工業(yè)機器人集成應(yīng)用

本書面向非工業(yè)機器人專業(yè)，如數(shù)控專業(yè)、電氣自動化專業(yè)，是融合專業(yè)知識與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識的書籍。本書內(nèi)容包括機器人集成應(yīng)用基礎(chǔ)、ABB 工業(yè)機器人的應(yīng)用、工業(yè)機器人通信與工業(yè)機器人視覺、虛擬工作站的構(gòu)建、工業(yè)機器人故障的維修與調(diào)整和典型工業(yè)機器人工作站的集成等。本書適合工廠中從事工業(yè)機器人集成工作的人員使用。

1、工業(yè)機器人集成與應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)+實操技能+考證指導(dǎo)，滿足自學(xué)和考證的一體化需求。 2、充分結(jié)合國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋大部分知識點，體現(xiàn)“管用、夠用、適用”的編寫特色。

《中國制造2025》指出，要把智能制造作為“兩化”(信息化與工業(yè)化)深度融合的主攻方向，其中工業(yè)機器人是主要抓手。在智能制造裝備中，機器人，尤其是智能機器人是重中之重。近年來，我國機器人行業(yè)在國家政策的支持下，順勢而為，發(fā)展迅速，已成為世界第一大工業(yè)機器人市場。
工業(yè)機器人作為一種高科技集成裝備，對專業(yè)人才有著多層次的需求，主要分為研發(fā)工程師、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用工程師、調(diào)試工程師和操作及維護人員四個層次。
對應(yīng)于專業(yè)人才層次分布，工業(yè)機器人專業(yè)人才服務(wù)方向主要分為工業(yè)機器人研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)、工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商和工業(yè)機器人應(yīng)用企業(yè)。掌握技術(shù)核心知識的研發(fā)工程師主要分布在工業(yè)機器人研發(fā)企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)部門，推動工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展；而工業(yè)機器人應(yīng)用企業(yè)和工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商則需要大量調(diào)試工程師和操作及維護人員，工作在生產(chǎn)一線，保障設(shè)備的正常運行和簡單細微的調(diào)整，同時工業(yè)機器人研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)也需要大量的培訓(xùn)技師及懂一定專業(yè)知識的銷售人員。本書正是基于此背景，為滿足這一需求而編寫的。
本書撰寫始終貫徹“守正創(chuàng)新、獨具創(chuàng)意”的根本。守正是指“國家標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)方法和產(chǎn)品品質(zhì)”；創(chuàng)新是指“新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式”。本書具有如下特色。
1. 堅定歷史自信、文化自信，堅持古為今用、推陳出新。通過多位一體表現(xiàn)模式和教、學(xué)、做之間的引導(dǎo)和轉(zhuǎn)換，強化學(xué)生學(xué)中做、做中學(xué)訓(xùn)練，潛移默化地提升崗位管理能力。采用任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)設(shè)計，強調(diào)互動式學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的雙創(chuàng)能力，快速有效地將知識內(nèi)化為技能、能力。
2. 堅持理論與實踐相結(jié)合，體現(xiàn)了“實踐沒有止境，理論創(chuàng)新也沒有止境”的理論?；趰徫恢R需求，系統(tǒng)化、規(guī)范化學(xué)習(xí)內(nèi)容；針對學(xué)生的群體特征，以可視化內(nèi)容為主，通過圖片等形式表現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和信心，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效率和效果。
3. 培育創(chuàng)新文化，弘揚科學(xué)家精神，涵養(yǎng)優(yōu)良學(xué)風(fēng)，營造創(chuàng)新氛圍。做到“舉一反三、觸類旁通”，啟發(fā)學(xué)生動手、動腦、多看，做到勇于實踐、敢于創(chuàng)新。
4. 不忘初心，牢記使命。黨的二十大報告中提到“實施科教興國戰(zhàn)略，強化現(xiàn)代化人才支撐”。應(yīng)堅持黨的領(lǐng)導(dǎo)，忠于黨的教育事業(yè)。
5. 校企深度融合，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)。在撰寫過程中，編者廣泛采用工業(yè)機器人應(yīng)用企業(yè)中技術(shù)人員的經(jīng)驗和建議，結(jié)合企業(yè)用人需求，在內(nèi)容上融入專業(yè)職業(yè)能力的培養(yǎng)。
6. 課程思政，培根鑄魂，在撰寫過程中融入思政元素，將嚴謹、精細、工匠精神融入其中；以培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)技能人才、能工巧匠為具體目標(biāo)，教會學(xué)生真本領(lǐng)，培養(yǎng)對社會有作為、對國家有擔(dān)當(dāng)?shù)穆殬I(yè)技能人才。
7. 守正創(chuàng)新，全面貫徹黨的教育方針。認真研究職教領(lǐng)域一系列改革文件精神，特別是在撰寫內(nèi)容、表現(xiàn)形式等方面借助信息化手段提升質(zhì)量，突出重點，有效地提高學(xué)習(xí)效果，為社會培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)技能人才，為國家發(fā)展儲備支撐人才。
本書由威海職業(yè)學(xué)院（威海市技術(shù)學(xué)院）韓鴻鸞、苗蓉、陶立慧、滕今朝編著。本書是職業(yè)教育相關(guān)課題的研究成果。全書由韓鴻鸞統(tǒng)稿。
本書撰寫過程中得到了柳道機械、天潤泰達、西安樂博士、上海ABB、KUKA、山東立人科技有限公司等工業(yè)機器人生產(chǎn)企業(yè)，以及北汽（黑豹）汽車有限公司、山東新北洋信息技術(shù)股份有限公司、豪頓華（英國）工程有限公司、聯(lián)轎仲精機械（日本）有限公司等工業(yè)機器人應(yīng)用企業(yè)的大力支持；得到了眾多職業(yè)院校的幫助；本書撰寫過程中還得到了山東省、河南省、河北省、江蘇省、上海市等地技能鑒定部門的大力支持，在此深表謝意。
由于時間倉促，編者水平有限，書中不足之處在所難免，感謝廣大讀者給予批評指正。

