本書是面向智能制造工程技術(shù)人員新職業(yè),結(jié)合培養(yǎng)復(fù)合型高技術(shù)人才的實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn),并融入編者十余載對(duì)工業(yè)(焊接)機(jī)器人焊接應(yīng)用的實(shí)踐總結(jié)及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫的。
全書共分為八個(gè)項(xiàng)目,包含探尋工業(yè)機(jī)器人的廬山真面目、揭開焊接機(jī)器人的神秘面紗、初識(shí)焊接機(jī)器人的任務(wù)編程、設(shè)置焊接機(jī)器人的工具坐標(biāo)系、板-板對(duì)接接頭機(jī)器人平焊及其優(yōu)化、騎坐式管-板T形接頭機(jī)器人平角焊及其優(yōu)化、板-板T形接頭機(jī)器人立角焊及其優(yōu)化以及焊接機(jī)器人工藝輔助設(shè)備的編程與調(diào)試,囊括機(jī)器人焊接作業(yè)的運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝條件和動(dòng)作次序等核心操作與編程技術(shù)。每個(gè)項(xiàng)目下設(shè)兩個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù),通過(guò)“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“學(xué)習(xí)導(dǎo)圖”“燈塔傳承”“任務(wù)提出”“知識(shí)準(zhǔn)備”“任務(wù)分析”“任務(wù)實(shí)施”“任務(wù)評(píng)價(jià)”“任務(wù)拓展”“拓展閱讀”“知識(shí)測(cè)評(píng)”等十余項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì),促進(jìn)智能(焊接)機(jī)器人裝備與產(chǎn)線應(yīng)用領(lǐng)域的素養(yǎng)提升、知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練
達(dá)成。
為方便“教”和“學(xué)”,本書配套課程大綱、多媒體課件、知識(shí)測(cè)評(píng)答案、仿真及微視頻動(dòng)畫(采用二維碼技術(shù)呈現(xiàn),掃描二維碼可直接觀看視頻內(nèi)容)等數(shù)字資源包,凡選用本書作為授課教材的教師均可登錄機(jī)械工業(yè)出版社教育服務(wù)網(wǎng)(http://www.cmpedu.com)注冊(cè)后免費(fèi)下載。
本書內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)清晰、形式新穎、術(shù)語(yǔ)規(guī)范,既適合作為職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、智能焊接技術(shù)、船舶智能焊接技術(shù)等裝備制造大類專業(yè)的教材和企業(yè)培訓(xùn)用書,也可作為職業(yè)院校和成人教育學(xué)校同類專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐選修課教材,還可供工程技術(shù)人員參考。
本書遵循職業(yè)教育教材編寫規(guī)律和職業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律,配套齊全
黨的二十大報(bào)告提出:“推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展,構(gòu)建新一代信息技術(shù)、人工智能、生物技術(shù)、新能源、新材料、高端裝備、綠色環(huán)保等一批新的增長(zhǎng)引擎。”當(dāng)前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,急需源源不斷的大國(guó)工匠和高技能人才,提供人力資源和智力支持。本書準(zhǔn)確把握當(dāng)前科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢(shì)待發(fā),特別是智能機(jī)器人技術(shù)加速演進(jìn)背景下職業(yè)教育改革發(fā)展內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生的深刻變化,通過(guò)工業(yè)機(jī)器人教材體系設(shè)計(jì)、知識(shí)模塊重構(gòu)、項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)和數(shù)字資源賦能等系統(tǒng)化建設(shè),提高智能及高端裝備制造戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才自主培養(yǎng)質(zhì)量。
