項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人的IO通信任務(wù)1工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板的配置01任務(wù)2工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的設(shè)定與連接02189任務(wù)1

工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板的配置1901.能敘述ABB工業(yè)機(jī)器人I/O通信接口的種類。2.能敘述常用的ABB工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板。3.能正確定義工業(yè)機(jī)器人的I/O板。4.能正確定義數(shù)字輸入信號(hào)di1、數(shù)字輸出信號(hào)do1、組輸入信號(hào)gi1、組輸出信號(hào)go1、模擬輸出信號(hào)ao1。學(xué)習(xí)目標(biāo)191工業(yè)機(jī)器人的I/O通信接口可以實(shí)現(xiàn)與周邊設(shè)備的通信。本任務(wù)要求通過(guò)學(xué)習(xí)，了解ABB工業(yè)機(jī)器人I/O通信接口的種類和常用的標(biāo)準(zhǔn)I/O板，掌握定義工業(yè)機(jī)器人的I/O板、I/O信號(hào)的操作方法，并通過(guò)示教器完成工業(yè)機(jī)器人I/O板和I/O信號(hào)的參數(shù)設(shè)定。工作任務(wù)192一、ABB工業(yè)機(jī)器人I/O通信接口的種類ABB工業(yè)機(jī)器人提供了豐富的I/O通信接口，如ABB公司的標(biāo)準(zhǔn)通信接口與PLC的現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口，還有與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信接口等，如圖所示。ABB工業(yè)機(jī)器人常用的I/O通信接口見(jiàn)下表。193相關(guān)知識(shí)194ABB工業(yè)機(jī)器人通信接口的種類195ABB工業(yè)機(jī)器人常用的I/O通信接口關(guān)于ABB工業(yè)機(jī)器人I/O通信接口的說(shuō)明如下。（1）ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板提供的常用信號(hào)處理有數(shù)字輸入di、數(shù)字輸出do、模擬輸入ai、模擬輸出ao，以及輸送鏈跟蹤。（2）ABB工業(yè)機(jī)器人可以選配ABB公司的PLC，簡(jiǎn)化了與外部PLC通信配置的過(guò)程，并且在工業(yè)機(jī)器人的示教器上就能實(shí)現(xiàn)與PLC相關(guān)的操作。196（3）以最常用的ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC651為例，ABB工業(yè)機(jī)器人I/O通信接口示意圖如圖所示。197ABB工業(yè)機(jī)器人I/O通信接口示意圖A—PC通信接口B—現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口C—ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板

D—PC通信接口放大圖E—現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口放大圖二、常用的ABB工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板常用的ABB工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板見(jiàn)下表。198

常用的ABB工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板1.DSQC651板DSQC651板主要用于8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)、8個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)和2個(gè)模擬輸出信號(hào)的處理。（1）模塊接口說(shuō)明DSQC651板模塊接口說(shuō)明如圖所示。199DSQC651板模塊接口說(shuō)明A—數(shù)字輸出信號(hào)指示燈B—X1數(shù)字輸出接口C—X6模擬輸出接口D—X5DeviceNet接口

E—模擬狀態(tài)指示燈F—X3數(shù)字輸入接口—數(shù)字輸入信號(hào)指示燈（2）模塊接口連接說(shuō)明1）X1端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。200X1端子連接說(shuō)明2）X3端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。201X3端子連接說(shuō)明3）X5端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。202X5端子連接說(shuō)明4）X6端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。203X6端子連接說(shuō)明2.DSQC652板DSQC652板主要用于16個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)和16個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)的處理。（1）模塊接口說(shuō)明DSQC652板模塊接口說(shuō)明如圖所示。204DSQC652板模塊接口說(shuō)明A—數(shù)字輸出信號(hào)指示燈B—X1、X2數(shù)字輸出接口

C—X5DeviceNet接口D—模擬狀態(tài)指示燈E—X3、X4數(shù)字輸入接口F—數(shù)字輸入信號(hào)指示燈（2）模塊接口連接說(shuō)明1）X1端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。205X1端子連接說(shuō)明2）X2端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。206X2端子連接說(shuō)明3）X3端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。207X3端子連接說(shuō)明4）X4端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。208X4端子連接說(shuō)明5）X5端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。209X5端子連接說(shuō)明3.DSQC653板DSQC653板主要用于8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)和8個(gè)數(shù)字繼電器輸出信號(hào)的處理。（1）模塊接口說(shuō)明DSQC653板模塊接口說(shuō)明如圖所示。210DSQC653板模塊接口說(shuō)明A—數(shù)字繼電器輸出信號(hào)指示燈B—X1數(shù)字繼電器輸出信號(hào)接口C—X5DeviceNet接口D—模擬狀態(tài)指示燈E—X3數(shù)字繼電器輸入信號(hào)接口F—數(shù)字繼電器輸入信號(hào)指示燈（2）模塊接口連接說(shuō)明1）X1端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。211X1端子連接說(shuō)明212X1端子連接說(shuō)明2）X3端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。213X3端子連接說(shuō)明4.DSQC335板DSQC335板主要用于4個(gè)模擬輸入信號(hào)和4個(gè)模擬輸出信號(hào)的處理。（1）模塊接口說(shuō)明DSQC335板模塊接口說(shuō)明如圖所示。214DSQC335板模塊接口說(shuō)明A—X8模擬/數(shù)字混合輸入、輸出接口B—X7模擬輸出接口C—X5DeviceNet接口D—X3供電電源接口（2）模塊接口連接說(shuō)明1）X3端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。215X3端子連接說(shuō)明2）X5端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。216X5端子連接說(shuō)明3）X7端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。217X7端子連接說(shuō)明4）X8端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。218X8端子連接說(shuō)明5.DSQC377板DSQC377板主要用于工業(yè)機(jī)器人輸送鏈跟蹤功能所需的編碼器與同步開(kāi)關(guān)信號(hào)的處理。（1）模塊接口說(shuō)明DSQC377板模塊接口說(shuō)明如圖所示。219DSQC377板模塊接口說(shuō)明A—X20編碼器與同步開(kāi)關(guān)信號(hào)接口B—X5DeviceNet接口C—X3供電電源接口（2）模塊接口連接說(shuō)明1）X3端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。220X3端子連接說(shuō)明2）X5端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。221X5端子連接說(shuō)明3）X20端子連接說(shuō)明見(jiàn)下表。222X20端子連接說(shuō)明任務(wù)2

工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS

適配器的設(shè)定與連接2231.能敘述ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的連接方法。2.能敘述ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的設(shè)定方法。3.能敘述系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號(hào)的關(guān)聯(lián)方法。4.能敘述示教器可編程按鍵的使用方法。5.能進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的設(shè)定。6.能進(jìn)行系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號(hào)的關(guān)聯(lián)。7.能用示教器上的可編程按鍵配置數(shù)字輸出信號(hào)，并進(jìn)行I/O信號(hào)的操作。學(xué)習(xí)目標(biāo)224ABB工業(yè)機(jī)器人通過(guò)PROFIBUS適配器實(shí)現(xiàn)與周邊設(shè)備的通信。本任務(wù)要求通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的連接方法，以及ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器相關(guān)參數(shù)的設(shè)定方法，并能通過(guò)示教器完成對(duì)ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的設(shè)定，同時(shí)能進(jìn)行系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號(hào)的關(guān)聯(lián)，使用示教器上的可編程按鍵配置數(shù)字輸出信號(hào)，并進(jìn)行I/O信號(hào)的操作。工作任務(wù)225一、ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的連接方法ABB工業(yè)機(jī)器人除了通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)I/O板與外圍設(shè)備進(jìn)行通信，還可以使用DSQC667模塊通過(guò)PROFIBUS與PLC進(jìn)行快捷和大數(shù)據(jù)量的通信。ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的連接示意圖如圖所示。ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器DSQC667在控制器中的位置如圖所示。226相關(guān)知識(shí)227ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的連接示意圖A—PLC主站B—總線上的從站C—工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器DSQC667

