《工业机器人技术及应用》 教案 任务7、8 工业机器人示教器、 工业机器人技术参数与选型.docx

工业机器人技术及应用教案XXXXxXXX教案授课人：XX课程名称：工业机器人技术及应用课题MUS人示课时2教学目的与要求（1）掌握工业机器人示教器的基本功能。（2）掌握工业机器人示教器的按键作用.教学重点与难点重点：I）掌握工业机器人示教器的基本功能，难点：2）掌握工业机器人示教器的按键作用。教学方法课堂讲授（PPT授课+小组讨论）教学过程主要内容及步骤备注-、组织教学：组织课堂，介绍本节课程的体系结构，告知学习的基本要求。二、课题导入：掌握工业机器人示教器的矗本功能，三、新课讲授：拿握工业机器人示教器的按键作用，四、强化巩固利用实际生活中接触的例子加强巩固五、总结拓展1.课堂内容总结.2.布置作业小组讨论授课效果分析总结教学内容介绍本门课程的学习内容及知识体系结构，提出课程学习的基本耍求，强调本门课程的上课时间、地点。织教学推荐教材：工业机器人技术及应用活页式教材我们学习了机器人是靠控制系统来耶动的，那么思考：工业机落人的是靠什么来实现示教的呢？导入：课J导入上次课堂上我们学习f工业机器人控制系统，本次课堂上我们学习工业机器示教器的作用.示教器到底用来干什么的呢？为什么有一个叫示教器的港件出现在工业机器人上面呢？三、新课讲授工业机器人示教器1 .示NM本介也在示教器匕绝大多数的操作都是在触摸屏上完成的，同时也设过了必要的按钮与操作笠区，如图7-2、图7-3所示。图7-2示教器结构基本知识讲解图7-3示教器按键在了解了ABB机器人示教器的构造以后,A-D可编程按犍E机械单元选择按键F动作模式切换按钺G动作模式切换按硬H增量开关按键J步退执行按彼KSTART（启动）按键1.步进执行按键MSTOP（停止）按键表7-2示教器按键来看乔应该如何去使用示教器.为了便于现场操作，通常甫要手持示教器实时操作，ABB机器人示教器是按照人体工程学设计的，习惯右手在触摸屏上操作的人员通常会左手持设备.手持示教器时，手执的手掌整个托起示教器，同时除大拇指外的四指穿过安全皮带轻放在使能器按钮上，这样就掂轻松地把示教器放在手掌上.在需要时，就可以一手按使能器按钮，另外一只手操作按键或控制摇杆控制机器人运动。如图7-4、图7-5所示。本节Jft点图7-4手提示教器图7-5手动示枚器摇杆使能器按钮是工业机器人示教器为保护操作人员人身安全而设置的,只有在按下使能热按钮，并保持在“电机开启”的状态，才可对机器人进行手动操纵与程序调试。当发生危险时,人金本能地将使能器按钮松开或按施则机器人会立即停止运行，以保证安全。使能器按钮的操作有三个状态：按下一半、完全松开和完全按下，必须将按键按下一半才能启动机器人电机，此时示教器状态栏显示“电机开启”。如图7-6所示,在完全松开和完全按下使能器按钮时，示教器状态栏显示“防护装置停止”即电机关闭状态，无法对机器人进行手动操涿与程序调试，如图7-7所示。WrQ二铉一»三引Q二的一RobotWare图7-6电机开启状态2.设定示敬的显示语盲RobotWare图7-7防护装巴停止状态示教器在出厂时，默认的显示语言是英语，为了方便操作，下面介绍把显示语旨设定为中文的操作步骤：1.单击左上角主菜单按钮。2 .选择-Contro1.Pane1.",如图7-8所示。3 .选择“1.anguage",如图7-9所不二二三三S°OQIOKMWIUwv图7-8选择"Contro1.Pane1."图7-9选抵1.anguage"三vh31.S1.图7-10选择“Chinese”05-,v(4 .选择“Chinese”.单击14OKw,如图7T0所示.5 .单击“Yes”后,系统重启，如图7-11所示.口_5_J双三Siir图”11单击ttYesn里启后,就能看到示教器菜单栏己切焕成中文界面，如图7T2所示。k"muZanUC.<MIWMDJRobotWareDE%bmq图7T2示数“中文”界面3.示教基主界面认知示教器主界面如表7T2,主要有以下内容：表7-3示教器主界面组成代号名称功能A主菜啾按物也面询按蝴01送人示较叁主菜半，菜单栏包M'tEdi1.