本书以ABB六轴串联工业机器人(本文简称机器人)为对象,围绕从认识到熟练操作工业机器人的方法进行了详细的讲解。本书对工业机器人的系统构成、工业机器人的手动运行方法、工业机器人的坐标系、工业机器人的编程控制方法以及工业机器人参数设定及程序管理方法进行了详细讲解,运用丰富的图文实例对机器人的操作、编程方法进行描述,从而使读者对工业机器人的软、硬件使用有一个全面的认识。全书分为7个项目,讲解了工业机器人的启动关闭、工业机器人结构以及操作环境的基本配置、工业机器人的手动运行、I/O通信设置、编程与调试和日常维护的基础操作等内容。在每个项目后附有习题、每个任务后附有思考题,方便知识的温习。本书实训内容对硬件的要求简单,将单独ABB六轴串联机器人作为实训设备展开教学,为方便编程案例的实现也可将北京华航唯实机器人科技有限公司的基础教学工作站作为实训载体设备进行教学工作。
本书以ABBIRB120型六轴串联工业机器人(本书中简称机器人)为对象,分7个项目详细讲解工业机器人的系统结构、坐标系、启动与关闭、手动运行方法、I/O通信设置、编程与调试、参数设定、程序管理方法、基础示教编程与调试、高级示教,以及日常维护等内容。各项目后均附有思考题与习题,方便知识的温习。本书实训内容对硬件的要求简单,将单独ABB六轴串联机器人作为实训设备展开教学,为方便编程案例的实现也可将北京华航唯实机器人科技股份有限公司的基础教学工作站作为实训载体设备进行教学工作。
本书实现了互联网与传统教育的完美融合,采用“纸质教材+数字课程”的出版形式,以新颖的留白编排方式,突出资源的导航,扫描二维码,即可观看微课等视频类数字资源,随扫随学,突破传统课堂教学的时空限制,激发学生的自主学习,打造高效课堂。教学资源的具体下载和获取方式详见“智慧职教服务指南”。
本书适合作为中高职教育工业机器人技术、电气自动化技术等相关专业的教材或企业培训用书,也可作为高职院校机电及相关专业学生的实践选修课教材,还可供从事机器人操作,尤其是刚接触工业机器人行业的工程技术人员参考。
2014年6月,习近平总书记在两院院士大会上强调:“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点。在《中国制造2025》规划中,机器人是其十大重点发展方向之一。近年来,虽然多方因素推动着我国工业机器人的发展,但工业机器人专业人才的匮乏已经成为产业发展的瓶颈。2016年3月21日,工业和信息化部、发展改革委、财政部正式印发的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》(以下简称《规划》),为“十三五”期间我国机器人产业发展描绘了清晰的蓝图,《规划》中明确了急需加强大专院校机器人相关专业学科建设,加大工业机器人职业培训教育力度,注重专业人才的培养,着力于应用型人才的队伍建设。
2016年,教育部为发挥企业在工业机器人领域中的技术优势,与北京华航唯实机器人科技股份有限公司、上海ABB工程有限公司、上海新时达机器人有限公司合作,从全国职业院校中遴选115所合作院校,共同建设15个开放式公共实训基地、100个应用人才培养中心,通过制订符合行业发展需求的工业机器人人才培养方案,促进职业院校工业机器人专业内涵建设,规范岗位课程体系和技能人才培养模式,提升教师专业技术能力。随着职业教育工业机器人专业建设的不断深入,开发适合职业教育教学需要的,具有产教融合特点的工业机器人专业教材成为辅助专业建设和教学的一项重要工作。在此背景下,工业机器人行业企业与职业院校深度合作,共同开发了以“理实一体、工学结合”为指导思路,采用“任务驱动”教学法和“细胞式”教学理念的工业机器人岗位课程系列教材。本书即为系列教材之一。
“工业机器人操作与编程”是工业机器人专业方向的核心课程。针对此门课程,根据中高职在授课时的难易程度差异,编写了包括本书在内的共三册工业机器人操作与编程学习用书(另外两册为《工业机器人工作站操作与应用》《工业机器人系统设计与应用》)。本书主要介绍工业机器人最基础的操作与编程方法,根据中高职教学特色将工业机器人操作和编程的基础理论知识和实操任务同时整合到教学活动中,理论基础与实训教学有效衔接,以培养学生的综合职业能力,非常适合工业机器人入门学习。
本书由北京工业职业技术学院、东莞理工学校、无锡科技职业学院、湖南理工职业技术学院、北京华航唯实机器人科技股份有限公司等学校、企业联合开发。北京工业职业技术学院的张春芝、东莞理工学校的钟柱培、北京华航唯实机器人科技股份有限公司的许妍妩任主编,无锡科技职业学院的朱蓓康、湖南理工职业技术学院的何瑛、北京华航唯实机器人科技股份有限公司的成萍任副主编,全书由成萍统稿。
本书编审过程中还得到了祁阳县职业中等专业学校的夏建成、武汉机电工程学校的周正鼎等编委会专家老师以及北京华航唯实机器人科技股份有限公司董川川等工程师的支持和帮助,同时还参阅了部分相关教材及技术文献内容,在此对各位专家、工程师和文献作者一并表示衷心的感谢。