D—工業(yè)機(jī)器人控制器228ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器DSQC667在控制器中的位置二、ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的設(shè)定方法ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的參數(shù)設(shè)定值及說(shuō)明見(jiàn)下表。229ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器的參數(shù)設(shè)定值及說(shuō)明在完成了ABB工業(yè)機(jī)器人PROFIBUS適配器模塊的設(shè)定之后，應(yīng)在PLC端完成以下操作。（1）將ABB工業(yè)機(jī)器人隨機(jī)光盤的DSQC667配置文件（HMS_1811.GSD）在PLC的組態(tài)軟件中打開(kāi)。（2）在PLC的組態(tài)軟件中找到“Anybus-CCPROFIBUSDP-V1”。（3）確保ABB工業(yè)機(jī)器人中設(shè)置的信號(hào)與PLC端設(shè)置的信號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的。230三、系統(tǒng)輸入/輸出與I/O信號(hào)的關(guān)聯(lián)方法將數(shù)字輸入信號(hào)與系統(tǒng)的控制信號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)，就可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，如電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟、程序啟動(dòng)等。系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)也可以與數(shù)字輸出信號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)，將系統(tǒng)的狀態(tài)輸出給外圍設(shè)備，以便于控制。231其操作方法如下。1.建立系統(tǒng)輸入“電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟”與數(shù)字輸入信號(hào)di1的關(guān)聯(lián)。單擊“控制面板”→“配置”，雙擊“SystemInput”，單擊“添加”→“SignalName”，

選擇“di1”，雙擊“Action”，選擇“MotorsOn”，單擊“確定”→“確定”→“是”，完成設(shè)定。2.建立系統(tǒng)輸出“電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟”與數(shù)字輸出信號(hào)do1的關(guān)聯(lián)。單擊“控制面板”→“配置”，

雙擊“SystemOutput”，

單擊“添加”→“SignalName”，

選擇“do1”，雙擊“Status”，選擇“MotorsOn”，單擊“確定”→“確定”→“是”，完成設(shè)定。232四、示教器可編程按鍵的使用方法1.可編程按鍵在示教器中的位置通過(guò)對(duì)可編程按鍵分配需要快捷控制的I/O信號(hào)，可以對(duì)I/O信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)制與仿真操作?？删幊贪存I在示教器中的位置如圖所示。233可編程按鍵在示教器中的位置2.用可編程按鍵配置數(shù)字輸出信號(hào)do1的操作方法單擊“控制面板”→“配置可編程按鍵”，在類型中選擇“輸出”，從列表中選擇“do1”，動(dòng)作特性選擇“按下/松開(kāi)”（也可以根據(jù)實(shí)際需要選擇按鍵的動(dòng)作特性），單擊“確定”，完成設(shè)定，這樣就可以通過(guò)可編程按鍵在手動(dòng)狀態(tài)下對(duì)do1進(jìn)行強(qiáng)制操作。234項(xiàng)目四工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)的設(shè)定任務(wù)1工業(yè)機(jī)器人常用程序數(shù)據(jù)的創(chuàng)建01任務(wù)2工業(yè)機(jī)器人三個(gè)關(guān)鍵程序數(shù)據(jù)的設(shè)定02236任務(wù)1

工業(yè)機(jī)器人常用程序數(shù)據(jù)的創(chuàng)建2371.?能敘述工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)的定義、類型及常用的程序數(shù)據(jù)。2.?能敘述工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型。3.?能創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)。4.?能進(jìn)行搬運(yùn)用的工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定。學(xué)習(xí)目標(biāo)238在工業(yè)機(jī)器人操作與編程中，程序數(shù)據(jù)是工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的核心要素。本任務(wù)要求通過(guò)學(xué)習(xí)，會(huì)分辨工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)的類型，會(huì)選擇工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)，進(jìn)行搬運(yùn)用的工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定。工作任務(wù)239一、工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)的定義、類型及常用的程序數(shù)據(jù)1.?程序數(shù)據(jù)的定義程序數(shù)據(jù)是在程序模塊或系統(tǒng)模塊中設(shè)定的值和定義的一些環(huán)境數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的程序數(shù)據(jù)由同一個(gè)模塊或其他模塊中的指令進(jìn)行引用。如圖所示，線框中是一條常用的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)指令（MoveJ），調(diào)用了4個(gè)程序數(shù)據(jù)，程序數(shù)據(jù)的類型和說(shuō)明見(jiàn)下表。240相關(guān)知識(shí)241工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)指令（MoveJ）程序數(shù)據(jù)242程序數(shù)據(jù)的類型和說(shuō)明2.?程序數(shù)據(jù)的類型在示教器的“程序數(shù)據(jù)-全部數(shù)據(jù)類型”界面可以查看和創(chuàng)建所需要的程序數(shù)據(jù)，如圖所示。243示教器“程序數(shù)據(jù)-全部數(shù)據(jù)類型”界面3.?常用的程序數(shù)據(jù)工業(yè)機(jī)器人常用的程序數(shù)據(jù)說(shuō)明見(jiàn)下表。244工業(yè)機(jī)器人常用的程序數(shù)據(jù)說(shuō)明245工業(yè)機(jī)器人常用的程序數(shù)據(jù)說(shuō)明二、工業(yè)機(jī)器人程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型1.?程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型——變量VAR變量型數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行的過(guò)程中和停止時(shí)，會(huì)保持當(dāng)前的值，但如果程序指針被移到主程序后，數(shù)據(jù)將丟失。2462.?程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型——可變量PERS可變量最大的特點(diǎn)是，無(wú)論程序的指針如何移動(dòng)，它都會(huì)保持其最后一次被賦予的值。然而，在程序中對(duì)這類變量進(jìn)行賦值時(shí)，如果指針復(fù)位，其將重置為初始值。3.?程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型——常量CONST常量的特點(diǎn)是在定義時(shí)已賦予了數(shù)值，并不能在程序中修改，除非手動(dòng)修改。247任務(wù)2

