4-2 工业机器人周边模型的放置(新)
《机器人虚拟仿真》考试及评价制度
xxxxx职业教育中心学生学业水平考试《机器人虚拟仿真》考试及评价制度本考试大纲以xxxx中心工业机器人应用技术专业《机器人虚拟仿真技术课程标准》为依据，结合我校工业机器人专业教学的实际情况而制定。
一、考试目标与要求考试目标：学业考试以ABB公司的Robostudio软件的操作、建模Smart组件的使用、轨迹离线编程、动画效果的制作、模拟工作站的构建、仿真验证以及在线操作为主要内容，重点考查学生在工业机器人基本操作、应用开发、仿真调试能力，考查学生的团队协作能力和使用Robotstudio仿真软件以及针对不同的机器人应用，设计机器人方案的能力，考查学生分析问题和解决实际问题的能力，考查学生的综合素质，适应职业变化的能力，为进一步学习其它机器人课程打下良好基础。
命题要求：要根据专业核心素养表现水平，恰当设置学生需要完成的具体任务，任务的内容指向明确，不能存在歧义。
要创设基于工业机器典型工作任务的情境，进行有针对性的评价，提炼关键信息和特征，创设信息支持充分的评价情境。
要确保试题的科学性、公平性，把握适当的难度与合理的区分度。
A．了解层次：要求对某一概念、知识内容、某一原理，能够准确再认、再现，具有初步识别、辨认事实或正确描述对象的基本特征的能力，即知道"是什么"。
B．理解层次：要求对某一概念、知识内容，在了解基础上，能够深刻领会相关知识、机器人操作技巧，并借此搭建具体工作站，编写调试机器人程序，辨明正误，即明白"为什么"。
C．掌握层次：要求能够灵活运用相关知识，构建基本仿真工业机器人工作站、创建基本的机器人工具、基本的工作站离线编程与仿真测试，即清楚"怎么办"。
二、考试范围与要求《机器人虚拟仿真技术》考试范围具体内容与要求如下：三、考试形式与试卷结构（一）考试形式采用笔试、技能测试。
满分为100分，考试时间90分钟。
（二）内容比例（三）考试题型考试题型包括单项选择题、判断题、简答题、实践操作等题型。
robotstudio第二节
建立工业机器人系统与手动操纵
二.工业机器人的手动操纵
1.“设置”工具栏的 “工具”项设定为
“MyTool”。
2.在 “IRB2600_12_165_0 1”上单击右键，在菜 单列表中选择“机械装
置手动关节”。
建立工业机器人系统与手动操纵
二.工业机器人的手动操纵
3.拖动滑块进行关节轴
运动。
4.单击按钮，可以 点动关节轴运动。
工业机器人虚 拟仿真教程
软件界面介绍及工作站布局
RobotStudio的软件界面介绍
一、RobotStudio软件界面
“文件”功能选项卡， 包含创建新工作站、创 造新机器人系统、连接 到控制器、将工作站另 存为查看器的选项和 RobotStudio选项，如
图：
RobotStudio的软件界面介绍
5,。设定每次点动的 距离。
建立工业机器人系统与手动操纵
二.工业机器人的手动操纵
6.在 “IRB2600_12_165 _01”上单击右键， 在菜单列表中选择 “机械装置手动线性”
建立工业机器人系统与手动操纵
二.工业机器人的手动操纵
7.直接输入坐标值使 机器人到达位置。
8.单击按钮，可以点动
运动。
坐标”。
创建工业机器人工件坐标与轨迹程序
一.建立工业机器人工件坐标
2.单击“选择表面”
3.单击“捕捉末端”
4.设定工件坐标名称为 “Wobj1”。
5.单击用户坐标框架的
“取点创建框架”的下 拉箭头
创建工业机器人工件坐标与轨迹程序
一.建立工业机器人工件坐标
6.选中“三点”
7.单击“X轴上的第一个 点”的第一个输入框 8.单击1号角
任务 工业机器人手动操作基础知识
（1）手动线性
在“基本”功能选项卡，选中“Freehand”的“手动线性 图标”， 如图所示。然后选中鼠标指示放到箭头上，按住 鼠标左键，以箭头指示的方向进行线性移动。
实际应用中，往往需要工具的末端做线性运动，对于
