當中，其主要是通過具有多條指令的程序段組成，是一個指令單位。程序段再往下分，則是由字符構成的，字符根據一定的規定格式進行編寫。通過對于坐標軸x，y，z的聯動性能實現坐標軸的直線運動和圓弧運動以實現其工作作用，主要是通過其動作指令的聯動性能實現fanuc工作的目的。

2.2 fanuc機器人數控機床系統15

由上面的論述可以知道系統15是屬于人工智能的數控機床系統。它是一個人工智能控制與數控機床控制和生產物料控制三位一體的綜合型數控系統。將數字化運用到了伺服單元、主軸單元促使加工是的高精度和高效率，同時還增加了MAP通訊自動協議以及窗口功能等。

Fanuc機器人的編程方式主要是通過兩種方式實現，一個是手動編程，一個是自動編程。手動編程主要是通過TP示教盒實現現場編程的，而自動編程也稱作離線編程，是通過計算機上的fanuc編程軟件實現自動編程的一種方式。其中系統軟件根據實現功能的不同，大致可以分為：Handling Tool（搬運）、Laser Tool（激光焊接切割）、Art Tool（弧焊）、Spot Tool（點焊）等。其中手動編寫的TP主要用于現場的實際操作，通過移動fanuc機器人來檢查fanuc的工作狀態，運行情況，以及編寫程序讓fanuc及時運行來測試程序的準確性等。TP也并不是全部的進行手動編寫，它也是自動編程的一種方式，不過主要是針對于隨時對fanuc進行檢測和試運行，所以也是作為傳統手動編程的一個進化。

在編程的過程中需要通過對fanuc發送運動指令，從而促使其運動，實現工作。運動指令大致可以分為三種，Joint是關節運動指令；Linear是直線運動指令；Circular是圓弧運動指令。Joint主要是指定fanuc在指定的兩個點之間進行任意的運動；Linear主要是指定fanuc在指定的兩個點之間進行直線運動；Circular主要是指定fanuc在制定的三個點之間進行圓弧運動。

在系統15當中對于各個指令都進行了明確的規劃和確定，不同于系統6的設計。系統6只是通過坐標軸的聯動性能指導fanuc機器人進行運動的指令。而系統15在fanuc機器人進行運動指令的基礎上，對于其工作指令例如Spot Tool（點焊）等的指令都可以通過編程就得到實現，而不需要設計聯動性能來指導fanuc的運動。這種編程的變化，不但可以有效的節省人力，還能夠使fanuc機器人的操作功能性得到廣泛的提高。不僅如此，系統6主要是建立一個工具性的坐標系，便于對fanuc機器人進行運動指導，而系統15不但在工作性坐標系的基礎上加入例如TCP點外，還建立了用戶坐標系，以通過程序去記錄位置的信息。而TP示教盒的應用也是系統15與系統6相比最顯著的優勢，它不需要進行手繪圖，計算等，只需要將相應的數據信息和指令輸入到TP中就可以實現及時的對于fanuc機器人的操作。節省了時間，提高了工作效率。

3 結語

通過對本文的論述，可以清楚fanuc機器人的發展歷程，從1979年的中檔數控機床系統6在世界數控領域的出現再到人工智能數控系統15在國際市場上的廣泛應用，fanuc機器人在進行著不斷的發展。它不斷的完善著自身的功能，以實現fanuc機器人自主進行數控操作時代的到來。

參考文獻

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