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1、安川XRC机器人 培训讲义 机器人应用系统部,1,目 录,第一章XRC控制器概况-3,第二章XRC控制器结构及基本配置-4,第三章 编程器件介绍-8,第四章 梯形图-15,第五章 基本逻辑指令-18,第六章 编程注意事项-29,第七章 编程实例-33,2,XRC控制器是用来执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。,第一章XRC控制器概况,3,XRC控制器主
2、要有CPU模组、I/O模组、电源模组、底板机架、编程显示（教导器）、伺服驱动器及放大器。接受驱动 现场信号受控元件,第二章XRC控制器结构及基本配置,CPU模组,I/O模组,电源模组,PC卡插口,伺服驱动器,教导器,底板支架,放大器,4,一、CPU的构成 CPU是控制器的核心，起神经中枢的作用，它按控制器的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路，控制器
3、主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。CPU的寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。,第二章XRC控制器结构及基本配置,5,二、I/O模组：控制器对外功能，主要是通过I/O模组上的接口与外界联系的，I/O模块集成了控制器I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。与编程相联系的主要是泛用输入/输出接头CN10、CN11、CN12、CN13共80点。三、电源模块：电源供应模组提供控制器各模块
4、的集成电路提供工作电源，同时，还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型：直流电源，电压为24V。,第二章XRC控制器结构及基本配置,6,四、底板或机架：底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。五、外部设备1.教导器：用于编程、对系统作一些设定、监控I/O及控制器所控制的系统的工作状况。教导器是XRC控制器开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。2.存储设备：PC卡，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失。,第二章XRC控制器结构及基本配置,7,编程器件 内部编程
5、元件，也就是支持安川XRC编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下，还可以作脉冲数字元件使用。一般情况下，2XXX代表外部输入继电器，0XXX代表内部输入继电器，3XXX代表外部输出继电器，1XXX代表内部输出继电器，7XXX代表辅助继电器，TMR代表定时器，CNT代表计数器，M代表数据寄存器，MOV代表传送等。,第三章 编程器件介绍,8,3.1输入继电器（2XXX）I/O模组输
6、入端子是从外部开关接受信号的窗口，控制器内部与输入端子连接的输入继电器2XXX是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只取决于控制器外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为2010 2017，2020 2027，2030 2037，2040 2047，2050 2057。3.2输出继电器（3XXX）I/O的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到控制器的输出端子上供外部负载使用，其余常开
7、/常闭触点供内部程序使用。输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的。各基本单元都是八进制输出，输出为3010 3017，3020 3027，3030 3037，3040 3047，3050 3057。,第三章 编程器件介绍,9,3.3内部输入对应表3.4内部输出对应表,第三章 编程器件介绍,输入,编码,IN#01,0010,IN#02,0011,IN#03,0012,IN#04,0013,IN#05,0014,IN#06,0015,IN#07,0016,IN#08,0017,输入,编码,IN#09,0020,IN#10,0021,IN#11,0022,IN#12,
8、0023,IN#13,0024,IN#14,0025,IN#15,0026,IN#16,0027,输入,编码,IN#17,0030,IN#18,0031,IN#19,0032,IN#20,0033,IN#21,0034,IN#22,0035,IN#23,0036,IN#24,0037,输出,编码,OUT#01,1010,OUT#02,1011,OUT#03,1012,OUT#04,1013,OUT#05,1014,OUT#06,1015,OUT#07,1016,OUT#08,1017,输出,编码,OUT#09,1020,OUT#10,1021,OUT#11,1022,OUT#12,1023,O
9、UT#13,1024,OUT#14,1025,OUT#15,1026,OUT#16,1027,输出,编码,OUT#17,1030,OUT#18,1031,OUT#19,1032,OUT#20,1033,OUT#21,1034,OUT#22,1035,OUT#23,1036,OUT#24,1037,10,3.5辅助继电器（7XXX）控制器内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由控制器内各软元件的触点驱动,采用八进制编码。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继
