《工业机器人的操作机》共32页
机器人技术 PPT课件
1) 圆C1:半径为 R1 l1 l2 h ， 圆C4:半径为 R4 l1 l2 h ，
分别是该操作机的总工作空 间的边界。它们之间的环形 而积即W(P) 。
2）圆C2:半径为 R4 l1 l2 h ， 圆C3:半径为 R1 l1 l2 h ， C4 C3
对于自由度 F 6 的机器人操作机，将操作机的前三杆(或前
三关节)划为一组，在第三杆上设置参考点P3(相当于腕点)，求
其绕将各后关面节各运杆动（形4、成5的、曲6 面杆的）包划络为，另得一到组界，限在曲末面杆上取W0(参P3) 考。点 P6(可取手心点)，求出其绕后面关节运动形成的曲面（线）的 包络让， W得3(Pn到) 沿界限W0曲(P3)面运动W3，(Pn)就。形成了双参数曲面族，可用相应 的包络面公式求出末杆上参考点的工作空间界限曲面 。 W0(Pn)
一、定义
空洞——在转轴 zi 周围，沿z的全长参考点Pn均不能达到
的空间。 空腔——参考点不能达到的被完全封闭在工作空间之内的
空间。
1——空腔；2——空洞
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二、空洞及空腔约形成条件 1、空洞的形成条件及其判别 工作空间 Wn (Pn )与其后级旋 转轴 zn1 若不相交，则在该旋 转轴的周围形成空洞。 空洞存在与否可根据前级空 间Wn (Pn )和后级旋转轴 zn1之 间的最小距离来判断。 若 Rxmin 0 。 则不存在空 洞； 若 Rxmin 0 则存在空洞。
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腕点工作空间
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PUMA560型机器人无结构限制时的工作空间轴剖面
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2、图解法 用图解法求工作空间，得到的往往是工作空间的各类别
《工业机器人操作与编程》课程标准
《工业机器人操作与编程》课程标准1.课程性质和任务《工业机器人操作与编程》是工业机器人技术专业必修的职业核心课程，工业机器人自动化生产线成套设备已经成为自动化装备的主流和未来发展方向，工业机器人的操作是一门实用的技术性专业课程，也是一门实践性较强的综合性课程，在工业机器人专业课程体系中占有重要地位，令学生能全面把握工业机器人应用的安装、配置与调试方法。
本课程主要通过分析工业机器人的工作原理，通过涂胶、搬运、喷漆等常用工艺的实践，使学生了解各种工业机器人的应用，熟练掌握工业机器人的操作方法，锻炼学生的团队协作能力和创新意识，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，提高学生的综合素质，增强适应职业变化的能力。
2.学习领域描述国际先进国家在汽车、电子电器、工程机械等行业大量采用了工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，这就需要大量的具备工业机器人基本操作、在线示教、离线编程技能的，对机器人搬运、涂胶、喷漆、码垛等工艺具有足够的了解，能够控制机器人完成上述任务的操作技能型人才3.先修课程和后续课程先修课程：《工业机器人技术基础》、《机械制图与CAD》、《机械设计》后续课程：《工业机器人拆装与维护》、《工业机器人离线编程》、《工业机器人操作与编程》4.课程目标掌握工业机器人的编程和操作方法，了解工业机器人常用工艺，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。
学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作的基础知识和能力储备，包括：（1）掌握用示教器操作工业机器人运动的方法（2）能新建、编辑和加载工业机器人程序（3）能够编写工业机器人搬运动作的运动程序（4）能够编写工业机器人涂胶运动的运动程序（5）能够编写工业机器人喷涂运动的运动程序（6）能够编写工业机器人上下料运动程序（7）能够编写工业机器人码垛运动程序5.课程内容和要求续上表6.相关说明6.1课程教学的组织与方法（1）总体原则：行动导向-工学结合、教学做一体化；（2）组织形式：项目教学、现场教学、以学生为中心学习；（3）教学方法：讲授法、引导课文法、示范法、角色扮演法、小组讨论法。
