工业机器人教案

大连理工大学工程训练中心实习教案
实习项目名称：工业机器人训练教案编写：姜英
实习地点：现代制造技术车间讲课时间：教案审定：
工业机器人
教学目的及要求：了解工业机器人的基础知识、应用和简单的工作过程
教学重点：略
教学难点：略
教学内容：（结合实物讲解）
1．概述：
机器人是典型的光机电一体化的高科技产品。

工业机器人是目前技术上最成熟、应用最广泛的机器人。

现在世界各国已装配了90余万台工业机器人。

工业机器人的应用使产品的质量更加可靠，生产线的柔性增加，企业适应市场的能力大大提高。

2．工业机器人的定义：
工业机器人是指在工业中应用的一种可自动定位控制的，可重复编程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作机。

它能够搬运物料、零件，或者是操持工具，用以完成各种作业。

3．工业机器人的分类：
根据臂机构，按照其工作形态，可以分为：
●圆柱坐标型机器人
●极坐标型机器人
●直角坐标型机器人
●多关节型机器人
4．实习机器人型号：ABB公司的IRB1400型小型机器人，属于多关节型机器人。

5．IRB1400机器人的组成：
Controller: 控制器。

Manipulator: 机械手。

机械本体：
● 由六个转轴组成的空间六杆开链结构；
● 六个转轴均有AC 伺服电机驱动，每个电机后面均有编码器； ● 每个转轴带有一个齿轮箱。

● 有手动松闸按钮，用于维修时使用。

机器人控制器：
Mains Switch: 主电源开关。

Teach Pendant: 示教器。

Operat or’s Panel: 操作盘。

Disk drive: 磁盘驱动器
机器人的控制系统主要由中心控制计算机和伺服控制器组成。

中心控制计算机发出指令协调各关节驱动器之间的运动，同时完成编程、示教/再现以及和其他环境状况、工艺要求、外部相关设备协调工作。

伺服控制器控制各关节驱动器，使各轴按一定的速度、加速度和位置要求进行运动。

(示教器)
示教器功能：
坐标系指定： 大地、基础、工具、工件
Controller
Manipulator
Mains Switch
Teach pendant
Operator ’s panel Disk drive
运动性质指定：直线、姿态
轴动作：对各关节电机进行驱动控制 速度设定:
动作方式设定：单步、单次、循环\急停、暂停、运行、结束、复位指定
示教数据命令修正：对已示教过的数据命令进行修正（变更、插入、删除）作
业条件再线修正
信息显示：数据写入等控制，编辑，报警显示等功能
6．IRB1400机器人的技术参数：
7．程序编制
坐标系：用户在编制程序时，可根据需要选择坐标系。

机器人可以建立的坐标系有“World 坐标系”,“Base 坐标系”,“Tool 坐标系” ，Wobj 工件坐标系”，“Wirst 腕坐标系”等。

其相互关系如下：
World 大地坐标系。

Base 基础坐标系。

Tool 工具坐标系。

Wobj 工件坐标系。

编制程序：
机器人的语言命令是一种用户非常容易理解的语言。

语言中的每个语句（命令）都与某种功能相对应，机器人的各种动作都是由这些语句的组合来完成的。

机器人语言命令包括运动语句、程序流程语句、外部管理与控制语句。

例：基本运动指令：
MoveL p1，v100，z10，tool1; Move L: 线性运动。

（Linear ） Move J ：关节轴运动。

（Joint ） Move C ：圆周运动。

（Circular ） p1: 目标位置。

v100: 规定在数据中的速度。

z10: 规定在转弯区尺寸。

tool1: 工具。

（TCP ） 速度选择：mm/s
• vmax 速度为v5000,可自定义速度。

• 最大可定义至v7000，但机器人未必能达到。

转弯区尺寸选择：mm
• 选择所需转弯区尺寸，可自定义。

• fine 指机器人TCP 达到目标点，在目标点速度降为零。

机器人动作有停顿，焊接时必须用。

• zone 指机器人TCP 不达到目标点，机器人动作圆滑、流畅。

Wrist coordinates Wrist coordinates Tool coordinates
Y
TCP
Z x
Z Y
x
Z
Y
x
Z
Z
Y
Y
x
x
Wobj coordinates
User coordinates Object coordinates
Base coordinates World coordinates
例：画一个长方形。

为了精确确定p1、p2、p3、p4点，可以采用函数offs，反馈一个参变量。

offs(p，x，y，z)代表一个离p1点X轴偏差量为x，Y轴偏差量为y，Z轴偏差量为z的点。

例：圆弧指令
MoveC p1，p2，v100，z1，tool1; P0
P1
例：画一个半径为80mm的圆：
MoveJ p0，v500，z1，tool1;
MoveL offs(p，80，0，0)，v500，z1，tool1;
MoveC offs(p，0，80，0)，offs(p，-80，0，0)，v500，z1，tool1; MoveC offs(p，0，-80，0)，offs(p，80，0，0)，v500，z1，tool1;
MoveJ p0，v500，z1，tool1;
8．工业机器人的应用：
工业机器人主要应用在电机制造工业、汽车制造工业、塑料成型加工、通用机械制造、金属加工、铸造及其他重型工业和轻工业等行业。

涉及搬运、工具及工件装卸、机械加工、铸造、锻造、热处理、焊接（包括点焊和弧焊）、喷漆、装配、检验和抛光修整等。

所实习的ABB机器人主要应用在焊接上。

9.有关安全事项：
由于机器人系统复杂而且危险性大，在练习期间，对机器人进行任何操作都必须注意安全。

无论什么时候进入机器人工作范围都可能导致严重的伤害，只有经过培训认证的人员才可以进入该区域。

①万一发生火灾，请使用二氧化碳灭火器。

②机器人在发生意外或运行不正常等情况下，均可使用急停键，停止运行。

急
停键不允许被短接。

③机器人处于自动模式时，任何人员不允许进入其运动所及的区域。

④其他安全事项详见“用户指南”。