工業(yè)機(jī)器人三個(gè)關(guān)鍵程序數(shù)據(jù)的設(shè)定2481.?能敘述工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的定義、設(shè)定原理及方法。2.?能敘述工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定方法。3.?能敘述有效載荷數(shù)據(jù)各參數(shù)的含義和設(shè)定方法。4.?能通過(guò)示教器進(jìn)行工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)、工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)和有效載荷數(shù)據(jù)的設(shè)定。學(xué)習(xí)目標(biāo)249在進(jìn)行正式的編程之前，必需構(gòu)建必要的編程環(huán)境，其中有3個(gè)必須的關(guān)鍵程序數(shù)據(jù)（工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)、工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)、有效載荷數(shù)據(jù)）需要在編程前進(jìn)行定義。本任務(wù)要求通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握創(chuàng)建工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)、工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)和有效載荷數(shù)據(jù)的方法，并能正確使用示教器，按照安全操作規(guī)程進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)、工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)和有效載荷數(shù)據(jù)的設(shè)定操作。工作任務(wù)250一、工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)1.?工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的定義工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)用于描述安裝在工業(yè)機(jī)器人第六軸上的工具的TCP、質(zhì)量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。默認(rèn)的工具中心點(diǎn)（TCP）位于工業(yè)機(jī)器人法蘭的中心。執(zhí)行程序時(shí)，工業(yè)機(jī)器人將TCP移至編程位置，程序中所描述的速度與位置就是TCP在對(duì)應(yīng)工件坐標(biāo)中的速度與位置。251相關(guān)知識(shí)2.?工業(yè)機(jī)器人TCP數(shù)據(jù)的設(shè)定原理和方法首先在工業(yè)機(jī)器人工作范圍內(nèi)找到1個(gè)非常精確的固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)，然后在工業(yè)機(jī)器人已安裝的工具上確定1個(gè)參考點(diǎn)（最好是工具中心點(diǎn)），用之前介紹的手動(dòng)操縱工業(yè)機(jī)器人的方法移動(dòng)工具上的參考點(diǎn)，以4種以上不同的工業(yè)機(jī)器人姿態(tài)盡可能地使工業(yè)機(jī)器人與固定點(diǎn)剛好碰上。為了獲得更準(zhǔn)確的TCP，在以下例子中使用六點(diǎn)法進(jìn)行操作，第四點(diǎn)是用工具參考點(diǎn)垂直于固定點(diǎn)，第五點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為TCP的

X

軸方向移動(dòng)，第六點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為TCP的

Z

軸方向移動(dòng)。252用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法見(jiàn)下表。253用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法254用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法255用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法256用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法257用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法258用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法259用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法260用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法261用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法262用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法263用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法264用六點(diǎn)法設(shè)定工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的方法二、工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)工件坐標(biāo)對(duì)應(yīng)工件，它定義工件相對(duì)于大地坐標(biāo)（或其他坐標(biāo)）的位置。工業(yè)機(jī)器人可以擁有若干工件坐標(biāo)，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行編程就是在工件坐標(biāo)系中創(chuàng)建目標(biāo)和路徑，有如下優(yōu)點(diǎn)。（1）重新定位工作站中的工件時(shí)，只需要改變工件坐標(biāo)的位置，所有路徑隨之更新。（2）在輸送鏈跟蹤應(yīng)用中，操作者可以操作沿著外軸或傳送導(dǎo)軌移動(dòng)的工件，因?yàn)檫@些工件可以連同其路徑一起被移動(dòng)。265在對(duì)象的平面上只需要定義3個(gè)點(diǎn)，就可以建立1個(gè)工件坐標(biāo)。工件坐標(biāo)的設(shè)定方法如圖所示，X1

用于確定工件坐標(biāo)的原點(diǎn)，X2

用于確定工件坐標(biāo)

X

軸的正方向，Y1

用于確定工件坐標(biāo)

Y

軸的正方向（說(shuō)明：X

軸與

Y

軸的交點(diǎn)才是工件坐標(biāo)的原點(diǎn)），工件坐標(biāo)應(yīng)符合右手定則。266工件坐標(biāo)的設(shè)定方法1.?工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定1工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定如圖所示。A是工業(yè)機(jī)器人的大地坐標(biāo)，為了編程方便，為第一個(gè)工件建立了一個(gè)工件坐標(biāo)B，并在這個(gè)工件坐標(biāo)B中進(jìn)行編程。如果工作臺(tái)上還有一個(gè)同樣的工件需要相同的運(yùn)行軌跡，只需要建立一個(gè)工件坐標(biāo)C，將其軌跡從工件坐標(biāo)B中復(fù)制過(guò)來(lái)，并將其更新為工件坐標(biāo)C，則不需要對(duì)同樣的工件進(jìn)行重復(fù)編程，從而顯著縮短了編程所需的時(shí)間。267268工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定12.?工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定2如果在工件坐標(biāo)B中對(duì)A對(duì)象進(jìn)行了軌跡編程，當(dāng)工件坐標(biāo)變成工件坐標(biāo)D后，只需在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中重新定義工件坐標(biāo)D，則工業(yè)機(jī)器人的軌跡就自動(dòng)更新到C了，不需要再次進(jìn)行軌跡編程。因?yàn)锳相對(duì)于B和C相對(duì)于D的關(guān)系是一樣的，并沒(méi)有因?yàn)檎w偏移而發(fā)生變化，如圖所示。269工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的設(shè)定2三、有效載荷數(shù)據(jù)對(duì)于搬運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人（見(jiàn)下圖），應(yīng)正確設(shè)定夾具和搬運(yùn)對(duì)象的質(zhì)量與有效載荷數(shù)據(jù)。270搬運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人有效載荷數(shù)據(jù)各參數(shù)說(shuō)明見(jiàn)下表。271

有效載荷數(shù)據(jù)各參數(shù)說(shuō)明項(xiàng)目五工業(yè)機(jī)器人典型工作單元的應(yīng)用任務(wù)1搬運(yùn)機(jī)器人工作站編程與操作01任務(wù)2涂裝機(jī)器人工作站編程與操作02273任務(wù)1