本项目的工具TCP做线性运动，应在“基本”功能选项卡， 选中“设置”的“工具”下拉菜单中选择“MyTool”。 如图所示。与上面同样的方法进行的工具TCP做线性运动。
将MyTool安装到机器人手腕上，其操作方法为，在布局中的 MyTool上按住鼠标左键，向上拖到“IRB120_3_58_01”后松开左键， 弹出如图所示对话框，单击“是”。工具MyTool安装到机器人上效
果如图所示。将MyTool安装到机器人手腕上，其操作方法 也可采用，鼠标右键单击布局中的MyTool，选择“安装 到”“IRB120_3_58_01”。
ABB机器人有机器人本体（本教材以ABB IRB120为对象）、控制柜及示教器等组成
1工业机器人本体 IRB120机器人本体详细信息可参见项目一技术参数部分。 2控制器 机器人控制器主要包括两部分：控制面板和外部接口，控
制面板主要有：总开关、急停按钮、电机开启指示以及模
式选择开关等；如图所示。外部接口主要有示教器连接接 口、机器人驱动接口、机器人控制接口以及I/O通讯接口 等。
(1)更改默认语言： 单击“Default Language”>去掉 “English”前面的勾>勾 选“Chinese”。 (2)选择现场总线及协 议：
单击“Industrial Networks” >勾选“709-
1 DeviceNet Master/Slave” ； 单击“Anybus Adapters” >勾选
工业机器人离线编程(ABB)4-2 工业机器人周边模型的放置
图4-14 基本工作站
图4-15 导入周边模型
图4-16 完成周边模型导入
二、实践操作
• 2、利用Freehand工具栏操作周边模型
1)显示机器人工作区域，如图4-17 ~图4-18 。 图4-18中的白色区域为机器人可达范围， 工作对象应调整到机器人的最佳工作 范围
图4-17 显示机器人工作区域
4-2 工业机器人周边模型的放置Fra bibliotek 一、工作任务
• 1、导入周边模型
• 2、利用Freehand工具栏操作周边模型 • 3、摆放周边模型
二、实践操作
• 1、导入周边模型 在图4-14工作站基础上进行周边模型导入的操作 导入方法与导入机器人模型类似： 基本→导入模型库→设备→propeller table （图4-15）→完成导入（图4-16）
• 3、摆放周边模型
1)将工作对象导入并放置在机器人工作区域内的合适位置，图4-35。
图4-31 导入模型后的基本工作站
二、实践操作
• 3、摆放周边模型
2)用“两点法”将“Curve Thing”放置到小桌子上，图4-36 ~图4-41 。
①在“Curve Thing”上 单击右键→放置→两点。 ②选中“选择部件” 和“捕捉末端”。 ③单击“主点-从”的第 一个坐标框。
二、实践操作
• 2、利用Freehand工具栏操作周边模型
4)旋转，如图4-27~图4-30
图4-27 旋转
坐标：本地坐标→选择方式：选择部件 →点击旋转→ 点击部件（出现旋 转坐标系） →拖动箭头即可旋转
图4-28 延X轴方向旋转
图4-29 延Y轴方向旋转
图4-30 延Z轴方向旋转
二、实践操作
工业机器人三维建模(SolidWorks)第4章 工业机器人装配
4.1.2 添加零件
第一种方法为直接导入零部件。 （1）首先导入一个装配体中的固定件。 （2）选择【插入】|【零部件】|【现有零件／装配体】菜单命令或者单击 【装配体】工具栏中的【插入零部件】按钮，系统弹出如右图所示的【插入零 部件】属性管理器。 （3）在【插入零部件】属性管理器中选择【浏览】按钮，系统弹出【打开 】对话框，在该对话框中选择要插入的零件，在对话框右上方可以对零件形成 预览。 （4）打开零件后，鼠标箭头旁会出现一个零件图标。一般固定件放置在原 点，在原点处单击插入该零件，此时特征管理器中的该零件前面会自动加有【 （固定）】标志，表明其已定位。 （5）按照装配的过程，用同样的方法导入其他零件，其他零件可放置在任 意点。
