工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成第2版高職全套教學(xué)課件

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成（第2版）全套可編輯PPT課件工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成概述工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)搬運(yùn)碼垛機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成焊接機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線集成工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成概述項(xiàng)目一項(xiàng)目導(dǎo)讀在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展歷程中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的集成直接對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)集成商，處于工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的下游。系統(tǒng)集成商主要為終端用戶提供系統(tǒng)解決方案，負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人本體的二次開發(fā)和外圍設(shè)備的集成，是工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。本項(xiàng)目通過認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)和熟悉工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的集成兩個(gè)任務(wù)，介紹工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)及系統(tǒng)集成的相關(guān)知識(shí)。思政目標(biāo)樹立制造強(qiáng)國(guó)的遠(yuǎn)大職業(yè)理想與投身國(guó)家建設(shè)的使命擔(dān)當(dāng)。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神與安全責(zé)任意識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的組成。了解工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)。了解工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的概況。理解工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的基本要求。熟悉工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的一般過程。CONTENTS1工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知2工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知1工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)引入工業(yè)機(jī)器人是一種可通過編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的自動(dòng)化機(jī)械手臂。但在實(shí)際的應(yīng)用中，單獨(dú)一臺(tái)機(jī)械手臂無(wú)法完成自動(dòng)化生產(chǎn)作業(yè)，需要在其周邊增加輔助設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)循環(huán)，即構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)。同樣的道理，在我們的學(xué)習(xí)和工作中，很多時(shí)候只有大家齊心協(xié)力、團(tuán)結(jié)一致，凝聚成系統(tǒng)的集體力量，才能更好、更快地實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)。本任務(wù)主要從工業(yè)機(jī)器人的組成和特點(diǎn)兩個(gè)方面來(lái)認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知一、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的組成工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)是指使用一臺(tái)或多臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，配備相應(yīng)的外圍設(shè)備，用以完成某一特定工序作業(yè)的獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)，也可稱為工業(yè)機(jī)器人工作單元。它主要由工業(yè)機(jī)器人、末端執(zhí)行器、應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置、外圍設(shè)備組成。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)是以工業(yè)機(jī)器人為主體的作業(yè)系統(tǒng)。由于工業(yè)機(jī)器人具有可再編程的特點(diǎn)，當(dāng)作業(yè)對(duì)象改變時(shí)，可以對(duì)工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)程序進(jìn)行重新編寫，從而使應(yīng)用系統(tǒng)具有一定的柔性。對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的各組成部分進(jìn)行系統(tǒng)集成，使之構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，可以滿足不同生產(chǎn)任務(wù)的要求。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知（一）工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制和移動(dòng)功能且能夠完成多種作業(yè)的可編程操作機(jī)，通常由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)四部分組成。工業(yè)機(jī)器人的組成工業(yè)機(jī)器人各組成部分之間的關(guān)系工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)不同串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人混聯(lián)機(jī)器人根據(jù)坐標(biāo)系不同直角坐標(biāo)型機(jī)器人圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人球坐標(biāo)型機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人根據(jù)控制方式不同非伺服控制機(jī)器人伺服控制機(jī)器人根據(jù)用途不同搬運(yùn)機(jī)器人碼垛機(jī)器人焊接機(jī)器人裝配機(jī)器人噴涂機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知搬運(yùn)機(jī)器人1搬運(yùn)機(jī)器人是指可以進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，搬運(yùn)機(jī)器人使用某種機(jī)構(gòu)握持工件，將工件從一個(gè)加工位置移動(dòng)到另一個(gè)加工位置。搬運(yùn)機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用范圍最廣，一般只需要對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)位控制，即僅要求始點(diǎn)和終點(diǎn)位置準(zhǔn)確，而對(duì)被搬運(yùn)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)嚴(yán)格要求。