項目一工業(yè)機器人繪圖編程與操作內(nèi)容任務(wù)一

認識工業(yè)機器人

任務(wù)二

工業(yè)機器人的手動操作任務(wù)三

繪圖機器人示教編程任務(wù)四

繪圖機器人程序運行與調(diào)試項目目標知識目標1.了解工業(yè)機器人的發(fā)展及應(yīng)用。2.熟悉工業(yè)機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及主要參數(shù)。3.掌握工業(yè)機器人的示教器手動操作、運動方式及安全規(guī)范。4.掌握工業(yè)機器人簡單的運動指令、子程序調(diào)用指令的運用。5.掌握工業(yè)機器人的示教器程序新建、保存和加載。6.掌握工業(yè)機器人單步、連續(xù)運行的步驟，執(zhí)行單步和連續(xù)運行并調(diào)式。技能目標1.能夠根據(jù)安全規(guī)程，對工業(yè)機器人進行正確的開機、關(guān)機和急停操作。2.能夠使用示教器，對工業(yè)機器人進行關(guān)節(jié)、線性等手動操作。3.能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，應(yīng)用運動指令繪制典型的圖形軌跡。4.能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，編寫工業(yè)機器人繪圖程序，并進行運行和調(diào)試。素質(zhì)目標1.培養(yǎng)深厚的愛國情懷和中華民族自豪感。2.培養(yǎng)精益求精的工匠精神和工作態(tài)度。3.培養(yǎng)協(xié)同合作能力，多參與實訓(xùn)室清潔、維護保養(yǎng)活動，熟悉“6S”管理制度。項目目標工業(yè)機器人應(yīng)用編程證書技能要求-初級1.1.1能夠通過示教盒或控制柜設(shè)定工業(yè)機器人手動、自動等運行模式1.1.3能夠根據(jù)操作手冊設(shè)定語言界面、系統(tǒng)時間、用戶權(quán)限等環(huán)境參數(shù)2.1.1能夠根據(jù)安全規(guī)程，正確啟動、停止工業(yè)機器人，安全操作工業(yè)機器人2.1.2能夠及時判斷外部危險情況，操作緊急停止按鈕等安全裝置2.1.4能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，使用示教盒對工業(yè)機器人進行單軸、線性、重定位等操作2.2.1能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，選擇和加載工業(yè)機器人程序2.2.2能夠使用單步、連續(xù)等方式，運行工業(yè)機器人程序3.1.2能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，使用直線、圓弧、關(guān)節(jié)等運動指令進行示教編程項目描述

工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器人。工業(yè)機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制系統(tǒng)來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編寫的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則進行作業(yè)。

本項目主要以多邊形和曲線圖形為例，利用工業(yè)機器人搭載的繪圖工具實訓(xùn)套件，通過示教器手動操作、編寫程序，實現(xiàn)各種形狀的平面及空間軌跡的繪制，同時單步、連續(xù)運行并調(diào)試繪圖機器人。平臺準備任務(wù)一認識工業(yè)機器人——任務(wù)準備

工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，具有柔性好、自動化程度高、可編程性好、通用性強等特點。在工業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)機器人的應(yīng)用能夠代替人進行單調(diào)重復(fù)的生產(chǎn)作業(yè)，或是在危險惡劣環(huán)境中的加工操作。

以機器人為標志的智能工廠制造廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，主要用于汽車制造、電氣電子、自動化生產(chǎn)等領(lǐng)域的搬運、焊接、噴涂、裝配、碼垛、涂膠、打磨、雕刻、檢驗等復(fù)雜作業(yè)。一、工業(yè)機器人的發(fā)展及應(yīng)用

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及主要參數(shù)任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

圖1-2工業(yè)機器人的總體結(jié)構(gòu)

圖1-3“三大部分六大系統(tǒng)”示意圖

工業(yè)機器人的總體結(jié)構(gòu)，如圖1-2所示，可以分為“三大部分六個子系統(tǒng)”。三大部分、六大系統(tǒng)是一個統(tǒng)一的整體，如圖1-3所示。三大部分為機械部分、傳感部分和控制部分，六個子系統(tǒng)可分為機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及主要參數(shù)任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

（1）按照拓撲結(jié)構(gòu)分類根據(jù)工業(yè)機器人機械結(jié)構(gòu)對應(yīng)的運動鏈的拓撲結(jié)構(gòu)，可將工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)分為3類：串聯(lián)結(jié)構(gòu)機器人、并聯(lián)結(jié)構(gòu)機器人和混合結(jié)構(gòu)機器人。圖1-4串聯(lián)機器人

圖1-5并聯(lián)機器人—任務(wù)準備二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及主要參數(shù)任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

（2）按照機器人的坐標系分類按照機器人的結(jié)構(gòu)形式的不同,可以分為直角坐標型工業(yè)機器人、圓柱坐標型工業(yè)機器人、球坐標型工業(yè)機器人和多關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人。a）直角坐標機器人

b）圓柱坐標機器人c）球坐標機器人

d）關(guān)節(jié)坐標機器人二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及主要參數(shù)任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

（3）按照驅(qū)動方式分類按照驅(qū)動方式的不同,可以分為液壓型工業(yè)機器人、電動型工業(yè)機器人、氣壓型工業(yè)機器人,其特點見表1-2。表1-2按照驅(qū)動方式分類分類特點電動型工業(yè)機器人目前用得較多的一類工業(yè)機器人,不僅因為電動機品種眾多,為工業(yè)機器人設(shè)計提供了多種選擇,也因為可以運用多種靈活控制的方法,早期多采用步進電機驅(qū)動,后期發(fā)展了直流伺服驅(qū)動單元,驅(qū)動單元或是直接驅(qū)動操作機,或者通過諸如諧波減速器的裝置在減速后驅(qū)動,結(jié)構(gòu)十分緊湊、簡單液壓型工業(yè)機器人液壓壓力比氣壓壓力大得多,故液壓型工業(yè)機器人具有較大的抓舉能力,可達上千牛頓,這類工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn),動作靈敏,但對于密封要求較高,且不宜在高溫或者低溫環(huán)境下使用氣壓型工業(yè)機器人以壓縮空氣來驅(qū)動操作機,其優(yōu)點是空氣來源方便,動作迅速,結(jié)構(gòu)簡單造價低,無污染;缺點是空氣具有可壓縮性,導(dǎo)致工作速度的穩(wěn)定性較差,這類工業(yè)機器人的抓舉力較小,一般只有幾十牛頓二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及主要參數(shù)任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)主要包括以下幾個方面：

（1）自由度：自由度是指機器人執(zhí)行機構(gòu)運動所需要的獨立坐標軸運動的數(shù)目，也就是機器人能活動的關(guān)節(jié)數(shù)量或電機軸數(shù)量。手指工具的自由度一般不包括在內(nèi)。機器人的自由度數(shù)一般等于關(guān)節(jié)數(shù)目，常用的自由度數(shù)一般不超過5～6個。

（2）額定負載：額定負載是指工業(yè)機器人在工作范圍內(nèi)的任何位置上，機械部分可以承受的最大質(zhì)量，一般以千克(kg)為單位，表示機器人的承載能力。

（3）動作范圍：也稱為工作空間，指機器人手腕參考點或末端執(zhí)行器安裝點所能到達的所有空間區(qū)域，有時也以機器人在XYZ方向的最大工作半徑作為動作范圍標準。二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及主要參數(shù)任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)主要包括以下幾個方面：

（4）定位精度與重復(fù)精度：定位精度指的是機器人到達指定點的精確程度，重復(fù)精度是指在相同的位置指令下，機器人連續(xù)重復(fù)若干次動作，其位置的偏差分散情況的最大值。（5）最大速度：最大速度指在各軸聯(lián)動的情況下，機器人手腕中心所能達到的最大線速度。（6）其他參數(shù)：還包括運動學(xué)參數(shù)、動力學(xué)參數(shù)、控制參數(shù)、傳感參數(shù)、編程參數(shù)、維護參數(shù)等。三、工業(yè)機器人的操作準備任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備1.工業(yè)機器人及控制系統(tǒng)基本組成：采用FANUC機器人，由工業(yè)機器人、控制器及示教器三部分組成。它的控制系統(tǒng)主要由機器人控制器、示教器、外圍控制系統(tǒng)以及相關(guān)電纜組成。1-工業(yè)機器人本體

2-機器人控制器

3-示教盒

4-外圍控制系統(tǒng)5-電源電纜

6-示教盒電纜

7-編碼器電纜

8-動力電纜圖1-7工業(yè)機器人控制系統(tǒng)三、工業(yè)機器人的操作準備任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