10、电器来实现。如下图中的7101，它只起到一个自锁的功能。,第三章 编程器件介绍,#7101,#7101,#2040,#2041,11,3.6定时器（TMR）在控制器内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲为100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数作为设定值，也可以用数据寄存器（M）的内容作为设定值。100 ms定时器设定值：0.1 6553.5秒。定时器指令符号及应用如右所示 当定时器线圈的驱动输入7010接通时，定时器的当前值计数器对100ms的时钟脉冲进行累积计数，当前值与设定值100相等时，定时器的输出接点动作，即输出触点是在驱动线圈后的
11、10秒时才动作，7100就有输出。当驱动输入7010断开或发生停电时，定时器就复位，输出触点也复位。每个定时器只有一个输入，它与常规定时器一样，线圈通电时，开始计时；断电时，自动复位，不保存中间数值。定时器有两个数据寄存器，一个为设定值寄存器，另一个是现时值寄存器。,100TMRM010,#7010,#7100,第三章 编程器件介绍,12,3.7计数器（CNT）控制器中的计数器，是减法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1，当现时值减到零时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又
12、写入，再又进入计数状态。其设定值在065535范围内有效。由计数输入7010每次驱动计数线圈时，计数器的当前值减1。当第3次执行线圈指令时，计数器输出触点即动作。之后即使计数器输入7010再动作，计数器的当前值保持不变。当复位输入7011接通（ON）时，执行RST指令，计数器的当前值为3，输出接点也复位。,3CNTM010,#7011,#7010,#7100,第三章 编程器件介绍,13,3.8数据寄存器 数据寄存器是计算机必不可少的元件，用于存放各种数据。每一个数据寄存器都是16bit（最高位为正、负符号位）。只要不写入其他数据，已写入的数据不会变化。但是，机器人由RUNSTOP时，全部数据均
13、清零。,第三章 编程器件介绍,14,梯形图 4.1 梯形图是通过连线把指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（STR或STR-NOT）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含STR指令），以建立逻辑条件。最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是一简单的启动、停止控制梯形图例：,第四章 梯形图,#3040,#2040,#2041,#3040,15,4.2梯形图
14、与助记符的对应关系：助记符指令与梯形图指令有严格的对应关 系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般讲，其顺序为：先 输入，后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就 可将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为：地址指令 变量 0000STR 2040 0001 OR 3040 0002AND NOT 2041 0003OUT 3040反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图。,第四章 梯形图,16,4.3 梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图 也可建立起一定的对应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如STR，A
15、ND，OR）对应于接点等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。,第四章 梯形图,17,5.1输入输出指令（STR/STR-NOT/OUT）下面把STR/STR-NOT/OUT三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明：符号 功 能 梯形图表示 操作元件STR（取）常开触点与母线相连#XXXX STR-NOT（取反）常闭触点与母线相连#XXXX OUT（输出）线圈驱动#XXXX STR与STR-NOT指令用于与母线相连的接点，此外还可用于分支电路的点。OUT 指令是线圈的驱动指令，可用于输出#0XXX、#7XXX、#3XXX等，但
16、不能用于输入继电器。输出指令用于并行输出，能连续使用多次。地址 指令 数据#2040#0010 0000 STR#2040 0001 OUT#0010,第五章 基本逻辑指令,18,5.2触点串连指令（AND/AND-NOT）、并联指令（OR/OR-NOT）符号（名称）功 能 梯形图表示 操作元件AND（与）常开触点串联连接#XXXX AND-NOT（与非）常闭触点串联连接#XXXXOR（或）常开触点并联连接#XXXXOR-NOT（或非）常闭触点并联连接#XXXXAND、AND-NOT指令用于一个触点的串联，但串联触点的数量不限，这两个指令可连续使用。OR、OR-NOT是用于一个触点的并联连接指
17、令。地址 指令 数据 0002 STR#3042 0003AND-NOT#5027 0004 OR#2055 0005 OUT#7025,#2055,#7025,#5027,#3042,第五章 基本逻辑指令,19,5.3 电路块的并联和串联指令（OR-STR、AND-STR）符号（名称）功能 梯形图表示 操作元件OR-STR（块或）电路块并联连接 无AND-STR（块与）电路块串联连接 无 含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块”，串联电路块并联连接时，支路的起点以STR或STR-NOT指令开始，而支路的终点要用OR-STR指令。OR-STR指令是一种独立指令，其后不带操作元件号，因此
18、，OR-STR指令不表示触点，可以看成电路块之间的一段连接线。如需要将多个电路块并联连接，应在每个并联电路块之后使用一个OR-STR指令，用这种方法编程时并联电路块的个数没有限制；也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这些电路块的末尾集中写出OR-STR的指令。将分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时使用AND-NOT指令，各并联电路块的起点，使用STR或STR-NOT指令；与OR-STR指令一样，AND-STR指令也不带操作元件，如需要将多个电路块串联连接，应在每个串联电路块之后使用一个AND-STR指令。,第五章 基本逻辑指令,20,地址 指令 数据 0000 STR#0010 0
