工業機器人工程應用

本書以工業機器人為切入點，依托ABB 工業機器人及其RobotStudio 模擬軟件，系統地介紹了工業機器人的基礎知識、手動調試技巧、示教器常用操作、坐標系定義流程、I/O 通信、標準I/O 板配置、基本控制指令，以及程序編輯調試步驟等核心內容。本書既有通俗易懂的基礎知識講解，又有完整的項目講解，使讀者能夠熟練掌握工業機器人的基本操作，對其知識體系具有全面的認識。為了便於教學的開展，本書配套了大量的虛擬模擬素材供讀者下載練習之用，其中有大量的動畫、視頻和圖片等多媒體資源供讀者學習之用。通過學習本書，使讀者能夠熟練掌握工業機器人模擬與控制，並對其知識體系具有全面的認識。本書圖文並茂，通俗易懂，具有很強的實用性和可操作性，既可作為機器人工程等相關專業的教學參考資料，也可作為從事相關行業技術人員的參考書籍。

第1 章 初識工業機器人 ................................................................................ 1
1.1 工業機器人的定義 ................................................................................................ 1
1.2 我國工業機器人的發展歷程 ................................................................................ 2
1.3 工業機器人模擬系統的搭建 ................................................................................ 3
1.4 本章練習 ................................................................................................................ 8
第2 章 工業機器人的基本操作 ..................................................................... 9
2.1 示教器的使用 ........................................................................................................ 9
2.1.1 示教器手動自動的切換 ............................................................................. 9
2.1.2 設置示教器的顯示語言 ........................................................................... 12
2.1.3 使能按鈕的正確使用 ............................................................................... 15
2.2 工業機器人的手動操作 ...................................................................................... 17
2.2.1 單軸手動操作 ........................................................................................... 18
2.2.2 線性手動模式 ........................................................................................... 20
2.2.3 重定位模式 ............................................................................................... 21
2.3 工業機器人數據的備份與恢復 .......................................................................... 22
2.3.1 工業機器人數據的備份與恢復 ............................................................... 22
2.3.2 工業機器人工作站的打包與解包 ........................................................... 25
2.3.3 工業機器人虛擬工作站與現實機器的通信 ........................................... 28
2.4 工業機器人日誌的查看 ...................................................................................... 30
2.4.1 常用日誌信息查看 ................................................................................... 30
2.5 本章練習 .............................................................................................................. 31
第3 章 工業機器人的信號系統 ................................................................... 32
3.1 工業機器人I/O通信的種類 ................................................................................. 32
3.2 工業機器人標準I/O板 ......................................................................................... 33
3.2.1 DSQC651板的詳細介紹 .......................................................................... 33
3.2.2 DSQC652板的詳細介紹 .......................................................................... 36
3.3 機器人信號的配置 .............................................................................................. 39
3.3.1 定義DSQC651板的總線的連接 .............................................................. 39
3.3.2 數字輸入信號的配置 ............................................................................... 43
3.3.3 數字輸出信號的配置 ............................................................................... 45
3.3.4 組輸入信號的配置 ................................................................................... 47
3.3.5 組輸出信號的配置 ................................................................................... 49
3.3.6 模擬輸出信號的配置 ............................................................................... 52
3.4 建立系統輸入/輸出信號與I/O信號的連接 ....................................................... 56
3.4.1 系統輸入“電機開啟”與數字輸入信號DI1的關聯............................. 57
3.4.2 系統輸出“電動機開啟”與數字輸出信號DO1的關聯 ....................... 59
3.5 本章練習 ............................................................................................................ 62
第4 章 工業機器人的程序設計基礎 ............................................................ 63
4.1 掌握工業機器人的三個關鍵程序數據 .............................................................. 63
4.1.1 工業機器人數據類型的介紹 ................................................................... 64
4.1.2 工業機器人工具數據 ............................................................................... 78
4.1.3 工業機器人工件坐標數據 ....................................................................... 87
4.1.4 工業機器人有效載荷數據 ....................................................................... 93
4.2 常用的RAPID編程指令 ...................................................................................... 97
4.3 建立一個可以運行的RAPID程序 .................................................................... 139
4.3.1 建立一個RAPID程序 ............................................................................. 140
4.3.2 RAPID程序的調試 ................................................................................. 169
4.3.3 RAPID程序的自動運行 ......................................................................... 170
4.4 本章練習 ............................................................................................................ 172
第5 章 工業機器人編程實戰——繪圖 ...................................................... 173
5.1 解壓工作站——看效果 .................................................................................... 173
5.1.1 觀看視圖文件——明確學習目標 ......................................................... 173
5.1.2 解壓工作站——開始動手練習 ............................................................. 174
5.2 創建I/O信號 ....................................................................................................... 175
5.3 標定坐標系 ........................................................................................................ 176
5.3.1 工具坐標系的標定 ................................................................................. 176
5.3.2 工件坐標系的標定 ................................................................................. 181
5.4 程序編寫 ............................................................................................................ 183
5.4.1 U形槽程序編寫 ...................................................................................... 184
5.4.2 圓形槽程序編寫 ..................................................................................... 184
5.4.3 main程序編寫 ......................................................................................... 185
5.5 啟動模擬——工作站創建完成 ........................................................................ 186
5.6 本章練習 ............................................................................................................ 187
第6 章 工業機器人編程實戰二——車燈塗膠 ........................................... 188
6.1 解壓工作站 ........................................................................................................ 188
6.1.1 解壓並初始化工作站 ............................................................................. 188
6.2 I/O配置 ............................................................................................................... 189
6.3 程序模板導入 .................................................................................................... 195
6.3.1 程序模板導入 ......................................................................................... 195
6.3.2 程序詳解 ................................................................................................. 200
6.4 坐標系的標定 .................................................................................................... 210
6.4.1 工具坐標系的標定 ................................................................................. 210
6.4.2 工件坐標系的標定 ................................................................................. 213
6.5 示教目標點 ........................................................................................................ 215
6.6 啟動運行——看效果 ........................................................................................ 219
6.7 本章練習 ............................................................................................................ 221
第7 章 工業機器人編程實戰三——火花塞搬運 ........................................ 222
7.1 解壓工作站 ........................................................................................................ 222
7.2 I/O配置 ............................................................................................................... 223
7.3 程序模板的導入 ................................................................................................ 227
7.3.1 程序模板的導入 ..................................................................................... 227
7.3.2 程序詳解 ................................................................................................. 231
7.4 坐標系的標定 .................................................................................................... 237
7.4.1 工具坐標系的標定 ................................................................................. 237
7.4.2 工件坐標系的標定 ................................................................................. 241
7.5 示教目標點 ........................................................................................................ 243
7.6 啟動運行——看效果 ........................................................................................ 246
7.7 本章練習 ............................................................................................................ 246
第8 章 工業機器人編程實戰四——綜合實訓平臺產線單機模式 ............... 247
8.1 糖果自動包裝產線的基本概述 ........................................................................ 247
8.2 產線單機模式介紹 ............................................................................................ 247
8.2.1 激光雕刻程序詳解 ................................................................................. 248
8.2.2 繪圖程序詳解 ......................................................................................... 250
8.2.3 搬運程序詳解 ......................................................................................... 252
8.2.4 工業相機的簡單介紹 ............................................................................. 255
8.3 機器人與PLC間的通信 ..................................................................................... 263
8.4 產線單機模式上機操作 .................................................................................... 268
參考文獻 ..................................................................................................... 270