《工业机器人技术基础》教学课件 模块7 工业机器人操作与编程
（三）重定位运动 在手动操作模式下对工业机器人进行运动操作，使机器人绕着工具坐标系的X（或Y，Z）轴作回转运动，正方向用右手法 则判定，如图7－1－3所示。
单元1 工业机器人基本操作
二、坐标系统认知
（一）参考坐标系与运动对象 从物理学上衡量运动时需要两大对象：运动对象和参考坐标系。最基本的运动对象是一个点的运动，点是没有大小和形态 的，如图714（a）所示；但在现实中，任何运动物体都有大小，如图714（b）所示；且除匀质球体之外，对于任何物体运动 我们都能明显感觉其姿态的存在，如图714（c）所示。在描述运动时，往往为物体添加一个坐标系，用于表达它的姿态。
单元2 工业机器人编程
一、工业机器人编程概述
为了让工业机器人按照一定的流程自主地完成相关作业，我们需要为工业机器人编写一套指令的有序集合。编写指令的过程就 是工业机器人编程。
例如：机器人需要做一项工作，用夹爪将铁块从位置place1夹起，放到place2位置，如图7－2－1所示，请对其进行编程。
单元2 工业机器人编程
（一）编程方式 由于机器人的控制装置和作业要求多种多样，国内外尚未制订统一的机器人控制代码标准，所以编程语言也是多种多 样的。目前，在工业生产中应用的机器人编程方式主要有以下几种形式： 1.顺序控制的编程 在顺序控制的机器中，所有的控制都是由机械的或电气的顺序控制器实现的，一般没有程序设计的要求。顺序控制的 灵活性小，这是因为所有的工作过程都已预先编好——可由机械挡块或其他确定的办法所控制。这种方法的主要优点是成 本低、易于控制和操作。
单元2 工业机器人编程
三、工业机器人编程பைடு நூலகம்言
从描述操作命令的角度来看，机器人编程语言的水平可以分为动作级语言、对象级语言和任务级语言。 （1）动作级语言：以机器人末端执行器的动作为中心来描述各种操作，要在程序中说明每个动作，这是一种最基本的 描述方式。 （2）对象级语言：允许较粗略地描述操作对象的动作、操作对象之间的关系等。使用这种语言时，必须明确地描述操 作对象之间的关系和机器人与操作对象之间的关系，它特别适用于组装作业。 （3）任务级语言：为实现指定操作内容，机器人必须一边思考一边工作，任务级语言是直接指定操作内容的一种水平 很高的机器人程序语言。 现在还有人在开发一种系统，它能按某种原则给出最初的环境状态和最终的工作状态，然后让机器人自动进行推理、计 算，最后自动生成机器人的动作。
10《工业机器人操作与编程》教案
1. 选择合适的工业机器人和传感器，构建硬件平 台。
2. 设计控制系统的软件架构，实现机器人的运动 控制和传感器的数据处理。
实践项目：设计并实现一个简单系统
01
3. 编写控制程序，实现物体的自动识别和抓取功能。
02
4. 进行系统调试和优化，确保系统的稳定性和可靠性
。
03
项目成果：完成一个能够自动识别并抓取物体的简单
示例2
使用离线编程软件对机器人进行基于CAD模型的编程，实现机器人按照预定轨迹进行运动。首先，在CAD软件中 建立机器人的三维模型；然后，规划机器人的运动轨迹，生成机器人的运动程序；最后，将程序导入到机器人控 制器中，实现机器人的运动控制。
05
工业机器人系统集成与应 用案例
系统集成概念及意义
系统集成定义
比较
示教编程方法和离线编程方法各有优缺点。示教编程方法简单易学，适用于简单的机器人 应用；而离线编程方法可以提高编程精度和效率，适用于复杂的机器人应用。在实际应用 中，可以根据具体需求选择合适的编程方法。
实例演示：编写简单程序
示例1
使用示教器对机器人进行点位示教编程，实现机器人从起点到终点的直线运动。首先，将机器人移动到起点位置 ，记录起点坐标；然后，将机器人移动到终点位置，记录终点坐标；最后，编写程序使机器人按照起点和终点坐 标进行直线运动。
04
工业机器人编程语言与编 程方法