FANUC工業(yè)機器人Mate控制器是工業(yè)機器人的控制機構(gòu),是工業(yè)機器人控制核心。FANUC200iD系列機器人使用R-30iBMate控制柜。圖1-8R-30iBMate控制柜外部模塊三、工業(yè)機器人的操作準備任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備

2.工業(yè)機器人開機、關(guān)機和急停操作（1）工業(yè)機器人正確開機步驟1）檢查工業(yè)機器人周邊設(shè)備、作業(yè)范圍是否符合開機條件；2）檢查電源是否正常接入；3）確認控制柜和示教盒上的急停按鈕已經(jīng)旋起；4）打開工業(yè)機器人控制柜上電源開關(guān)（由0旋至1）；5）等待20s左右時間，示教盒畫面自動開啟，機器人開機完成。(2)工業(yè)機器人正確關(guān)機步驟1）將工業(yè)機器人示教器上模式開關(guān)切換到手動操作；2）手動操作機器人返回到原點位置；3）按下示教盒和控制柜上的急停按鈕；4）將示教盒放置到指定位置；5）關(guān)閉控制柜上的電源開關(guān)；6）整理機器人系統(tǒng)周邊設(shè)備、電纜、工件等物品。三、工業(yè)機器人的操作準備任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)準備3.工業(yè)機器人環(huán)境參數(shù)設(shè)置圖1-9示教器菜單界面

圖1-10示教器當(dāng)前語言設(shè)置圖1-11示教器菜單界面

圖1-12示教器當(dāng)前負載設(shè)置界面圖1-13示教器菜單界面

圖1-14示教器軸動作范圍設(shè)置界面計劃與決策任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)分析1.工作計劃引導(dǎo)問題1：了解工業(yè)機器人的開機、關(guān)機的規(guī)范操作步驟，以及如何在緊急情況下進行工業(yè)機器人的急停操作？引導(dǎo)問題2：了解工業(yè)機器人的環(huán)境參數(shù)有哪些，如何設(shè)置工業(yè)機器人的環(huán)境參數(shù)？2.進行決策引導(dǎo)問題1：分組討論該工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)功能，開關(guān)機操作步驟，合理分析工業(yè)機器人急停按鈕的使用方法。引導(dǎo)問題2：師生討論并確定工業(yè)機器人環(huán)境參數(shù)的合理設(shè)置和設(shè)置步驟。1、項目學(xué)習(xí)準備任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)實施1）根據(jù)任務(wù)要求，指導(dǎo)教師事先了解教學(xué)工業(yè)機器人工作平臺，清點設(shè)備臺套數(shù)，做好用電安全檢查好測試，做好預(yù)案（觀察路線、學(xué)生分組等）。2）指導(dǎo)教師對操作的安全規(guī)范做出要求，并進行學(xué)生任務(wù)分配，如表1-2所示。任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)實施2.認識工業(yè)機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成

組織課堂學(xué)習(xí)，認識工業(yè)機器人本體、示教器及控制系統(tǒng)，觀察記錄控制器面板上的按鈕及功能。任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)實施3.對工業(yè)機器人進行開機、關(guān)機和急停操作根據(jù)實訓(xùn)室安全操作規(guī)范，請同學(xué)們進行工業(yè)機器人啟動、停止及急停的操作探討，并將機器人操作的每個步驟進行記錄在表1-4中，并將機器人的示教器進行合理放置與檢查。任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)實施4.對工業(yè)機器人的環(huán)境參數(shù)進行設(shè)置以小組為單位，在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下，觀察設(shè)置工業(yè)機器人語言、負載和軸動作范圍；其中將語言設(shè)置為中文，手臂負載軸#1和軸#3數(shù)值設(shè)置為10，并根據(jù)機器人型號設(shè)置軸動作范圍，理清工業(yè)機器人環(huán)境參數(shù)的設(shè)置方法，并記錄與表1-5中。5.實訓(xùn)總結(jié)任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)評價任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)評價任務(wù)一認識工業(yè)機器人—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.工業(yè)機器人的定義及系統(tǒng)組成，具有哪些分類？2.工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)包括哪些？3.工業(yè)機器人的精度和重復(fù)定位精度其主要有什么區(qū)別？4.簡述工業(yè)機器人開機、關(guān)機和急停的操作步驟。5.工業(yè)機器人修改負載參數(shù)的作用是什么？6.查閱資料，記錄3種以上工業(yè)機器人的J1-J6的動作范圍，比較工作范圍的大小。任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)準備

工業(yè)機器人示教器是一種手持式操作員裝置，用于執(zhí)行與操作機器人系統(tǒng)有關(guān)的許多任務(wù)：編寫程序、運行程序、修改程序、手動操縱、參數(shù)配置、監(jiān)控機器人狀態(tài)等。示教器包括使能器按鈕、急停按鈕和一些功能按鈕。工業(yè)機器人操作時通常是左手手持示教盒，右手進行操作。工業(yè)機器人示教盒的手持方式如圖1-15所示。一、認識工業(yè)機器人示教器

任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)準備

示教盒使能按鍵是工業(yè)機器人為保證操作人員人身安全而設(shè)置的，只有在按下使能器按鈕，并保證在“電機開啟”的狀態(tài)，才能對機器人進行手動操作與程序調(diào)試。示教器界面按鍵功能，如圖1-16所示。一、認識工業(yè)機器人示教器

任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)準備

工業(yè)機器人坐標系是為確定機器人的位置和姿態(tài)而在機器人空間上進行定義的位置坐標系統(tǒng)。常用的機器人坐標系有:關(guān)節(jié)坐標系、世界坐標系、工具坐標系、用戶坐標系等。其中世界坐標系、工具坐標系、用戶坐標系均屬于直角坐標系。機器人大部分坐標系都是笛卡爾直角坐標系，符合右手規(guī)則。二、工業(yè)機器人坐標系

圖1-17關(guān)節(jié)坐標系

圖1-18世界坐標系任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)準備

1.工業(yè)機器人手動操作關(guān)節(jié)運動

按下示教器上的POSN按鍵，選擇關(guān)節(jié)坐標系顯示位置信息，操作者可以查看工業(yè)機器人的當(dāng)前關(guān)節(jié)坐標系位置狀態(tài)數(shù)據(jù)，如圖1-19所示。

手動關(guān)節(jié)坐標系操作時，如圖1-20所示，需要按“COORD”按鍵，將工業(yè)機器人切換到關(guān)節(jié)坐標系下。運動時，按住“使能鍵+SHIFT鍵”，同時配合J1-J6按鍵操作機器人進行關(guān)節(jié)運動。三、機器人手動操作關(guān)節(jié)和線性運動

任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)準備

2.工業(yè)機器人手動操作線性運動

工業(yè)機器人示教操作時，通常采用手動世界坐標系操作，通過X、Y、Z軸的正負移動，將工業(yè)機器人末端工具移動到目標位置進行現(xiàn)場示教。手動世界坐標系操作時，需要按“COORD”按鍵，將工業(yè)機器人切換到世界坐標系下。運動時，按住“使能鍵+SHIFT鍵”，同時配合X、Y、Z三個方向的移動和旋轉(zhuǎn)按鍵操作機器人進行線性運動。三、機器人手動操作關(guān)節(jié)和線性運動

計劃與決策任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)分析1.工作計劃引導(dǎo)問題1：工業(yè)機器人手動操作時，如圖1-22，控制器和示教器如何進行設(shè)置？引導(dǎo)問題2：工業(yè)機器人手動操作時，世界坐標系和按鍵如何配合使用？

計劃與決策任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)分析2.進行決策引導(dǎo)問題1：分組討論該機器人關(guān)節(jié)坐標系，分析手動關(guān)節(jié)操作步驟和調(diào)試。引導(dǎo)問題2：師生討論并確定工業(yè)機器人手動線性操作路徑、速度和操作調(diào)試方法。任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)實施工業(yè)機器人手動操作關(guān)節(jié)運動根據(jù)工作任務(wù)要求，進行操作工業(yè)機器人關(guān)節(jié)運動，具體步驟如下：將工業(yè)機器人控制柜上的模式切換開關(guān)撥到T1/T2；釋放工業(yè)機器人控制柜急停按鈕；將示教器TP開關(guān)切換到ON；按下使能開關(guān)；按下示教器上的恢復(fù)鍵[RESET]，消除異常報警；選擇[COORD]選擇關(guān)節(jié)坐標系；四指按住使能按鍵，拇指按住[SHIFT]鍵，配合關(guān)節(jié)運動按鍵，進行工業(yè)機器人關(guān)節(jié)坐標運動操作，使J1-J6關(guān)節(jié)運動。2.工業(yè)機器人手動操作線性運動根據(jù)工作任務(wù)要求，進行操作工業(yè)機器人線性運動，具體步驟如下：1）將工業(yè)機器人控制柜上的模式切換開關(guān)撥到T1/T2；2）釋放工業(yè)機器人控制柜急停按鈕；3）將示教器TP開關(guān)切換到ON；4）按下使能開關(guān)；5）按下示教器上的恢復(fù)鍵[RESET]，消除異常報警；6）選擇[COORD]選擇世界坐標系。任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作——任務(wù)評價任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作—任務(wù)評價任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.工業(yè)機器人具有哪幾種運動方式？2.工業(yè)機器人如何可以實現(xiàn)關(guān)節(jié)運行，具體操作步驟是怎么樣的？3.工業(yè)機器人如何可以實現(xiàn)線性運行，具體操作步驟是怎么樣的？4.簡述工業(yè)機器人關(guān)節(jié)運動應(yīng)用的場合，舉個例子。5.簡述工業(yè)機器人線性運動應(yīng)用的場合，舉個例子。任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)準備

