工业机器人离线编程及仿真

随着智能制造的政策推动，工业机器人领域也得以迅速发展。为培养工业机器人应用编程方向的高素质技能人才，我们依据《国家职业教育改革实施方案》，融合工业机器人应用编程1 X职业技能等级考核内容，从“岗课赛证”综合育人的目标出发，以典型工程应用案例为主线安排项目及任务，让读者在工作任务的驱动下完成具体的项目，通过项目式学习提高读者解决实际问题的能力。我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上，共同编写了这本新形态教材，力争使读者对工业机器人编程技术产生浓厚的兴趣，并能根据此书轻松学到各种技巧。本书根据当前职业院校的教学需要精心编排，共有七个项目，共包含二十六个任务，遵循“任务驱动、项目导向”的能力发展过程，按照由基础入门工程到复杂的应用工程设置一系列学习单元，嵌入职业素养教育，在完成项目任务的过程中为学生提供专业理论知识和职业核心技能，成为发展综合职业能力的学习载体。各任务主要包括知识目标、能力目标、素养目标、知识准备、任务实施、任务评价、思考与练习、探索故事8个部分，既可以训练学生的工程能力，又可以使学生在学习的过程中根据自身的需求进行专业应用拓展，激发学生的创新应用潜力。本书以党的二十大精神为指引，通过工业机器人技术专业知识和技能的传授，协助培养国家所需的技能人才，坚持“精”和“管用”原则，以精神感召为目的，结合新时代的工匠精神和扎实奋进的科学精神，激发读者奋发图强的学习热情，使读者不断增强中国特色社会主义自信，为读者成长提供正确的价值导航。作为工业机器人技术专业核心课程配套教材，本书配有教学视频、微课、PPT、习题集、仿真素材、高清实物图片等丰富的学习资源，为读者提供了自主学习的基础条件，能够有效辅助读者自主学习。读者在学习的过程中可登录本书配套数字化课程网站http: //www. icve.com.cn ( 国家职业教育专业教学资源库网站)获取数字化学习资源。本书适合作为中、高等职业院校工业机器人技术专业以及装备制造类、自动化类相关专业的教材，也可作为工业机器人应用编程相关工程技术人员的参考资料。本书由天津工业职业技术学院曹雪姣、侯娅品，天津轻工职业技术学院于玲任主编；天津工业职业技术学院史喆琼、天津交通职业学院岳刚、天津工业职业技术学院谢金涛任副主编。参加编写的还有郑州理工职业学院赵瑞芹、中山火炬职业技术学院李庆达、永州职业技术学院崔亚飞和肯拓（天津）工业自动化技术有限公司平乐民。具体编写分工如下：项目一、三由曹雪姣、于玲编写，项目二由史喆琼、李庆达编写；项目四由谢金涛、崔亚飞编写，项目五、六由侯娅品、岳刚编写；项目七由曹雪姣、赵瑞芹、侯娅品编写；任务工单由曹雪姣、侯娅品、平乐民编写。全书由曹雪姣统稿，由天津工业职业技术学院李梅红、沈晓斌主审。由于技术发展日新月异，加之编者水平有限，书中疏漏在所难免。对于书中不妥之处，恳请广大读者批评指正。编者2022年8月

本书根据当前高职院校的教学需要而精心编排，共有七个项目，包括工业机器人应用编程认知、工业机器人基本认知、工业机器人编程基础工作站、工业机器人仿真加工工作站、工业机器人装配工作站、工业机器人激光雕刻工作站、工业机器人搬运码垛工作站。本书主要每个项目内容包括证书技能要求、项目引入和项目拓展。全书7个项目共包含26个任务，各任务主要包括任务引入、知识目标、能力目标、素养目标、知识准备、任务实施，工单式任务评价，思考与习题，探索空间9个部分。本书可作为高职院校工业机器人技术专业，机电一体化专业，自动化专业“工业机器人离线编程”课程教材。

2015.3-2015.12在天津职业技术师范大学 实验师2016.01-至今在天津工业职业学院 讲师主持“双融合”模式下工业机器人技术专业教学改革研究 校级课题已经结题主持 基于1 X证书的职业教育课程开发与应用研究——以工业机器人技术专业为例 局级课题在研。参与 提质培优背景下机电一体化技术专业资源库建设实践研究 市级课题在研。承担智能搬运码垛工作站项目建设，天津市提升办学能力建设项目资助428800元，项目已完成。