4.1 创建装配体
装配环境下另一个重要概念就是——【约束】。当零件被调入到装 配体中时，除了第一个调入的之外，其它的都没有添加约束，位置处于 任意的【浮动】状态。在装配环境中，处于【浮动】状态的零件可以分 别沿三个坐标轴移动，也可以分别绕三个坐标轴转动，即共有六个自由 度。当给零件添加装配关系后，可消除零件的某些自由度，限制了零件 的某些运动，此种情况称为不完全约束。当添加的配合关系将零件的六 个自由度都消除时，称为完全约束，零件将处于【固定】状态。
4.1.2 添加零件
制作装配体需要按照装配的过程，依次插入相关零件，有多种方法可以将零部件添加到 一个新的或现有的装配体中：
（1）使用【插入零部件】属性管理器。 （2）从任何窗格中的文件探索器拖动。 （3）从一个打开的文件窗口中拖动。 （4）从资源管理器中拖动。 （5）从Internet Explorer中拖动超文本链接。 （6）在装配体中拖动以增加现有零部件的实例。 （7）从任何窗格中的设计库中拖动。 （8）使用【插入智能扣件】命令来添加螺栓、螺钉、螺母、销钉、以及垫圈。
项目二工业机器人安装调试和基本操作
2
机器人的运动速度与摇杆的偏转量成正比，偏转越大，机器人运动速度越快，但最高速度不会超过250mm/s。
3
除在自动模式下，机器人各轴伺服没有上电或正在执行程序时不能手动操纵机器人之外，无论打开何种窗口，都可以用摇杆来操纵机器人。
4
1）运动单元及运动模式 对机器人进行手动操纵时，首先要明确选择运动单元以及运动方式。 机器人系统可能不仅由机器人本体单独构成，它可能还包含有其他的机械单元，如外部轴（变位机等），也可以被选为运动单元进行单独操作。每个运动单元都有一个标志或名字，这个名字在系统设定时已经进行定义。 ABB机器人具有线性运动、重定位运动和单轴运动3种运动方式。 ①线性运动 大多数情况下，选择在从A点移动到B点时，机器人的运动轨迹为直线，所以称为直线运动，也称为线性运动。其特点是焊枪（或工件）姿态保持不变，只是位置改变。 ②重定位运动 重定位运动方式是焊枪（或工件）姿态改变，而位置保持不变。 在实际操作中，机器人的运动方式由选择的运动模式和坐标系决定。 ③单轴运动 通过摇杆控制机器人单轴运动的步骤如下：
项目二 工业机器人安装调试和基本操作
点击此处添加副标题
演讲人姓名
202X
学习目标
01
掌握工业机器人运输和安装方法；
02
熟悉工业机器人调试操作；
03
熟悉工业机器人的开机、人工操纵、关机等基本操作；
04
掌握ABB机器人示教操作方法；
05
了解ABB机器人示教基本指令。
工业机器人是精密机电设备，其运输和安装有着特别的要求，每一个品牌的工业机器人都有自己的安装与连接指导手册，但大同小异。工业机器人一般的安装流程如图2-1所示，个步骤操作要认真参阅手册相关部分。
1
2
《工业机器人工程应用虚拟仿真》课程标准
《工业机器人工程应用虚拟仿真》课程标准学时：72学分：4适用专业及学制：三年制、机电技术应用（机器人方向）、全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本课程是机电技术应用（机器人方向）专业核心课程。
本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质在本课程中，通过项目主导、任务驱动教学的方法，对ABB公司的RObotStUdiO软件的操作、建模Smart组件的使用、轨迹离线编程、动画效果的制作、模拟工作站的构建、仿真验证以及在线操作进行全面的讲解。
本课程适合从事工业机器人应用开发、调试、现场维护的工程技术人员学习和参考，特别是已掌握ABB机器人基本操作，需要进一步掌握工业机器人工程应用模拟仿真的工程技术人员参考。