編者
于山東威海

第1章機器人集成應(yīng)用基礎(chǔ) 001
1.1工業(yè)機器人的組成與工作原理 001
1.1.1工業(yè)機器人的組成 001
1.1.2機器人的基本工作原理 012
1.2工業(yè)機器人的基本術(shù)語與圖形符號 014
1.2.1工業(yè)機器人的基本術(shù)語 014
1.2.2工業(yè)機器人的圖形符號 015
1.3工業(yè)機器人技術(shù)參數(shù) 019
1.3.1主要技術(shù)參數(shù) 019
1.3.2典型機器人的技術(shù)參數(shù) 024
1.4工作站集成所用工具與規(guī)范 025
1.4.1工作站集成工具 025
1.4.2工業(yè)機器人安裝耗材 030
1.4.3工作站集成工藝規(guī)范 031

第2章ABB 工業(yè)機器人的應(yīng)用 037
2.1ABB 工業(yè)機器人的基本操作 037
2.1.1示教器的基本操作 037
2.1.2ABB 機器人系統(tǒng)的基本操作 041
2.1.3設(shè)置系統(tǒng)語言 043
2.1.4設(shè)置系統(tǒng)日期與時間 045
2.1.5查看機器人常用信息與事件日志 046
2.1.6系統(tǒng)的備份與恢復(fù) 047
2.1.7手動操縱機器人 052
2.1.8手動操縱的快捷方式 056
2.2工業(yè)機器人坐標(biāo)系的確定 058
2.2.1機器人坐標(biāo)系的確定 059
2.2.2工具坐標(biāo)tooldata 的設(shè)定 062
2.2.3重定位運動模式移動機器人 067
2.2.4工件坐標(biāo)wobjdata 的設(shè)定 069
2.3程序數(shù)據(jù)的設(shè)置 073
2.3.1程序數(shù)據(jù)的類型 074
2.3.2常用程序數(shù)據(jù)說明舉例 075
2.4工業(yè)機器人編程指令簡介 080
2.4.1常用運動指令 080
2.4.2FUNCTION 功能 084
2.4.3簡單運算指令 085
2.4.4常用I/O 指令 086
2.4.5等待指令 086
2.4.6常用邏輯控制指令 087
2.5中斷與數(shù)組 089
2.5.1中斷指令 089
2.5.2數(shù)組的使用方法 091