1.關(guān)節(jié)運動指令

一般起始點使用J關(guān)節(jié)指令。機器人將TCP沿最快速軌跡送到目標點，機器人的姿態(tài)會隨意改變，TCP路徑不可預(yù)測。機器人最快速的運動軌跡通常不是最短的軌跡，因而關(guān)節(jié)軸運動不是直線。由于機器人軸的旋轉(zhuǎn)運動，弧形軌跡會比直線軌跡更快，關(guān)節(jié)運動示意圖如圖1-23所示。一、工業(yè)機器人的運動指令

（1）指令格式JP[1]100%FINEJP[1]100%CNT100（2）指令格式說明：1）J：機器人關(guān)節(jié)運動；2）P[1]：目標點；3）100%：機器人關(guān)節(jié)以100%速度運動；4）FINE：單行指令運動結(jié)束稍作停頓；5）CNT100：機器人運動中兩行指令以100mm半徑圓弧過度。任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)準備

2.線性運動指令

線性運動指令也稱直線運動指令。工具的TCP按照設(shè)定的姿態(tài)從起點勻速移動到目標位置點，TCP運動路徑是三維空間中P[1]點到P[2]點的直線運動，如圖1-24所示。直線運動的起始點是前一運動指令的示教點，結(jié)束點是當(dāng)前指令的示教點。一、工業(yè)機器人的運動指令

（1）指令格式1:L P[1] 100mm/secFINE2:L P[1] 100mm/secCNT100（2）指令格式說明：1）L：機器人直線運行。2）P[1]：目標點。3）100mm/sec：機器人TCP點以100mm/sec速度運動。4）FINE：單行指令運動結(jié)束稍作停頓5）CNT100：機器人運動中兩行指令以100mm半徑圓弧過度。任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)準備

3.圓弧運動指令

圓弧運動指令也稱為圓弧插補運動指令。三點確定唯一圓弧，因此，圓弧運動需要示教三個圓弧運動點，起始點P1是上一條運動指令的末端點，P2是中間輔助點，P3是圓弧終點，如圖1-26所示。一、工業(yè)機器人的運動指令

（1）指令格式CP[2]P[3] 2000mm/secFINE（2）指令格式說明：1）C：機器人圓弧運動。2）P[2]：圓弧中間點。3）P[3]：圓弧終點。4）2000mm/sec：機器人運行速度。5）FINE：單行指令運動結(jié)束稍作停頓。任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)準備

二、工業(yè)機器人程序的創(chuàng)建

工業(yè)機器人應(yīng)用程序，由工業(yè)機器人為進行作業(yè)而由用戶記錄的指令，以及其它附帶信息構(gòu)成，程序除了記錄機器人進行作業(yè)的程序信息外，還有就程序?qū)傩赃M行定義的程序詳細信息。機器人程序創(chuàng)建與編輯如右圖所示。計劃與決策1.工作計劃引導(dǎo)問題1：工業(yè)機器人運動指令有哪些，如圖1-28，列舉繪圖模塊中具體平面和曲面圖形需要的指令？引導(dǎo)問題2：應(yīng)用工業(yè)機器人示教器，如圖1-29所示，闡述示教編程原理與步驟？

任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)分析計劃與決策任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)分析2.進行決策引導(dǎo)問題1：分組討論該工業(yè)機器人的示教過程，記錄示教指令和步驟。引導(dǎo)問題2：師生討論并確定工業(yè)機器人示教軌跡、示教思路和編輯方法。任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)實施1.繪圖機器人工作站的準備繪圖機器人工作站由6軸工業(yè)機器人、繪圖工具和繪圖模塊等組成。繪圖模塊安裝于設(shè)備的合適位置,繪圖工具安裝于工業(yè)機器人法蘭盤上。繪圖機器人需要完成平面三角形、平面風(fēng)車、曲面整圓、曲面凹字形圖案的繪制。

2.編寫繪圖機器人程序根據(jù)工作任務(wù)要求,設(shè)計繪制平面三角形、平面風(fēng)車、曲面整圓、曲面凹字形圖案的程序,程序見表1-12~表1-15。任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)實施任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)實施3.繪圖機器人程序的創(chuàng)建及示教過程

使用FANUC工業(yè)機器人示教器創(chuàng)建及示教繪圖機器人程序的步驟如下:1)按[SELECT]鍵進入程序目錄界面。2)按[F2](創(chuàng)建)功能鍵,進入程序創(chuàng)建命名界面,完成程序命名。

3)按[EDIT]鍵進入程序編輯界面。4)按[F1]功能鍵,選擇所需運動指令,按[ENTER]鍵確認。5)移動工業(yè)機器人到所需位置,重復(fù)步驟4),進行后續(xù)點的示教。6)按住[SHIFT]鍵+[F5](示教)功能鍵,可以修改示教工業(yè)機器人目標點位置,并進行記錄。任務(wù)三繪圖機器人示教編程——任務(wù)評價任務(wù)三繪圖機器人示教編程—任務(wù)評價任務(wù)三

繪圖機器人示教編程—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.FANUC工業(yè)機器人的運動可以分為哪幾類?分別寫出運動指令范例。2.工業(yè)機器人圓弧指令需要示教幾個點?3.運動指令中CNTK的意義是什么?CNTK和FINE的區(qū)別是什么?4.簡述繪圖機器人示教程序的步驟。5.簡述線性指令和關(guān)節(jié)指令應(yīng)用的區(qū)別。6.查閱FANUC工業(yè)機器人手冊,簡述工業(yè)機器人其他的指令類型。任務(wù)四工業(yè)機器人繪圖程序運行與調(diào)試——任務(wù)準備一、手動運行工業(yè)機器人

一、手動運行工業(yè)機器人

工業(yè)機器人手動運行有順序單步、逆序單步、順序連續(xù)運行。執(zhí)行程序時,可以從第一行開始,也可以從光標定位的程序行開始,但必須保證工業(yè)機器人從當(dāng)前姿態(tài)運行到光標定位的程序行的姿態(tài)的動作變化幅度不至于太大,否則工業(yè)機器人會出現(xiàn)“不能到達”報警。在T1/T2模式下,同時按住[SHIFT]+[FWD/BWD]鍵開始執(zhí)行。

按單步鍵[STEP],狀態(tài)欄的“單步”功能會在有效和無效之間切換,就可以實現(xiàn)單步運行與連續(xù)運行的切換。

1.順序單步執(zhí)行機器人控制柜模式開關(guān)為T1/T2,具體步驟如下：1）將示教TP開關(guān)打到ON

狀態(tài)；2）按住示教器使能開關(guān)；3）移動光標到將要執(zhí)行的程序指令處；4）按下示教器面板上[STEP]按鍵，將機器人運行切換到單步狀態(tài)，此時[STEP]單步指示顯示；5）按住[SHIFT]按鍵，每按一下機器人程序運行鍵[FWD]正向運行，機器人執(zhí)行一條指令，程序執(zhí)行完畢，機器人停止運動。2.順序連續(xù)運行機器人控制柜模式開關(guān)為T1/T2,具體步驟如下：1）將示教TP

開關(guān)打到ON

狀態(tài)；2）按住示教器使能開關(guān)；3）移動光標到將要執(zhí)行的程序指令處；4）按下示教器面板上[STEP]按鍵，將機器人運行切換到連續(xù)狀態(tài)，此時[STEP]單步指示不顯示；5）按住[SHIFT]按鍵，按下機器人程序運行鍵[FWD]正向運行，機器人執(zhí)行按順序執(zhí)行指令，程序執(zhí)行完畢，機器人停止運動。任務(wù)四工業(yè)機器人繪圖程序運行與調(diào)試——任務(wù)準備二、工業(yè)機器人子程序的調(diào)用

二、工業(yè)機器人子程序的調(diào)用

工業(yè)機器人在程序創(chuàng)建時，可以創(chuàng)建主程序和子程。機器人主程序?qū)ψ映绦蛘{(diào)用的定義就是在機器人執(zhí)行完第一個子程序后，返回到主程序繼續(xù)執(zhí)行其他子程序，直到執(zhí)行完所有子程序。子程序的調(diào)用有助于簡化主程序，優(yōu)化編程思路,其主要調(diào)用步驟如下：1）視圖切換，點擊[指令]按鈕；2）選用調(diào)用CALL指令；3）選擇調(diào)用子程序，點擊確定，導(dǎo)入子程序。計劃與決策1.工作計劃引導(dǎo)問題1:簡述單步、

連續(xù)運行繪圖機器人程序的步驟。引導(dǎo)問題2:連續(xù)運行繪圖機器人操作中,如何創(chuàng)建主程序和子程序,并調(diào)用子程序?