當(dāng)前,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,正極大地改變著人類生產(chǎn)和生活方式,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新、深化應(yīng)用,全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)?焖僭鲩L(zhǎng),集成應(yīng)用大幅拓展。自2013年以來(lái),我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)已連續(xù)八年穩(wěn)居全球第一,2020年制造業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到246臺(tái)/萬(wàn)人,是全球平均水平的近2倍!丁笆奈濉睓C(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確指出,進(jìn)一步拓展機(jī)器人應(yīng)用的深度和廣度,開展深耕行業(yè)應(yīng)用、拓展新興應(yīng)用、做強(qiáng)特色應(yīng)用的“機(jī)器人+”應(yīng)用專項(xiàng)行動(dòng),力爭(zhēng)“十四五”期間我國(guó)制造業(yè)機(jī)器人密度實(shí)現(xiàn)翻番。
然而,目前我國(guó)智能及高端裝備制造領(lǐng)域綜合素質(zhì)高、專業(yè)技術(shù)全面、技能熟練的大國(guó)工匠和高技能焊接人才匱乏,這或?qū)⒊蔀橹萍s創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展和制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)的“卡脖子”難題。中國(guó)工程院院士周濟(jì)指出,從系統(tǒng)構(gòu)成的角度看,智能制造系統(tǒng)也始終都是由人、信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)協(xié)同集成的人-信息-物理系統(tǒng),其中制造是主體、智能是主導(dǎo)、人是主宰。新一代智能制造更加突出人的中心地位。智能制造場(chǎng)景之創(chuàng)新、技術(shù)之融合、協(xié)同之豐富對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)技能人才提出了極高要求,不僅需要具備數(shù)字技術(shù)與生產(chǎn)制造的跨領(lǐng)域知識(shí)儲(chǔ)備,而且需要懂得如何與機(jī)器或數(shù)字化工具協(xié)同工作,還需要在機(jī)器或數(shù)字語(yǔ)言與實(shí)際制造場(chǎng)景做好“翻譯”,如此素質(zhì)高、專業(yè)技術(shù)全面、技能熟練的大國(guó)工匠和高技能焊接人才虛位以待、高薪難求已是不爭(zhēng)的事實(shí)。
在此背景下,根據(jù)全國(guó)機(jī)械職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)新頒布的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合素質(zhì)高、專業(yè)技術(shù)全面、技能熟練的大國(guó)工匠和高技能焊接人才培養(yǎng)的教學(xué)訴求,融入編者十余載對(duì)機(jī)器人焊接應(yīng)用的實(shí)踐總結(jié)及教學(xué)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)產(chǎn)教深度融合、校際緊密合作的生態(tài)協(xié)同形式編寫了本書。
本書特點(diǎn)如下:
(1)瞄準(zhǔn)智造職業(yè)方向,做“好”教材頂層設(shè)計(jì) 根據(jù)工業(yè)機(jī)器人操作運(yùn)維人員等國(guó)家職業(yè)技術(shù)技能標(biāo)準(zhǔn),面向智能(焊接)機(jī)器人裝備與產(chǎn)線應(yīng)用領(lǐng)域方向,構(gòu)建體現(xiàn)新時(shí)代類型特色的精品套系教材。截至目前,已出版的系列教材有《工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)》《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用(第2版)》《工業(yè)機(jī)器人編程》《焊接機(jī)器人編程及應(yīng)用(第2版)》《焊接機(jī)器人編程與維護(hù)》等。
(2)立足課證賽崗融通,做“優(yōu)”任務(wù)知識(shí)體系 及時(shí)將行業(yè)企業(yè)的焊接新技術(shù)、新工藝、新裝備等創(chuàng)新要素納入課程教學(xué)內(nèi)容,將高校、企業(yè)承辦的熱點(diǎn)焊接賽事和工程案例等編入教材,深度對(duì)接1+X證書制度試點(diǎn)工作,通過(guò)機(jī)器人與焊接工藝深度融合、通用行業(yè)知識(shí)與專業(yè)品牌實(shí)踐深度融通,輔以項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng),打破傳統(tǒng)學(xué)科知識(shí)體系的實(shí)踐導(dǎo)向教材編寫體例,強(qiáng)化課程教材的科學(xué)性、前瞻性和適應(yīng)性。