三、课程教学目标本课程旨在提高学生在机器人方面的综合素质，着重使学生掌握从事机器人加工类企业中机器人工作所必备的知识和基本技能，初步形成处理实际问题的能力。
培养其分析问题和解决问题的学习能力，具备继续学习专业技术的能力；在本课程的学习中渗透思想道德和职业素养等方面的教育，使学生形成认真负责的工作态度和严谨的工作作风，为后续课程学习和职业生涯的发展奠定基础。
（一）知识目标1.能认识、安装工业机器人仿真软件。
2.会构建基本仿真工业机器人工作站。
3.能较熟练运用仿真软件RobotStudio中的建模功能。
4.能较熟练运用仿真软件RobotStudio对工业机器人离线轨迹编程。
5.会运用RobotStudio中Smart组件的应用。
6.会带导轨和变位机的机器人系统的创建与应用。
7.会SCreenMaker示教器用户自定义界面使用。
（二）能力目标1.本课程是操作性很强的，对于这种类型的课程，必须加强平时的练习，在重复操作练习中提高熟练软件，并掌握其中的操作原理2.能运用虚拟软件进行在线编辑I/O信号的操作、正确编程运动轨迹、正确布局机器人工作站。
3.学会举一反三的方法，能在课外学习新的编程指令，并能学习使用。
工业机器人操作技巧和注意事项
工业机器人操作技巧和注意事项在现代工业生产中，工业机器人在生产线上起到了至关重要的作用。
工业机器人的操作技巧和注意事项对于保证生产效率和工作安全至关重要。
在本篇文章中，我们将会探讨一些工业机器人操作的技巧和需要注意的事项，以帮助操作人员提高操作技能并确保工作安全。
一、工业机器人操作技巧1. 定期进行维护和保养：工业机器人是一个复杂的系统，定期进行维护和保养对于确保其正常运行和延长寿命至关重要。
操作人员应遵守制造商提供的维护手册，并按照规定的时间和步骤进行维护和保养。
2. 熟悉操作界面：工业机器人的操作界面通常采用图形化界面，操作人员应熟悉界面的各个功能按钮和参数设定，以便能够充分地实现工业机器人的各项功能。
3. 精确的程序编写：工业机器人的操作需要事先编写好程序，并进行上传和设定。
操作人员应掌握程序编写的基本技巧，包括准确输入坐标、设定速度和力度等参数。
4. 灵活的手动操作能力：在某些情况下，需要操作人员使用手动模式进行操作。
因此，操作人员应掌握切换至手动模式的技巧，并能熟练地操作机械臂进行精确的移动。
5. 监控生产过程：操作人员应时刻关注工业机器人的运行状态，包括其在生产过程中的速度、力度、位置等参数。
如发现异常情况，应及时进行处理和调整，以确保生产的连续性和稳定性。
二、工业机器人操作注意事项1. 安全培训：在进行工业机器人操作之前，操作人员应接受相关的安全培训。
培训内容包括操作流程、事故应急处理、机器人的工作原理和安全注意事项等，以提高操作人员的安全意识。
2. 个人防护措施：操作人员应佩戴符合规定的个人防护设备，如安全帽、防护眼镜、防护手套等。
这些装备能有效地保护操作人员免受潜在的伤害。
3. 安全距离和区域：工业机器人通常需要在安全距离内进行操作。
操作人员应了解机器人的工作范围和运动轨迹，并保持足够的安全距离，以防止意外伤害。
4. 锁定和标记：在操作工业机器人之前，应将其锁定，并进行必要的标记。
《机器人系统集成运维》课程标准
《机器人系统集成运维》课程标准一、适用对象中等职业学校机器人应用与维护专业（三年制）学生。
二、适用专业机器人应用与维护专业、工业机器人技术、机电一体化、电气自动化专业及其他相近专业三、课程性质本课程是机器人应用与维护专业的专业方向课程。
本课程是依据机器人应用与维护专业人才培养目标和相关职业岗位（群）的能力要求而设置的，对本专业所面向的工业机器人系统集成、生产应用、本体制造等企业的机械安装调试、电气安装调试、操作编程、运行维护等岗位（填写岗位或岗位群）所需要的知识、技能、和素质目标的达成起支撑作用。