北京华航唯实机器人科技股份有限公司为本书开发了丰富的配套教学资源,包括教学课件、微课和习题等,并在书中相应位置做了标记,读者可通过手机等移动终端扫码观看。
由于编者水平有限,书中难免存在不足之处,恳请广大读者批评指正。
项目一 工业机器人的启动和关闭
学习任务
学习目标
任务1.1 启动工业机器人
1.1.1 工业机器人的组成
1.1.2 工业机器人的规格参数及安全操作区域
1.1.3 工业机器人控制柜的操作面板
1.1.4 任务操作——启动工业
机器人
思考题
任务1.2 关闭工业机器人
1.2.1 示教器的结构及操作界面
1.2.2 示教器的安全使用方法
1.2.3 任务操作——关闭工业
机器人
思考题
习题
项目二 示教器操作环境的基本配置
学习任务
学习目标
任务2.1 配置示教器的操作环境
2.1.1 任务操作——设置示教器操作
界面的显示语言
2.1.2 任务操作——设置工业机器人
的系统时间
思考题
任务2.2 查看工业机器人的常用信息
2.2.1 工业机器人工作状态的显示
2.2.2 任务操作——查看工业机器人的事件日志
思考题
习题
项目三 工业机器人的手动运行
学习任务
学习目标
任务3.1 设置工业机器人的运行模式
3.1.1 工业机器人的运行模式
3.1.2 工业机器人运行模式的选择
3.1.3 任务操作——工业机器人手动/自动运行模式的切换
思考题
任务3.2 设置工业机器人的手动运行速度
3.2.1 工业机器人手动运行快捷设置菜单按钮
3.2.2 任务操作——操纵杆速率的设置
3.2.3 任务操作——使用增量模式调整步进速度
3.2.4 工业机器人手动运行快捷按钮
3.2.5 任务操作——增量模式的开/关快捷切换
思考题
任务3.3 工业机器人的单轴运动
3.3.1 六轴工业机器人的关节轴
3.3.2 任务操作——手动操纵工业
机器人单轴运动
3.3.3 任务操作——单轴运动轴1-3与轴4-6的快捷切换
思考题
任务3.4 工业机器人的线性运动和重定位运动
3.4.1 工业机器人使用的坐标系
3.4.2 线性运动与重定位运动
3.4.3 任务操作——手动操纵工业机器人线性运动
3.4.4 任务操作——手动操纵工业机器人重定位运动
3.4.5 任务操作——线性运动与重定位运动的快捷切换
3.4.6 工业机器人紧急停止后的恢复方法
3.4.7 工具坐标系的定义方法
3.4.8 工具数据
3.4.9 任务操作——建立工具坐标系并测试准确性
3.4.10 任务操作——编辑工具
数据
思考题
习题
项目四 工业机器人的I/O通信设置
学习任务
学习目标
任务4.1 配置工业机器人的标准I/O板
4.1.1 工业机器人I/O通信的种类
4.1.2 DSQC 651的标准I/O板
4.1.3 DSQC 652的标准I/O板
4.1.4 任务操作——配置标准I/O板DSQC 652
4.1.5 查看工业机器人参数
思考题
任务4.2 110信号的定义及监控
4.2.1 任务操作——定义数字量输入信号
4.2.2 任务操作——定义数字量输出信号
4.2.3 任务操作——定义数字量组输入信号
4.2.4 任务操作——定义数字量组输出信号
4.2.5 任务操作-I/O信号的监控查看
4.2.6 任务操作-I/O信号的强制置位
4.2.7 任务操作-1/0信号的快捷键设置
4.2.8 任务操作——输入输出信号与I/O的关联
思考题
习题
项目五 工业机器人的基础示教编程与调试
学习任务
学习目标
任务5. I RAPID编程语言与程序
架构
5.1.1 RAPID语言及其数据、指令、函数
5.1.2 RAPID程序的架构
5.1.3 任务操作——建立程序模块及例行程序
思考题
任务5.2 工业机器人运动指令的应用
5.2.1 常用的运动指令及用法
5.2.2 手动运行模式下程序调试的方法
5.2.3 任务操作——利用绝对位置运动指令MoveAbsJ使各轴回零点
5.2.4任务操作——利用运动指令Move和MoveL实现两点间移动
5.2.5 0ffs位置偏移函数的调用方法
5.2.6 任务操作——利用圆弧指令MoveC示教圆形轨迹
5.2.7 任务操作——利用线性运动指令MoveL示教三角形轨迹
5.2.8 工件坐标系与坐标偏移
5.2.9 任务操作——建立工件坐标系并测试准确性
5.2.10 任务操作——利用工件坐标系
任务5.3 程序数据的定义及赋值
任务5.4 逻辑判断指令与调用例行程序指令的应用
任务5.5 110控制指令
任务5.6 基础示教编程的综合应用
……
项目六 工业机器人的高级示教编程与调试
项目七 工业机器人的日常维护
附录ⅠRAPID常见指令与函数
附录Ⅱ RAPID语言的保留字
参考文献