第3章工業(yè)機器人通信與工業(yè)機器人視覺 093
3.1工業(yè)機器人與PLC 的通信 093
3.1.1ABB 機器人控制器的組成 093
3.1.2ABB 機器人與西門子PLC 的Profinet 通信 100
3.1.3WAN 網(wǎng)口同時使用Socket 及Profinet 108
3.1.42 臺機器人DEVICENET 通信配置 110
3.2工業(yè)機器人的視覺 113
3.2.1視覺系統(tǒng)功能 113
3.2.2工業(yè)視覺系統(tǒng)組成 115
3.2.3工業(yè)機器人與相機通信 121
3.3觸摸屏 131
3.3.1觸摸屏的組成 131
3.3.2產(chǎn)品追溯 132
3.4RFID 140
3.4.1RFID 的基本組成 140
3.4.2RFID 的應(yīng)用 141

第4章虛擬工作站的構(gòu)建 143
4.1工業(yè)機器人工作站的建立 143
4.1.1導(dǎo)入機器人 143
4.1.2加載物件 155
4.1.3保存機器人基本工作站 155
4.2工業(yè)機器人系統(tǒng)的建立與手動操縱 160
4.2.1建立工業(yè)機器人系統(tǒng)操作 160
4.2.2機器人的位置移動 164
4.2.3工業(yè)機器人的手動操作 164
4.2.4回機械原點 170
4.3軌跡程序的編制 171
4.3.1建立工業(yè)機器人工件坐標(biāo) 171
4.3.2創(chuàng)建工業(yè)機器人運動軌跡程序 174
4.3.3機器人仿真運行 179

第5章工業(yè)機器人故障的維修與調(diào)整 185
5.1認識工業(yè)機器人的故障維修 185
5.1.1工業(yè)機器人故障產(chǎn)生的規(guī)律 185
5.1.2工業(yè)機器人故障診斷技術(shù) 188
5.1.3工業(yè)機器人故障維修的原則、事前準(zhǔn)備與維修思路 189
5.1.4工業(yè)機器人的維修管理 192
5.2工業(yè)機器人常見故障維修 193
5.2.1工業(yè)機器人本體故障維修 193
5.2.2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)故障維修 198
5.2.3按照事件日志信息進行故障診斷 213
5.2.4位置傳感器故障診斷與處理 214
5.3工業(yè)機器人的校準(zhǔn) 215
5.3.1工業(yè)機器人本體的校準(zhǔn) 215
5.3.2外部軸校準(zhǔn) 222
5.4功能檢測 223
5.4.1示教器功能檢查 223
5.4.2控制柜的功能測試 223

第6章典型工業(yè)機器人工作站的集成 226
6.1搬運工作站的集成 226
6.1.1搬運機器人的分類和組成 226
6.1.2搬運機器人工作站硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的連接調(diào)試 228
6.1.3AGV 物流的實現(xiàn) 236
6.2具有視覺系統(tǒng)的工業(yè)機器人工作站的集成 237
6.2.1視覺系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 237
6.2.2硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的連接與調(diào)試 237
6.2.3工業(yè)視覺系統(tǒng)典型應(yīng)用 246

參考文獻 248