在课程设置上，前导课程有《机械基础》（课程编码），《低压电器控制与应用》、《电工技术基础与应用》、《可编程控制器应用》、《机器人仿真技术》、《工业机器人基础》、机器人操作与编程，后续课程有《机器人焊接技术及应用》、《机器人搬运码垛技术应用》、《机器人抛光打磨技术应用》、《机器人压铸取件技术应用》、《毕业设计》等（课程编码）。
四、课程目标总体目标本课程属于专业方向课，课程对标1+X等级证书的考核标准，主要介绍机器人的系统操作、设定以及机器人的离线编程仿真等内容。
通过课程的学习，使学生掌握常用工具的使用方法，具备根据应用场景及技术图纸的要求完成机器人机械部件的装配与检查、电气系统的装配与调试、机器人的编程与调试以及离线编程与仿真的能力，严格根据1+X考核要求，正确穿戴劳保用品，遵循操作安全规范，并考取初、中级证书。
1.知识目标（1）掌握常见工业机器人的机械结构及组成；（2）掌握6轴工业机器人的控制器软、硬件结构及工作原理；（3）掌握工业机器人常用的外围电控系统、传感检测方法；（4）掌握工业机器人基本的编程指令、编程的方法。
2.技能目标（1）能理解系统方案说明书、操作手册和维护保养手册；（2）能构建虚拟集成系统；（3）能根据机械装配图、气动原理图和电气原理图完成系统安装；（4）能遵循规范进行安全操作与维护；（5）能完成机器人及周边设备简单编程；（6）能进行集成系统基础调试。
四自由度的工业机器人设计说明书
1 绪论1.1四自由度的工业机器人的概念四自由度的工业机器人是一个在三维空间中具有较多自由度，并能实现较多拟人动作和功能的机器，而工业四自由度的工业机器人则是在工业生产上应用的四自由度的工业机器人。
美国四自由度的工业机器人工业协会提出的工业四自由度的工业机器人定义为：“四自由度的工业机器人是一种可重复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机”。
英国和日本四自由度的工业机器人协会也采用了类似的定义。
我国的国家标准GB/T12643-90将工业四自由度的工业机器人定义为：“四自由度的工业机器人是一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。
能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业”。
而将操作机定义为：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。
四自由度的工业机器人系统一般由操作机、驱动单元、控制装置和为使四自由度的工业机器人进行作业而要求的外部设备组成。
1.1.1操作机操作机是四自由度的工业机器人完成作业的实体，它具有和人手臂相似的动作功能。
通常由下列部分组成：a.末端执行器又称手部，是四自由度的工业机器人直接执行工作的装置，并可设置夹持器、工具、传感器等，是工业四自由度的工业机器人直接与工作对象接触以完成作业的机构。
b. 手腕是支承和调整末端执行器姿态的部件，主要用来确定和改变末端执行器的方位和扩大手臂的动作范围，一般有2～3个回转自由度以调整末端执行器的姿态。
有些专用四自由度的工业机器人可以没有手腕而直接将末端执行器安装在手臂的端部。
c. 手臂它由四自由度的工业机器人的动力关节和连接杆件等构成，是用于支承和调整手腕和末端执行器位置的部件。
手臂有时包括肘关节和肩关节，即手臂与手臂间。
手臂与机座间用关节连接，因而扩大了末端执行器姿态的变化范围和运动范围。
d. 机座有时称为立柱，是工业四自由度的工业机器人机构中相对固定并承受相应的力的基础部件。
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4-2 工业机器人周边模型的放置
1、导入周边模型
2、利用Freehand工具栏操作周边模型
3、摆放周边模型
一、导入机器人周边模型