编程语言概述及选择依据
工业机器人编程语言分类
工业机器人编程语言主要分为示教编程语言和离线编程语言两大类。示教编程 语言通过示教器或手动操作进行编程，而离线编程语言则通过计算机图形界面 进行编程。
选择依据
在选择编程语言时，需要考虑机器人的类型、应用领域、编程难度、开发周期 和成本等因素。一般来说，对于简单的机器人应用，可以选择示教编程语言； 对于复杂的机器人应用，可以选择离线编程语言。
第5章--手动操纵工业机器人
5.4 手动移动工业机器人
一、机器人系统的启动和关闭
1.机器人系统的启动 在确认机器人工作范围内无人后，合上机器人控制柜上的电源主开关，系统自动检查 硬件。检查完成后若没有发现故障，启动系统。正常启动后，机器人系统通常保持最 后一次关闭电源时的状态，且程序指引位置保持不变，全部数字输出都保持断电以前 的值或者置为系统参数指定的值，原有程序可以立即执行。
H 切换增量（增益）控制模式，开启或者关闭机器人增量运动。
J
后退按键，使程序逆向运动，程序运行到上一条指令。
K
启动按键，机器人正向连续运行整个程序。
L 前进按键，使程序正向单步运行程序，按一次，执行一条指令。
M
暂停按钮，机器人暂停运行程序。
5.2 认识和使用示教器
二、工业机器人的坐标系 2. ABB机器人示教器的手持方式
5.3 工业机器人安全操作规程
三、安全守则
81.在万手一动发模生火式灾下，调请试使机用器二人氧，化如碳果灭不火需器要。移动机器人时，必须及时释放使能器(Enable D2.e急vi停ce开)。关(E-Stop)不允许被短接。 93.在得任到何停情电况通下知，时不，要要使预用先机关器断人机原器始人启的动主盘电，源用及复气制源盘。 140.机.突器然人停停电机后时，，要夹赶具在上来不电应之置前物预，先必关须闭空机器。人的主电源开关，并及时取下夹具上 的5.机工器件人。在发生意外或运行不正常等情况下，均可使用E-Stop键，停止运行。 161.因.维为修机人器员人必在须自保动管状好态机下器，人即钥使匙运，行严速禁度非非授常权低人，员其在动手量动仍模很式大下，进所入以机在器进人行软编件程 系、统测，试随及意维翻修阅等或工修作改时程，序必及须参将数机。器人置于手动模式。 172.气.严路格系执统行中生的产压现力场可6S达管0.理6M规P定，和任安何全相制关度检。修都要切断气源。 13.严格按照机器人的标准化操作流程进行操作，严禁违规操作。
机器人基础培训详解
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第37页，共53页。
三、基本指令
1.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。
1 2
3
4
5
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5.停止程序
按下停止键即停止程序的运行，注意：正常情况下应该用这种方法停止 程序的运行，不要靠释放使能器强行终止运行。
停止键
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二、自动运行机器人
1.开机步骤：
1. ①将操作模式选择器置于 自动模式。
2. ②按下OK功能键进入生产 窗口。
3. ③按下操作盘上的“MOTOR ON”按钮，令马达上电。
手动减速模式。 用于机器人编 程 测试。
手动全速模式。只允许训练过的人员在测试程序时使用。一般情况下，不要使用这种模式
手动减速模式
自动模式
手动全速模式
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2.示教器功能介绍
S4CPLUSM2000示教器
S4CPLUSM2400示教器
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①.示教器构成
运动控制键
数字键
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③功能键：
Copy、Paste、Modpos 在Edit中可以找到。
Test 为编程与测试切换键。