搬運(yùn)機(jī)器人可以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)作業(yè)，大大減輕了工人繁重的體力勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，減少了物料的破損與浪費(fèi)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知碼垛機(jī)器人2碼垛機(jī)器人是經(jīng)歷了人工碼垛、碼垛機(jī)碼垛兩個(gè)階段后出現(xiàn)的可以進(jìn)行自動(dòng)化碼垛作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。碼垛機(jī)器人在碼垛作業(yè)中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。使用碼垛機(jī)器人不僅可減少物料的破損與浪費(fèi)，還可以改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)保證人身安全、降低能耗、節(jié)省空間、提高作業(yè)效率和穩(wěn)定性具有重要意義。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知焊接機(jī)器人3焊接機(jī)器人是指從事焊接作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，可分為點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人等。人工焊接作業(yè)對(duì)工人具有很大的傷害且無(wú)法保證焊接質(zhì)量。焊接機(jī)器人具有安裝面積小、工作空間大等特點(diǎn)，在保證定位精度的情況下，可實(shí)現(xiàn)小節(jié)距的多點(diǎn)定位，而且示教簡(jiǎn)單，焊接質(zhì)量有保證。焊接機(jī)器人通常用于汽車制造領(lǐng)域，是目前應(yīng)用最廣泛的工業(yè)機(jī)器人之一。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知裝配機(jī)器人4裝配機(jī)器人是指在工業(yè)生產(chǎn)線上可以完成裝配或拆卸零部件作業(yè)的一類工業(yè)機(jī)器人。裝配機(jī)器人與一般工業(yè)機(jī)器人相比，具有精度高、柔性好、工作空間小、適配性好等特點(diǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中，使用裝配機(jī)器人可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。目前，裝配機(jī)器人主要用于各種電器、電動(dòng)機(jī)、汽車、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品及其組件的裝配作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知噴涂機(jī)器人5噴涂機(jī)器人是指可以進(jìn)行自動(dòng)噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機(jī)器人。噴涂機(jī)器人具有噴涂質(zhì)量高、重復(fù)精度好、材料利用率高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)⒐と藦挠卸?、易燃、易爆的工作環(huán)境中解放出來(lái)。目前先進(jìn)的噴涂機(jī)器人采用柔性手腕，既可向各個(gè)方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動(dòng)，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂工件內(nèi)表面。噴涂機(jī)器人作業(yè)速度快、操作維護(hù)簡(jiǎn)單，廣泛用于汽車、儀表、電器等產(chǎn)品的生產(chǎn)部門。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知（二）末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的末端執(zhí)行器即工業(yè)機(jī)器人的手部，它安裝在工業(yè)機(jī)器人的腕部，用于直接抓握工件或執(zhí)行焊接、噴涂等作業(yè)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的任務(wù)完成質(zhì)量起到關(guān)鍵作用，是工業(yè)機(jī)器人最為重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。大多數(shù)末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和尺寸都是根據(jù)其不同的作業(yè)任務(wù)要求來(lái)設(shè)計(jì)的，因此其結(jié)構(gòu)形式多種多樣。通常，根據(jù)其用途和結(jié)構(gòu)的不同，末端執(zhí)行器可以分為夾持式末端執(zhí)行器吸附式末端執(zhí)行器專用工具（柔性焊槍）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知夾持式末端執(zhí)行器1夾持式末端執(zhí)行器主要由手指、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支架等組成。夾持式末端執(zhí)行器主要通過手指的開閉動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾持，應(yīng)用較為廣泛。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知回轉(zhuǎn)型末端執(zhí)行器應(yīng)用較多，其手指為一對(duì)杠桿，并與斜楔、滑槽、連桿、齒輪、蝸輪蝸桿或螺桿等機(jī)構(gòu)組成復(fù)合式杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以改變傳動(dòng)比和運(yùn)動(dòng)方向；回轉(zhuǎn)型平移型末端執(zhí)行器通過手指指面的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)松開或閉合動(dòng)作，常用于夾持具有平行平面的工件，如冰箱、洗衣機(jī)等。平移型夾持式末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知末端執(zhí)行器的手指是工業(yè)機(jī)器人直接與工件接觸的部件，它的結(jié)構(gòu)形式通常取決于工件的形狀和特性。常用的手指有V形指、平面指、尖指和特形指等。一般來(lái)說，V形指用于夾持圓柱形工件，平面指用于夾持具有兩個(gè)平行平面的工件或細(xì)小棒料，尖指用于夾持小型、柔性或炙熱的工件，特形指用于夾持形狀不規(guī)則的工件。（a）V形指（b）平面指（c）尖指（d）特形指末端執(zhí)行器手指的指面形狀包括齒形指面、光滑指面和柔性指面等。一般來(lái)說，齒形指面用于夾持表面粗糙的半成品或毛坯，光滑指面用于夾持已完成表面加工的工件，柔性指面用于夾持熾熱件、薄壁件、脆性工件、已完成表面加工的工件等。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知夾持式末端執(zhí)行器最完美的形式是模仿人手的多指靈巧手。多指靈巧手有多個(gè)手指，每個(gè)手指有多個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)的自由度都是獨(dú)立控制的。因此，人類手指能完成的各種復(fù)雜動(dòng)作它幾乎都能模仿，如擰螺釘、彈鋼琴、拿水杯等。若多指靈巧手再配置觸覺、力覺、視覺、溫度等傳感器，將會(huì)達(dá)到更完美的程度。多指靈巧手的應(yīng)用前景十分廣泛，它可在各種極限環(huán)境下完成人類無(wú)法實(shí)現(xiàn)的操作，如在核輻射區(qū)域或宇宙空間中作業(yè)等。資料卡工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知吸附式末端執(zhí)行器2吸附式末端執(zhí)行器是目前應(yīng)用較多的一種末端執(zhí)行器，特別適用于搬運(yùn)機(jī)器人。根據(jù)吸附原理的不同，吸附式末端執(zhí)行器可分為氣吸式和磁吸式兩種。01氣吸式末端執(zhí)行器是利用吸盤內(nèi)的壓力與大氣壓之間的壓力差而工作的。