機(jī)器人FMS-培訓(xùn)教材

1、天津龍洲工控設(shè)備有限公司工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)手冊姓名學(xué)校手機(jī)信箱培訓(xùn)安全注意事項！1 在電源斷開的情況下，接線；2 確認(rèn)設(shè)備的電源類型，按照要求連接電源；3 接線端子要壓實、接牢；4 不能用濕手觸摸電氣設(shè)備；5 變頻器一定要在蓋上端子蓋以后才能接通輸入電源；6 設(shè)備中有些電器設(shè)備通電后發(fā)熱，請注意防止?fàn)C傷；7 在機(jī)器人操作運行中或者等待中，決不可進(jìn)入機(jī)器人的運動范圍。8 在開機(jī)或啟動機(jī)器人前，永遠(yuǎn)記住要確認(rèn)各項安全條件、清除一切機(jī)器人運動范圍內(nèi)的阻擋物。同時記住永遠(yuǎn)不要試圖做危險動作，例如用你的身體或工具去阻擋機(jī)器人的運動。記住，要使機(jī)器人立即停下來，請按緊急停止 按鈕。9 培訓(xùn)過程中應(yīng)按照指導(dǎo)教師

2、的要求完成培訓(xùn)任務(wù)，不要私自更改設(shè)備中的接線，特別是涉及交流電部分；10 實訓(xùn)中的工具、導(dǎo)線等，要收拾整齊。特別是在裝置通電、通氣狀態(tài)下，保持裝置上無雜物。特別提示：在緊急狀態(tài)，按急停開關(guān)可以切斷裝置中的所有電源。以上安全要求，您已經(jīng)知曉，請簽字： 本項目培訓(xùn)說明：采用項目學(xué)習(xí)的方法，將項目按照學(xué)習(xí)過程分解成若干個小任務(wù)。培訓(xùn)更多是結(jié)合實操考核，探討如何在培訓(xùn)中將培訓(xùn)取證要求的知識點和能力點融于培訓(xùn)過程中；探討如何將項目分解成不同任務(wù)，是教學(xué)活動能夠順利進(jìn)行；探討如何在培訓(xùn)中將職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成，融于培訓(xùn)過程中。由于是展示項目學(xué)習(xí)的過程，同時是知識與能力的綜合應(yīng)用，所以，不求知識的系統(tǒng)性，只是起到引

3、入作用。另外，由于時間關(guān)系，也無法完成整個項目。任務(wù)一、工業(yè)機(jī)器人的認(rèn)識任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：初步的了解和認(rèn)識機(jī)器人，掌握其主要功能及作用。為整個項目學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。任務(wù)：按照已經(jīng)連接好的設(shè)備，通電、通氣演示。根據(jù)系統(tǒng)運行情況，總結(jié)該設(shè)備完成的主要功能（小組討論）。任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：對機(jī)器人、CNC&FMS控實訓(xùn)系統(tǒng)有一個全面的認(rèn)識，掌握實訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)成的各個環(huán)節(jié)及各環(huán)節(jié)的作用。在系統(tǒng)中能識別各個器件，初步了解器件在裝置中的作用。任務(wù)二、機(jī)器人、CNC&FMS實訓(xùn)系統(tǒng)分析系統(tǒng)依據(jù)FMS生產(chǎn)制造過程進(jìn)行設(shè)計，按照生產(chǎn)加工的不同階段，本系統(tǒng)分為毛坯供給 CNC加工 FMS裝配等多個工序，各工序動作由

4、機(jī)器人配合完成。系統(tǒng)采用S7-300、S7-200 PLC、機(jī)器人、CNC組成，由Profibus-DP總線通訊。PLC單元通過(CNC、機(jī)器人的外部I/O口)進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。任務(wù)：結(jié)合背景知識，分析本系統(tǒng)中所使用的主要設(shè)備及類型。本系統(tǒng)中系統(tǒng)總線分布示意圖 系統(tǒng)根據(jù)實際情況配有不同載荷的機(jī)器人分別為： 在機(jī)器人典型應(yīng)用中，本套系統(tǒng)涉及到： 工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有： 【背景知識】工業(yè)機(jī)器人從簡單意義上說就是一種代替人類工作的機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人由機(jī)械臂（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)器人技

5、術(shù)綜合了計算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)的電子機(jī)械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器高速、高精確度、高效率、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它把人類從復(fù)雜、繁重、疲勞、惡劣的工作環(huán)境中解脫出來，是人類的好伙伴，是工業(yè)制造領(lǐng)域重要的生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備，也是一個企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。通過工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)設(shè)備讓學(xué)生掌握機(jī)器人不同場合的應(yīng)用及編程、示教、操作、維護(hù)和與其它外部設(shè)備通訊等技能，幫助學(xué)生整體全面的認(rèn)識機(jī)器人的功能。任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解機(jī)器人控制柜上控制面板的功能，熟

