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发那科机器人指令详解：从入门到精通

news 2025/11/16 6:14:25

发那科机器人指令详解：从入门到精通

工业机器人领域的王者，掌握这些指令让你效率提升三倍

工业机器人作为自动化生产的核心装备，发那科（FANUC）机器人凭借其卓越的性能和可靠性，已成为全球众多制造企业的首选。本文将深入解析发那科机器人的核心指令体系，帮助初学者和专业人士全面掌握机器人编程技巧。

一、发那科机器人基础概述

发那科机器人采用专有编程语言KAREL（基于Pascal）和更为通用的TP（Teach Pendant）语言进行编程。在实际操作中，我们主要使用TP语言在示教器上编写程序，而KAREL则用于更复杂的算法和数据处理任务。

发那科机器人的程序由一系列指令构成，这些指令控制着机器人的运动、I/O操作、流程控制等各个方面。程序中的形参列表支持定义输入参数和输出参数，各个参数之间以逗号分隔。每个形参变量都定义为局部变量，只在程序中有效。

二、运动指令详解

运动指令是机器人编程中最核心的部分，它决定了机器人的运动轨迹、速度和精度。

1. 关节运动指令（JOINT）

JOINT VJ=50.0% SPEED V=100.0mm/s

关节运动指令控制机器人各轴单独运动，不关心末端执行器的轨迹。这种运动方式最为高效，通常用于点与点之间的大范围移动，无需精确路径的场景。

特点：

各轴独立运动，路径不可预测
运动速度最快
消耗时间最短

2. 直线运动指令（LINEAR）

LINEAR VE=0.5m/s ACC=100.0mm/s/s

直线运动指令使机器人的末端执行器沿直线路径移动到目标位置。这种运动方式保证了工具中心点（TCP）在三维空间中的直线轨迹，适用于需要精确路径的场景，如焊接、涂胶等应用。

参数说明：

VE：末端执行器速度
ACC：加速度值
可选Fine或CNT参数决定是否完全到达目标点

3. 圆弧运动指令（CIRCULAR）

CIRCULAR V=500mm/s FINE

圆弧运动指令使机器人沿圆弧路径移动，需要三个点（起点、中间点和终点）来定义圆弧轨迹。在实际编程中，通常使用两条CIRCULAR指令组合完成一个完整的圆弧运动。

三、流程控制指令

流程控制指令决定了程序执行的逻辑顺序，是实现复杂作业的关键。

1. 条件判断指令（IF…THEN…ELSE）

IF R[1]=1 THENCALL PICK_PART
ELSECALL PLACE_PART
ENDIF

条件判断指令根据条件表达式的真假决定程序执行分支。条件表达式可以包含数值比较、信号状态判断等多种形式。

2. 循环指令（FOR…ENDFOR）

FOR R[1]=1 TO 10CALL PROCESS_PART
ENDFOR

循环指令用于重复执行某段程序，可以显著提高编程效率。循环次数可以通过数值寄存器指定，也可以在运行时动态修改。

3. 选择指令（SELECT）

SELECT R[1]=1
CASE 1CALL PROGRAM1
CASE 2CALL PROGRAM2
DEFAULTCALL DEFAULT_PROGRAM
ENDSELECT

选择指令根据变量的不同取值执行不同的程序段，相当于多分支条件判断结构。

4. 等待指令（WAIT）

等待指令有两种主要形式：

WAIT 2.0    // 等待2秒
WAIT DI[1]=ON   // 等待输入信号DI[1]为ON

用于暂停程序执行，直到时间到达或条件满足。

四、发那科标准接口程序指令

发那科提供了与视觉系统（如Mech-Eye）对接的标准接口指令，极大简化了视觉集成应用的开发难度。

1. 初始化通信参数指令

CALL MM_INIT_SKT('1','192.168.1.20',50000,5)

该指令用于设置TCP/IP通信的客户端口号、IP地址、服务端口号和通信超时时间。

参数说明：

C_Tag：机器人端口号字符串（1~8）
Ip_Addr：工控机IP字符串
Svr_Port：服务端口号（默认50000）
Time_Out：等待时间（单位：min）

2. 启动Mech-Vision工程指令

CALL MM_START_VIS(1,1,1,60)

