工业机器人工程应用

第1章 初识工业机器人

1.1 工业机器人的定义

1.2 我国工业机器人的发展历程

1.3 工业机器人仿真系统的搭建

1.4 本章练习

第2章 工业机器人的基本操作

2.1 示教器的使用

2.1.1 示教器手动自动的切换

2.1.2 设置示教器的显示语言

2.1.3 使能按钮的正确使用

2.2 工业机器人的手动操作

2.2.1 单轴手动操作

2.2.2 线性手动模式

2.2.3 重定位模式

2.3 工业机器人数据的备份与恢复

2.3.1 工业机器人数据的备份与恢复

2.3.2 工业机器人工作站的打包与解包

2.3.3 工业机器人虚拟工作站与现实机器的通信

2.4 工业机器人日志的查看

2.4.1 常用日志信息查看

2.5 本章练习

第3章 工业机器人的信号系统

3.1 工业机器人I/O通信的种类

3.2 工业机器人标准I/O板

3.2.1 DSQC651板的详细介绍

3.2.2 DSQC652板的详细介绍

3.3 机器人信号的配置

3.3.1 定义DSQC651板的总线的连接

3.3.2 数字输入信号的配置

3.3.3 数字输出信号的配置

3.3.4 组输入信号的配置

3.3.5 组输出信号的配置

3.3.6 模拟输出信号的配置

3.4 建立系统输入/输出信号与I/O信号的连接

3.4.1 系统输入“电机开启”与数字输入信号DI1的关联

3.4.2 系统输出“电动机开启”与数字输出信号DO1的关联

3.5 本章练习

第4章 工业机器人的程序设计基础

4.1 掌握工业机器人的三个关键程序数据

4.1.1 工业机器人数据类型的介绍

4.1.2 工业机器人工具数据

4.1.3 工业机器人工件坐标数据

4.1.4 工业机器人有效载荷数据

4.2 常用的RAPID编程指令

4.3 建立一个可以运行的RAPID程序

4.3.1 建立一个RAPID程序

4.3.2 RAPID程序的调试

4.3.3 RAPID程序的自动运行

4.4 本章练习

第5章 工业机器人编程实战——绘图

5.1 解压工作站——看效果

5.1.1 观看视图文件——明确学习目标

5.1.2 解压工作站——开始动手练习

5.2 创建I/O信号

5.3 标定坐标系

5.3.1 工具坐标系的标定

5.3.2 工件坐标系的标定

5.4 程序编写

5.4.1 U形槽程序编写

5.4.2 圆形槽程序编写

5.4.3 main程序编写

5.5 启动仿真——工作站创建完成

5.6 本章练习

第6章 工业机器人编程实战二——车灯涂胶

6.1 解压工作站

6.1.1 解压并初始化工作站

6.2 I/O配置

6.3 程序模板导入

6.3.1 程序模板导入

6.3.2 程序详解

6.4 坐标系的标定

6.4.1 工具坐标系的标定

6.4.2 工件坐标系的标定

6.5 示教目标点

6.6 启动运行——看效果

6.7 本章练习

第7章 工业机器人编程实战三——火花塞搬运

7.1 解压工作站

7.2 I/O配置

7.3 程序模板的导入

7.3.1 程序模板的导入

7.3.2 程序详解

7.4 坐标系的标定

7.4.1 工具坐标系的标定

7.4.2 工件坐标系的标定

7.5 示教目标点

7.6 启动运行——看效果

7.7 本章练习

第8章 工业机器人编程实战四——综合实训平台产线单机模式

8.1 糖果自动包装产线的基本概述

8.2 产线单机模式介绍

8.2.1 激光雕刻程序详解

8.2.2 绘图程序详解

8.2.3 搬运程序详解

8.2.4 工业相机的简单介绍

8.3 机器人与PLC间的通信

8.4 产线单机模式上机操作

参考文献

第1章初识工业机器人

1.1 工业机器人的定义

1.工业机器人的定义

工业机器人虽是技术较成熟、应用较广泛的机器人，但对其具体的定义，科学界尚未形成统一，目前，公认的是国际标准化组织(ISO)的定义。

国际标准化组织对工业机器人的定义为:“工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能够搬运材料、工件或者操持工具来完成各种作业。”我国国家标准将工业机器人定义为:“能自动控制的、可重复编程的、多用途的操作机，并可对3个或3个以上的轴进行编程。它可以是固定式或移动式的，在工业自动化中使用。”

2.工业机器人的组成

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统3个基本部分组成。

主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。控制系统用来发出指令和执行指令，相当于人类的大脑;驱动系统通过接收指令来行走和工作，相当于人的手和脚。

3.工业机器人的特点

工业机器人有以下4个显著的特点:

(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量、多品种、具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统的一个重要组成部分。

(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走部件、腰转部件、大臂、小臂、手腕、手等部分，在控制上由计算机来操作。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤接触型传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能传感器等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

(3)通用性。除了专用的工业机器人，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。例如，更换工业机器人手部末端操作器(手抓、工具等)便可执行不同的作业任务。

(4)技术多样性。工业机器人所涉及的学科非常广泛，有机械学和微电子学结合的机电一体化技术。智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能。这此都是微电子技术的应用，特别是与计算机技术的应用密切相关。

工业机器人是21世纪的重大高科技成果之一，机器人产品已在社会的许多领域得到广泛应用，为提高世界工业自动化水平发挥了重要的作用。工业机器人在现代制造技术中起着举足轻重的作用。

1.2我国工业机器人的发展历程

1、工业机器人的发展历程

我国的工业机器人发展起步相对较晚，大致可分为以下4个阶段。

(1)理论研究阶段:20世纪70年代到80年代初。由于当时国家经济条件等因素的制约，我国主要从事工业机器人基础理论的研究，在机器人造助学、机构学等方面取得了一定的进展，为后续工业机器人的研究奠定了基础。

(2)样机研发阶段:20世纪80年代中后期。随着工业发达国家开始大量应用和普及工业机器人，我国的工业机器人研究得到政府的重视和支持，国家组织了对工业机器人需求行业的调研，投入大量的资金开展工业机器人的研究，进入了样机研发阶段。

(3)示范应用阶段:20世纪90年代。我国在这一阶段研制出平面关节型统配机器人、直角坐标型机器人、弧焊机器人、点焊机器人等7种工业机器人系列产品，以及102种特种机器人，实施了100余项机器人应用工程。为了促进国产机器人的产业化，在20世纪90年代末建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。

(4)初步产业化阶段:21世纪以来。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年)》突出增强自主创新能力这一条主线，着力营造有利于自主创新的政策环境，加快促进企业成为创新主体，大力倡导以企业为主体，产学研紧密结合，国内一大批企业或自主研制或与科研院所合作，加人工业机器人研制和生产行列，我国工业机器人进入初步产业化阶段。

经过上述四个阶段的发展，我国的工业机器人得到了一定程度的普及。但是，我国工业机器人的使用密度与先进的制造业国家相比仍有不少差距，工业机器人的保有量仍有巨大的上升空间。

本书以工业机器人为切入点，依托ABB 工业机器人及其RobotStudio 仿真软件，系统地介绍了工业机器人的基础知识、手动调试技巧、示教器常用操作、坐标系定义流程、I/O 通信、标准I/O 板配置、基本控制指令，以及程序编辑调试步骤等核心内容。本书既有通俗易懂的基础知识讲解，又有完整的项目讲解，使读者能够熟练掌握工业机器人的基本操作，对其知识体系具有全面的认识。