6、悉機(jī)器人的開啟，關(guān)閉流程，掌握示教編程器的使用方法。任務(wù)三：機(jī)器人操作使用 任務(wù)3.1認(rèn)識機(jī)器人控制柜任務(wù)：簡述機(jī)器人的開啟流程【背景知識】控制器前部裝有控制電源開關(guān)、外部存儲裝置、操作面板等。用電纜將其連接到位于控制器前部的連接器上來使用示教器。不用時請將示教器放置在控制箱體懸掛處?？刂破魃系拈_關(guān)以下描述的是操作面板和控制器上裝備的各種開關(guān)。開關(guān)和它們相對應(yīng)的功能在下面的表格中說明。操作面板在圖2.2.展示。編號開關(guān)和指示燈功能1Control Power 燈控制電源指示燈當(dāng)控制電源開關(guān)打開時指示燈亮。2Error 燈錯誤指示燈當(dāng)故障發(fā)生時指示燈亮。3Error Reset 按鈕錯誤復(fù)位按鈕

7、當(dāng)此按鈕按下時故障復(fù)位同時故障指示燈熄滅。如果故障繼續(xù)發(fā)生，故障將無法復(fù)位。4Hold/Run 開關(guān)保持/運轉(zhuǎn)開關(guān)允許機(jī)器人運動(運轉(zhuǎn))或者暫時停止機(jī)器人運動(保持)。5Teach/Repeat 開關(guān)示教/再現(xiàn)開關(guān)在示教*和再現(xiàn)模式*之間切換。6Cycle Start 帶燈按鈕循環(huán)啟動帶燈按鈕在再現(xiàn)模式下按下此按鈕可以點亮指示燈同時開始再現(xiàn)運轉(zhuǎn)。*7Motor Power 帶燈按鈕馬達(dá)電源帶燈按鈕當(dāng)按下此按鈕時接通馬達(dá)電源。電源正常工作時指示燈亮。8Emergency Stop 按鈕緊急停止按鈕在緊急情況下，按下此按鈕，終止馬達(dá)電源并停止機(jī)器人動作。與此同時，馬達(dá)電源指示燈和循環(huán)開始指示燈熄滅

8、。但是，控制電源并不切斷。9控制電源開關(guān)Control Power Switch控制控制器的主電源的開/關(guān)。注釋* 在示教機(jī)器人或使用叫做示教器的操作盒時選擇這種模式。在示教模式下不能進(jìn)行再現(xiàn)運轉(zhuǎn)。注釋* 再現(xiàn)運轉(zhuǎn)開時的模式。注釋* 機(jī)器人自動工作和連續(xù)執(zhí)行記憶的程序的狀態(tài)。任務(wù)3.2 利用示教器控制機(jī)器人任務(wù)：利用示教器上的按鈕手動操作機(jī)器人六軸按照背景知識提示，完成以上操作。【背景知識】 示教器的外觀示教器上提供了手動操作機(jī)器人和編輯數(shù)據(jù)所必須的硬件按鈕和開關(guān)。示教器上的液晶屏可以顯示各種各樣的數(shù)據(jù)。圖2.5 是示教器上硬件按鈕的布置圖。示教器上的開關(guān)和硬件按鍵的功能示教器上每個開關(guān)和硬件

9、按鍵的功能如下表所示。鍵功能此鍵為緊急停止按鈕。切斷電機(jī)電源并且停止機(jī)器人運動。示教模式下開啟此開關(guān)，可以進(jìn)行手動操作和檢查運轉(zhuǎn)。再現(xiàn)模式下，關(guān)閉此開關(guān)，可以進(jìn)行再現(xiàn)運轉(zhuǎn)。注意：在開始示教操作前一定要將此開關(guān)打到開，以免機(jī)器人被錯誤地進(jìn)行再現(xiàn)操作。這是個握桿觸發(fā)開關(guān)，不按住這個按鈕不能操作機(jī)器人手臂。如果握桿觸發(fā)開關(guān)按到底到達(dá)其第三個位置或者完全釋放，電機(jī)電源被切斷，機(jī)器人停止動作。鍵 功 能在活動區(qū)顯示一個下拉式菜單。按A+菜單鍵切換激活區(qū)域。(在B 和C 區(qū)間之間)按S+菜單鍵顯示再現(xiàn)狀態(tài)的下拉式菜單。用于屏幕顯示功能鍵(例如輔助功能畫面等)，按菜單移動光標(biāo)到需要的功能鍵上。在有些畫面中，

