2. MOTOMAN控制器与示教器操作基础

MOTOMAN焊接机器人的现场操作，第一步不是写程序，而是把控制柜、示教器和机器人本体之间的“物理关系”和“逻辑关系”弄清楚。DX200与FS100是安川两款常见控制柜：DX200多用于较大负载、较复杂的外部轴与焊接系统，FS100则常见于中小型机器人及紧凑型工作站。两者在接口布局和示教器界面上有差异，但操作逻辑、坐标系定义和安全原则高度一致。掌握这些共性，换柜型时只需重新确认接口位置和菜单路径，不必重新建立操作认知。

一、控制柜接口：先分清“进什么、出什么”

控制柜是机器人系统的能量与信号枢纽。以DX200为例，正面和侧面通常分布以下关键接口：

• 电源输入：三相AC 200V/220V，经断路器接入，柜内再分配为伺服电源和控制电源。上电前必须确认输入电压与柜体铭牌一致。
• 机器人本体电缆接口：通常为圆形重载连接器，传输伺服动力、编码器反馈和抱闸信号。插拔前必须断电并释放残余电荷。
• 示教器接口：专用多芯接口，连接示教器。DX200与FS100的示教器接口外形不同，不可混插。
• I/O接口：包括通用I/O、专用焊接I/O、安全I/O。焊接场景中，焊机起弧/收弧、气体阀、送丝机、清枪站信号都通过这里与机器人交互。
• 网络接口：Ethernet用于程序传输、上位机监控或与焊接电源通信；部分配置支持EtherCAT或DeviceNet。
• 安全接口：急停、安全门、外部保持/暂停等，接入安全回路。安全回路未闭合时，伺服无法使能。

FS100的接口数量相对精简，但同样具备本体电缆、示教器、I/O和安全接口。实操中建议先做“接口对照”：把柜体上的接口名称、线缆去向、对应信号类型记录在设备档案中。焊接系统联调时，最常见的故障不是程序错误，而是I/O点接错或安全回路未复位。

二、示教器界面：模式、坐标系与轴操作

DX200与FS100示教器的物理按键布局略有不同，但核心区域一致：上方为显示区，下方为模式旋钮、轴操作键、坐标系选择键、速度倍率键和急停按钮。上电后，示教器首先进入“示教模式”或“再现模式”的选择。焊接调试阶段通常使用示教模式，此时机器人速度受倍率限制，安全等级最高。

示教器界面中需要重点关注的几个状态：

• 模式显示：TEACH（示教）、PLAY（再现）、REMOTE（远程）。焊接联调时，若上位机控制，需切到REMOTE；手动示教时必须回到TEACH。
• 坐标系显示：当前激活的是关节、直角、工具还是用户坐标系。这个显示直接决定轴操作键按下后机器人如何运动。
• 速度倍率：通常以百分比显示。首次示教建议不超过10%，确认轨迹无误后再逐步提高。
• 伺服状态：ON/OFF。伺服OFF时，轴操作键无效，这是防止误动作的重要保护。
• 报警与消息：出现报警时，先记录报警代码，再按复位。不要盲目反复上电。

三、坐标系概念：手动操作的方向基准

坐标系是手动操作的核心。MOTOMAN机器人常用四种坐标系：

• 关节坐标系（JOINT）：每个轴独立运动，轴操作键对应S、L、U、R、B、T六个轴。适合回零、避障和单轴微调。
• 直角坐标系（WORLD/Base）：以机器人基座为原点，X、Y、Z为直线方向，Rx、Ry、Rz为绕轴旋转。适合沿工件边缘走直线。
• 工具坐标系（TOOL）：以焊枪末端TCP为原点。焊接示教中，工具坐标系最常用，因为焊枪姿态变化时，TCP位置保持不变。
• 用户坐标系（USER）：以工件或夹具上的某一点为原点。适合多工件、多工位场景，可减少重复示教。

方向约定必须统一：以机器人基座为参照，X正方向通常指向机器人前方，Y正方向指向左侧，Z正方向指向上方。工具坐标系下，Z正方向通常沿焊枪轴线指向工件。切换坐标系后，同样的轴操作键会产生完全不同的运动方向，因此每次切换后应先低速点动确认。

四、手动操作安全规范

手动操作是焊接机器人调试中风险最高的环节。以下规范应作为现场硬性要求：

1. 速度限制：首次示教速度倍率不超过10%，确认轨迹后再逐级提升。任何异常立即松开轴操作键。
2. 单手操作原则：一手始终放在急停按钮附近，另一手操作轴键。禁止双手同时离开急停区域。
3. 伺服使能确认：伺服ON前，确认机器人周围无人、无干涉物，焊枪与工件保持安全距离。
4. 坐标系确认：每次切换坐标系后，先点动1～2mm，观察实际运动方向是否与预期一致。
5. 焊接信号隔离：手动示教时，应关闭焊机输出或断开起弧信号，防止误起弧。可在I/O界面确认焊接使能信号为OFF。
6. 急停复位：急停按下后，必须排除危险源再复位。复位后先低速点动，确认机器人状态正常。
7. 示教器线缆：避免线缆被夹具或工件压住，防止拉扯导致接口损坏或误动作。

五、实操示例：从零到安全点动

假设一台DX200控制柜配焊接机器人，首次上电后的安全点动流程如下：

1. 确认控制柜输入电压为AC 200V，断路器合闸。
2. 检查示教器接口连接牢固，急停按钮处于释放状态。
3. 打开控制柜主电源，等待示教器启动完成。
4. 将模式旋钮切到TEACH，速度倍率设为5%。
5. 按伺服ON，观察伺服状态显示为ON。
6. 选择关节坐标系，点动S轴（+）约2°，观察机器人缓慢转动。
7. 切换直角坐标系，点动Z轴（+）约2mm，确认向上运动。
8. 切换工具坐标系，点动Z轴（+）约2mm，确认沿焊枪轴线方向运动。
9. 按伺服OFF，记录各坐标系下的运动方向，形成操作笔记。

这个流程的关键不是“按了哪些键”，而是每一步都在验证“当前坐标系下，轴操作键对应的实际运动方向”。焊接示教中，工具坐标系下的Z轴通常用于调整焊枪高度，X/Y用于调整焊枪在工件表面的位置。只有把坐标系和运动方向对应清楚，后续的焊接轨迹示教才能稳定复现。