小价7俄IiG彼人粒由、依很、干动撵娥、控制即线、由动生产窗11、事件日总、门中刖需.同QXmt侥海任典徐.京统G1.ZX.B撵怅SIeD梅作员BJI】器示京门机叁人&附的消息:巴华禽蹙懂）：员依然瞿步响应以便潴就以住在仑出现氏M次.C状选出状亳T'*示与余统状关的爪要倍电.无搐住候式.电劝机开F"关出.和中监行状伤蚊及过串.当前我找的机械n无等.D任务栏通过AfBE菜小,可以打开依名六个祝图,但一次2佗*作个，任务FfK示所有打开侑现图,并可用御用切赞.E怏速设置期小快速&置系小乜畲MF功掇性杓如序执行法行的设区4.示数H使用注:t*q示教器是一款高M质手持式终端，它配笛高灵敏度的先进电子设法，为避免操作不当引起的故障或损坏，请在操作时遵循以下说明：1、小心搬运.切勿摔打、衲掷或用力撞击求救战,这样会导致破损或故麴.如果示教器受到揄击，务必要验证并确认其安全功能（使能器按钮和急件按钮）工作正常且未损坏.2、设备不使用时，诂将其置放F立式壁架上存放，防止意外脱落。使用和存放示教器时始终要确保电缆不会将人绊倒。3、切勿使用修利的物体（例如墀丝刀或笔尖）操作触摸屏，这样可能会损坏触摸解.请使用手指或触摸笔操作触摸屏.4、定期清洁触摸屏,灰尘和小颗粒可能会挡住触摸屏造成故障”切勿使用溶剂、洗涤剂或擦洗海绵清清触摸屏。诂使用软布至少量水或中性清沽剂进行清洁。5、没彳/连接USB设备时务必盅上USB端口的保护孟，如果端口舔雷到灰尘中，那么它会中断或发生故障.W工业机器人示教器有什么作用？（一）课堂总结（1）掌握机器人示教战的语者设置.<2）能正确使用示教器使能器按钮.（二）布置作业总结本节课的内容工业机器人技术及应用教案课程名称：工业机器人技术及应用授课人：XX课题M1.e人技术与选型课时2教学目的与要求（1）了解工业机人主要技术指标。（2）了解工业机器人的选型蟠础。教学重点与难点重点：D掌握工业机器人主要技术指标。难点：2）掌握工业机器人的选型基础。教学方法课堂讲授（PPT授课+小组讨论）教学过程主要内容及步骤备注-、组织教学：组织课堂，介绍本节课程的体系结构，告知学习的基本要求。二、课题导入：掌握工业机器人选型四、新课讲授：拿握工业机器人技术参数选择四、强化巩固利用实际生活中接触的例子加强巩固五、总结拓展1.课堂内容总结.2.布置作业小组讨论授课效果分析总结教学内容课直互动氨莪R介绍本门课程的学习内容及知识体系结构，提出课程学习的基本要求，强调本门课程的上课时间、地点。学推荐教材：工业机器人技术及应用活页式教材二、课题导入我们已经学习很多基训，而对所有种类的工业机器人，那么我们怎么根据客户要求去进行工业机器人的选型来配套呢导入：上次课堂上我们学习了工业机器人控制系统，本次课堂上我们学习工业机器人的选型，为什么需要选型，每个型号之间有什么区别呢？四、颤胭工业机器技术参数与选型课导入（一）工业机器人五大技术指标工业机器人的技术指标反映了工业机器人的适用范用和工作性能是选择、使用机器人的重要依据，图8-1、表8T是ABBIRB1.200工业机器人的主要技术特性参数.表8-1工业机器人五大技术指标Ii本知识讲额定负载5kg解一复定位精度±0.O1.inin工作范围0.9m_jW1.最大工作速度3200/S图8-1工业机器人本体1.自由度自由度是指机器人能够对坐标系进行独立运动轴的数目,末端执行器的动作不包括在内。通常作为机器人的技术指标，反映机涔人动作的灵活性，常用轴的直线移动、拨动或旋转动作的数目来表示.采用空间升健连杆机构的机罂人，因每个关节运动仅有一个自由慢，所以机器人的自由度数就等于它的关节数.由于具有六个.旋转关炉的较接开链式机涔人从运动学上已被证明能以较小的结构尺寸获取最大的工作空间，并且能以较高的位巴精度和最优的路径到达指定位时，因而关节机戏人在工业领域得到广泛地应用。目前，焊接和涂装作业机器人多为6或7自由度而搬垢、码垛和装配机器人多为46自由度2. （定负或额定负裁也称机器人必大持重能力.如果持重超出额定值附，机器人零部件磨损较快，其至损坏。正常操作条件下，作用于机器人手腕末端，且不会使机器人性能降低的最大我荷，目前使用的工业机器人负载范用可从05到1300kg.3. 