任務(wù)四工業(yè)機器人繪圖程序運行與調(diào)試——任務(wù)分析2.進行決策引導(dǎo)問題1:基于繪圖機器人程序,分組討論單步、

連續(xù)運行的區(qū)別,調(diào)試效果是否相同?引導(dǎo)問題2:師生討論并確定繪圖機器人主程序創(chuàng)建和子程序調(diào)用的方案,并確定調(diào)試步驟。任務(wù)四工業(yè)機器人繪圖程序運行與調(diào)試——任務(wù)實施1.繪圖機器人主程序創(chuàng)建和子程序調(diào)用

首先創(chuàng)建繪圖機器人的主程序RSR0101,依次創(chuàng)建和示教HOME點、接近點、離開點;然后在接近點后依次調(diào)用繪制平面三角形、平面風(fēng)車、曲面整圓、曲面凹字形圖案的子程序。調(diào)用子程序的界面如圖1-30所示。2.手動運行繪圖機器人程序下面以繪圖機器人程序為例,介紹如何連續(xù)、單步運行工業(yè)機器人。1)按示教器上[STEP]鍵,將設(shè)置里面的單步模式改為連續(xù)模式,左上角“單步”標志由黃色變?yōu)榛疑?如圖1-31所示。2)模式選擇完成后,光標對準程序始點,按程序運行鍵[FWD],工業(yè)機器人向前連續(xù)運行,通過調(diào)節(jié)[+%]、[-%]鍵可以實現(xiàn)工業(yè)機器人的速度調(diào)試。3)按[STEP]鍵可以將工業(yè)機器人切換到單步運行模式,工業(yè)機器人按照一個程序段運行,實現(xiàn)單步調(diào)試。4)操作:首先單步運行主程序,觀察工業(yè)機器人的調(diào)試路徑;然后選擇連續(xù)運行模式,調(diào)整速度,進行工業(yè)機器人整機的調(diào)試。任務(wù)四工業(yè)機器人繪圖程序運行與調(diào)試——任務(wù)評價任務(wù)四工業(yè)機器人繪圖程序運行與調(diào)試——任務(wù)評價拓展訓(xùn)練1.在工業(yè)機器人程序創(chuàng)建中,如何定義主程序和子程序?2.繪圖機器人手動、

連續(xù)運行調(diào)試如何進行切換?3.繪圖機器人工作站中,需要創(chuàng)建幾個子程序,如何進行調(diào)用?4.簡述繪圖機器人整個程序運行過程速度的設(shè)置和調(diào)整方法。5.創(chuàng)建并調(diào)用子程序具有什么優(yōu)勢?任務(wù)四

工業(yè)機器人繪圖程序運行與調(diào)試——任務(wù)評價謝謝項目二工業(yè)機器人切割編程與操作內(nèi)容任務(wù)一

切割機器人工作站的安裝與準備

任務(wù)二

切割工具坐標系的標定與驗證任務(wù)三

切割機器人示教編程任務(wù)四

切割機器人程序運行與調(diào)試項目目標知識目標1)認識切割機器人工作站。2)認識工業(yè)機器人工具快換裝置。3)掌握工業(yè)機器人運動指令和參數(shù)。4)掌握工業(yè)機器人工具坐標系和工件坐標系的創(chuàng)建方法。5)掌握工業(yè)機器人程序、配置文件等的導(dǎo)入、導(dǎo)出方法。6)掌握直線、圓弧、關(guān)節(jié)等運動指令,并能夠進行示教編程。技能目標

1)能夠根據(jù)工作任務(wù)和布局圖要求,安裝切割機器人工作站。

2)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,標定切割機器人工具坐標系和工件坐標系。

3)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,選擇和加載切割機器人程序。

4)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,進行切割機器人程序、配置文件的導(dǎo)入與導(dǎo)出。

5)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求,編寫切割機器人程序,并進行運行與調(diào)試。素質(zhì)目標

1)自覺履行職業(yè)道德準則和行為規(guī)范。

2)倡導(dǎo)尊崇勞模精神的社會風(fēng)尚,為弘揚勞動精神、勞模精神營造良好氛圍。

3)培養(yǎng)協(xié)同合作能力,多參與實訓(xùn)室清潔、維護保養(yǎng)活動,熟悉“6S”管理制度。項目目標工業(yè)機器人應(yīng)用編程證書技能要求-初級1.2.1能夠根據(jù)工作任務(wù)要求選擇和調(diào)用世界坐標、基坐標、用戶(工件)、工具等坐標系1.2.2能夠根據(jù)操作手冊，創(chuàng)建工具坐標系，并使用四點法、六點法等方法進行工具坐標系標定1.2.3能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，創(chuàng)建用戶（工件）坐標系，并使用三點法等方法進行用戶（工件）坐標系標定2.1.3能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，選擇和使用手爪、吸盤、焊槍等末端操作器2.1.4能夠根據(jù)工作任務(wù)要求使用示教盒，對工業(yè)機器人進行單軸、線性、重定位等操作2.2.1能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，選擇和加載工業(yè)機器人程序2.2.3能夠使用單步、連續(xù)等方式，運行工業(yè)機器人程序2.3.3能夠進行工業(yè)機器人程序、配置文件等導(dǎo)入導(dǎo)出3.1.2能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，使用直線、圓弧、關(guān)節(jié)等運動指令進行示教編程項目描述

隨著汽車、3C電子及鈑金等行業(yè)的飛速發(fā)展,零部件和特殊型材的切割加工呈現(xiàn)批量化、多樣化、高精度化的趨勢。工業(yè)機器人和光纖激光所組成的機器人激光切割系統(tǒng)具有工業(yè)機器人的特點,能夠自由、靈活地實現(xiàn)各種復(fù)雜三維曲線加工軌跡,相對于傳統(tǒng)的加工方法,機器人激光切割系統(tǒng)在滿足精確性要求的同時,能很好地提高整個激光切割系統(tǒng)的柔性,占用更少的空間,具有更高的經(jīng)濟性和競爭力。本項目主要以切割機器人工作站為例,利用工業(yè)機器人搭載切割工具和切割示教板等實訓(xùn)套件,通過安裝切割機器人工作站,標定工具坐標系和工件坐標系,導(dǎo)入、導(dǎo)出切割機人程序,編寫和調(diào)試程序等任務(wù),使切割工具在切割示教板上進行文字切割,并通過單步、連續(xù)和自動運行的步驟,執(zhí)行切割機器人單步、連續(xù)、自動運行和調(diào)式。平臺準備任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

一、切割機器人工作站的組成及功能切割機器人工作站包含工業(yè)機器人、切割示教板和切割工具等模塊,切割示教板和切割工具如圖2-1所示。切割機器人工作站的主要功能是:首先切割工具通過快換裝置安裝到工業(yè)機器人法蘭盤上;然后切割示教板吸附一張附有圖案的A4紙,A4紙上的圖案可自行設(shè)置,以作為切割的對象;最后將該模塊安裝在桌面的合適位置,推起面板選擇一個合適的傾斜度進行切割機器人的編程。一、切割機器人工作站的組成及功能任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

二、工業(yè)機器人的快換夾具模塊快換裝置可快速更換不同的末端執(zhí)行器,以完成不同的作業(yè)任務(wù)?？鞊Q裝置能夠提高工程師對工業(yè)機器人的集成化設(shè)計,擴展工業(yè)機器人的應(yīng)用范圍。在快換裝置上提供必要的氣路和電路,以滿足不同末端執(zhí)行器的使用。幾種不同的末端執(zhí)行器如圖2-2所示。工業(yè)機器人的快換裝置由主盤和工具盤組成,如圖2-3所示,主盤安裝在工業(yè)機器人手腕上,工具盤與末端執(zhí)行器連接。二、工業(yè)機器人的快換裝置任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