该指令用于触发Mech-Vision工程的运行，执行相机拍照和视觉处理。

参数说明：

Job：Mech-Vision工程编号
Pos_Num_Need：期望从Mech-Vision得到的视觉点数量（0表示获取所有）
SendPos_Type：机器人位姿传入形式（0-3）
Pr_Num：PR寄存器号，用于保存预定义的关节角数据

3. 获取视觉目标点指令

CALL MM_GET_VIS(1,50,51,52)

该指令用于获取视觉识别结果，在启动Mech-Vision工程后调用。

输出参数：

Reg_Lst_Data：点位是否发送完毕（0：未全部发送，1：已全部发送）
Reg_Pos_Num：返回的Pose点数量
Reg_Status：状态码

五、I/O指令详解

I/O指令控制机器人与外部设备的通信，是实现自动化的关键。

1. 数字输入输出指令

DO[1]=ON      // 将数字输出信号1设为ON
WAIT DI[2]=ON   // 等待数字输入信号2变为ON

发那科机器人支持多种I/O类型，包括通用I/O、专用I/O等。在实际应用中，需要先在I/O模块中配置信号分配，才能在程序中使用这些I/O指令。

2. 组输入输出指令

GO[1]=15      // 将组输出信号1设为15（二进制1111）
GI[2]         // 读取组输入信号2的值

组信号指令同时处理多个信号，提高了编程效率，特别适用于需要处理多位数据的场景。

六、寄存器操作指令

发那科机器人提供了多种寄存器类型，用于存储程序和位置数据。

1. 数值寄存器（R寄存器）

R[1]=10      // 将数值10存入寄存器1
R[2]=R[1]+5   // 将寄存器1的值加5后存入寄存器2

数值寄存器用于存储整型或浮点型数值，支持各种算术和逻辑运算。

2. 位置寄存器（PR寄存器）

PR[1]=LPOS    // 将当前位置存入位置寄存器1
J P[1] 10% FINE   // 移动到位置寄存器1记录的位置

位置寄存器用于存储位置数据，包括直角坐标值和关节坐标值。位置寄存器可以记录点的完整信息，包括坐标值、配置数据等。

七、高级编程技巧

1. 程序调用与参数传递

CALL PICK_PART(R[1],R[2],PR[1])

程序调用指令允许主程序调用子程序，并传递参数。这种模块化编程方式提高了代码的可重用性和可维护性。

2. 偏移指令（OFFSET）

OFFSET PR[1]   // 应用位置寄存器1中的偏移值

偏移指令用于调整目标位置，特别适用于批量处理相似工件。通过修改偏移值，可以快速调整整个作业路径。

3. 工具坐标系与用户坐标系切换

UTOOL_NUM=1   // 选择工具坐标系1
UFRAME_NUM=2   // 选择用户坐标系2

正确设置工具坐标系和用户坐标系是确保精度的关键。工具坐标系定义了工具中心点和工具姿态，而用户坐标系则定义了作业空间的参考坐标系。

八、实用编程示例：物料搬运应用

下面是一个完整的物料搬运程序示例，结合了多种指令：

// 主程序
1:  CALL MM_INIT_SKT('1','192.168.1.20',50000,5)    // 初始化通信
2:  UTOOL_NUM=1      // 选择工具坐标系1
3:  UFRAME_NUM=1     // 选择用户坐标系1
4:  J P[1] 50% FINE    // 移动到安全位置
5:  CALL GET_VISION_DATA   // 获取视觉数据
6:  CALL PICK_PART      // 执行抓取
7:  J P[2] 50% FINE    // 移动到放置点
8:  CALL PLACE_PART     // 执行放置
9:  END// 获取视觉数据子程序
GET_VISION_DATA:CALL MM_START_VIS(1,1,1,60)   // 启动视觉工程CALL MM_GET_VIS(1,50,51,52)   // 获取视觉结果CALL MM_GET_POS(1,60,61,62)   // 获取第一个位姿点RETURN// 抓取子程序
PICK_PART:WAIT DI[1]=ON      // 等待抓手就绪L PR[1] 100mm/s FINE  // 直线移动到抓取点DO[1]=ON         // 打开抓手WAIT 1.0         // 等待1秒L PR[1] 100mm/s FINE  // 直线提升RETURN