本书旨在引领读者对工业机器人由浅入深地进行认识与操作。书中以应用较为广泛的ABB工业机器人为对象,结合实际工程应用案例,通过对机器人本体认知、安装与示教器基本操作,逐渐过渡到工业机器人典型工作站的应用。书中内容结合工程应用需要,尽量体现国内外近年来在机器人前沿技术和实际应用方面的先进经验,内容囊括了ABB机器人安装与示教器使用、RobotStudio离线编程软件基础入门、ABB工业机器人自动控制、ABB工业机器人典型工作站应用案例分析,使读者对ABB工业机器人及其作业示教的操作应用有一个较为全面及详实的掌握。为了便于广大教师开展教学工作,本书配有内容丰富的多媒体课件、思考与练习题答案,读者可发送邮件至:goodtextbook@126.com免费索取。
全书深入浅出,贴近现场应用,既可作为普通高校和高职院校机电一体化、工业机器人及电气自动化等相关专业的教材,又可作为工业机器人应用的专业培训机构教学用书,同时可供从事工业机器人操作与示教的相关技术人员参考。
工业机器人是最典型的机电一体化设备,技术附加值高,应用范围广。目前,工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中,弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等都已被大量采用,并且从传统的制造领域向非制造领域延伸——如采矿机器人、建筑业机器人,以及水电系统中用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域,工业机器人的应用也越来越多。它作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,工业机器人将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。
工业机器人不同于普通机电设备,它是综合了当代机构运动学与动力学、精密机械设计等技术而发展起来的产物,是典型的机电一体化产品。工业机器人由操作机和控制器两大部分组成。单靠简单的手段、常规的工具不能进行工业机器人操作及故障诊断,企业需要综合素质较高的员工。如何实行熟练操作、状态维修,提高应用、维护、管理的效率与水平,推广现代化设备管理,推行工业机器人运行使用的顺畅、高效、安全,这些都是企业所要面临的新任务。
高等职业院校要面向企业岗位实际需求,提高职业教育质量,培养理论知识与实践能力兼备的工业机器人专业技术人才,为企业培养高素质的后备员工,以解决企业工业机器人应用中的调试与操作的“瓶颈”问题,这是国内职业教育及培训的重要任务。
本书正是针对这一重任,严格遵循行业标准与职业规范,遵照技术技能人才培养规律,以实际应用能力培养为核心,以工作任务为主线,选用全球机器人巨头ABB公司的工业机器人为教学对象,结合典型案例,引领读者对工业机器人由浅入深地进行学习与操作,为培养“强基础、善应用、勇创新”的高素质机器人技术人才服务。本书编委由教学经验丰富的高校教师与一线企业专家组成,在编写时,编者兼顾工业机器人操作人员的培训与资格认证,力求使本书内容贴近实际,务实,创新。
本书编写出发点是基于工业机器人的操作与实际应用,通过工作项目与任务的教学方法,介绍工业机器人基本知识、安装与调试、离线软件入门、典型应用案例分析等内容。全书将学做一体的科学职业技能培养思想贯穿始终,共6个项目,25个任务,让学生通过实训任务全面掌握工业机器人的基本知识与操作要领。
本书由天津中德应用技术大学邵欣博士(副教授)与天津七所高科技有限公司机器人工程部胡敏主任(高级工程师)共同主编,天津七所高科技有限公司总工程师张海勇担任主审。参加编写的人员包括:天津中德应用技术大学邵欣(项目一~项目三,约17万字)、王峰(项目四中任务一~任务三,约4万字)、马晓明(项目五中任务一~任务四,约6万字)、李云龙(项目六中任务二~任务四,约7万字),天津七所高科技有限公司胡敏(项目四中任务四、项目五中任务五、项目六中任务一,约6万字)。
编纂期间,编委参考了同类书籍、教材和网络资料,并且获得了上海ABB工程有限公司中国区校企合作项目经理叶晖的大力支持,于此处表示真诚感谢!
由于作者水平有限,书中疏漏之处万望广大读者朋友斧正指点。
编 者
2016年5月
项目一 认识工业机器人1
任务一 工业机器人分类与应用1
任务二 工业机器人结构与主要参数6
任务三 认识ABB工业机器人22
任务四 认识更多工业机器人30
项目二 ABB工业机器人安装与示教操作39
任务一 机器人操作安全规范39
任务二 工业机器人在作业单元中的安装44
任务三 示教单元控制工业机器人的简单运动49
任务四 坐标系建立及标定57
项目三 ABB工业机器人离线编程73
任务一 RobotStudio软件安装73
任务二 基本工作站建立及系统生成80
任务三 虚拟示教器基本使用88
任务四 简单自动程序编制及仿真93
项目四 工业机器人运动轨迹规划101
任务一 轨迹规划问题与性能指标101
任务二 常用机器人路径控制方式107
任务三 机器人运动轨迹规划基本方法113
任务四 机器人轨迹规划实例123
项目五 ABB工业机器人自动控制132
任务一 程序数据建立132
任务二 RAPID程序创建142
任务三 直线运动控制152
任务四 圆弧运动控制166
任务五 通信接口的建立与连接170
项目六 工业机器人典型工作站应用181
任务一 搬运工业机器人在生产线中的应用181
任务二 码垛工业机器人应用198
任务三 弧焊工业机器人在汽车生产中的应用216
任务四 并联工业机器人在分拣生产中的应用233
参考文献242