二、工業(yè)機器人的快換裝置

本項目采用的切割夾具,通過快換裝置與工業(yè)機器人法蘭盤連接?？鞊Q裝置模塊動作I/O信號見表2-2,當(dāng)RO[1]端口為ON時裝上工具,為OFF時卸掉工具;當(dāng)RO[3]端口為ON時手爪夾緊,為OFF時手爪松開。任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

三、切割示教板的安裝布局

現(xiàn)有一臺切割機器人工作站,工作站由FANUC工業(yè)機器人、切割示教板等組成,工業(yè)機器人布局圖與切割示教板模塊如圖2-4所示。關(guān)節(jié)坐標系下工業(yè)機器人的工作原點位置為[0°,0°,0°,0°,-90°,0°]。計劃與決策任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)分析1.工作計劃引導(dǎo)問題1:了解切割機器人工作站的組成及功能,思考如何安裝工業(yè)機器人的切割工具,如圖2-5所示。引導(dǎo)問題2:工業(yè)機器人的I/O界面如圖2-6所示,如何進行RO[1]端口的設(shè)置?計劃與決策任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)分析2.進行決策

引導(dǎo)問題1:分組討論該切割機器人工作站的安裝步驟,合理分析工業(yè)機器人的工作空間。引導(dǎo)問題2：師生討論并確定切割模塊的安裝和控制方式,并設(shè)置HOME點。1、項目學(xué)習(xí)準備任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施1）根據(jù)任務(wù)要求,指導(dǎo)教師事先了解教學(xué)切割機器人工作站,清點設(shè)備所需的功能模塊,做好用電安全檢查和測試,做好預(yù)案(觀察路線、學(xué)生分組等)。2）指導(dǎo)教師對操作的安全規(guī)范做出要求，并進行學(xué)生任務(wù)分配，如表2-3所示。任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施2.認識切割機器人工作站的組成及功能通過課堂學(xué)習(xí),認識工業(yè)機器人本體、切割工具及切割示教板模塊,觀察并記錄各部分的安裝及布局位置。3.對切割機器人工作站進行硬件搭建根據(jù)實訓(xùn)室安全操作規(guī)范,對切割機器人工作站進行硬件搭建,其步驟如下:1)打開模塊存放柜,找到切割模塊套件、快換裝置以及內(nèi)六角扳手。2)選擇合適的螺釘,把切割模塊套件安裝至切割機器人操作空間的合理位置。3)安裝切割工具:首先把切割工具與切割機器人的快換裝置安裝至切割機器人六軸法蘭盤上,然后把切割工具安裝至另一個快換裝置上,連接氣路。4)將切割工具放置于夾具架上,完成硬件布局。任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施4.對切割機器人進行示教和I/O測試將對切割機器人進行示教和I/O測試的步驟填在表2-4中。5.實訓(xùn)總結(jié)任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)評價任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)評價任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.切割機器人主要應(yīng)用在哪些行業(yè)及領(lǐng)域?具有什么特點?2.切割機器人工作站的組成及功能是什么?3.工業(yè)機器人的快換裝置具有什么優(yōu)勢?如何進行安裝?4.如何進行工業(yè)機器人I/O設(shè)置,本任務(wù)主要用到的I/O類型是什么?5.簡述切割機器人工作站安裝的過程。任務(wù)二切割工具坐標系的標定與驗證——任務(wù)準備

一、認識工業(yè)機器人工具坐標系

工具坐標系是用來定義TCP的位置和工具姿態(tài)的

坐

標

系,如

圖2-7所

示。

工

具

坐

標

系

將TCP設(shè)為原點,由此定義工具的位置和方向。工具坐標系由TCP的位置(X、Y、Z)和工具的姿態(tài)(W、P、R)構(gòu)成。TCP的位置是通過相對法蘭接口坐標系的TCP坐標值X、Y、Z來定義的。一、認識工業(yè)機器人工具坐標系

任務(wù)二切割工具坐標系的標定與驗證——任務(wù)準備二、工業(yè)機器人工具坐標系的標定方法

工具坐標系的標定方法有很多,如三點法、四點法、六點法以及直接輸入法。下面以三點法、六點法和直接輸入法為例進行工具坐標的標定。

(1)三點法

(TCP自動設(shè)定)設(shè)定工具坐標系原點(刀具坐標系的X、Y、Z)進行示教,使參考點1、2、3以不同的姿勢指向一點。由此自動計算TCP的位置,要進行正確設(shè)定,盡量使三個參考點的狀態(tài)方向各不相同。

(2)六點法

首先像三點示教法一樣設(shè)定工具坐標系原點,然后調(diào)整工具姿勢進行示教,使參考點1、2、3以不同的姿勢指向原點并進行記錄,最后記錄沿平行于工具坐標系X軸方向的一點、XZ平面上的一點,通過六點示教自動設(shè)定TCP。

(3)直接輸入法

不同于三點法和六點法,直接輸入法不需要進行示教,該方法是在已經(jīng)得到需求的工具數(shù)據(jù)的情況下,將得到的數(shù)據(jù)直接輸入相應(yīng)的工具坐標系中,即可計算出TCP的位置。任務(wù)二切割工具坐標系的標定與驗證——任務(wù)準備三、工具坐標系的標定過程

1.

以六點法為例創(chuàng)建工具坐標系

2.以直接輸入法為例創(chuàng)建工具坐標系：在六點

法1)~3)步驟的基礎(chǔ)上,按[F2](方法)鍵,選擇直接輸入法,彈出利用直接輸入法設(shè)定工具坐標系的界面,如圖2-10所示,可以直接輸入相應(yīng)的

坐標參數(shù),確定工具坐標系。3.工具坐標系驗證

計劃與決策任務(wù)二切割工具坐標系的標定與驗證——任務(wù)分析1.工作計劃

引導(dǎo)問題1:手動操作切割機器人時,為什么要標定切割工具坐標系?工業(yè)機器人示教器和切割工具如圖2-11所示。

引導(dǎo)問題2:手動操作切割機器人時,如何利用示教器來驗證切割工具坐標系?

2.進行決策

引導(dǎo)問題1:分組討論該機器人切割工具坐標系的標定方法和步驟。

引導(dǎo)問題2:師生討論并確定切割工具坐標系切換方法以及手動線性調(diào)試、驗證方法。

任務(wù)二切割工具坐標系的標定與驗證——任務(wù)實施

根據(jù)工業(yè)機器人切割工具坐標系六點法和直接輸入法，進行工業(yè)機器人切割工具坐標系的標定訓(xùn)練，同時探索三點法和四點法的標定方法，并驗證。

1.標定工業(yè)機器人切割工具坐標系將使用不同方法來標定切割工具坐標系的具體步驟記錄在表2-8中。2.驗證切割工具坐標系

如果TCP設(shè)定精確,可以看到工具參考點與固定點始終保持接觸,而切割機器人只會改變姿態(tài)。任務(wù)二切割工具坐標系的標定與驗證——任務(wù)評價任務(wù)二切割工具坐標系的標定與驗證—任務(wù)評價任務(wù)二工業(yè)機器人的手動操作—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.工業(yè)機器人工具坐標系的定義是什么?為什么要對其進行標定?2.工具坐標系的標定方法有哪些?3.工具坐標系標定后的驗證方法是什么?4.工業(yè)機器人如何進行工具坐標系標定?簡述具體操作步驟。5.簡述工業(yè)機器人在哪些應(yīng)用場合需要標定工具坐標系,并舉例說明。任務(wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)準備

一、認識工業(yè)機器人工件坐標系一、認識工業(yè)機器人工件坐標系

工件坐標系又稱用戶坐標系,它是用戶對每個作業(yè)空間進行定義的笛卡兒坐標系。它用于位置寄存器的示教和執(zhí)行、位置補償指令的執(zhí)行等。未標定工件坐標系時,它將由世界坐標系替代。

任務(wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)準備二、工件坐標系的標定方法

工件坐標系標定方法有三點法、

四點法、

直接輸入法三種。

新的工件坐標系是根據(jù)默認的工件坐標系變化得到的,新的工件坐標系的位置和姿態(tài)相對空間是不變的。

工件坐標系指定工業(yè)機器人在工作平臺上的工作方向及線性運動方向。

建立工件坐標系可確定參考坐標系,可以確定工作臺上的運動方向,方便調(diào)試工業(yè)機器人。三、機器人程序的導(dǎo)入與導(dǎo)出

發(fā)那科機器人離線編程軟件ROBOGUIDE中的TP程序與現(xiàn)場機器人的TP程序可以相互導(dǎo)入和導(dǎo)出，所以可以用ROBOGUIDE做離線編程，然后將程序?qū)氲綑C器人控制器，也可將將現(xiàn)場的程序上傳到ROBOGUIDE軟件中。二、工件坐標系的標定方法計劃與決策1.工作計劃引導(dǎo)問題1:如何標定工業(yè)機器人工件坐標系?如圖2-14所示,簡述切割示教板模塊中工件坐標系的標定步驟。

引導(dǎo)問題2:工業(yè)機器人離線軌跡如圖2-15所示。

簡述離線程序?qū)肱c導(dǎo)出的方式與步驟。

任務(wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)分析計劃與決策任務(wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)分析2.進行決策

引導(dǎo)問題1:分組討論該切割機器人的工件坐標系標定步驟,深入探析切割機器人離線編程和真實環(huán)境如何映射且保持一致?