公复定位精度市更定位精度是指机器人市笈定位其末期执行器r同一目标位里的能力。即机器人在引发一个动作5'10次，每次在同一个点的位置最大偏差也就是它的卡发定位精度.目前工业机跳人的Ift更定位精度可达±001±0211m之间，根据作业任务和末端持电的不同.机器人的理复精度也要求不同，装配机洪人、上下料机器人、焊接机洪人重犯定位要求商一些,而码垛机器人要求就低一些。4. 工作范B1.工业机器人在执行任务时.其手腕参考点掠过的空间,常用图8-2次示.由于工作范用的形状和大小反映了机器人工作能力的大小，因而它对于机器人的应用十分IR要。工作范用不仅与机器人各连杆的尺寸有关，还与机器人的总体结构有关.为能真实反映机器人的特征参数厂家所给出的工作范用一般指不安装末地执行器时可以到达的区域，*<Ijf1.j图8-2工业机器人工作范胭5.量大工作速度最大工作速度是指在各轴联动情况下，机器人手腕中心所能达到的最大线速度。这在生产中是影响生产效率的重要指标。因生产厂家不同而标注不同，一段都会在技术参数中加以说明.很明显，最大工作速度越高，生产效率也越高：然而,工作速度超商,对机器人最大加速度要求也越高。除上五项指标以外，还应注意机器人的控制方式、驱动方式、安装方式、存储容量、自诊断及自保护、安全保障等功能.（二）工业机Ie人的选型对于自动化行业的资深机电工程师来说，选择合适的“机器人”也许是一个简单的工作.但是对于第一次准备晚买、导入机潺人的设计人员或工厂来说.也许会有些迷茫.卜面从九个方面，讨论如何选择一个合适的工业机器人。1 .应用场合首先，出更要的源头是评估导入的机器人.导入的机器人是用于怎样的应用场合以及什么样的制程.（1）如果是应用制程需要在人工旁边由机器协同完成，对于通游的人机泥令的半自动线，特别是需要经常变换工位或移位移战的情况，以及合新型力陆雪本节十点应器的场合，协作型机器人（Cobcts）应该是一个很好的选项.（2）如果是寻找一个紧凑型的取放料机熟人，你可能想选择一个水平关节型机那人（SCara）。（3）如果是寻找针对小型物件，快速取放的场合，井联机器人（DCIIM最适合这样的需求.（4）如果是应用制程可以适应一个非常大范围的府用,比如从取、放料到码垛，以及喷涂,去毛剌，焊接等专用制程,正关节轴机器人用U1.ti-axis）应该是个很好的选项。现在，工业机器人制造商基本上针对姆种应用制程都有相应的机器人方案.你所做的只荷要明确你希里机器人为你做哪个工作,以及从不同的种类当中.选择最适合的类型.a）关节多轴机器人b）水平关节机器人C）并联机器人由协作型机涔人图8-3工厂里指代的“机器人类型2 .有效负我有效负载是机擀人在其工作空间可以携带的最大负荷.从例如3Kg到1300即不等。如果你希里机器人完成将目标工件从一个工位搬运到另一个工位，需要注就将工件的曳限以及机器人手爪的加辰加总到其工作负荷.另外特别需要注意的是机器人的负载曲线,在空间范用的不同距禹位置,实际负载能力会有差异.3 .自由度（轴敷）机器人配置的轴数直接关联式自由度.如果电针对一个简单的直来直去的场合.比如从一条皮带城取放到另一条.简单的4轴机器人就足以应对.但是，如果应用场景在一个狭小的工作空间，口.机器人手皆需要很多的扭曲和转动，6轴或7轴机器人将是Ai好的选择。轴数一般取决于该应用场合.应当注意，在成本允许的前提下，选型多一点轴数的机器人，其灵活性更商，到达能力更强，柔性化也更高。这样方便后续重利用改造机器人到另一个应用制程，能适应更多的工作任务.机器人制造商倾向于使用各力略有不同的轴或关节命名。基木上，第一关节（J1.）是最接近机擀人底座的那个.接下来的关节称为J2,J3,J4和依此类推.直.到到达手腕末端.如图87所示。而有的公司则使用字母命名他的机器人的轴。比如YaSkaWa/Motooan公司。.图8-4工业机器人自由度4 .大作动相B1.当评(占目标应用场合的时候.应该了例机零人需要到达的最大距国.选择一个机潜人不是仅仅凭它的有效载荷也需要综合考量它到达的确切距国.短个公司都会给出相应机器人的作动范围图，由此可以判断，该机器人是否适令于特定的应用。