1. 课程导入与INFORM编程定位

MOTOMAN 是安川电机（Yaskawa）工业机器人产品线的统称，广泛应用于弧焊、点焊、搬运、喷涂、装配等场景。要让一台 MOTOMAN 机器人按生产节拍稳定工作，仅靠示教器手动按键记录点位远远不够：当工件型号切换、焊枪姿态需要微调、节拍要求压缩、或要与 PLC、视觉、焊接电源协同动作时，必须依靠机器人语言编写程序。MOTOMAN 控制器使用的机器人语言就是 INFORM（INdustrial robot FORMat 的缩写，也常写作 INFORM II / INFORM III，随控制器代次演进）。本课程围绕 INFORM 编程工程展开，从系统组成、语言定位、工程流程到实际编程与调试，逐步建立可落地的工程能力。

一、MOTOMAN 机器人系统的组成

理解 INFORM 编程，先要看清程序运行在什么样的系统里。一套典型的 MOTOMAN 工作站可拆成四层：

• 机械本体（Manipulator）：如 MH6、MA1440、GP25 等型号，由各轴伺服电机、减速机、编码器、制动器组成。编码器提供各轴角度反馈，是位置闭环的基础。
• 控制柜（Controller）：如 DX200、FS100、YRC1000 等。柜内含 CPU 单元、伺服驱动单元、I/O 单元、电源单元，以及存储系统程序和用户程序的存储区。INFORM 程序就存放在这里，并由控制器解释执行。
• 示教器（Programming Pendant）：带液晶屏与按键的人机接口，用于示教点位、编辑程序、查看报警、切换模式。它是编写 INFORM 程序最直接的入口。
• 外围设备：焊机、焊枪、夹具、气缸、视觉相机、安全光栅、PLC 等，通过 I/O 或现场总线与控制器交换信号。

这四层之间不是简单堆叠，而是存在明确的信号与控制关系：示教器把操作者意图送入控制器，控制器把运动指令解算为各轴位置指令发给伺服驱动，驱动机械本体运动；同时控制器通过 I/O 读取外围设备状态，并输出动作指令。INFORM 程序正是串起这条链路的“指挥脚本”。

二、INFORM 在控制器中的角色

INFORM 是一种面向工业机器人作业的解释型机器人语言。它不像 C 语言那样先编译成机器码，而是由控制器内的解释程序逐行读取、逐行执行。这一特性带来两个直接后果：一是程序修改后无需编译即可运行，便于现场调试；二是执行速度受解释开销影响，对节拍极敏感的场合需要合理组织程序结构。

INFORM 程序在控制器中通常以“JOB”（作业）为单位组织。一个 JOB 由若干命令行（也称指令行）构成，每行包含行号、指令和附加数据。常见的指令类别包括：

• 运动指令：MOVJ（关节插补）、MOVL（直线插补）、MOVC（圆弧插补）、MOVS（自由曲线）等，决定机器人如何从当前位姿到达目标位姿。
• I/O 指令：DOUT、DIN、WAIT、PULSE 等，用于读写通用 I/O 或专用 I/O，实现与焊机、夹具、PLC 的握手。
• 控制指令：JUMP、LABEL、IF、CALL、RET、TIMER、SET/RESET 等，用于分支、循环、子程序调用和逻辑控制。
• 变量与运算：位置变量（P）、字节型/整型/实数型变量（B/I/D/R）、算术与逻辑运算，用于参数化编程。

需要特别强调的是，INFORM 中的位置数据与运动指令是分离的。示教时记录的是“示教点”（如 P0001、P0002），运动指令引用这些点号。这样当工件位置整体偏移时，只需修改对应位置变量，而不必逐条改写运动指令，这是工程化编程的重要基础。

三、编程工程的整体流程

把 INFORM 编程当作“工程”而非“写几行指令”，意味着要遵循一条可复现的流程。典型流程如下：

1. 需求与工艺分析：明确工件、焊缝或搬运路径、节拍要求、精度要求、安全要求，确定需要哪些外围设备参与。
2. I/O 分配与信号定义：列出输入输出信号清单，例如“夹具夹紧确认”对应 IN#(1)，“焊机起弧”对应 OUT#(10)，并约定有效电平。
3. 坐标系与工具标定：设定工具坐标系（TCP）和用户坐标系，确保示教点位与工艺基准一致。
4. 示教点位：在示教器上手动移动机器人到关键位置，记录为位置变量，并检查姿态是否可达、是否接近奇异点。
5. 编写 JOB：按工艺顺序组合运动指令、I/O 指令和控制指令，必要时拆分为主程序与子程序。
6. 试运行与调试：先用低速、单步方式验证动作顺序和信号时序，再逐步提高速度。
7. 节拍与稳定性验证：连续运行若干循环，观察节拍、报警、位置偏差，确认满足生产要求后归档程序。

四、学习路径与本节定位

本课程后续将按“系统认知 → 语言基础 → 运动编程 → 信号与逻辑 → 工程案例 → 调试与优化”的顺序推进。本节作为导入，重点不是记住所有指令，而是建立三张“地图”：

• 系统地图：知道程序运行在控制柜里，通过伺服驱动控制本体，通过 I/O 连接外围设备。
• 语言地图：知道 INFORM 是解释型语言，程序以 JOB 为单位，指令分为运动、I/O、控制、变量四类。
• 工程地图：知道从需求分析到归档的完整流程，理解每一步的输入与输出。

有了这三张地图，后续学习具体指令时就能明确“它属于哪一类、在流程的哪一步使用、会影响系统中的哪个对象”。例如看到 MOVL 指令，就能联想到它属于运动指令，作用于机械本体，需要在工具坐标系标定之后使用；看到 WAIT IN#(1)=ON，就能联想到它属于 I/O 指令，用于等待夹具夹紧确认，属于流程中的信号交互环节。这种“指令—系统—流程”的对应关系，是 INFORM 编程工程能力的核心。

下面用一个最小的示例说明 INFORM 程序的基本形态（示例参数为教学假设，非实测结果）：

0000 NOP
0001 MOVJ P0001 VJ=50.00          ' 关节插补到待机点
0002 MOVL P0002 V=200.0           ' 直线插补到接近点
0003 WAIT IN#(1)=ON               ' 等待夹具夹紧确认
0004 DOUT OT#(10) ON              ' 输出起弧信号
0005 MOVL P0003 V=80.0            ' 低速直线焊接段
0006 DOUT OT#(10) OFF             ' 关闭起弧信号
0007 MOVJ P0001 VJ=50.00          ' 返回待机点
0008 END