引導(dǎo)問題2:師生討論并確定切割機器人離線軌跡、程序?qū)氲乃悸泛途庉嫹椒?。任?wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)實施1.切割機器人工作站工件坐標系的標定。

1)按示教器上的[MENU](菜單)鍵,找到“6設(shè)置”,選擇“4坐標系”,然后按示教器上的[ENTER](確定)鍵。2)進入設(shè)置坐標系界面,選擇坐標系,按示教器上的[F3](坐標)鍵,選擇“3用戶坐標系”,然后按示教器上的[ENTER](確定)鍵。

3)進入用戶坐標系界面,選擇用戶坐標系1,按示教器上的[F2](詳細)鍵,進入設(shè)置界面,再次按示教器上的[F2](方法)鍵,選擇“1三點法”,進入三點法標定用戶坐標系設(shè)定界面,標定與離線仿真平臺中切割示教板相同位置的工件坐標系,三點法標定工件坐標系界面和效果圖如圖2-16所示。任務(wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)實施2.切割機器人程序的導(dǎo)入根據(jù)工作任務(wù)要求,導(dǎo)入切割圖案的程序。離線編程的主要程序如下。

本項目的程序可以采用以太網(wǎng)通信下載。在FANUC工業(yè)機器人離線編程軟件ROBOGUIDE中使用仿真器(Simulation)功能,不僅可監(jiān)控切割機器人的運行狀態(tài),還可實現(xiàn)切割程序的上傳和下載任務(wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)實施3.切割機器人程序的手動編輯與完善

導(dǎo)入切割機器人程序后,在示教器中進行HOME點的重新定位,編輯調(diào)整安全點、接近點、遠離點等示教點,添加自動切割工具和放置工具的模塊指令,完善整體程序。同時初步單步調(diào)試程序,確保調(diào)試的切割機器人程序在正確的坐標安全范圍之內(nèi),為后續(xù)的連續(xù)運行和自動運行做準備。任務(wù)三切割機器人示教編程——任務(wù)評價任務(wù)三切割機器人示教編程—任務(wù)評價任務(wù)三切割機器人示教編程—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.工業(yè)機器人工件坐標系的定義是什么?主要有哪幾種標定方法?2.工業(yè)機器人工件坐標系標定后如何驗證?3.工業(yè)機器人離線程序?qū)肱c導(dǎo)出的方法有哪些?導(dǎo)入后如何進行現(xiàn)場示教?4.工業(yè)機器人工件坐標系和工具坐標系為何要虛實一致?如果不一致會發(fā)生什么問題?5.簡述工業(yè)機器人在哪些應(yīng)用場合需要標定工件坐標系,并舉例說明。任務(wù)四切割機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)準備一、工業(yè)機器人的自動運行

1.自動運行的定義及功能自動運轉(zhuǎn)是從遙控裝置通過外圍設(shè)備I/0輸入來啟動程序的一種功能。自動運轉(zhuǎn)具有如下功能:（1）機器人啟動請求(RSR)功能；（2）程序號碼選擇(PNS)功能；（3）自動運轉(zhuǎn)啟動信號(PRODSTART輸入)，從第1行啟動當(dāng)前所選的程序。程序處在暫?；驁?zhí)行中的情況下，忽略該信號；（4）通過循環(huán)停止信號(CSTOPI輸入)來結(jié)束當(dāng)前執(zhí)行的程序；（5）通過外部啟動信號(START輸入)來啟動當(dāng)前暫停中的程序。2.工業(yè)機器人自動運行的方式工業(yè)機器人常用的自動運行方式：RSR(RobotServiceRequest)機器人服務(wù)請求方式和PNS(ProgramNo.Select)機器人程序編號選擇啟動方式。3.自動運行的執(zhí)行條件：通過外圍設(shè)備I/O輸入來啟動程序時，需要將機器人置于遙控狀態(tài)。（1）控制柜模式開關(guān)置于開啟（ON）；（2）非單步執(zhí)行狀態(tài)；（3）控制柜模式開關(guān)打到自動（AUTO）檔；（4）自動模式為外部控制（REMOTE）。專用外部信號（ENABLEUISIGNAL）設(shè)置為“啟用”，如圖2-21所示.（5）專用外部信號（ENABLEUISIGNAL）：TRUE有效。將遠程/本地設(shè)置（Remote/LocalSETUP）控制方式設(shè)為遠程，如圖2-22所示。任務(wù)四切割機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)準備

一、工業(yè)機器人的自動運行二、工業(yè)機器人運行與調(diào)試規(guī)范操作任務(wù)四切割機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)準備

1.機器人示教及手動操作（1）操作機器人是不要帶著手套去操控機器人示教器及操作面板；（2）點動機器人時，操作速度要采用較低的速度倍率去操控機器人動作，增加對機器人的控制強度；（3）操控機器人運動之前要預(yù)先考慮機器人的運動趨勢，以免發(fā)生碰撞；（4）機器人示教編程時，要預(yù)先考慮好機器人的運動軌跡確保機器人運動線路不會受干擾；（5）機器人周圍要保持清潔、無油、水及雜質(zhì)等。2.機器人程序運行操作（1）機器人在開機運行之前，需了解機器人根據(jù)機器人程序所要執(zhí)行的全部任務(wù)；（2）清楚機器人所有運動的控制按鍵、傳感器開關(guān)及控制信號的位置及狀態(tài)信息；（3）要知道機器人控制柜及外圍設(shè)備上緊急停止開關(guān)的位置，以防在緊急狀況下找不到急停按鈕位置，產(chǎn)生人生安全及損失；（4）機器人運動過程中，如果突然停止，不要誤認為機器人不移動及機器人程序就已經(jīng)執(zhí)行完成，這時可能是機器人程序在等待一個觸發(fā)條件信號，機器人在接收到這個信號才會繼續(xù)運動。計劃與決策1.工作計劃

引導(dǎo)問題1：手動操作機器人進行切割程序單步、連續(xù)操作的步驟是怎么樣？

引導(dǎo)問題2:自動運行機器人切割程序操作，自動運行的坐標系要滿足哪些條件？

任務(wù)四切割機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)分析2.進行決策

引導(dǎo)問題1:基于切割程序，分組討論該連續(xù)操作運行和自動運行的區(qū)別，需要注意哪些安全事項？引導(dǎo)問題2:師生討論并確定切割工業(yè)機器人自動運行的方案，并確定調(diào)試步驟。任務(wù)四

切割機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)實施

1.切割程序手動運行與調(diào)試

在真實工作站中工業(yè)機器人切割前，須標定工具坐標系和工件坐標系，實操標定方法可以分別已學(xué)任務(wù)的工件坐標系三點法和工具坐標系六點法。在標定完工具坐標系和工件坐標系后，在示教器中調(diào)用虛擬仿真中一致的坐標系，并將示教器進入“程序編輯器”界面，找到傳動的主程序QIEGE_1將光標移至第一行,先手動單步運行程序，確保安全，觀察工業(yè)機器人運動軌跡是否符合要求，手動單步運行程序沒問題后，再次手動連續(xù)運行程序。2.工業(yè)機器人切割程序自動運行與調(diào)試任務(wù)四

切割機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)實施2.工業(yè)機器人切割程序自動運行與調(diào)試任務(wù)四切割機器人程序運行與調(diào)試——任務(wù)評價任務(wù)四切割機器人程序運行與調(diào)試—任務(wù)評價任務(wù)四切割機器人程序運行與調(diào)試—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.機器人切割工作站中，引入手動單步、連續(xù)進行實操調(diào)試。2.簡述機器人切割程序自動運行調(diào)試的具體步驟？3.常用的自動運行方式包括哪幾種，各有什么特點？4.敘述機器人整個切割程序運行過程，必須滿足什么條件。5.自動運行方式RSR和PNS具有什么特點，它們的命名方式要求謝謝項目三工業(yè)機器人搬運編程與操作內(nèi)容任務(wù)一

