大連理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心 實(shí) 習(xí) 教 案 實(shí)習(xí)項(xiàng)目名稱：工業(yè)機(jī)器人訓(xùn)練 教案編寫(xiě)：姜英實(shí)習(xí)地點(diǎn)：現(xiàn)代制造技術(shù)車(chē)間 講課時(shí)間： 教案審定： 工 業(yè) 機(jī) 器 人教學(xué)目的及要求：了解工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程教學(xué)重點(diǎn)：略 教學(xué)難點(diǎn)：略 教學(xué)內(nèi)容：（結(jié)合實(shí)物講解）1 概述：機(jī)器人是典型的光機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品。工業(yè)機(jī)器人是目前技術(shù)上最成熟、應(yīng)用最廣泛的機(jī)器人。現(xiàn)在世界各國(guó)已裝配了90余萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用使產(chǎn)品的質(zhì)量更加可靠，生產(chǎn)線的柔性增加，企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)的能力大大提高。2 工業(yè)機(jī)器人的定義：工業(yè)機(jī)器人是指在工業(yè)中應(yīng)用的一種可自動(dòng)定位控制的，可重復(fù)編程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī)。它能夠搬運(yùn)物料、零件，或者是操持工具，用以完成各種作業(yè)。3 工業(yè)機(jī)器人的分類(lèi)：根據(jù)臂機(jī)構(gòu)，按照其工作形態(tài)，可以分為： l 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人 l 極坐標(biāo)型機(jī)器人l 直角坐標(biāo)型機(jī)器人 l 多關(guān)節(jié)型機(jī)器人4 實(shí)習(xí)機(jī)器人型號(hào)：ABB公司的IRB1400型小型機(jī)器人，屬于多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。5IRB1400機(jī)器人的組成： ManipulatorControllerController: 控制器。Manipulator: 機(jī)械手。 機(jī)械本體： l 由六個(gè)轉(zhuǎn)軸組成的空間六桿開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)；l 六個(gè)轉(zhuǎn)軸均有AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每個(gè)電機(jī)后面均有編碼器；l 每個(gè)轉(zhuǎn)軸帶有一個(gè)齒輪箱。l 有手動(dòng)松閘按鈕，用于維修時(shí)使用。Mains Switch Teach pendant Operators panel Disk drive機(jī)器人控制器： Mains Switch:主電源開(kāi)關(guān)。Teach Pendant:示教器。Operators Panel:操作盤(pán)。Disk drive:磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器機(jī)器人的控制系統(tǒng)主要由中心控制計(jì)算機(jī)和伺服控制器組成。中心控制計(jì)算機(jī)發(fā)出指令協(xié)調(diào)各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器之間的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)完成編程、示教/再現(xiàn)以及和其他環(huán)境狀況、工藝要求、外部相關(guān)設(shè)備協(xié)調(diào)工作。伺服控制器控制各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器，使各軸按一定的速度、加速度和位置要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 (示教器) 示教器功能：坐標(biāo)系指定： 大地、基礎(chǔ)、工具、工件運(yùn)動(dòng)性質(zhì)指定：直線、姿態(tài)軸動(dòng)作：對(duì)各關(guān)節(jié)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制速度設(shè)定:動(dòng)作方式設(shè)定：?jiǎn)尾健未?、循環(huán)急停、暫停、運(yùn)行、結(jié)束、復(fù)位指定示教數(shù)據(jù)命令修正：對(duì)已示教過(guò)的數(shù)據(jù)命令進(jìn)行修正（變更、插入、刪除）作業(yè)條件再線修正信息顯示：數(shù)據(jù)寫(xiě)入等控制，編輯，報(bào)警顯示等功能6IRB1400機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)：自由度數(shù)6腕部承載能力5kg運(yùn)動(dòng)范圍1軸1802軸-90+1103軸-230+504軸2005軸1156軸400重復(fù)定位精度0.05mm0.2mm驅(qū)動(dòng)方式AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方式點(diǎn)到點(diǎn)（PTP）連續(xù)軌跡（CP）7程序編制坐標(biāo)系：用戶在編制程序時(shí)，可根據(jù)需要選擇坐標(biāo)系。