前言
工業(yè)機(jī)器人是一種涉及機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)的自動(dòng)化設(shè)備。隨著工業(yè)生產(chǎn)向著自動(dòng)化、集成化、柔性化方向發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人已然成為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要設(shè)備,是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要支柱。工業(yè)機(jī)器人的研制能力和應(yīng)用情況是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展和制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。近年來,我國制造業(yè)擁有工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量快速增長,但使用密度仍處于較低水平。隨著由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變戰(zhàn)略的推進(jìn),以及受人口老齡化和勞動(dòng)力供給數(shù)量下降的影響,我國工業(yè)機(jī)器人未來幾年或?qū)⒂瓉砭畤娛桨l(fā)展。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的大發(fā)展必然帶來熟練使用工業(yè)機(jī)器人,尤其是工業(yè)機(jī)器人編程人員的大量需求。
本書以 ABB 工業(yè)機(jī)器人為對象,使用 RobotStudio 編程與仿真平臺,由淺入深、循序漸進(jìn),系統(tǒng)地介紹了工業(yè)機(jī)器人編程方法、仿真及應(yīng)用技術(shù)。全書共 13 章,第 1 章為工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ),主要介紹了工業(yè)機(jī)器人的組成、技術(shù)參數(shù)、坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)學(xué)問題及控制方法;第 2 章主要介紹了工業(yè)機(jī)器人硬件安裝及手動(dòng)操縱方法;第 3 章主要介紹了工業(yè)機(jī)器人 RobotStudio 軟件離線編程及仿真基本操作方法;第 4 章主要介紹了工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)安裝與 I/O 通信方法;第 5 ~ 7 章主要介紹了工業(yè)機(jī)器人程序結(jié)構(gòu)、指令、數(shù)據(jù)以及示教編程與在線編輯程序;第 8、9 章主要介紹了工業(yè)機(jī)器人在軌跡類、搬運(yùn)等典型應(yīng)用領(lǐng)域的示教編程、離線編程方法;第 10 章介紹了帶導(dǎo)軌和變位機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)編程方法;第 11 ~ 13 章分別介紹了繪圖、打磨、視覺三個(gè)工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用項(xiàng)目。本書將工業(yè)機(jī)器人基本操作、RobotStudio 編程與仿真軟件的使用有機(jī)地融入工業(yè)機(jī)器人編程及應(yīng)用訓(xùn)練中,實(shí)現(xiàn)了編程與仿真相結(jié)合、理論講授與圖解操作相結(jié)合,通俗易懂,便于讀者自學(xué)。通過本書的學(xué)習(xí),讀者既能掌握工業(yè)機(jī)器人的基本操作、編程方法,又能掌握 RobotStudio 軟件的機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)建與仿真方法,并初步具備工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、編程與調(diào)試能力。書中相應(yīng)應(yīng)用的源文件,可通過手機(jī)掃描相應(yīng)章節(jié)的二維碼下載獲取。本書由李國利任主編,周洪、薛文燁任副主編,張海紅、張明明、苗田銀參加了編寫
工作,姚科、葉智慧同學(xué)參與了繪圖、程序調(diào)試和文獻(xiàn)資料收集工作。在本書的編寫過程中,得到了金陵科技學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院劉旭明主任和南京南戈特機(jī)電科技有限公司齊將總經(jīng)理的大力支持,在此表示感謝!
在本書的編寫過程中,參考了大量有關(guān)工業(yè)機(jī)器人方面的教材、著作、論文及網(wǎng)絡(luò)資料,
在此編者向原作者表示誠摯謝意!
由于編者水平有限,書中難免有疏漏和不足之處,懇請讀者批評指正。
編 者
2021 年 3 月
目 錄
前言
第 1 章 工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ) 1
11 工業(yè)機(jī)器人的定義及特點(diǎn) 1
12 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展情況 2
13 工業(yè)機(jī)器人的分類及典型應(yīng)用 3
131 按機(jī)械結(jié)構(gòu)特征分類 3
132 按作業(yè)任務(wù)分類 7
14 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的組成 9
141 機(jī)器人本體 10
142 控制器及控制系統(tǒng) 11
143 示教器 11
15 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù) 12
16 工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)系 12
17 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制 15
171 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)問題 15
172 工業(yè)機(jī)器人奇異位形與奇異點(diǎn) 17
173 工業(yè)機(jī)器人位置控制與速度控制 18
思考與練習(xí) 19
第 2 章 工業(yè)機(jī)器人基本操作與安全 20
21 工業(yè)機(jī)器人安全注意事項(xiàng) 20
211 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)場安全管理 20
212 工業(yè)機(jī)器人操作安全 21
22 ABB 工業(yè)機(jī)器人常用型號 21
23 工業(yè)機(jī)器人硬件安裝 25
24 示教器認(rèn)知及使用方法 26
241 示教器組成及手持方法 26
242 示教器觸摸屏界面與操作環(huán)境
配置 28
243 系統(tǒng)備份與恢復(fù) 31
25 工業(yè)機(jī)器人手動(dòng)操縱 32
251 單軸運(yùn)動(dòng) 32
252 線性運(yùn)動(dòng) 34
253 重定位運(yùn)動(dòng) 35
26 工業(yè)機(jī)器人轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器更新 37
思考與練習(xí) 41
第 3 章 工業(yè)機(jī)器人編程方法與
編程軟件 43
31 工業(yè)機(jī)器人編程方法簡介 43
311 示教編程 44
312 離線編程 45
32 認(rèn)識 RobotStudio 軟件 46
321 RobotStudio 與 RobotWare 簡介 46
322 RobotStudio 軟件界面 47
33 構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人仿真工作站 52
331 工業(yè)機(jī)器人工作站組件導(dǎo)入與布局 52
332 工業(yè)機(jī)器人虛擬系統(tǒng)創(chuàng)建與虛擬
示教器 56
34 RobotStudio 軟件建模功能 60
341 3D 模型創(chuàng)建 60
342 創(chuàng)建工具 64
343 創(chuàng)建機(jī)械裝置 73
思考與練習(xí) 80
第 4 章 工業(yè)機(jī)器人 I/ O 通信與控制器
管理 81
41 工業(yè)機(jī)器人 I/O 通信種類和 I/O 板 81
411 工業(yè)機(jī)器人 I/O 通信及常用 I/O 板 81
412 DSQC 652 板82
413 DSQC 651 板85
42 DSQC 651 板及 I/O 信號定義 86
421 定義 DSQC 651 板總線連接86
422 定義 I/O 信號 90
423 I/O 信號查看、操作與監(jiān)控 95
43 示教器可編程按鍵定義 98
44 RobotStudio 在線管理工業(yè)機(jī)器人
控制器 100
441 RobotStudio 與控制器連接 100
442 RobotStudio 在線控制權(quán)限獲取
及系統(tǒng)備份 103
443 RobotStudio 在線定義 I/O 板與
I/O 信號 106
444 RobotStudio 在線監(jiān)控功能 108
45 RobotStudio 安裝工業(yè)機(jī)器人控制器
系統(tǒng)
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