IPLhide分为IPL1与IPL2。
IPL1为指令目录。
IPL2中有Most commt1、Most commt2、
10《工业机器人操作与编程》教案(精)
02
工业机器人基本操作
工业机器人组成及原理
机械系统
工业机器人的机械系统包括机 身、臂部、腕部、手部等部分 ，实现了机器人的各种运动。
传感系统
通过各类传感器，如位置传感 器、速度传感器、力传感器等 ，感知机器人自身状态和外部 环境。
控制系统
根据机器人作业的要求及传感 器反馈的信息，控制机器人完 成规定的动作和任务。
工业机器人编程
涉及编程语言、编程方法、程序结构、程序 调试等编程技能。
工业机器人操作
包括机器人的启动、关机、手动操作、自动 操作等操作技能。
工业机器人应用
介绍机器人在自动化生产线、焊接、装配等 领域的应用案例。
学生作品展示与评价
作品展示
学生将分组完成一个工业机器人应用项目，并在 课堂上进行展示。
作品评价
未来工业机器人将更加注重人机协作 ，实现人与机器人的和谐共处。
法规与伦理
随着机器人的普及，相关法规和伦理 问题也将逐渐凸显，需要社会共同关 注和探讨。
HANKS
感谢观看
基本编程指令与程序结构
基本编程指令
详细讲解工业机器人常用的基本编程指令，如移动指令、 IO指令、等待指令等，以及各自的作用和使用方法。
程序结构
介绍工业机器人的程序结构，包括程序框架、子程序、中 断程序等，以及如何合理地组织程序结构以提高程序的可 读性和可维护性。
变量与数据类型
讲解工业机器人编程中使用的变量和数据类型，包括数值 型、布尔型、字符串型等，以及变量的声明、赋值和使用 方法。
。
案例分析与讨论
01
案例一
某汽车制造厂的焊接机器人应用。分析该案例中机器人的选型、配置、
编程及调试过程，讨论如何提高焊接质量和效率。
《工业机器人编程与操作》项目三应用实例
安全区域设定 急停装置使用 安全警示标识 安全培训
在操作工业机器人时，必须设定 安全区域，确保人员不会进入危 险区域。
在操作现场设置明显的安全警示 标识，提醒人员注意机器人运动 范围和安全事项。
机器人基本操作命令
启动与停止
掌握机器人的启动与停止命令， 确保在需要时能够迅速控制机器 人的运行。
保食品生产过程的安全与卫生。
03
精准配料与计量
工业机器人配备高精度计量装置，实现食品原料的精准配料和计量，提
高产品质量和口感。
05
项目总结与展望
Chapter
项目成果总结
技术掌握
通过本项目的学习和实践，参与 者能够熟练掌握工业机器人编程 与操作的核心技术，包括机器人 运动控制、传感器数据读取、基 本编程逻辑等。
• 解决策略
提供系统的学习资料和实际操作机 会，使参与者能够逐步掌握所需知 识，并通过实践深化理解。
操作安全性
工业机器人操作中，确保人员安全 和设备稳定是一个关键问题。
• 解决策略
强调安全规章制度的重要性，并进行 安全操作培训，确保参与者充分理解 并遵守相关规定。
集成与优化
在实际应用中，工业机器人往往需 要与其他设备、系统进行集成，并 进行性能优化。
通过编程与操作，工业机器人能够实现复杂 、高精度、高速度的生产任务，大幅提高生 产效率。
保障生产安全
在危险或恶劣环境下，工业机器人能替代人 工完成危险作业，保障员工的人身安全。
本项目的目标与任务
目标：通过本项目的学习与实践，掌握工业机器人编程与操 作的基本技能，能够独立完成简单的工业机器人应用任务。
工业机器人课件-HR20-1700-C10工业机器人的手动操作
8
远程模式（自动扩展模式）：机器人通过外部输入
信号进行操作 ，可以接通伺服电源、启 动、调出
主程序、设定 循环等与开始运行有关的 操作，数
9
据传输功能有 效，示教器失去机器人的 控制权，
只有急停开关有效。 10
3
主菜单键
手动 模式 下点 动调 节机 器人的 位置 。按 下“+” 按
4
点动按键 钮，机器人正方向运动；按下“-”按钮，机器人负
4.2工业机器人系统的组成
汇博HR20工业机器人系统主要由工业机器人本体、机器人电控系统和 机器人示教器组成，其中机器人本体是机器人系统的执行部分，机器 人电控系统是机器人控制核心，而操作者通过示教器下达命令给机器 人控制柜进而控制机器人本体动作.
