本書以ABB六軸串聯工業機器人(本文簡稱機器人)為對象,圍繞從認識到熟練操作工業機器人的方法進行了詳細的講解。本書對工業機器人的系統構成、工業機器人的手動運行方法、工業機器人的坐標系、工業機器人的編程控制方法以及工業機器人參數設定及程序管理方法進行了詳細講解,運用豐富的圖文實例對機器人的操作、編程方法進行描述,從而使讀者對工業機器人的軟、硬件使用有一個全面的認識。全書分為7個項目,講解了工業機器人的啟動關閉、工業機器人結構以及操作環境的基本配置、工業機器人的手動運行、I/O通信設置、編程與調試和日常維護的基礎操作等內容。在每個項目后附有習題、每個任務后附有思考題,方便知識的溫習。本書實訓內容對硬件的要求簡單,將單獨ABB六軸串聯機器人作為實訓設備展開教學,為方便編程案例的實現也可將北京華航唯實機器人科技有限公司的基礎教學工作站作為實訓載體設備進行教學工作。
本書以ABBIRB120型六軸串聯工業機器人(本書中簡稱機器人)為對象,分7個項目詳細講解工業機器人的系統結構、坐標系、啟動與關閉、手動運行方法、I/O通信設置、編程與調試、參數設定、程序管理方法、基礎示教編程與調試、高級示教,以及日常維護等內容。各項目后均附有思考題與習題,方便知識的溫習。本書實訓內容對硬件的要求簡單,將單獨ABB六軸串聯機器人作為實訓設備展開教學,為方便編程案例的實現也可將北京華航唯實機器人科技股份有限公司的基礎教學工作站作為實訓載體設備進行教學工作。
本書實現了互聯網與傳統教育的完美融合,采用“紙質教材+數字課程”的出版形式,以新穎的留白編排方式,突出資源的導航,掃描二維碼,即可觀看微課等視頻類數字資源,隨掃隨學,突破傳統課堂教學的時空限制,激發學生的自主學習,打造高效課堂。教學資源的具體下載和獲取方式詳見“智慧職教服務指南”。
本書適合作為中高職教育工業機器人技術、電氣自動化技術等相關專業的教材或企業培訓用書,也可作為高職院校機電及相關專業學生的實踐選修課教材,還可供從事機器人操作,尤其是剛接觸工業機器人行業的工程技術人員參考。
2014年6月,習近平總書記在兩院院士大會上強調:“機器人革命”有望成為“第三次工業革命”的一個切入點和重要增長點。在《中國制造2025》規劃中,機器人是其十大重點發展方向之一。近年來,雖然多方因素推動著我國工業機器人的發展,但工業機器人專業人才的匱乏已經成為產業發展的瓶頸。2016年3月21日,工業和信息化部、發展改革委、財政部正式印發的《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》(以下簡稱《規劃》),為“十三五”期間我國機器人產業發展描繪了清晰的藍圖,《規劃》中明確了急需加強大專院校機器人相關專業學科建設,加大工業機器人職業培訓教育力度,注重專業人才的培養,著力于應用型人才的隊伍建設。
2016年,教育部為發揮企業在工業機器人領域中的技術優勢,與北京華航唯實機器人科技股份有限公司、上海ABB工程有限公司、上海新時達機器人有限公司合作,從全國職業院校中遴選115所合作院校,共同建設15個開放式公共實訓基地、100個應用人才培養中心,通過制訂符合行業發展需求的工業機器人人才培養方案,促進職業院校工業機器人專業內涵建設,規范崗位課程體系和技能人才培養模式,提升教師專業技術能力。隨著職業教育工業機器人專業建設的不斷深入,開發適合職業教育教學需要的,具有產教融合特點的工業機器人專業教材成為輔助專業建設和教學的一項重要工作。在此背景下,工業機器人行業企業與職業院校深度合作,共同開發了以“理實一體、工學結合”為指導思路,采用“任務驅動”教學法和“細胞式”教學理念的工業機器人崗位課程系列教材。本書即為系列教材之一。
“工業機器人操作與編程”是工業機器人專業方向的核心課程。針對此門課程,根據中高職在授課時的難易程度差異,編寫了包括本書在內的共三冊工業機器人操作與編程學習用書(另外兩冊為《工業機器人工作站操作與應用》《工業機器人系統設計與應用》)。本書主要介紹工業機器人最基礎的操作與編程方法,根據中高職教學特色將工業機器人操作和編程的基礎理論知識和實操任務同時整合到教學活動中,理論基礎與實訓教學有效銜接,以培養學生的綜合職業能力,非常適合工業機器人入門學習。
本書由北京工業職業技術學院、東莞理工學校、無錫科技職業學院、湖南理工職業技術學院、北京華航唯實機器人科技股份有限公司等學校、企業聯合開發。北京工業職業技術學院的張春芝、東莞理工學校的鐘柱培、北京華航唯實機器人科技股份有限公司的許妍嫵任主編,無錫科技職業學院的朱蓓康、湖南理工職業技術學院的何瑛、北京華航唯實機器人科技股份有限公司的成萍任副主編,全書由成萍統稿。
本書編審過程中還得到了祁陽縣職業中等專業學校的夏建成、武漢機電工程學校的周正鼎等編委會專家老師以及北京華航唯實機器人科技股份有限公司董川川等工程師的支持和幫助,同時還參閱了部分相關教材及技術文獻內容,在此對各位專家、工程師和文獻作者一并表示衷心的感謝。