篇基础认知篇

项目一工业机器人应用编程认知2

任务1.1工业机器人编程初识2

1.1.1工业机器人编程方法3

1.1.2主流编程技术的特点6

1.1.3编程技术的发展趋势7

任务1.2离线编程软件认知10

1.2.1离线编程系统的构成11

1.2.2国外离线编程软件13

1.2.3国内离线编程软件19

任务1.3ABB编程软件的安装与授权24

1.3.1RobotStutio软件的安装25

1.3.2RobotStutio软件的授权27

1.3.3RobotStutio软件的界面初识29

项目二工业机器人基本认知35

任务2.1工业机器人概述35

2.1.1工业机器人的基本概念36

2.1.2工业机器人的技术参数37

2.1.3工业机器人的组成及分类39

2.1.4工业机器人的发展及方向43

任务2.2ABB机器人简介47

2.2.1ABB机器人的本体48

2.2.2ABB机器人的控制柜50

2.2.3ABB机器人的示教器53

任务2.3工业机器人安全与应用60

2.3.1工业机器人的安全事项61

2.3.2工业机器人的维护保养63

2.3.3工业机器人的应用领域67

第二篇能力进阶篇

项目三工业机器人编程基础工作站78

任务3.1构建基础工作站78

3.1.1建立工业机器人工作站79

3.1.2配置DSQC651板卡83

任务3.2工业机器人的程序数据94

3.2.1认识程序数据94

3.2.2设定关键程序数据97

任务3.3RAPID程序的建立116

3.3.1RAPID程序结构117

3.3.2建立RAPID程序117

任务3.4运动控制指令编程122

3.4.1编写基本运动指令122

3.4.2RAPID程序调试与运行128

任务3.5逻辑功能控制指令编程132

3.5.1编写赋值指令132

3.5.2编写条件逻辑判断指令134

项目四工业机器人仿真加工工作站141

任务4.1创建仿真工作站141

4.1.1导入模型及工具142

4.1.2搭建仿真模型场景145

4.1.3建立工业机器人系统148

任务4.2手动操作工业机器人153

4.2.1系统手动操作153

4.2.2虚拟示教器手动操作156

任务4.3编写轨迹程序164

4.3.1创建工件坐标系165

4.3.2创建轨迹程序166

任务4.4调试仿真工作站172

4.4.1仿真运行轨迹172

4.4.2仿真视频录制175

第三篇综合实战篇

项目五工业机器人装配工作站182

任务5.1创建工作站的装配工件182

5.1.1建模功能的应用182

5.1.2测量功能的应用189

5.1.3建立装配工件模型190

任务5.2创建机器人用工具195

5.2.1建立夹爪模型196

5.2.2建立夹爪的机械装置199

任务5.3配置工具事件管理器204

5.3.1建立系统I/O信号205

5.3.2配置工具的事件管理器210

任务5.4装配工作站的编程与仿真运行217

5.4.1常用信号控制指令217

5.4.2装配工作站的编程220

5.4.3装配工作站的仿真运行227

任务5.5创建自定义的机器人工具231

5.5.1设定工具的本地原点232

5.5.2创建工具坐标系框架236

5.5.3创建外部工具239

项目六工业机器人激光雕刻工作站244

任务6.1创建工作站的离线轨迹244

6.1.1创建机器人激光雕刻曲线247

6.1.2生成激光雕刻离线路径251

任务6.2调整工作站的离线程序257

6.2.1调整目标点与轴参数配置257

6.2.2完善离线程序262

任务6.3验证机器人轨迹270

6.3.1机器人碰撞监控功能270

6.3.2机器人TCP跟踪功能273

任务6.4在线调试运行工作站277

6.4.1RobotStudio与机器人连接并获取权限278

6.4.2在线编辑RAPID程序282

6.4.3在线监控机器人和示教器状态285

6.4.4在线传送文件286

项目七工业机器人搬运码垛工作站292

任务7.1搬运码垛系统应用知识292

7.1.1初识搬运码垛机器人293

7.1.2建立搬运码垛工作站294

7.1.3编写码垛常用指令297

7.1.4创建工具数据301

任务7.2创建动态输送链304

7.2.1设定输送链的基础组件305

7.2.2创建输送链的属性与信号312

7.2.3仿真运行输送链316

任务7.3创建动态夹具321

7.3.1设定夹具的基础组件322

7.3.2创建夹具的属性与信号330

7.3.3仿真运行夹具333

任务7.4码垛工作站的程序编制和调试339

7.4.1编制工作站的程序339

7.4.2调试工作站的运行348

参考文献355 

本书根据当前高职院校的教学需要而精心编排，共有七个项目，包括工业机器人应用编程认知、工业机器人基本认知、工业机器人编程基础工作站、工业机器人仿真加工工作站、工业机器人装配工作站、工业机器人激光雕刻工作站、工业机器人搬运码垛工作站。本书主要每个项目内容包括证书技能要求、项目引入和项目拓展。全书7个项目共包含26个任务，各任务主要包括任务引入、知识目标、能力目标、素养目标、知识准备、任务实施，工单式任务评价，思考与习题，探索空间9个部分。本书可作为高职院校工业机器人技术专业，机电一体化专业，自动化专业“工业机器人离线编程”课程教材。

2015.3-2015.12在天津职业技术师范大学 实验师2016.01-至今在天津工业职业学院 讲师主持“双融合”模式下工业机器人技术专业教学改革研究 校级课题已经结题主持 基于1 X证书的职业教育课程开发与应用研究——以工业机器人技术专业为例 局级课题在研。参与 提质培优背景下机电一体化技术专业资源库建设实践研究 市级课题在研。承担智能搬运码垛工作站项目建设，天津市提升办学能力建设项目资助428800元，项目已完成。