(3)增強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程互動(dòng),做“活”理實(shí)虛一體化 遵循職業(yè)崗位工作過(guò)程,以學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程為中心,為書中每個(gè)項(xiàng)目設(shè)置“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“學(xué)習(xí)導(dǎo)圖”“燈塔傳承”等十余項(xiàng)互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié),讓教學(xué)方法“活”起來(lái)。“學(xué)習(xí)目標(biāo)”與“學(xué)習(xí)導(dǎo)圖”,給學(xué)生一張標(biāo)有目的地的“知識(shí)地圖”,便于學(xué)生梳理項(xiàng)目知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,不斷激發(fā)學(xué)生的求知欲;“燈塔傳承”,用社會(huì)主義核心價(jià)值觀鑄魂育人,培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神和良好的社會(huì)責(zé)任感;“任務(wù)提出”與“知識(shí)準(zhǔn)備”,提煉與項(xiàng)目?jī)?nèi)容相適應(yīng)的工程案例和知識(shí)儲(chǔ)備,由任務(wù)需求牽引,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;“任務(wù)分析”與“任務(wù)實(shí)施”,針對(duì)項(xiàng)目任務(wù)要求,學(xué)生可以“做中學(xué)”“學(xué)中做”,培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和實(shí)踐能力;“任務(wù)評(píng)價(jià)”,根據(jù)工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),真實(shí)評(píng)價(jià)工作效果,培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量意識(shí);“任務(wù)拓展”,設(shè)置開放性問(wèn)題或任務(wù),供學(xué)生開展研討,培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和批判精神;“拓展閱讀”,介紹項(xiàng)目涉及領(lǐng)域的前沿技術(shù)和軟件工具等內(nèi)容,方便學(xué)生開展探索式學(xué)習(xí);“知識(shí)測(cè)評(píng)”,對(duì)項(xiàng)目的重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行練習(xí)測(cè)試,也方便學(xué)生期末復(fù)習(xí)。
(4)面向移動(dòng)泛在學(xué)習(xí),做“強(qiáng)”立體資源配套 主動(dòng)適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展新形勢(shì),廣泛謀求校企、校際合作,采取多元合作,共同開發(fā)富媒體新形態(tài)教材。借助校企合作,共建工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)教融合實(shí)訓(xùn)基地,集聚典型工程案例、競(jìng)賽任務(wù)和微視頻等數(shù)字教學(xué)資源。書中所有任務(wù)均源自工程案例和競(jìng)賽任務(wù),并配套有課程大綱、多媒體課件、知識(shí)測(cè)評(píng)答案、仿真及微視頻動(dòng)畫等教學(xué)資源,方便學(xué)生隨時(shí)隨地觀看和學(xué)習(xí),有效夯實(shí)教材的實(shí)用性。
本書由浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院崔海和浙江師范大學(xué)蘭虎、樊俊任主編,浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院邱葭菲擔(dān)任主審。項(xiàng)目1由崔海編寫,項(xiàng)目2、項(xiàng)目3由蘭虎編寫,項(xiàng)目4
職業(yè)院校教師
前言
二維碼索引
項(xiàng)目1 ?放眼世界,探尋工業(yè)機(jī)器人的廬山真面目 1
任務(wù)1.1 走進(jìn)工業(yè)機(jī)器人 3
1.1.1 工業(yè)機(jī)器人概述 3
1.1.2 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu) 9
拓展閱讀 FANUC工業(yè)機(jī)器人 12
任務(wù)1.2 認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng) 13
1.2.1 工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成 13
1.2.2 工業(yè)機(jī)器人的分類及應(yīng)用 20
拓展閱讀 智能制造與工業(yè)機(jī)器人 24
項(xiàng)目2 ?初窺門徑,揭開焊接機(jī)器人的神秘面紗 26
任務(wù)2.1 再探焊接機(jī)器人系統(tǒng) 28
2.1.1 焊接機(jī)器人的常見分類 28
2.1.2 焊接機(jī)器人的系統(tǒng)組成 29
2.1.3 焊接機(jī)器人的工作原理 39
拓展閱讀 FANUC焊接機(jī)器人 44
任務(wù)2.2 熟知焊接機(jī)器人安全常識(shí) 44
2.2.1 安全防護(hù)裝置 44
2.2.2 常見安全標(biāo)志 45
2.2.3 安全操作規(guī)程 47
