工业机器人现场编程与调试

韩鸿鸾、蔡艳辉、卢超主编的《工业机器人现场编程与调试》一书具有以下特点。

 

工业机器人作为一种高科技集成装备，对专业人才有着多层次的需求。本书根据机器人行业发展趋势，从生产实际出发，结合实际应用，详细讲解了工业机器人现场编程与调试的方法及要点，主要内容包括：工业机器人现场编程与调试基础、工业机器人编程概述、工业机器人搬运工作站现场编程、工业机器人CNC机床上下料工作站现场编程、弧焊工业机器人的现场编程、工业机器人点焊工作站的现场编程、喷涂工业机器人工作站的现场编程、工业机器人装配工作站的现场编程等。本书实用性与可参考性强，可为从事工业机器人编程、操作、维护相关工作的工程技术人员提供帮助，也可供大学院校机电专业、机器人专业的师生学习参考。

第1章工业机器人现场编程与调试基础 / 1

1.1工业机器人的组成与工作原理1

1.1.1工业机器人的基本组成1

1.1.2机器人的基本工作原理5

1.1.3机器人应用与外部的关系6

1.2机器人的基本术语与图形符号7

1.2.1机器人的基本术语7

1.2.2机器人的图形符号体系9

1.2.3机器人的图形符号表示11

1.2.4机器人的提示符号13

1.2.5工业机器人技术参数17

1.2.6典型机器人的技术参数19

1.3工业机器人的坐标系21

1.3.1机器人的位姿问题21

1.3.2机器人坐标系21

第2章工业机器人编程概述 / 25

2.1认识工业机器人的编程25

2.1.1对机器人编程的要求25

2.1.2机器人编程语言的类型26

2.1.3机器人语言系统的结构27

2.1.4工业机器人程序设计过程27

2.1.5示教编程器30

2.1.6离线编程方式31

2.1.7基于虚拟现实方式33

2.2机器人语言编程系统33

2.2.1机器人语言的编程33

2.2.2机器人编程语言的功能34

2.2.3机器人编程语言的发展36

2.2.4工业机器人编程指令37

2.2.5VAL语言简介45

2.2.6VAL-Ⅱ语言49

2.2.7AL语言简介50

2.2.8Autopass语言简介54

2.2.9RAFT语言简介55

2.2.10AML语言57

2.2.11LUNA语言及其特征58

2.2.12C语言59

2.3在线编程60

2.3.1在线编程的种类60

2.3.2机器人示教器的组成62

2.3.3机器人示教器的功能62

2.3.4示教再现原理63

2.3.5示教再现操作方法63

2.3.6示教编程实例67

2.4机器人的离线编程68

2.4.1机器人离线编程的特点68

2.4.2机器人离线编程系统的结构69

2.4.3机器人离线编程与仿真核心技术72

2.4.4机器人离线编程系统实用化技术研究趋势73

第3章工业机器人搬运工作站现场编程 / 75

3.1工业机器人搬运工作站的认识75

3.1.1搬运机器人的周边设备与工位布局75

3.1.2平面仓储搬运工作站的组成77

3.1.3立体仓储搬运工作站的组成78

3.1.4常见搬运工作站简介80

3.2坐标系及其标定82

3.2.1坐标系的选择83

3.2.2坐标系的运动83

3.2.3机器人坐标系的标定87

3.3搬运工作站的现场编程94

3.3.1安川工业机器人指令介绍94

3.3.2搬运工作站机器人程序编制114

第4章工业机器人CNC机床上下料工作站现场编程 / 117

4.1认识工业机器人CNC机床上下料工作站117

4.1.1工业机器人与数控加工的集成117

4.1.2工业机器人在机床上下料领域的应用120

4.1.3上下料系统类型120

4.1.4工业机器人上下料工作站的组成123

4.1.5CNC与机器人上下料工作站的通信128

4.1.6工作过程129

4.1.7工业机器人自动生产线的注意事项130

4.2工业机器人CNC上下料工作站的编程133

4.2.1平行移动功能133

4.2.2对系统进行初步示教133

4.2.3上下料工作站机器人程序134

第5章弧焊工业机器人的现场编程 / 136

5.1认识工业机器人弧焊工作站136

5.1.1工业机器人弧焊工作站的组成136

5.1.2工业机器人弧焊工作站的常见形式147

5.2手动模式操纵焊接机器人151

5.2.1手动模式操纵焊接机器人工作站的组成151

5.2.2焊接机器人运动轴及坐标系152

5.2.3机器人坐标系和运动轴的选取155

5.2.4手动移动机器人158

5.2.5手动操纵机器人沿T形接头焊缝移动164

5.3弧焊机器人的示教编程166

5.3.1初识焊接机器人的示教编程166

5.3.2焊接机器人的直线轨迹示教197

5.3.3焊接机器人的圆弧轨迹示教223

5.3.4焊接机器人的摆动功能示教239

5.3.5焊接机器人的周边设备与控制250

第6章工业机器人点焊工作站的现场编程 / 258

6.1认识工业机器人点焊工作站258

6.1.1工业机器人点焊工作站的组成258