4.2.1汇博HR20工业机器人本体的技术参数
V 进 电源
码器
教器
线航 线航
线航
航插
插
插
插
机器人的信号线和动力线
4.2.3 KeTop T70 机器人示教器
示教器的使能器
1、自然状态 2、启动状态 3、紧急状态
使能器按钮的作用 使能器按钮是工业机器人为保证操作
人员人身安全而设置。 只有在按下使能器按钮，并保持在
“电机开启”的状态，才可对机器人 进行手动的操作与程序的调试。 当发生危险时，人会本能地将使能器 按钮松开或按紧，则机器人会马上停 下来，保证安全。
位置
监控和示教程序中的各个示教点
项目
项目管理界面，该 界面显示当前已经被加载的 项目或者程序
执行
显示正在执行过程 中的项目和程序，具体内容 包括执行程序的类型、状态、模式等
无
显示正在加载的程序文件界面
第四章-工业机器人精选全文
从模仿能力意义上来看，也可以把机械手、操作机和工 业机器人统称为“工业机器人”。
目前世界各国对机器人还没有一个统一的定义。 我国国家标准GB／T12643—90将工业机器人定义为“是
一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操 作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作 业”。
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”
似 运 •但 包 方 括 动 ••标 •作 精 •(••工 精 •d•形一 关 又 其 (按 其 (与图)43人 动 关 含 便 回 关 形 度 度 式空 作)节 称 特 圆 特 机)般c圆 直的 副 节 有 ， 转 节 式 较 较 动)间 空型 极 点 柱 点 床的角柱范间关 称 型 移 可 运 。 动 差 好 作关机 坐 是 坐 是 相坐坐围范节为机动统动作。。。节器标灵标灵似标标动关器运称关大围(人型活形活，指运型型作节人动为节，较的，性式性按回动机机，。中副关和但大特按好动较直转)器器故有，节直。刚，点球，作好角运人人度刚将时为，线动是坐工。，坐(、度其也了包运副灵标图、， 活 •刚性度好和，精工度作高空，间但范灵围活大性 (差同，样工占作地空面间积范情围况小下。)， 但刚度和精度较低。
3．总体评价
• 总体设计阶段所得的设计结果是各构件及关节的概略 形状及尺寸，通过详细设计将其细化了，而且总体设 计阶段尚未考虑的细节也具体化了，因此各部分尺寸 会有一些变化，需要对设计进行总体评价，检测其是 否能满足所需设计指标的要求。
4.2 工业机器人运动功能设计
一、工业机器人的位姿描述 二、工业机器人运动方程 三、工业机器人的运动功能设计 四、工业机器人的工作空间解释 五、工业机器人的轨迹解析
4.1.4工业机器人的特性表示方法
ABB机器人操作
目录1 培训手册介绍--------------------------------------------22 系统安全与环境保护--------------------------------------------33 机器人综述---------------------------------------------54 机器人示教--------------------------------------------125 机器人启动--------------------------------------------256 自动生产--------------------------------------------277 编程与测试--------------------------------------------328 输入输出信号--------------------------------------------509 系统备份与冷启动--------------------------------------------5210 文件管理--------------------------------------------54在没有声明的情况下，文件中的信息会发生变化。
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