北京華航唯實機器人科技股份有限公司為本書開發了豐富的配套教學資源,包括教學課件、微課和習題等,并在書中相應位置做了標記,讀者可通過手機等移動終端掃碼觀看。
由于編者水平有限,書中難免存在不足之處,懇請廣大讀者批評指正。
項目一 工業機器人的啟動和關閉
學習任務
學習目標
任務1.1 啟動工業機器人
1.1.1 工業機器人的組成
1.1.2 工業機器人的規格參數及安全操作區域
1.1.3 工業機器人控制柜的操作面板
1.1.4 任務操作——啟動工業
機器人
思考題
任務1.2 關閉工業機器人
1.2.1 示教器的結構及操作界面
1.2.2 示教器的安全使用方法
1.2.3 任務操作——關閉工業
機器人
思考題
習題
項目二 示教器操作環境的基本配置
學習任務
學習目標
任務2.1 配置示教器的操作環境
2.1.1 任務操作——設置示教器操作
界面的顯示語言
2.1.2 任務操作——設置工業機器人
的系統時間
思考題
任務2.2 查看工業機器人的常用信息
2.2.1 工業機器人工作狀態的顯示
2.2.2 任務操作——查看工業機器人的事件日志
思考題
習題
項目三 工業機器人的手動運行
學習任務
學習目標
任務3.1 設置工業機器人的運行模式
3.1.1 工業機器人的運行模式
3.1.2 工業機器人運行模式的選擇
3.1.3 任務操作——工業機器人手動/自動運行模式的切換
思考題
任務3.2 設置工業機器人的手動運行速度
3.2.1 工業機器人手動運行快捷設置菜單按鈕
3.2.2 任務操作——操縱桿速率的設置
3.2.3 任務操作——使用增量模式調整步進速度
3.2.4 工業機器人手動運行快捷按鈕
3.2.5 任務操作——增量模式的開/關快捷切換
思考題
任務3.3 工業機器人的單軸運動
3.3.1 六軸工業機器人的關節軸
3.3.2 任務操作——手動操縱工業
機器人單軸運動
3.3.3 任務操作——單軸運動軸1-3與軸4-6的快捷切換
思考題
任務3.4 工業機器人的線性運動和重定位運動
3.4.1 工業機器人使用的坐標系
3.4.2 線性運動與重定位運動
3.4.3 任務操作——手動操縱工業機器人線性運動
3.4.4 任務操作——手動操縱工業機器人重定位運動
3.4.5 任務操作——線性運動與重定位運動的快捷切換
3.4.6 工業機器人緊急停止后的恢復方法
3.4.7 工具坐標系的定義方法
3.4.8 工具數據
3.4.9 任務操作——建立工具坐標系并測試準確性
3.4.10 任務操作——編輯工具
數據
思考題
習題
項目四 工業機器人的I/O通信設置
學習任務
學習目標
任務4.1 配置工業機器人的標準I/O板
4.1.1 工業機器人I/O通信的種類
4.1.2 DSQC 651的標準I/O板
4.1.3 DSQC 652的標準I/O板
4.1.4 任務操作——配置標準I/O板DSQC 652
4.1.5 查看工業機器人參數
思考題
任務4.2 110信號的定義及監控
4.2.1 任務操作——定義數字量輸入信號
4.2.2 任務操作——定義數字量輸出信號
4.2.3 任務操作——定義數字量組輸入信號
4.2.4 任務操作——定義數字量組輸出信號
4.2.5 任務操作-I/O信號的監控查看
4.2.6 任務操作-I/O信號的強制置位
4.2.7 任務操作-1/0信號的快捷鍵設置
4.2.8 任務操作——輸入輸出信號與I/O的關聯
思考題
習題
項目五 工業機器人的基礎示教編程與調試
學習任務
學習目標
任務5. I RAPID編程語言與程序
架構
5.1.1 RAPID語言及其數據、指令、函數
5.1.2 RAPID程序的架構
5.1.3 任務操作——建立程序模塊及例行程序
思考題
任務5.2 工業機器人運動指令的應用
5.2.1 常用的運動指令及用法
5.2.2 手動運行模式下程序調試的方法
5.2.3 任務操作——利用絕對位置運動指令MoveAbsJ使各軸回零點
5.2.4任務操作——利用運動指令Move和MoveL實現兩點間移動
5.2.5 0ffs位置偏移函數的調用方法
5.2.6 任務操作——利用圓弧指令MoveC示教圓形軌跡
5.2.7 任務操作——利用線性運動指令MoveL示教三角形軌跡
5.2.8 工件坐標系與坐標偏移
5.2.9 任務操作——建立工件坐標系并測試準確性
5.2.10 任務操作——利用工件坐標系
任務5.3 程序數據的定義及賦值
任務5.4 邏輯判斷指令與調用例行程序指令的應用
任務5.5 110控制指令
任務5.6 基礎示教編程的綜合應用
……
項目六 工業機器人的高級示教編程與調試
項目七 工業機器人的日常維護
附錄ⅠRAPID常見指令與函數
附錄Ⅱ RAPID語言的保留字
參考文獻