機(jī)器人可以建立的坐標(biāo)系有“World坐標(biāo)系”,“Base坐標(biāo)系”,“Tool坐標(biāo)系” ，Wobj工件坐標(biāo)系”，“Wirst腕坐標(biāo)系”等。其相互關(guān)系如下：Wrist coordinatesWrist coordinatesTool coordinatesY TCPZxZY xZY xZZYYxxWobj coordinatesUser coordinatesObject coordinatesBase coordinatesWorld coordinates World大地坐標(biāo)系。 Base基礎(chǔ)坐標(biāo)系。Tool工具坐標(biāo)系。 Wobj工件坐標(biāo)系。編制程序： 機(jī)器人的語(yǔ)言命令是一種用戶非常容易理解的語(yǔ)言。語(yǔ)言中的每個(gè)語(yǔ)句（命令）都與某種功能相對(duì)應(yīng)，機(jī)器人的各種動(dòng)作都是由這些語(yǔ)句的組合來(lái)完成的。機(jī)器人語(yǔ)言命令包括運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句、程序流程語(yǔ)句、外部管理與控制語(yǔ)句。例：基本運(yùn)動(dòng)指令： MoveL p1，v100，z10，tool1;Move L: 線性運(yùn)動(dòng)。（Linear）Move J：關(guān)節(jié)軸運(yùn)動(dòng)。（Joint）Move C：圓周運(yùn)動(dòng)。（Circular） p1:目標(biāo)位置。 v100:規(guī)定在數(shù)據(jù)中的速度。 z10:規(guī)定在轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸。 tool1:工具。（TCP）速度選擇：mm/s vmax速度為v5000,可自定義速度。 最大可定義至v7000，但機(jī)器人未必能達(dá)到。轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸選擇：mm 選擇所需轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸，可自定義。 fine指機(jī)器人TCP達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，在目標(biāo)點(diǎn)速度降為零。機(jī)器人動(dòng)作有停頓，焊接時(shí)必須用。 zone指機(jī)器人TCP不達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，機(jī)器人動(dòng)作圓滑、流暢。例：畫(huà)一個(gè)長(zhǎng)方形。為了精確確定p1、p2、p3、p4點(diǎn)，可以采用函數(shù)offs，反饋一個(gè)參變量。offs(p，x，y，z)代表一個(gè)離p1點(diǎn)X軸偏差量為x，Y軸偏差量為y，Z軸偏差量為z的點(diǎn)。P0P1P2例：圓弧指令MoveC p1，p2，v100，z1，tool1; 例： 畫(huà)一個(gè)半徑為80mm的圓：PMoveJ 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工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用：工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在電機(jī)制造工業(yè)、汽車(chē)制造工業(yè)、塑料成型加工、通用機(jī)械制造、金屬加工、鑄造及其他重型工業(yè)和輕工業(yè)等行業(yè)。涉及搬運(yùn)、工具及工件裝卸、機(jī)械加工、鑄造、鍛造、熱處理、焊接（包括點(diǎn)焊和弧焊）、噴漆、裝配、檢驗(yàn)和拋光修整等。所實(shí)習(xí)的ABB機(jī)器人主要應(yīng)用在焊接上。9.有關(guān)安全事項(xiàng)：由于機(jī)器人系統(tǒng)復(fù)雜而且危險(xiǎn)性大，在練習(xí)期間，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行任何操作都必須注意安全。無(wú)論什么時(shí)候進(jìn)入機(jī)器人工作范圍都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的傷害，只有經(jīng)過(guò)培訓(xùn)認(rèn)證的人員才可以進(jìn)入該區(qū)域。 萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi)，請(qǐng)使用二氧化碳滅火器。 機(jī)器人在發(fā)生意外或運(yùn)行不正常等情況下，均可使用急停鍵，停止運(yùn)行。急停鍵不允許被短接。 機(jī)器人處于自動(dòng)模式時(shí)，任何人員不允許進(jìn)入其運(yùn)動(dòng)所及的區(qū)域。 其他安全事項(xiàng)詳見(jiàn)“用戶指南”。7