2.2.4 焊接勞保用品 48
拓展閱讀 智能協(xié)作機(jī)器人焊接 51
項(xiàng)目3 ?小試牛刀,初識(shí)焊接機(jī)器人的任務(wù)編程 53
任務(wù)3.1 創(chuàng)建機(jī)器人焊接任務(wù)程序 55
3.1.1 焊接機(jī)器人系統(tǒng)通電 55
3.1.2 示教盒的按鍵布局 57
3.1.3 示教盒的界面窗口 58
3.1.4 機(jī)器人任務(wù)程序創(chuàng)建 61
拓展閱讀 焊接機(jī)器人任務(wù)程序備份與加載 64
任務(wù)3.2 編制機(jī)器人平板堆焊任務(wù)程序 64
3.2.1 焊接機(jī)器人的編程內(nèi)容 65
3.2.2 焊接機(jī)器人的編程方法 66
3.2.3 焊接機(jī)器人的軌跡示教 68
3.2.4 機(jī)器人焊接區(qū)間的示教 72
拓展閱讀 焊接機(jī)器人離線仿真 82
項(xiàng)目4 ?蓄勢(shì)待發(fā),設(shè)置焊接機(jī)器人的工具坐標(biāo)系 84
任務(wù)4.1 機(jī)器人工具坐標(biāo)系設(shè)置 86
4.1.1 焊接機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)軸 87
4.1.2 焊接機(jī)器人系統(tǒng)坐標(biāo)系 91
4.1.3 焊接機(jī)器人的點(diǎn)動(dòng)方式 96
4.1.4 工具坐標(biāo)系的設(shè)置方法 99
拓展閱讀 焊接機(jī)器人工件(用戶)坐標(biāo)系的設(shè)置 108
任務(wù)4.2 點(diǎn)動(dòng)機(jī)器人沿板-板T形接頭角焊縫運(yùn)動(dòng) 108
4.2.1 T形接頭平角焊焊槍姿態(tài)規(guī)劃 109
4.2.2 機(jī)器人焊槍姿態(tài)顯示 110
項(xiàng)目5 ?再接再厲,板-板對(duì)接接頭機(jī)器人平焊及其優(yōu)化 118
任務(wù)5.1 板-板對(duì)接接頭機(jī)器人平焊任務(wù)編程 120
5.1.1 機(jī)器人直線焊接軌跡示教 120
5.1.2 機(jī)器人焊接條件示教 122
5.1.3 機(jī)器人焊接動(dòng)作次序示教 128
5.1.4 機(jī)器人焊接任務(wù)程序驗(yàn)證 131
任務(wù)5.2 板-板對(duì)接接頭機(jī)器人平焊工藝優(yōu)化 138
5.2.1 對(duì)接焊縫的成形質(zhì)量 139
5.2.2 焊接機(jī)器人編程指令 141
5.2.3 機(jī)器人任務(wù)程序編輯 144
拓展閱讀 焊接機(jī)器人功能軟件包設(shè)置 150
項(xiàng)目6 ?行穩(wěn)致遠(yuǎn),騎坐式管-板T形接頭機(jī)器人平角焊及其優(yōu)化 153
任務(wù)6.1 騎坐式管-板T形接頭機(jī)器人平角焊任務(wù)編程 155
6.1.1 機(jī)器人圓弧焊接軌跡示教 155
6.1.2 機(jī)器人連弧焊接軌跡示教 157
6.1.3 機(jī)器人圓周焊接軌跡示教 160
6.1.4 騎坐式管-板平角焊焊槍姿態(tài)規(guī)劃 162
任務(wù)6.2 騎坐式管-板T形接頭機(jī)器人平角焊工藝優(yōu)化 169
6.2.1 T形接頭角焊縫的成形質(zhì)量 170
6.2.2 機(jī)器人圓弧運(yùn)動(dòng)指令 172
拓展閱讀 焊絲使用量的監(jiān)控 176
項(xiàng)目7 ?大顯身手,板-板T形接頭機(jī)器人立角焊及其優(yōu)化 178
任務(wù)7.1 板-板T形接頭機(jī)器人立角焊任務(wù)編程 180
7.1.1 擺動(dòng)電弧與擺動(dòng)焊道 180
7.1.2 機(jī)器人直線擺動(dòng)軌跡示教 181
7.1.3 機(jī)器人焊槍擺動(dòng)參數(shù)配置 183
7.1.4 立角焊機(jī)器人焊槍姿態(tài)規(guī)劃 187
任務(wù)7.2 板-板T形接頭機(jī)器人立角焊工藝優(yōu)化 195
7.2.1 機(jī)器人擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)指令 195
7.2.2 機(jī)器人擺動(dòng)軌跡測(cè)試 197
拓展閱讀 焊接機(jī)器人的擺動(dòng)條件設(shè)置 201
項(xiàng)目8 ?未來(lái)可期,焊接機(jī)器人工藝輔助設(shè)備的編程與調(diào)試 203
任務(wù)8.1 騎坐式管-板T形接頭機(jī)器人船形焊及其優(yōu)化 205
8.1.1 機(jī)器人系統(tǒng)附加軸的聯(lián)動(dòng) 206
8.1.2 機(jī)器人系統(tǒng)附加軸的點(diǎn)動(dòng)方式 209
8.1.3 機(jī)器人系統(tǒng)附加軸的狀態(tài)調(diào)整 211
8.1.4 騎坐式管-板船形焊焊槍姿態(tài)規(guī)劃 212
拓展閱讀 多機(jī)器人協(xié)調(diào)(同)焊接 219
任務(wù)8.2 機(jī)器人焊槍自動(dòng)清潔編程及調(diào)試 219
8.2.1 機(jī)器人焊槍自動(dòng)清潔的動(dòng)作次序 220
8.2.2 焊接機(jī)器人I/O信號(hào) 224
8.2.3 機(jī)器人信號(hào)處理指令 226
8.2.4 機(jī)器人流程控制指令 229
拓展閱讀 焊接機(jī)器人專用I/O信號(hào) 243
參考文獻(xiàn) 245