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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 Manipulator

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。 Operator’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)

Mains Switch

Teach pendant

Operator ’s panel

Disk drive

示教器功能:

坐标系指定:大地、基础、工具、工件

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。

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

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。

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; 例:画一个半径为80mm的圆:P0

P1

P2

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。

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