RobotStudio提供了丰富机器人周边工具模型供使用，在创建工作站的过程中可以直接从模型库中调入相应的模型。
现在，我们来看一下如何导入周边工具模型。
打开4-1工作站，在“基本”功能选项卡中，单击“导入模型库”，选择“设备”可以打开图4-15所说的模型库。
图4-15 导入周边模型
这里我们选择设备“propeller table”，也就是一个特殊的桌子。
导入完成后如图4-16所示。
图4-16 完成周边模型导入
二、利用Freehand工具栏操作周边模型
机器人周边模型导入完成后，其位置不一定符合我们的要求，因此还需要进一步的调整，将其放置机器人的工作区域范围之内。
首先，显示机器人工作区域，如图4-17 ~图4-18 。
图4-18中的白色区域为机器人可达范围，工作对象应调整到机器人的最佳工作范围即可。
图4-17 显示机器人工作区域
图4-18 机器人工作区域
然后，利用Freehand工具移动“propeller table”，在移动前要先根据操作需要选择合适的坐标系统，如图4-19所示。
在RobotStudio中对部件的Freehand操作有移动、旋转两种方式，如图4-2~22所示。
具体操作如下：
图4-19 参考坐标系统
图4-20 Freehand 移动操作按钮
图4-21 Freehand旋转操作按钮
图4-22 Freehand手动关节操作按钮
选择大地坐标，选择方式选为：选择部件，然后点击Freehand移动，选取要移动的部件“propeller table”（出现移动坐标系），此时拖动箭头即可移动部件“propeller table”。
部件沿X、Y、Z方向移动的过程如图4-24~26所示。
图4-24 沿X轴方向移动
图4-25 沿Y轴方向移动
图4-26 沿Z轴方向移动
选择本地坐标，选择方式选为：选择部件，然后点击Freehand旋转，选取要旋转的部件“propeller table”（出现旋转坐标系），此时拖动箭头即可旋转部件“propeller table”。
部件沿X、Y、Z方向旋转的过程如图4-27~30所示。
图4-27 旋转
图4-28 延X轴方向旋转
图4-29 延Y轴方向旋转
图4-30 延Z轴方向旋转
三、摆放周边模型
部件“propeller table”导入完成并调整位置后，可以继续导入其他相关的部件。
在“基本”功能选项卡中，单击“导入模型库”，选择浏览“设备”，然后选择部件“Curve Thing”。
工作对象导入并放置在机器人工作区域内的合适位置，如图4-31。
图4-31 导入模型后的基本工作站
现在我们将部件“Curve Thing”放置在部件“propeller table”上。
在RobotStudio中放置部件有：一点法、两点法、三点法、框架法、两个框架法五种基本方法，本任务中我们采用两点法放置部件“Curve Thing”。
在“Curve Thing”上单击右键，在弹出的下拉菜单中选择“放置”中的“两点法”，如图4-32所示。
然后，选中“选择部件”和“捕捉末端”，如图4-33所示。
在左上方“放置对象：Curve Thing”输入框中，单击“主点-从”的第一个坐标框，选中第1点，单击鼠标左键，如图4-34、4-35所示。
图4-32 两点法摆放模型-1
图4-33 两点法摆放模型选择合适的捕捉方式-2
图4-34 两点法摆放模型坐标信息-3
图4-35 两点法摆放模型选择第1个点
第1个点确定之后，再依次选中第2、3、4点，点击，对应点的坐标值显示于坐标框中，单击应用即可完成，如图4-36所示。
部件“Curve Thing”放置到部件“propeller table”上完成后的效果如图3-37所示。
图4-36 两点法摆放模型选择第2、3、4点-5
图4-37 完成放置
在创建工作站时，可以根据所导入模型的结构选择合适的放置方法，可以自行练习“一点法、框架法”等放置方法。