搬運機器人工作站的安裝與準備

任務(wù)二

工業(yè)機器人I/O接口的使用任務(wù)三

搬運機器人示教編程任務(wù)四

搬運機器人程序運行與調(diào)試項目目標

知識目標1）了解工業(yè)機器人搬運應(yīng)用的特點。2）了解工業(yè)機器人平臺氣動模塊及吸盤工具的控制方法。3）掌握工業(yè)機器人的示教器動作指令的偏移功能。4）掌握工業(yè)機器人搬運應(yīng)用的路徑規(guī)劃。5）掌握工業(yè)機器人搬運應(yīng)用的程序設(shè)計。6）掌握工業(yè)機器人搬運程序的運行、調(diào)式和優(yōu)化。技能目標1)能夠根據(jù)工作任務(wù)和布局圖要求，安裝工業(yè)機器人搬運工作站。2)能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，選擇和應(yīng)用合適的工業(yè)機器人搬運工具。3）能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，規(guī)劃多邊形模塊搬運路徑。4）能夠運用工業(yè)機器人I/O動作指令控制吸盤工具取放工件。4）能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，應(yīng)用運動指令編制搬運應(yīng)用程序。5）能夠運用動作指令偏移功能，運行工業(yè)機器人搬運程序，并進行調(diào)試和優(yōu)化。素質(zhì)目標1)培養(yǎng)質(zhì)量意識、

環(huán)保意識、

安全意識、

信息素養(yǎng)、

創(chuàng)新思維。2)培養(yǎng)協(xié)同合作能力,多參與實訓(xùn)室清潔、

維護保養(yǎng)活動,熟悉“6S”管理制度。項目目標工業(yè)機器人應(yīng)用編程證書技能要求-初級3.2.1能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，運用機器人IO設(shè)置傳感器、電磁閥等IO參數(shù)，編制供料等裝置的工業(yè)機器人的上下料程序3.3.1能夠根據(jù)工作任務(wù)要求，編制搬運、裝配等工業(yè)機器人應(yīng)用程序3.3.3能夠根據(jù)工藝流程調(diào)整要求及程序運行結(jié)果，對搬運、裝配等工業(yè)機器人應(yīng)用程序進行調(diào)整項目描述

搬運機器人是可以進行自動化搬運作業(yè)的工業(yè)機器人。

搬運機器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件的搬運工作,大大減輕了人類繁重的體力勞動。

搬運機器人被廣泛應(yīng)用于機床上、

下料,沖壓機自動化生產(chǎn)線,自動裝配流水線,碼垛、

搬運等場景。

搬運機器人是近代自動控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項高新技術(shù),已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)體系的重要組成部分。

本項目主要以包含多邊形工件的搬運模塊為例,利用工業(yè)機器人搭載搬運工具實訓(xùn)套件,通過示教器手動操作,編寫程序,實現(xiàn)搬運多邊形工件的功能,同時使學(xué)生掌握工業(yè)機器人搬運應(yīng)用的特點以及搬運程序的編寫,通過對搬運程序結(jié)構(gòu)以及搬運流程的分析,實現(xiàn)工業(yè)機器人搬運路徑的程序優(yōu)化。平臺準備任務(wù)一搬運機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

一、搬運機器人工作站的組成及功能搬運機器人工作站由工業(yè)機器人、搬運工具和搬運模塊等組成,搬運模塊和搬運工具如圖3-1所示。搬運模塊由搬運平臺和上下表面為正方形、橢圓形、多邊形、圓形的柱體組成,可單獨使用,進行搬運練習(xí)。搬運機器人工作站的主要功能是:首先搬運工具通過快換裝置安裝到搬運機器人法蘭盤上,然后搬運工具按照搬運機器人的運行軌跡規(guī)劃,進行搬運模塊中各柱體的搬運;另外,還可在各柱體的另一面嵌入RFID芯片,和RFID模塊組合使用,進行判斷邏輯搬運。工作時,注意將搬運模塊放置在桌面上的合適位置并安裝好,將搬運工具放置于夾具庫位內(nèi),檢查設(shè)備氣壓是否正常。一、搬運機器人工作站的組成及功能任務(wù)一搬運機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)準備

本項目采用吸盤作為搬運工具。

它的氣路主要包括空氣壓縮機、

氣源處理裝置、

電磁閥以及真空發(fā)生器,以控制吸盤工作。

氣源處理裝置的輸入氣源來自空氣壓縮機,輸入壓力為0.6~1.0MPa,輸出壓力為0~0.8MPa。

氣源處理裝置實物圖及氣動原理圖如圖3-2所示。

氣源處理組件輸出的壓縮空氣通過快速氣動三聯(lián)件、三通接頭和氣管輸送到各工作單元。吸盤的吸合主要通過電磁閥控制真空發(fā)生器，如圖3-3所示，進而控制搬運工件的吸附和分離。P和V空不要搞反了，否則無法產(chǎn)生真空。二、搬運工具及氣動模塊計劃與決策任務(wù)一搬運機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)分析1.工作計劃引導(dǎo)問題1：了解工業(yè)機器人搬運平臺功能及組成，思考如何進行工業(yè)機器人的搬運工作站安裝？引導(dǎo)問題2：了解工業(yè)機器人搬運工具氣路，如何進行搬運工具的氣路安裝，如圖3-4所示？計劃與決策任務(wù)一搬運機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)分析2.進行決策

引導(dǎo)問題1：分組討論該工業(yè)機器人的搬運平臺安裝步驟，合理分析工業(yè)機器人的工作空間。

引導(dǎo)問題2：師生討論并確定工業(yè)機器人搬運工具的安裝和氣路控制，設(shè)置HOME點。1、項目學(xué)習(xí)準備任務(wù)一搬運機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施1）根據(jù)任務(wù)要求,指導(dǎo)教師事先了解教學(xué)搬運機器人工作站,清點設(shè)備所需的功能模塊,做好用電安全檢查和測試,做好預(yù)案(觀察路線、學(xué)生分組等)。2）指導(dǎo)教師對操作的安全規(guī)范做出要求，并進行學(xué)生任務(wù)分配，如表3-2所示。任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施2.認識搬運機器人工作站的組成及功能通過課堂學(xué)習(xí),認識工業(yè)機器人本體、搬運工具及搬運模塊,觀察并記錄安裝布局位置。3.對工業(yè)機器人搬運工作站進行硬件搭建根據(jù)實訓(xùn)室安全操作規(guī)范，請同學(xué)們進行工業(yè)機器人搬運工作站進行硬件搭建，其步驟如下：（1)打開模塊存放柜,找到搬運模塊套件、快換裝置以及內(nèi)六角扳手；（2)把搬運模塊套件放置桌面，選擇合適的螺釘，把搬運模塊套件安裝至機器人操作空間的合理位置；（3）吸盤工具安裝:首先把吸盤工具與機器人的快換裝置安裝至機器人六軸法蘭盤上,然后再把吸盤工具安裝至另一個快換裝置上，連接氣路；（4）將吸盤工具放置于夾具架上，完成硬件布局。任務(wù)一搬運機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)實施4.對搬運機器人進行HOME點示教和氣路測試將對搬運機器人進行HOME點示教和氣路測試的步驟記錄于表3-3中。5.實訓(xùn)總結(jié)任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)評價任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)評價任務(wù)一切割機器人工作站的安裝與準備—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.搬運機器人主要應(yīng)用在哪些行業(yè)及領(lǐng)域?具有什么特點?2.簡述搬運機器人工作站的組成及功能。3.簡述工業(yè)機器人的真空發(fā)生器的特點和工作原理。4.工業(yè)機器人吸盤氣路如何進行測試?氣源組件主要有哪些?5.簡述搬運機器人工作站的安裝過程。任務(wù)二工業(yè)機器人I/O接口的使用——任務(wù)準備

I/O（輸入/輸出信號）指令，是改變向外圍設(shè)備輸出信號狀態(tài)，或讀出輸入信號狀態(tài)的指令。I/O（輸入/輸出信號）指令包括四個部分：（系統(tǒng)）數(shù)字I/O指令、機器人（數(shù)字）I/O指令、模擬I/O指令和組I/O指令。本任務(wù)主要用到（機器人（數(shù)字）I/O指令、系統(tǒng)）數(shù)字I/O指令。一、工業(yè)機器人的I/O信號指令