19、001 OR#2034 0002 STR#1022 0003 AND#2013 0004 STR-NOT#5072 0005 AND#0027 0006 OR#2043 0007 OR-STR 0008 AND-STR 0009 OR#1016 0010 OUT#3046,#1016,#2043,#0027,#5072,#2034,#3046,#2013,#1022,#0010,第五章 基本逻辑指令,21,5.4上升沿、下降沿指令（PLS PLF）PLS 指令是进行上升沿检出的触点指令,仅在指定位软元件的上升沿时(OFF ON变化时)接通1个扫描周期。PLF 指令是进行下降沿检出的触点指令,仅
20、在指定位软元件的下降沿时(ON OFF变化时)接通1个扫描周期。,第五章 基本逻辑指令,PLS#7100,#7010,STR#7010PLS#7100,ONOFF,ONOFF,1SCAN,INPUT#7010,OUTPUT#7100,22,第五章 基本逻辑指令,PLF#7100,#7010,STR#7010PLF#7100,ONOFF,ONOFF,1SCAN,INPUT#7010,OUTPUT#7100,23,5.5 群输入/输出指令（GSTR GOUT）GSTR 表示一组（8bits）输入指令 GSTR#XXX0 GOUT 表示一组（8bits）输出指令 GOUT#XXX0 例：以上等同于下
21、页所示,第五章 基本逻辑指令,#2010GRP#0010,GSTR#2010GOUT#0010,24,第五章 基本逻辑指令,#2011,#0011,#2010,#0010,#2012,#0012,#2013,#0013,#2014,#0014,#2015,#0015,#2016,#0016,#2017,#0017,STR#2010OUT#0010,STR#2011OUT#0011,STR#2012OUT#0012,STR#2013OUT#0013,STR#2010OUT#0010,STR#2011OUT#0011,STR#2012OUT#0012,STR#2013OUT#0013,25,5.6
22、 运算指令（ADD SUB MUL DIV）ADD 运算指令加，将二数相加并将结果存入寄存器。例：当#7010为ON时，将寄存器的数值加5，并将运算结果存入寄存器M010 SUB 运算指令减，将二数相减并将结果存入寄存器。例：当#7010为ON时，将寄存器的数值减5，并将运算结果存入寄存器M010,第五章 基本逻辑指令,M0005ADDM010,#7010,STR#7010 ADD M000,5,M010,M0005SUBM010,#7010,STR#7010 SUB M000,5,M010,26,MUL运算指令乘，将二数相乘并将结果存入寄存器。例：当#7010为ON时，将寄存器的数值乘5，并
23、将运算结果存入寄存器M010 DIV 运算指令除，将二数相除并将结果存入寄存器。例：当#7010为ON时，将寄存器的数值除5，并将运算结果存入寄存器M010,第五章 基本逻辑指令,M0005MULM010,#7010,STR#7010 MUL M000,5,M010,M0005DIVM010,#7010,STR#7010 DIV M000,5,M010,27,5.7 传送指令（MOV）MOV传送指令，将源内容向目标传送。例：当#7010为ON时，将数值10传送至寄存器M010。当#7010为OFF时M010的数值不变。,第五章 基本逻辑指令,10MOVM010,#7010,STR#7010 M
24、OV 10,M010,28,6.1 触点的结构与步 宜将串联电路多的回路写在上方,第六章 编程注意事项,5步,4步,宜将并联电路多的回路写在左方,5步,4步,29,6.2 程式的执行顺序 对顺控程序作自上而下,自左而右的处理,第六章 编程注意事项,30,第六章 编程注意事项,6.3 避免双线圈输出,例:,#2010,GRP,#0010,GSTR#2010,GOUT#0010,#2044#0016,STR 2040,OUT#0016,以上有两次OUT#0016,应取消一个。,31,第六章 编程注意事项,6.4 线圈的连接位置,例:,#2056#0016#3052#0012,#7080,#2056
25、#7080,#0016#0012#3052,32,第七章 编程实例,7.1 启动、保持和停止电路,2040启动信号；2041停止信号；3040线圈,#2040#2041#3040,#3040,画出时序图：,33,第七章 编程实例,7.2 电机正反转控制电路,2040正转信号；2041停止信号；2042反转信号；3040正转线圈；,3041反转线圈,#2040#2041#3041#3040,#3040,#2042#2041#3040#3041,#3041,画出以上梯形图的时序图：,34,第七章 编程实例,7.3 闪烁电路,7016闪烁状态要求；3050信号灯输出,#7016#7010#7011
26、10 TMR M000,#7011#7010 20 TMR M001#3050,画出梯形图的时序图：,35,第七章 编程实例,7.4 延时接通延时断开电路,2040控制按钮信号；3050输出线圈信号,#2040#7011,30 TMR M000,#3050#2040#7010,10 TMR M001,#7011#7010#3050,#3050,画出梯形图的时序图：,36,第七章 编程实例,7.5习题：下图为一冲床机械手运动示意图,初始状态时机械手在最左边,2044为ON;冲头在最上面,2043为ON;机械手松开(3040为OFF)。按下启动按钮2040，3040为ON，工件被夹紧并保持，2秒后3041被置位，机械手右行，直到碰到2041，以后将顺序完成以下动作：冲头下行，冲头上行，机械手左行，机械手松开，延时1秒后，系统返回初始状态，各限位开关和定时器提供的信号是各步之间的转换条件，画出时序图及梯形图,2043,(3)下行 3043,(4)上行 3044,2042,(2)右行3041,(5)左行3042,2041,2044,(1)夹紧 3040置位,(6)放开3040复位,37,2040,3040,3041,2041,3043,2044,2043,2042,3044,3042,2S,1S,38,