10、必須按A+菜單。通過單個鍵或雙鍵操作，在步、項目、畫面之間移動光標(biāo)位置。與S 雙鍵使用，S+: 垂直切換到前一畫面S+: 垂直切換到后一畫面與A 雙鍵使用，A+：在示教或者編輯模式下，移動到前面一步。A+：在示教或者編輯模式下，使光標(biāo)移動到下一步。選擇功能和項目決定屏幕輸入的數(shù)據(jù)取消操作關(guān)閉下拉式菜單回到原來的畫面“A”鍵。使操作或者功能可用。有時要和藍(lán)色條紋鍵同時使用。“S”鍵。改變功能/選擇。有時要和灰色條紋鍵同時使用。在檢查模式中前進(jìn)一步。在再現(xiàn)模式中，用作單步的步前進(jìn)鍵。在檢查模式中向后倒退一步。改變手動操作的速度。按S+檢查/手動速度鍵改變檢查的速度。注意：默認(rèn)值是低速(速度1)。(

11、不是微動)選擇手動操作模式。注意：默認(rèn)是各軸插補。按S+插補鍵改變一體化示教的插補模式。按下激活步選擇菜單。按S+程序/步驟激活程序選擇菜單。按系統(tǒng)配置，選擇手動操作外部軸(JT7)或者外部機(jī)器人。(對單臺六軸機(jī)器人沒有作用)當(dāng)下面的發(fā)光二級管亮?xí)r選中JT8 到JT14。當(dāng)上面的發(fā)光二級管亮?xí)r選中JT15 到JT18。在示教或檢查模式下手動操作機(jī)器人。注意：只有在按下按鈕時才有效。檢查過程中，在連續(xù)和單步之間切換。注意：默認(rèn)是單步。切換到插入模式。切換換到刪除模式。切換到輔助信息編輯模式。切換到編輯位姿信息的模式。在當(dāng)前步后面添加新的步。按A+紀(jì)錄用新的步改寫當(dāng)前步。切換夾緊1 的信號開或關(guān)。

12、切換夾緊1 示教信息：開 關(guān) 開。按A+夾緊1 開關(guān)切換夾緊1示教信息及其信號開 關(guān) 開。切換夾緊2 的信號開或關(guān)。切換夾緊2 示教信息：開 關(guān) 開。按A+夾緊1 開關(guān)切換夾緊2示教信息及其信號開 關(guān) 開。切換夾緊-n 的信號開或關(guān)。按下按鈕，左上角的LED 閃。夾緊n+數(shù)字鍵(1-8)切換夾緊n 示教信息：開關(guān)開。按A+夾緊n+數(shù)字鍵(1-8)切換夾緊n示教信息及其信號開關(guān)開。運動各軸從JT1 到JT7 軸。輸入“.”。按S+-/.輸入“-”，輸入“0”。按S+,/0 輸入“,”。輸入“1”。按A+開/1 把選中的夾緊信號強(qiáng)制為開輸入“2”。按A+關(guān)/2 把選中的夾緊信號強(qiáng)制為關(guān)。手動操作機(jī)

13、器人的標(biāo)準(zhǔn)方法，也叫做Jogging(點動)。機(jī)器人通常裝備六根軸，如圖5.1 所示。這些軸分別稱為JT1 到JT6，但有時也用以前的習(xí)慣稱呼。JT1 R 軸, JT2 O 軸, JT3 D 軸, JT4 S 軸, JT5 B 軸, JT6 T 軸任務(wù)3.3 機(jī)器人與控制柜、示教器的連接任務(wù)：按照背景知識的要求，觀察機(jī)器人與控制柜、示教器的連接方式。背景知識控制柜與機(jī)器人本體連接 控制柜側(cè) 機(jī)器人側(cè)任務(wù)四 AS語言編程任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：熟悉AS語言的特點與編程方式，掌握常用指令的用法，能夠離線編寫AS語言程序并對機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試。任務(wù)：在計算機(jī)上編寫一段AS語言程序，用來控制機(jī)器人做出一套對工件進(jìn)行

14、抓取的動作。程序的結(jié)構(gòu)要完整，但對移動位置沒有精度要求。如果時間允許，可以將程序傳至機(jī)器人內(nèi)存中，并在線進(jìn)行程序調(diào)試。簡述編程思路或畫出流程圖填寫AS語言程序【背景知識】1 帶有注釋的機(jī)器人程序，通過這段程序?qū)W習(xí)幾個常用的指令。LAPPRO #najian,200 （以直線插補動作移動機(jī)器人，在工具坐標(biāo)系Z方向上，到達(dá)離“#najian”200mm處） .PROGRAM main( )1 SPEED 50 “程序標(biāo)號1，將下一條運動的速度指定為50%HOME “返回原點RESET “復(fù)位外部I/O信號WAIT SIG(1001) “等待外部輸入信號1001，然后執(zhí)行下一條命令SPEED 100