搬運(yùn)機(jī)器人工作站編程與操作2741.能敘述搬運(yùn)機(jī)器人的分類及特點(diǎn)。2.能敘述搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)的組成。3.能敘述搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)的示教流程。4.能敘述搬運(yùn)機(jī)器人的周邊設(shè)備與工位布局。5.能識(shí)別搬運(yùn)機(jī)器人工作站圖塊搬運(yùn)模型，進(jìn)行圖塊搬運(yùn)模型和夾具的安裝。6.能進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)器人控制原理框圖設(shè)計(jì)。7.能進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)器人工作站PLC的I/O控制原理圖設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。8.能進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)所需示教點(diǎn)的設(shè)定和程序編寫(xiě)。9.能進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)器人工作站的安裝與運(yùn)行。學(xué)習(xí)目標(biāo)275搬運(yùn)機(jī)器人是經(jīng)歷人工搬運(yùn)、機(jī)械手搬運(yùn)兩個(gè)階段而出現(xiàn)的自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)設(shè)備。搬運(yùn)機(jī)器人的出現(xiàn)，不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，還對(duì)保障人身安全、改善勞動(dòng)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約原材料以及降低生產(chǎn)成本有著十分重要的意義。用工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)物料將成為自動(dòng)化生產(chǎn)制造的必備環(huán)節(jié)，搬運(yùn)行業(yè)也將因搬運(yùn)機(jī)器人的出現(xiàn)而開(kāi)啟“新紀(jì)元”。工作任務(wù)276如圖所示是工業(yè)機(jī)器人圖塊搬運(yùn)模型工作站，圖塊搬運(yùn)模型結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。本任務(wù)采用示教編程的方法，操作工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)圖塊搬運(yùn)單元運(yùn)動(dòng)軌跡的示教。277工業(yè)機(jī)器人圖塊搬運(yùn)模型工作站圖塊搬運(yùn)模型結(jié)構(gòu)示意圖具體控制要求如下。（1）將電氣控制面板上的“啟動(dòng)”鈕子開(kāi)關(guān)SB1置于“ON”位置，設(shè)備給出啟動(dòng)信號(hào)后，工業(yè)機(jī)器人伺服上電；先將鈕子開(kāi)關(guān)SB1置于“OFF”位置，再將鈕子開(kāi)關(guān)SB2置于“ON”位置，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入主程序；將鈕子開(kāi)關(guān)SB2置于“OFF”位置，啟動(dòng)指示燈綠燈亮；系統(tǒng)進(jìn)入等待狀態(tài)后，將鈕子開(kāi)關(guān)SB3置于“ON”位置，工業(yè)機(jī)器人從第一塊圖塊開(kāi)始搬運(yùn)，依此循環(huán)。（2）將電氣控制面板上的“停止”鈕子開(kāi)關(guān)SB5置于“ON”位置，設(shè)備給出停止信號(hào)后，再將SB5置于“OFF”位置，停止指示燈紅燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，所有氣動(dòng)機(jī)構(gòu)均保持當(dāng)前的狀態(tài)不變。278一、搬運(yùn)機(jī)器人的分類及特點(diǎn)搬運(yùn)是生產(chǎn)制造業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)，在機(jī)床上下料及中間運(yùn)輸應(yīng)用中尤為廣泛。搬運(yùn)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床上下料及中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)取代人工完成工件的自動(dòng)搬運(yùn)和裝卸功能，主要用于大批量、重復(fù)性強(qiáng)或工件質(zhì)量較大以及高溫、粉塵等惡劣工作環(huán)境，具有定位精確、生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、工作節(jié)拍可調(diào)、運(yùn)行平穩(wěn)、維修方便等特點(diǎn)。279相關(guān)知識(shí)搬運(yùn)機(jī)器人的主要優(yōu)點(diǎn)如下。（1）動(dòng)作穩(wěn)定，搬運(yùn)準(zhǔn)確性高。（2）生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人”或“少人”生產(chǎn)。（3）改善了工人的勞作條件，使工人擺脫有毒、有害環(huán)境。（4）柔性好、適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多形狀、不規(guī)則物料的搬運(yùn)。（5）定位準(zhǔn)確，保證了批量產(chǎn)品的一致性。（6）降低了制造成本，提高了生產(chǎn)效益。280搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式和其他類型工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式相似，只是在實(shí)際制造中逐漸演變出多種機(jī)型，以適應(yīng)不同的場(chǎng)合。從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運(yùn)機(jī)器人可分為龍門式搬運(yùn)機(jī)器人、懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人、側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人、擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人和關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人，如圖所示。281282搬運(yùn)機(jī)器人的分類a）龍門式搬運(yùn)機(jī)器人b）懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人c）側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人d）擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人e）關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人1.?龍門式搬運(yùn)機(jī)器人龍門式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系主要由

X

軸、Y軸和Z

軸組成，如圖所示。其多采用模塊化結(jié)構(gòu)，可依據(jù)負(fù)載位置、大小等選擇對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)單元及組合結(jié)構(gòu)形式。龍門式搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定其負(fù)載能力，可實(shí)現(xiàn)大物料、重噸位搬運(yùn)，采用直角坐標(biāo)系，編程方便、快捷，因此，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運(yùn)及機(jī)床上下料等大批量生產(chǎn)過(guò)程。283龍門式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系2.?懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系主要由

X

軸、Y

軸和

Z

軸組成，如圖所示。和龍門式類似，其也可以隨不同的應(yīng)用選擇對(duì)應(yīng)的組合結(jié)構(gòu)形式（在

Z

軸的下端添加旋轉(zhuǎn)軸或擺動(dòng)軸就可以延伸成為四軸或五軸搬運(yùn)機(jī)器人）。此類搬運(yùn)機(jī)器人的多數(shù)結(jié)構(gòu)為

Z軸隨

Y軸移動(dòng)，有時(shí)針對(duì)特定的場(chǎng)合，Y

軸也可在

Z軸下方，方便機(jī)器人進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)。懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于臥式機(jī)床、立式機(jī)床及特定機(jī)床內(nèi)部和沖壓機(jī)熱處理機(jī)床的自動(dòng)上下料。284懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系3.?側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系主要由

X

軸、Y

軸和

Z

軸組成，如圖所示。和龍門式、懸臂式類似，側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人也可隨不同的應(yīng)用選擇對(duì)應(yīng)的組合結(jié)構(gòu)形式（在

Z

軸的下端添加旋轉(zhuǎn)軸或擺動(dòng)軸就可以延伸成為四軸或五軸搬運(yùn)機(jī)器人），專用性強(qiáng)，主要應(yīng)用于立體庫(kù)類，如檔案自動(dòng)存取系統(tǒng)、全自動(dòng)銀行保管箱存取系統(tǒng)等。285側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系4.?擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系主要由

X

軸、Y軸和

Z

軸組成，如圖所示。Z

軸是升降軸，也稱為主軸。Y

軸的移動(dòng)主要通過(guò)外加滑軌，X

軸末端連接控制器，控制器可繞

X

軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)。286擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人坐標(biāo)系5.?關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人是工業(yè)生產(chǎn)中較常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人，其共有5～6個(gè)軸，行為動(dòng)作類似人的手臂，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、相對(duì)工作空間大、自由度高等特點(diǎn)，適合幾乎任何軌跡或角度的工作。采用標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人配合供料裝置，就可以組成一個(gè)自動(dòng)化加工單元。一個(gè)工業(yè)機(jī)器人可以服務(wù)于多種類型的加工設(shè)備的上下料，從而節(jié)省自動(dòng)化成本。由于采用關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人單元，自動(dòng)化單元的設(shè)計(jì)制造周期短、柔性大，產(chǎn)品換型方便，甚至可以實(shí)現(xiàn)較大變化的產(chǎn)品形狀轉(zhuǎn)換要求。287二、搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)的組成搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)是包括相應(yīng)附屬裝置及周邊設(shè)備而形成的一個(gè)完整系統(tǒng)。288關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)的組成1.?工業(yè)機(jī)器人本體（操作機(jī)）關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人常見(jiàn)的本體一般為4～6軸，如圖所示。關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人本體在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與其他關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人本體類似，當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)兩者的本體可以互換，但當(dāng)負(fù)載較重時(shí)關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人的本體通常會(huì)有附加連桿，其依附于軸形成平行四連桿機(jī)構(gòu)，起到支撐整體和穩(wěn)固末端的作用，且不因臂展開(kāi)、伸縮而產(chǎn)生變化。六軸關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人本體部分具有回轉(zhuǎn)、抬臂、前伸、手腕旋轉(zhuǎn)、手腕彎曲和手腕扭轉(zhuǎn)6個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，多數(shù)情況下五軸關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人略去手腕旋轉(zhuǎn)這一關(guān)節(jié)，四軸關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人則是略去了手腕旋轉(zhuǎn)和手腕彎曲這兩個(gè)關(guān)節(jié)。289290關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人本體a）四軸關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人本體