机器人的水平运动范阚,注意机器人在近身及后方的一片非工作区域。机涔人的见太垂H高度的量测是从机器人能到达的报低点(常在机器人底座以b到手腕可以达到的的以大商度的距离(Y).以大水平作动距离是从机器人底座中心到手腕可以水平达到的最远点的中心的距离(X).5 .复精度同样的，这个因素也还是取决于你的应用场合重发精度可以被描述为机器人完成例行的工作任务期一次到达同一位置的能力。一般在±0O1.m到±0.2InB之间，甚至更精密.例如，如果防要你的机器人组装一个电子线路板,你可旎需要一个超级精密重红精度的机零人。如果应用工序是比较极糙，比如打包,码垛等，工业机器人也就不需要那么精密。另外一方面，组装工程的机涔人精度的选型要求，也美旗组装工程各环节尺寸和公差的传递和计算,比如:来料物料的定位精度,工件本身的在治具中的空亚定位精度等.这项指标从2D方面以正负'±'表示.1H实上，由于机器人的运动JR更点不是境性的而是在空间31)运动，该参数的实际情况可以是在公差半径内的球形空间内任何位B1.当然，现在的配合现在的机器视觉技术的运动补偿，将减低机器人对于来料精度的要求和依赖提升整体的组装精度.6 .速度这个参数与每一个用户息息相关.事实上，它取决于在核作业需要完成的循环时间。规格表列明了该型号机器人烦大速度，他我们应该知道，考量从一个点到另一个点的加减速，实际运行的速度将在O和最大速度之间。这项参数单位通常以度/秒计,有的机器人制造商也会标注机器人的最大加速度.7 .本体*机器人本体或量是设计机器人单元时的一个重要因素.如果工业机人必须安装在一个定制的机台，甚至在咛轨上，你可能需要知道它的武量来设计相应的支撑，8 .司车和转动惯=基本上每个机戏人制造商提供他们的机洪人制动系统的佶息，有些机器人对所有的轴配备刹车，其他的机器人型号不是所有的轴都配置刹车.要在工作区中确保精确和可.重发的位置，需要有足够数量的刹车。另外一种特别情况，电:外断电发生的时候，不带刹车的负由机人轴不会锁死，有造成意外的风险。同时，某些机器人制造商也提供机器人的转动惯证.其实，对于设计的安全性来说,这将是一个额外的保障。你可能还注意到不同轴上的适用的扭矩例如，如果你的动作而要定“i的扭矩以正确完成工作，你福要检杳，在该轴上适用的最大扭矩是否正确的。如果选型不正确机涔人则可能由千过载而才；机。9 .防护等级根据机器人的使用环境，选择达到一定的防护等级UP等级）的标准。些制造商提供相同的机械手针对不同的场合的IP防护等级的产品系列.如果机器人在与生产食品相关的产品，医药、医疗器具，或易燃易爆的环境中工作时，IP等级会有所不同。IP防护等级多以数字用来明确防护的等级。第位数字表明设备抗微尘的范用，或者是人们在密封环境中免受危害的程度.代表防止固体异物进入的等级，最高级别是6:第二位数字表明设备防水的程度。代表防止进水的等级，最将级别是8。具体说明见表8-2：表8-2防护等级IP后第一位敷字防尘等锻数字防护范围说明O无防护没有专门防护1防止且径不小于50Mn的固体异物C1.径50伽的球形物体不能进入先体2防止口径不小于12.5r11的固体异物直径12.5耽的球形物体不能进入光体3防止口径不小于2.511m的固体异物直径25m三的球形物体不能进入壳体4防止自径不小于1.Oa1.I1.的固体异物H径1.OmB的球形物体不能进入壳体5防生不能完全防止灰尘进入，但进入的灰尘不影响设饴的正常运行,不影响安全6生密无灰尘进入IP后第二位数字防水等薮O无防护没有专门防护1防止垂直方向滴水垂H方向滴水无有害影响215,防滴当外壳的各垂宜面在15-范围内倾斜时，垂H滴水无有宙影响.3防淋水各垂立面在60.范国内淋水，无有否影响4防激水向外壳各方向溅水无有害影响5防喷水向外壳各方向喷水无H害影响6防强烈喷水向外克各方向强烈喷水无有害播响7防短时间浸水影响没入规定压力的水中经规定时间后.外光进水量不致达有害程度.8防持续潜水影响按生产厂家和用户双方同意的条件持续潜水后，外壳进水量不致达有害程度四、强化巩固工业机器技术五大指标？（一）课堂总结<1）认识工业机洪人技术指标的Ifi要性.（2）培养对工业机器人的选型能力.（一）布置作业总结本节课的内容