15、 ALWAYS “將機(jī)器人運動速度設(shè)置成100%；并一直保持到下一“SPEED命令出現(xiàn)ACCURACY 100 ALWAYS “將機(jī)器人運動精度設(shè)置成100mm；并一直保持到下一“ACCURACY命令出現(xiàn)10 HOME 2 “程序標(biāo)號10，回機(jī)器人第2原點(工作原點)RESETIF SIG(1002) GOTO 20 “如果外部信號1002有效跳轉(zhuǎn)到“20”標(biāo)簽程序步驟處IF SIG(1004) GOTO 1 “如果外部信號1004有效跳轉(zhuǎn)到“1”標(biāo)簽程序步驟處GOTO 1020 IF SIG(-10) THEN “IF_THEN_END語句OPENI “打開機(jī)器人夾爪 ENDJMOVE #n

16、o1 “以關(guān)節(jié)插補動作移動機(jī)器人，到達(dá)“#NO1”SPEED 20 ALWAYSACCURACY 1 ALWAYSDRAW ,-50 “BASE坐標(biāo)系，Z軸-50mmBREAK “暫停下面程序，直到當(dāng)前機(jī)器人運動完成后再繼續(xù)CLOSEI “閉合機(jī)器人夾爪DELAY 2 “停止機(jī)器人動作2秒DRAW ,50 “BASE坐標(biāo)系，Z軸50mmSPEED 100 ALWAYSACCURACY 100 ALWAYSDRAW ,-400DRIVE 1,70 “關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，X軸旋轉(zhuǎn)70度BREAKDELAY 1SPEED 50JMOVE #no6SPEED 10LMOVE #no3BREAKOPENIDEL

17、AY 2DRAW ,50SPEED 50JMOVE #no2SIGNAL 6 “打開外部輸出信號6WAIT SIG(1003)SIGNAL -6 “關(guān)閉外部輸出信號6SPEED 50JMOVE #no7SPEED 10LMOVE #no4 “以直線插補動作移動機(jī)器人，到達(dá)“#NO4”BREAKCLOSEIDELAY 2SPEED 50DRAW ,50JMOVE #no2SPEED 100 ALWAYSACCURACY 100 ALWAYSDRIVE 1,-70JMOVE #no1SPEED 20ACCURACY 1DRAW ,-50BREAKDELAY 1OPENIDELAY 1JAPPRO

18、#no1,200 “在工具坐標(biāo)系Z方向上，以關(guān)節(jié)插補動作移動到達(dá)離“#NO1”200mm處SIGNAL 7GOTO 10.END2 定義位姿變量那些描述位姿信息的變量被稱為位姿變量。位姿變量僅在有賦值時才被定義。它會保持未定義狀態(tài)直到被賦予數(shù)值，如果執(zhí)行了含未定義變量的程序，會報出錯。位姿變量在以下的情況中是很有用的。1. 相同的位姿數(shù)據(jù)被重復(fù)利用而沒有必要每次示教其位姿。2. 一個已定義的位姿變量可在不同的程序中使用。3. 一個已定義位姿變量可以被用來或被改變來定義一個不同的位姿。4. 計算值可被用作為位姿信息，以取代使用示教器對機(jī)器人進(jìn)行耗時的示教工作。5. 位姿變量可以自由命名，使程序變

19、得更易讀。位姿變量可按如下定義：2.1 用監(jiān)控指令定義1. HERE(意思為“這里”)指令把機(jī)器人的當(dāng)前位姿數(shù)據(jù)存儲在指定名稱下。例1 使用關(guān)節(jié)位移值變量名以#開頭，以區(qū)別于變換值。緊跟在指令后面，顯示當(dāng)前位姿的關(guān)節(jié)位移值：> HERE #pose JT1 JT2 JT3 JT4 JT5 JT6xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx變化嗎? (放棄請按RETURN 鍵) >例2 使用變換值緊跟在指令后面，顯示當(dāng)前位姿的變換值：>HERE pose Xmm Ymm Zmm Odeg Adeg Tdegxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx變化嗎? (放棄請按RETURN 鍵) >2. POINT(意思為“點”)指令是用另一個已定義的位姿變量來定義一個位姿，或通過終端輸入數(shù)值來定義它。例1 使用關(guān)節(jié)位移值(1) 定義一個新的、未定義過的變量>POINT #pose JT