b）五軸關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人本體c）六軸關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人本體2.?末端執(zhí)行器搬運(yùn)機(jī)器人的末端執(zhí)行器是夾持工件移動(dòng)的一種夾具，過(guò)去一種末端執(zhí)行器只能抓取一種或者一類形狀、大小、質(zhì)量相似的工件，具有一定的局限性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，末端執(zhí)行器也在一定范圍內(nèi)具有可調(diào)性，可配置感知器，以確保其具有足夠的夾持力，保證足夠的夾持精度。常見(jiàn)的末端執(zhí)行器有吸附式、夾鉗式和仿人式等。291（1）吸附式末端執(zhí)行器吸附式末端執(zhí)行器依據(jù)吸力不同可分為氣吸附式和磁吸附式。1）氣吸附式末端執(zhí)行器（氣吸附吸盤）。氣吸附吸盤主要是利用吸盤內(nèi)的壓力和大氣壓力之間的壓力差進(jìn)行工作的，依據(jù)壓力差產(chǎn)生原理分為真空吸盤吸附、氣流負(fù)壓吸附、擠壓排氣負(fù)壓吸附等。不同類型的氣吸附吸盤如圖所示。292293不同類型的氣吸附吸盤a）真空吸盤吸附b）氣流負(fù)壓吸附c）擠壓排氣負(fù)壓吸附2）磁吸附式末端執(zhí)行器（磁吸附吸盤）。磁吸附吸盤是利用磁力進(jìn)行吸取工作的。常見(jiàn)的磁吸附吸盤有永磁吸盤、電磁吸盤等，如圖所示。電磁吸盤的分類方式多種多樣，按形狀可分為矩形電磁吸盤、圓形電磁吸盤等；按吸力大小可分為普通電磁吸盤、強(qiáng)力電磁吸盤等。294磁吸附吸盤a）永磁吸盤b）電磁吸盤（2）夾鉗式末端執(zhí)行器夾鉗式末端執(zhí)行器通常用手爪拾取工件，手爪與人手相似，是現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用的一種形式，通過(guò)手爪的開(kāi)啟/閉合實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的抓取。夾鉗式末端執(zhí)行器一般由手爪、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接和支撐元件組成，多用于負(fù)載重、高溫、表面質(zhì)量不高等吸附式末端執(zhí)行器無(wú)法進(jìn)行工作的場(chǎng)合。295手爪是直接與工件接觸的部件，其形狀將直接影響抓取工件的效果，但在多數(shù)情況下只需兩個(gè)手爪配合就可以完成一般工件的抓取，對(duì)于復(fù)雜工件可以選擇三爪或者多爪進(jìn)行抓取。根據(jù)前端形狀，手爪可分為V形爪、平面爪、尖爪等。296V形爪平面爪尖爪（3）仿人式末端執(zhí)行器仿人式末端執(zhí)行器是針對(duì)特殊外形工件進(jìn)行抓取的一類手爪，主要包括柔性手和多指靈巧手，如圖所示。297仿人式末端執(zhí)行器a）柔性手b）多指靈巧手三、搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)的示教流程1.?冷加工搬運(yùn)作業(yè)的示教流程在材料冷加工工藝中，搬運(yùn)機(jī)器人可采用關(guān)節(jié)式或直角式，末端執(zhí)行器可采用吸附式或夾鉗式，具體采用哪一類需依據(jù)實(shí)際場(chǎng)地及負(fù)載情況等諸多因素共同決定。現(xiàn)以下圖所示工件的搬運(yùn)為例，選擇龍門式（五軸）搬運(yùn)機(jī)器人，末端執(zhí)行器為雙氣動(dòng)手爪（一個(gè)負(fù)責(zé)抓取毛坯并放到工作臺(tái)卡盤上，另一個(gè)用于從卡盤上取下加工完的工件），采用在線示教方式輸入搬運(yùn)作業(yè)程序，此程序由編號(hào)1～13的13個(gè)程序點(diǎn)組成，程序點(diǎn)說(shuō)明見(jiàn)下表。具體作業(yè)流程可參考下圖所示冷加工搬運(yùn)作業(yè)的示教流程進(jìn)行。298299工件的搬運(yùn)（冷加工）300

程序點(diǎn)說(shuō)明（冷加工）301冷加工搬運(yùn)作業(yè)的示教流程（1）示教前的準(zhǔn)備1）確認(rèn)操作者與搬運(yùn)機(jī)器人之間保持安全距離。2）搬運(yùn)機(jī)器人原點(diǎn)確認(rèn)。（2）新建作業(yè)程序點(diǎn)按示教器相關(guān)的菜單或按鈕，新建一個(gè)作業(yè)程序。302（3）輸入程序點(diǎn)在示教模式下，手動(dòng)操縱龍門式搬運(yùn)機(jī)器人按下圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行，設(shè)定程序點(diǎn)1至程序點(diǎn)13。程序點(diǎn)1和程序點(diǎn)13需設(shè)定在同一點(diǎn)，以方便編寫(xiě)程序。此外，程序點(diǎn)1至程序點(diǎn)13需處于與工件、夾具互不干涉的位置。具體示教方法見(jiàn)下表。303工件的搬運(yùn)（冷加工）304冷加工搬運(yùn)作業(yè)示教方法305冷加工搬運(yùn)作業(yè)示教方法（4）設(shè)定搬運(yùn)條件搬運(yùn)機(jī)器人的作業(yè)程序簡(jiǎn)單易懂，與其他六軸工業(yè)機(jī)器人程序均有類似之處，本實(shí)例搬運(yùn)作業(yè)條件的輸入主要涉及以下幾個(gè)方面。1）在作業(yè)開(kāi)始指令中設(shè)定搬運(yùn)開(kāi)始規(guī)范及搬運(yùn)開(kāi)始動(dòng)作次序。2）在搬運(yùn)結(jié)束指令中設(shè)定搬運(yùn)結(jié)束規(guī)范及搬運(yùn)結(jié)束動(dòng)作次序。3）合理調(diào)節(jié)手爪的夾持力。根據(jù)實(shí)際情況，在編輯模式下合理選擇并配置搬運(yùn)工藝參數(shù)。306（5）檢查試運(yùn)行（跟蹤）搬運(yùn)機(jī)器人試運(yùn)行前應(yīng)確保周圍安全，按如下操作跟蹤測(cè)試作業(yè)程序。1）打開(kāi)要測(cè)試的程序文件。2）移動(dòng)程序指針到程序的開(kāi)始位置。3）實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人單步或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（6）再現(xiàn)搬運(yùn)1）打開(kāi)要再現(xiàn)的作業(yè)程序，將程序指針移動(dòng)到程序的開(kāi)始位置，將控制器上的自動(dòng)/手動(dòng)鑰匙旋鈕設(shè)定到相應(yīng)的狀態(tài)。2）按控制器上的伺服使能按鈕，接通伺服電源。3）按電源開(kāi)關(guān)，搬運(yùn)機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)行。3072.?熱加工搬運(yùn)作業(yè)的示教流程在材料熱加工工藝中搬運(yùn)機(jī)器人可采用關(guān)節(jié)式或直角式，末端執(zhí)行器多為夾鉗式，具體采用哪一類，需依據(jù)實(shí)際場(chǎng)地及負(fù)載情況等諸多因素共同決定。現(xiàn)以下圖所示工件的搬運(yùn)為例，選擇關(guān)節(jié)式（六軸）搬運(yùn)機(jī)器人，末端執(zhí)行器為夾鉗式，采用在線示教方式輸入搬運(yùn)作業(yè)程序，此程序由編號(hào)1～10的10個(gè)程序點(diǎn)組成，程序點(diǎn)說(shuō)明見(jiàn)下表。具體作業(yè)流程可參考如圖所示熱加工搬運(yùn)作業(yè)的示教流程進(jìn)行。308309工件的搬運(yùn)（熱加工）310

