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。 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)

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。 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。

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

•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。