6.1.2点焊电极259

6.1.3电阻焊接控制装置261

6.1.4变压器261

6.1.5机器人点焊钳262

6.1.6冷却水阀组263

6.1.7辅助设备工具264

6.1.8具体点焊机器人简介265

6.2点焊工业机器人工作站现场程序的编制266

6.2.1ABB指令简介266

6.2.2ABB工业机器人仿真软件的应用275

6.2.3安川点焊工业机器人工作站的编程283

第7章喷涂工业机器人工作站的现场编程 / 287

7.1喷涂工业机器人工作站287

7.1.1涂装机器人的分类288

7.1.2涂装机器人的组成289

7.1.3涂装机器人工作站的组成292

7.1.4涂装机器人的周边设备296

7.2ABB工业机器人仿真软件在玻璃涂胶现场编程上的应用299

7.2.1指令简介299

7.2.2玻璃涂胶现场仿真编程300

7.3ABB工业机器人仿真软件在车灯涂胶现场编程上的应用308

7.3.1指令简介308

7.3.2车灯涂胶现场仿真编程310

第8章工业机器人装配工作站的现场编程 / 317

8.1工业机器人装配工作站317

8.1.1装配机器人的组成317

8.1.2装配机器人的分类320

8.1.3工业机器人装配工作站的组成324

8.2ABB工业机器人仿真软件在车窗玻璃装配现场编程上的应用327

8.2.1指令简介327

8.2.2车窗玻璃装配现场仿真编程328

参考文献 / 336

近年来，我国机器人行业在国家政策的支持下，顺势而为，发展迅速，保持着35%的高增长率，远高于德国的9%、韩国的8%和日本的6%。我国已连续两年成为世界大工业机器人市场。我国工业机器人市场之所以能有如此迅速的增长,主要源于以下三点：（1）劳动力的供需矛盾。主要体现在劳动力成本的上升和劳动力供给的下降。在很多产业，尤其在中低端工业产业，劳动力的供需矛盾非常突出，这对实施“机器换人”计划提出了迫切需求。（2）企业转型升级的迫切需求。随着全球制造业转移的持续深入，先进制造业回流，我国的低端制造业面临产业转移和空心化的风险，迫切需要转变传统的制造模式，降低企业运行成本，提升企业发展效率，提升工厂的自动化、智能化程度。而工业机器人的大量应用，是提升企业产能和产品质量的重要手段。（3）国家战略需求。工业机器人作为高端制造装备的重要组成部分，技术附加值高，应用范围广，是我国先进制造业的重要支撑技术和信息化社会的重要生产装备，对工业生产、社会发展以及增强军事国防实力都具有十分重要的意义。随着机器人技术及智能化水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了广泛的应用。其中，汽车、电子产品、冶金、化工、塑料、橡胶是我国使用机器人多的几个行业。未来几年，随着行业需要和劳动力成本的不断提高，我国机器人市场增长潜力巨大。尽管我国将成为当今世界的机器人市场，但每万名制造业工人拥有的机器人数量却远低于发达国家水平和国际平均水平。工信部组织制订了我国机器人技术路线图及机器人产业“十三五”规划，到2020年，工业机器人密度达到每万名员工使用100台以上。我国工业机器人市场将高倍速增长，未来十年，工业机器人是看不到“天花板”的行业。虽然多种因素推动着我国工业机器人行业不断发展，但应用人才严重缺失的问题清晰地摆在我们面前，这是我国推行工业机器人技术的瓶颈。中国机械工业联合会的统计数据表明，我国当前机器人应用人才缺口20万，并且以每年20%~30%的速度持续递增。工业机器人作为一种高科技集成装备，对专业人才有着多层次的需求，主要分为研发工程师、系统设计与应用工程师、调试工程师和操作及维护人员四个层次。其中，需求量的是基础的操作和维护人员以及掌握基本工业机器人应用技术的调试工程师和更高层次的应用工程师，工业机器人专业人才的培养，要更加着力于应用型人才的培养。为了适应机器人行业发展的形势，满足从业人员学习机器人技术相关知识的需求，我们从生产实际出发，组织业内专家编写了本书，全面讲解了工业机器人现场编程的方法与调试要点，以期给从业人员和大学院校相关专业师生提供实用性指导与帮助。本书由韩鸿鸾、蔡艳辉、卢超任主编，袁有德、田震、谢华、董晓明任副主编，阮洪涛、刘曙光、徐艇、孔庆亮、程宝鑫、张朋波、孔伟、丛培兰、马岩、张瑞社、李永杉、梁典民、赵峰、张玉东、王常义、安丽敏、孙杰、柳鹏、丛志鹏、马述秀、褚元娟、汪兴科、王勇、丁守会、李雅楠、陈青、宁爽、梁婷、姜兴道、荣志军、王小方、郑建强、李鲁平、王树平参与编写。全书由韩鸿鸾统稿。在本书编写过程中得到了山东省、河南省、河北省、江苏省、上海市等技能鉴定部门的大力支持，此外，青岛利博尔电子有限公司、青岛时代焊接设备有限公司、山东鲁南机床有限公司、山东山推工程机械有限公司等企业为本书的编写提供了大量帮助，在此深表谢意。在本书编写过程中，参考了《工业机器人装调维修工》《工业机器人操作调整工》职业技能标准的要求，以备读者考取技能等级；同时还借鉴了全国及多省工业机器人大赛的相关要求，为读者参加相应的大赛提供参考。由于水平所限，书中不足之处在所难免，恳请广大读者给予批评指正。编者