程序點(diǎn)說(shuō)明（熱加工）311熱加工搬運(yùn)作業(yè)的示教流程（1）示教前的準(zhǔn)備1）確認(rèn)操作者與搬運(yùn)機(jī)器人之間保持安全距離。2）搬運(yùn)機(jī)器人原點(diǎn)確認(rèn)。通過(guò)搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械臂各關(guān)節(jié)處的標(biāo)記或調(diào)用原點(diǎn)程序復(fù)位搬運(yùn)機(jī)器人。（2）新建作業(yè)程序點(diǎn)按示教器相關(guān)的菜單或按鈕，新建一個(gè)作業(yè)程序。312（3）輸入程序點(diǎn)在示教模式下，手動(dòng)操縱搬運(yùn)機(jī)器人按如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行，設(shè)定程序點(diǎn)1至程序點(diǎn)10。程序點(diǎn)1和程序點(diǎn)10需設(shè)定在同一點(diǎn)，以方便編寫(xiě)程序。此外，程序點(diǎn)1至程序點(diǎn)10需處于與工件、夾具互不干涉的位置。具體示教方法見(jiàn)下表。313熱加工搬運(yùn)作業(yè)示教方法314熱加工搬運(yùn)作業(yè)示教方法315熱加工搬運(yùn)作業(yè)示教方法四、搬運(yùn)機(jī)器人的周邊設(shè)備與工位布局1.?周邊設(shè)備（1）滑移平臺(tái)對(duì)于某些搬運(yùn)場(chǎng)合，由于搬運(yùn)空間大，搬運(yùn)機(jī)器人的末端工具無(wú)法到達(dá)指定的搬運(yùn)位置，此時(shí)可通過(guò)引入外部軸來(lái)提升搬運(yùn)機(jī)器人的自由度。其中增加滑移平臺(tái)是提升搬運(yùn)機(jī)器人自由度最常用的方法，滑移平臺(tái)可安裝在地面或安裝在龍門架上，如圖所示。316317滑移平臺(tái)的安裝方式a）地面安裝b）龍門架安裝（2）搬運(yùn)系統(tǒng)搬運(yùn)系統(tǒng)主要包括真空發(fā)生裝置、氣體發(fā)生裝置、液壓發(fā)生裝置等，這些裝置均為標(biāo)準(zhǔn)件。一般的真空發(fā)生裝置和氣體發(fā)生裝置均可滿足吸盤和氣動(dòng)夾鉗所需的動(dòng)力，企業(yè)版常用空氣控壓站對(duì)整個(gè)車間提供壓縮空氣和抽真空；液壓發(fā)生裝置的動(dòng)力元件（電動(dòng)機(jī)、液壓泵等）布置在搬運(yùn)機(jī)器人周圍，執(zhí)行元件（液壓缸）與夾鉗一體，需要裝在搬運(yùn)機(jī)器人末端的法蘭上，與氣動(dòng)夾鉗類似。3182.?工位布局由搬運(yùn)機(jī)器人構(gòu)成的加工單元或柔性化生產(chǎn)線，可完全代替人工實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)搬運(yùn)，因此，搬運(yùn)機(jī)器人工作站布局是否合理將直接影響搬運(yùn)速率和生產(chǎn)節(jié)拍。根據(jù)車間場(chǎng)地面積，在有利于提高生產(chǎn)節(jié)拍的前提下，搬運(yùn)機(jī)器人工作站可采用L形、環(huán)狀、“一”字形等形式布局。319（1）L形布局L形布局是將搬運(yùn)機(jī)器人安裝在龍門架上，使其行走在機(jī)床上方，可大量節(jié)約地面資源，如圖所示。320L形布局（2）環(huán)狀布局環(huán)狀布局又稱“島式加工單元”，如圖所示，以關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人為中心，機(jī)床圍繞在其周圍形成環(huán)狀，進(jìn)行工件的搬運(yùn)加工，可提高生產(chǎn)效率，節(jié)約空間，適合小空間廠房作業(yè)。321環(huán)狀布局（3）“一”字形布局“一”字形布局如圖所示。直角桁架搬運(yùn)機(jī)器人通常要求設(shè)備成“一”字形排列，對(duì)廠房高度、長(zhǎng)度有一定要求，因其運(yùn)動(dòng)方式為直線編程，故很難滿足對(duì)放置位置、相位等有特殊要求工件的上下料作業(yè)需要。322“一”字形布局任務(wù)2