1.機器人I/O信號指令

機器人I/O信號是經(jīng)由工業(yè)機器人,作為末端執(zhí)行器I/O被使用的機器人數(shù)字信號。末端執(zhí)行器I/O與工業(yè)機器人的手腕上所附帶的連接器連接后使用。2.數(shù)字I/O信號指令

數(shù)字I/O信號是從外圍設(shè)備通過處理I/O印制電路板(或I/O單元)的I/O信號線來進行數(shù)據(jù)交換的標準數(shù)字信號。

正確地說,它屬于通用型數(shù)字信號。

數(shù)字信號的值有ON(通)和OFF(斷)共兩類。任務(wù)二工業(yè)機器人I/O接口的使用——任務(wù)準備二、I/O接口的手動控制

機器人I/O手動控制的步驟為:按示教器上的[MENU](菜單)鍵,選擇“I/O”→“機器人”,如圖3-5所示,彈出機器人I/O控制界面,如圖3-6所示,選擇要控制的I/O信號,并通過控制界面上的ON/OFF,來進行I/O控制。

數(shù)字I/O手動控制的步驟為:按示教器上的[MENU](菜單)鍵,選擇“I/O”→“數(shù)字”,彈出數(shù)字I/O控制界面,如圖3-7所示,選擇要控制的I/O信號,并通過控制界面上的ON/OFF,來進行I/O控制。計劃與決策任務(wù)二工業(yè)機器人I/O接口的使用——任務(wù)分析1.工作計劃

引導(dǎo)問題1：工業(yè)機器人手動操作時，如圖3-8，如何進行吸盤拾?。?/p>

引導(dǎo)問題2:工業(yè)機器人手動操作時，如何利用吸盤工具搬運模塊？2.進行決策

引導(dǎo)問題1:分組討論該機器人與數(shù)字I/O，分析手動控制I/O操作步驟和調(diào)試。

引導(dǎo)問題2:師生討論并確定工業(yè)機器人手動拾取吸盤工具路徑、速度和操作調(diào)試方法。任務(wù)二工業(yè)機器人I/O接口的使用——任務(wù)實施

1.手動控制搬運工具數(shù)字I/O信號的操作步驟1)[MENU](菜單)鍵→“I/O”→“數(shù)字”→[ENTER]鍵。2)切換為輸出信號→移至狀態(tài)欄→[F4](ON)鍵或[F5](OFF)鍵。3)切換為輸入信號→移至模擬欄→[F4](模擬)鍵→移至狀態(tài)欄→[F4](ON)鍵或[F5](OFF)鍵。2.對I/O指令搬運應(yīng)用模塊進行示教編程1)工業(yè)機器人移至六邊形模塊上方→抓取物件→工業(yè)機器人回到六邊形模塊上方。2)工業(yè)機器人移至橢圓形模塊上方→放下物件→工業(yè)機器人回到橢圓形模塊上方。

3.工業(yè)機器人I/O的操作1)工業(yè)機器人移至搬運工具上方→吸附夾具→工業(yè)機器人回到搬運工具上方。2)工業(yè)機器人移至搬運工具上方→放下夾具→工業(yè)機器人回到搬運工具上方。任務(wù)二工業(yè)機器人I/O接口的使用——任務(wù)評價任務(wù)二工業(yè)機器人I/O接口的使用—任務(wù)評價任務(wù)二工業(yè)機器人I/O接口的使用—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.簡述工業(yè)機器人I/O的類型及定義。2.簡述機器人I/O信號的控制方法和操作。3.簡述數(shù)字I/O信號的控制方法和操作。4.搬運機器人如何進行搬運工具的拾取?簡述具體操作步驟。5.簡述工業(yè)機器人在哪些應(yīng)用場合需要機器人I/O信號和數(shù)字I/O信號配合使用,舉例說明。任務(wù)三搬運機器人示教編程——任務(wù)準備一、運動指令及I/O指令

涉及的工業(yè)機器人運動指令及I/O點位（1）L線性運動：L用于將工具中心點沿直線移動至給定目的。當(dāng)TCP保持固定時，則該指令亦可用于調(diào)整工具方位。（2）J關(guān)節(jié)運動：當(dāng)該運動無須位于直線中時，J用于將機械臂迅速地從一點移動至另一點。機械臂和外軸沿非線性路徑運動至目的位置。所有軸均同時達到目的位置。（3）C圓弧運動：C用于圓弧運動方式，需要示教2個點位，圓弧上中間點以及末端點。（4）RO[1]=ON/OFF:用于置位和復(fù)位機器人專用I/O信號。（5）DO[115]=ON/OFF：用于置位和復(fù)位機器人數(shù)字I/O信號。（6）CALL：機器人程序調(diào)用指令。（7）WAIT:等待指令，可等待時間也，可等待信號。（8）FOR:循環(huán)指令任務(wù)三搬運機器人示教編程——任務(wù)準備二、Offset偏移功能工業(yè)機器人搬運、碼垛、焊接等應(yīng)用中,經(jīng)常涉及位置的偏移。在編程時,偏移功能可實現(xiàn)以目標點為參考點的其他位置點的偏移運算,減少運行目標點的示教,提高編程效率。偏移功能的指令有兩種格式,一種是在點位后面加附加指令“offset,PR[i]”,如例1;另一種是,先給出偏移的條件,即先給出偏移量再做偏移指令追加,如例2。例1:LP[1]1000mm/sfineOffset,PR[i]該語句的含義:在P[1]的基礎(chǔ)上加上偏移量PR[i]后移動到的新的位置P[2]。例2:OFFSETCONDITIONPR[i]LP[1]1000mm/sfineOffset該語句的含義:先設(shè)定偏移量PR[i],然后在P[1]的基礎(chǔ)上加上偏移量PR[i]后移動到新的位置P[2]。以圖3-9為例,采用偏移功能,便可只示教第一個長方形軌跡點,另一個長方形軌跡點由偏移150mm計算而得。這樣,可優(yōu)化程序,提高編程效率。計劃與決策1.工作計劃

引導(dǎo)問題1:搬運機器人程序用到哪些運動指令?搬運模塊和工業(yè)機器人如圖3-10所示,在對搬運模塊各工件的搬運過程中如何使用偏移指令優(yōu)化程序?

引導(dǎo)問題2:如圖3-11所示,簡述搬運工具坐標系標定原理與步驟。

任務(wù)三搬運機器人示教編程——任務(wù)分析計劃與決策任務(wù)三搬運機器人示教編程——任務(wù)分析2.進行決策

引導(dǎo)問題1:分組討論該搬運機器人的搬運過程,記錄搬運示教指令和步驟。

引導(dǎo)問題2:師生討論并確定搬運機器人的搬運軌跡、

搬運思路和程序編輯方法。任務(wù)三搬運機器人示教編程——任務(wù)實施1.工業(yè)機器人搬運平臺的準備工業(yè)機器人搬運工作站包含：6軸工業(yè)機器人、吸盤工具和搬運模塊組成。工業(yè)機器人需完成多邊形、橢圓形、正方形，圓形圖案軌跡，將搬運模塊安裝于設(shè)備的合適位置，將搬運工具安裝于工業(yè)機器人法蘭盤或者工具架上。2.工業(yè)機器人搬運程序編寫根據(jù)工作任務(wù)要求，進行多邊形、橢圓形、正方形，圓形圖案的程序設(shè)計，如表3-10所示。任務(wù)三搬運機器人示教編程——任務(wù)實施3.搬運機器人程序的創(chuàng)建及示教使用FANUC工業(yè)機器人示教器進行程序的創(chuàng)建及示教的步驟如下:1)按[SELECT]鍵進入程序目錄界面。2)按[F2](創(chuàng)建)鍵,進入程序創(chuàng)建命名界面,程序命名為“RSR001”。3)按[EDIT]鍵進入程序編輯界面。4)按[F1](點)鍵,選擇所需運動指令,再按[ENTER]鍵確認。5)移動搬運機器人到所需位置,重復(fù)步驟4),進行后續(xù)點的示教。6)按住[SHIFT]+[F5](示教)鍵,可以修改示教搬運機器人目標點位置,并進行記錄。此外,運行過程要結(jié)合I/O接口的使用、WAIT指令以及FOR指令,完善和優(yōu)化搬運機器人程序。任務(wù)三搬運機器人示教編程——任務(wù)評價任務(wù)三搬運機器人示教編程—任務(wù)評價任務(wù)三搬運機器人示教編程—任務(wù)反饋拓展訓(xùn)練1.寫出FANUC工業(yè)機器人循環(huán)指令的符號,及其程序范例。2.簡述工業(yè)機器人偏移功能指令的應(yīng)用以及示例。3.等待指令的符號是什么?該指令在搬運機器人搬運過程