涂裝機(jī)器人工作站編程與操作3231.?能敘述涂裝機(jī)器人的特點(diǎn)及分類。2.?能敘述涂裝機(jī)器人系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。3.?能敘述涂裝機(jī)器人作業(yè)的示教流程。4.?能敘述涂裝機(jī)器人的周邊設(shè)備與布局。5.?能進(jìn)行車窗涂膠裝配模型與夾具的安裝。6.?能進(jìn)行涂裝機(jī)器人控制原理框圖設(shè)計(jì)。7.?能進(jìn)行涂裝機(jī)器人工作站PLC的I/O控制原理圖設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。8.?能進(jìn)行涂裝機(jī)器人運(yùn)動(dòng)所需示教點(diǎn)的設(shè)定和程序編寫(xiě)。9.?能進(jìn)行涂裝機(jī)器人工作站的安裝與運(yùn)行。學(xué)習(xí)目標(biāo)324涂裝技術(shù)經(jīng)歷了從涂刷、揩涂到氣壓涂裝、浸涂、輥涂、淋涂，再到高壓空氣涂裝、電泳涂裝、靜電粉末涂裝等階段。涂裝技術(shù)高度發(fā)展的今天，涂裝企業(yè)正邁向一個(gè)全新的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代，這一時(shí)代以環(huán)保、效率、成本效益、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為核心要素，加之涂裝領(lǐng)域?qū)臉I(yè)工人健康的爭(zhēng)議和顧慮，工業(yè)機(jī)器人在涂裝領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸成為一項(xiàng)持續(xù)探索和進(jìn)步的新興領(lǐng)域，且前景非常廣闊。工作任務(wù)325工業(yè)機(jī)器人車窗涂膠模型工作站是涂裝機(jī)器人通過(guò)吸盤夾具拾取前窗、后窗兩種不同部位的車窗進(jìn)行涂膠，完成后裝配到汽車模型車窗對(duì)應(yīng)位置，模擬工業(yè)機(jī)器人車窗涂膠裝配工作。其主要由六軸工業(yè)機(jī)器人、車窗涂膠裝配模型、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等組成，如圖所示。其中車窗涂膠裝配模型主要由車窗涂膠單元和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)組成，主要訓(xùn)練點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的軌跡運(yùn)動(dòng)，如圖所示。本任務(wù)采用示教編程方法，操作工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)車窗涂膠單元運(yùn)動(dòng)軌跡的示教。326327工業(yè)機(jī)器人車窗涂膠模型工作站車窗涂膠裝配模型具體控制要求如下。（1）將電氣控制面板上的“啟動(dòng)”鈕子開(kāi)關(guān)SB1置于“ON”位置，設(shè)備給出啟動(dòng)信號(hào)后，工業(yè)機(jī)器人伺服上電；先將鈕子開(kāi)關(guān)SB1置于“OFF”位置，再將鈕子開(kāi)關(guān)SB2置于“ON”位置，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入主程序；將鈕子開(kāi)關(guān)SB2置于“OFF”位置，啟動(dòng)指示燈綠燈亮；系統(tǒng)進(jìn)入等待狀態(tài)后，將鈕子開(kāi)關(guān)SB3置于“ON”位置，工業(yè)機(jī)器人從第一塊圖塊開(kāi)始搬運(yùn)，依此循環(huán)。（2）將電氣控制面板上的“停止”鈕子開(kāi)關(guān)SB5置于“ON”位置，設(shè)備給出停止信號(hào)，再將鈕子開(kāi)關(guān)SB5置于“OFF”位置，停止指示燈紅燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，所有氣動(dòng)機(jī)構(gòu)均保持當(dāng)前的狀態(tài)不變。328一、涂裝機(jī)器人的特點(diǎn)及分類1.?涂裝機(jī)器人的特點(diǎn)涂裝是一種較為常用的表面防腐、裝飾、防污的表面處理方法，其規(guī)則之一是需要噴槍在工件表面做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。涂裝機(jī)器人作為一種典型的涂裝自動(dòng)化設(shè)備，具有工件涂層均勻，重復(fù)精度好，通用性強(qiáng)，工作效率高，能夠?qū)⒐と藦挠卸?、易燃、易爆的工作環(huán)境中解放出來(lái)等優(yōu)點(diǎn)，已在汽車、工程機(jī)械制造、3C產(chǎn)品（計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子三類產(chǎn)品的統(tǒng)稱）及家具建材等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。329相關(guān)知識(shí)涂裝機(jī)器人與傳統(tǒng)的機(jī)械涂裝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）最大限度地提高了涂料的利用率，降低了涂裝過(guò)程中有害揮發(fā)性有機(jī)物的排放量。（2）顯著地提高了噴槍的運(yùn)動(dòng)速度，縮短了生產(chǎn)節(jié)拍，效率顯著高于傳統(tǒng)的機(jī)械涂裝。（3）柔性好，能夠適應(yīng)多品種、小批量的涂裝任務(wù)。（4）能夠精確保證涂裝工藝的一致性，獲得較高質(zhì)量的涂裝產(chǎn)品。（5）與高速旋杯經(jīng)典涂裝站相比，可以減少30%～40%的噴槍數(shù)量，降低了系統(tǒng)故障率和維護(hù)成本。3302.?涂裝機(jī)器人的分類目前，涂裝機(jī)器人大多數(shù)仍采取與通用工業(yè)機(jī)器人相似的五或六自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人，在其末端加裝自動(dòng)噴槍。按照手腕結(jié)構(gòu)分，涂裝機(jī)器人有球形手腕涂裝機(jī)器人和非球形手腕涂裝機(jī)器人兩種，如圖所示。331涂裝機(jī)器人a）球形手腕涂裝機(jī)器人b）非球形手腕涂裝機(jī)器人（1）球形手腕涂裝機(jī)器人球形手腕涂裝機(jī)器人與通用工業(yè)機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)類似，手腕三個(gè)關(guān)節(jié)軸線相交于一點(diǎn)，目前絕大多數(shù)商用工業(yè)機(jī)器人所采用的Bendix手腕就屬于這種結(jié)構(gòu)，如圖所示。332Bendix手腕（2）非球形手腕涂裝機(jī)器人非球形手腕涂裝機(jī)器人，其手腕的三個(gè)關(guān)節(jié)軸線并非如球形手腕工業(yè)機(jī)器人一樣相交于一點(diǎn)，而是相交于兩點(diǎn)。非球形手腕工業(yè)機(jī)器人相對(duì)于球形手腕工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)更適合涂裝作業(yè)。333非球形手腕涂裝機(jī)器人a）Smart-3S型涂裝機(jī)器人（正交非球形手腕）b）P-250iA型涂裝機(jī)器人（斜交非球形手腕）二、涂裝機(jī)器人系統(tǒng)的組成典型的涂裝機(jī)器人系統(tǒng)主要由操作機(jī)、工業(yè)機(jī)器人控制器（控制系統(tǒng)）、供漆系統(tǒng)、自動(dòng)噴槍/旋杯（涂裝系統(tǒng)）、防爆吹掃系統(tǒng)等組成，如圖所示。334典型的涂裝機(jī)器人系統(tǒng)1.?控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要完成本體和涂裝工藝控制。本體控制在控制原理、功能及組成上與通用工業(yè)機(jī)器人基本相同；涂裝工藝控制是指對(duì)供漆系統(tǒng)的控制，即負(fù)責(zé)對(duì)涂料單元控制盤、噴槍/旋杯單元進(jìn)行控制，發(fā)出噴槍/旋杯開(kāi)關(guān)指令，自動(dòng)控制和調(diào)整涂裝參數(shù)，控制換色閥及涂料混合器完成清洗、換色、混色作業(yè)。3352.?供漆系統(tǒng)供漆系統(tǒng)主要由涂料單元控制盤、氣源、流量調(diào)節(jié)器、齒輪泵、涂料混合器、換色閥、供漆供氣管路及監(jiān)控管線組成。涂料單元控制盤簡(jiǎn)稱氣動(dòng)盤，它接收涂裝機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出的涂裝工藝控制指令，精準(zhǔn)控制調(diào)節(jié)器、齒輪泵、噴槍/旋杯完成流量、空氣霧化和空氣成型的調(diào)整，同時(shí)控制涂料混合器、換色閥等實(shí)現(xiàn)顏色的自動(dòng)化切換和指定的自動(dòng)清洗等功能，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高效率的涂裝。3363.?涂裝系統(tǒng)對(duì)于涂裝機(jī)器人，根據(jù)所采用的涂裝工藝不同，其配備的涂裝系統(tǒng)也存在差異。（1）空氣涂裝空氣涂裝是利用壓縮空氣的氣流流過(guò)噴槍的噴嘴形成負(fù)壓，在負(fù)壓的作用下涂料從吸管吸入，經(jīng)過(guò)噴嘴噴出，通過(guò)壓縮空氣對(duì)涂料進(jìn)行吹散，以達(dá)到均勻霧化的效果?？諝馔垦b一般用于家具、3C產(chǎn)品外殼、汽車等產(chǎn)品的涂裝。如圖所示是較為常見(jiàn)的自動(dòng)空氣噴槍。337（2）高壓無(wú)氣涂裝高壓無(wú)氣涂裝是一種較先進(jìn)的涂裝工藝，其采用增壓泵將涂料增至6～30?MPa的高壓，通過(guò)很細(xì)的噴嘴噴出，使涂料形成扇形霧狀，具有較高的傳遞效率和生產(chǎn)效率，表面質(zhì)量明顯優(yōu)于空氣涂裝。338自動(dòng)空氣噴槍（3）靜電涂裝靜電涂裝利用電場(chǎng)力將帶電的涂料微粒吸附到接地的工件表面。在這一過(guò)程中，工件作為陽(yáng)極連接到地，而涂料則通過(guò)噴槍以負(fù)高壓的形式帶電，形成陰極。涂料微粒在電場(chǎng)的作用下被吸引并均勻地沉積在工件表面，形成一層均勻且牢固的涂膜。靜電涂裝通常用于金屬表面或?qū)щ娦粤己们医Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的表面，或球面、圓柱面等的涂裝。3394.?防爆吹掃系統(tǒng)在進(jìn)行涂裝作業(yè)時(shí)，為了獲得高質(zhì)量的涂膜，除對(duì)工業(yè)機(jī)器人動(dòng)作的柔性和精度、供漆系統(tǒng)及自動(dòng)噴槍/旋杯的精準(zhǔn)控制有所要求外，對(duì)涂裝環(huán)境的最佳狀態(tài)也提出了一定要求，如工作環(huán)境內(nèi)無(wú)塵、恒溫、恒濕、恒定的供風(fēng)及對(duì)有害揮發(fā)性有機(jī)物含量的控制等，噴房應(yīng)運(yùn)而生。一般來(lái)說(shuō)，噴房由涂料作業(yè)的工作室、收集有害揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣艙、排氣扇以及可將廢氣排放到建筑物外的排氣管等組成。340工業(yè)機(jī)器人多在封閉的噴房?jī)?nèi)涂裝工件的內(nèi)外表面，由于涂裝的薄霧是易燃易爆的，如果工業(yè)機(jī)器人的某個(gè)部件產(chǎn)生火花或溫度過(guò)高，就會(huì)引起大火甚至引起爆炸，所以防爆吹掃系統(tǒng)對(duì)于涂裝機(jī)器人是極其重要的一部分。防爆吹掃系統(tǒng)主要由危險(xiǎn)區(qū)域之外的吹掃單元、操作機(jī)內(nèi)部的吹掃傳感器、控制器內(nèi)的吹掃控制單元三部分組成，其工作原理如圖所示。吹掃單元通過(guò)軟管向包含有電氣元件的操作機(jī)內(nèi)部施加壓力，阻止爆燃性氣體進(jìn)入操作機(jī)內(nèi)，同時(shí)由吹掃控制單元監(jiān)視操作機(jī)內(nèi)壓，當(dāng)發(fā)生異常狀況時(shí)立即切斷操作機(jī)的伺服電源。341342防爆吹掃系統(tǒng)的工作原理三、涂裝機(jī)器人的特點(diǎn)（1）一般手臂的工作范圍寬大，進(jìn)行涂裝作業(yè)時(shí)可以靈活避障。（2）手腕一般有2～3個(gè)自由度，輕巧快速，適合內(nèi)部、狹窄的空間及復(fù)雜工件的涂裝。（3）較先進(jìn)的涂裝機(jī)器人采用中空手臂和柔性中空手腕（如圖所示）。343柔性中空手腕及內(nèi)部結(jié)構(gòu)a）柔性中空手腕b）柔性中空手腕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（4）一般在手臂集成涂裝工藝系統(tǒng)，縮短了清洗、換色時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了涂料及清洗液，如圖所示。344集成于手臂的涂裝工藝系統(tǒng)四、涂裝機(jī)器人作業(yè)的示教流程1.?示教前的準(zhǔn)備（1）工件表面清理：使用物理或化學(xué)方式將工件表面的鐵銹、油污等雜質(zhì)清理干凈，一般可采用擦拭除塵、靜電除塵及酸洗等方法。（2）工件裝夾：利用夾具將鋼制箱體固定好。（3）安全確認(rèn)：確認(rèn)操作者與涂裝機(jī)器人之間保持安全距離。（4）涂裝機(jī)器人原點(diǎn)確認(rèn)：通過(guò)涂裝機(jī)器人機(jī)械臂各關(guān)節(jié)處的標(biāo)記或調(diào)用原點(diǎn)程序復(fù)位涂裝機(jī)器人。3452.?新建作業(yè)程序點(diǎn)按示教器相關(guān)的菜單或按鈕，新建一個(gè)作業(yè)程序。3.?輸入程序點(diǎn)在示教模式下，手動(dòng)操縱涂裝機(jī)器人按如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行，設(shè)定程序點(diǎn)1至程序點(diǎn)8。處于待機(jī)位置的程序點(diǎn)1和程序點(diǎn)8要處于與工件、夾具互不干涉的位置。工業(yè)機(jī)器人末端工具軸線在程序點(diǎn)3～6要與涂裝工作面的法線共線，且必須保證涂裝機(jī)器人手臂及其外露管線不與涂裝工作面接觸。另外，涂裝機(jī)器人在各程序點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，不可與工件、夾具發(fā)生干涉。具體示教方法見(jiàn)下表。346工件涂裝347涂裝作業(yè)示教方法348涂裝作業(yè)示教方法4.?設(shè)定涂裝條件（1）設(shè)定涂裝條件（文件）涂裝條件的設(shè)定主要包括涂裝流量、霧化氣壓、噴幅（調(diào)扇幅）氣壓、靜電電壓及顏色等的設(shè)定，可參考下表。（2）添加涂裝次序指令在涂裝起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)（或各路徑的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)）手動(dòng)添加涂裝次序指令，控制噴槍開(kāi)關(guān)。349涂裝條件設(shè)定參考值（部分）5.?檢查試運(yùn)行（跟蹤）試運(yùn)行前應(yīng)確保涂裝機(jī)器人周圍安全，按如下操作跟蹤測(cè)試作業(yè)程序。（1）打開(kāi)要測(cè)試的程序文件。（2）移動(dòng)程序指針到程序的開(kāi)始位置。（3）實(shí)現(xiàn)涂裝機(jī)器人單步或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。3506.?再現(xiàn)涂裝跟蹤測(cè)試無(wú)誤后，即可進(jìn)行再現(xiàn)涂裝。（1）打開(kāi)要再現(xiàn)的作業(yè)程序，并將程序指針移動(dòng)到程序的開(kāi)始位置，將控制器上的自動(dòng)/手動(dòng)鑰匙旋鈕設(shè)定到相應(yīng)的狀態(tài)。（2）按控制器上的伺服使能按鈕，接通伺服電源。（3）按電源開(kāi)關(guān)，涂裝機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)行。至此，涂裝機(jī)器人的簡(jiǎn)單作業(yè)示教操作完畢。351五、涂裝機(jī)器人的周邊設(shè)備與布局1.?周邊設(shè)備（1）涂裝機(jī)器人行走單元與工件傳送（旋轉(zhuǎn)）單元如同前面任務(wù)介紹的搬運(yùn)機(jī)器人滑移平臺(tái)，涂裝機(jī)器人也有類似的裝置，主要包括完成工件的傳送機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)、伺服穿梭機(jī)及輸送系統(tǒng)，以及完