它主要由吸盤、吸盤架及進(jìn)/排氣系統(tǒng)等組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、使用方便可靠等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于非金屬材料（如玻璃、板材等）或無(wú)剩磁金屬材料的吸附。02磁吸式末端執(zhí)行器是利用電磁鐵通電后產(chǎn)生的電磁吸力而工作的。它主要由電磁吸盤、防塵蓋、線圈、殼體等組成，由于其只對(duì)鐵磁工件起作用，不能用于某些不允許有剩磁的零件，所以使用范圍具有一定的局限性。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知專用工具3工業(yè)機(jī)器人是一種通用性很強(qiáng)的自動(dòng)化設(shè)備，可根據(jù)作業(yè)要求裝配各種專用的末端執(zhí)行器來(lái)執(zhí)行各種動(dòng)作。例如，在通用工業(yè)機(jī)器人上安裝焊槍，其可成為一臺(tái)焊接機(jī)器人；而安裝擰螺母機(jī)，其可成為一臺(tái)裝配機(jī)器人。這些專用工具可通過電磁吸盤式換接器快速地進(jìn)行更換，以滿足用戶的不同加工需求。（a）電磁吸盤式換接器（b）專用工具1—?dú)饴方涌冢?—定位銷；3—電接頭；4—電磁吸盤。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人工具快換裝置能夠快速換接機(jī)器人的末端執(zhí)行器，以滿足某些工業(yè)機(jī)器人在承擔(dān)多種不同任務(wù)時(shí)，需要自動(dòng)換接不同末端執(zhí)行器的要求。工具快換裝置的主要部件是換接器，換接器插座和換接器插頭分別安裝在工業(yè)機(jī)器人的腕部和末端執(zhí)行器上，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的自動(dòng)快速換接。資料卡工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知（三）應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置主要包括人機(jī)交互裝置和工業(yè)機(jī)器人控制裝置兩部分。01人機(jī)交互裝置是使操作人員參與工業(yè)機(jī)器人控制并與工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置，如計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)終端、信息顯示板、指令控制臺(tái)、危險(xiǎn)信號(hào)報(bào)警器等。該裝置歸納起來(lái)可分為指令給定裝置和信息顯示裝置兩大類。02工業(yè)機(jī)器人控制裝置通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作，它一般由控制計(jì)算機(jī)和伺服控制器組成?？刂朴?jì)算機(jī)不僅要發(fā)出指令，協(xié)調(diào)各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器之間的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還要完成編程示教與再現(xiàn)，在傳感器、工藝要求、外圍設(shè)備之間傳遞信息和協(xié)調(diào)工作；伺服控制器控制各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器，使各桿按一定的速度、加速度和位置要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知（四）外圍設(shè)備外圍設(shè)備是指附加在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)中，用以加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人功能的設(shè)備。它可將工業(yè)機(jī)器人作業(yè)內(nèi)容相關(guān)的生產(chǎn)活動(dòng)由人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化作業(yè)，從而拓展了系統(tǒng)的作業(yè)范圍，提升了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的用途與生產(chǎn)對(duì)象不同，其外圍設(shè)備也不同。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的作業(yè)內(nèi)容與主要外圍設(shè)備工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知二、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備相比，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。（一）技術(shù)先進(jìn)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集精密化、柔性化、智能化等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，通過對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)施檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)控、決策和管理，可實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染的目的，是目前工業(yè)自動(dòng)化水平的最高體現(xiàn)。（二）升級(jí)方便工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)是由系統(tǒng)集成商開發(fā)的完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，企業(yè)可直接引進(jìn)并將其用于工業(yè)生產(chǎn)，也可結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行快速的升級(jí)改造，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化。同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人強(qiáng)大的開發(fā)功能，為系統(tǒng)后期的技術(shù)升級(jí)提供了便利。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)是自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，可用于制造、安裝、檢測(cè)、物流等環(huán)節(jié)，并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機(jī)械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)綜合性系統(tǒng)，涵蓋了工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)及仿真、機(jī)器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技術(shù)、模塊化程序設(shè)計(jì)、智能測(cè)量、建模加工一體化、工廠自動(dòng)化及精細(xì)物流管理等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，是眾多先進(jìn)技術(shù)的整體呈現(xiàn)。（三）應(yīng)用廣泛（四）綜合性強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知思政講堂人人要安全，人人重安全根據(jù)2016年國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《高校實(shí)驗(yàn)室安全事故行為原因分析及解決對(duì)策》，通過對(duì)國(guó)內(nèi)2010年至2015年間發(fā)生的46起高校實(shí)驗(yàn)室安全事故進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：高校實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生地通常集中在化學(xué)、生物、電氣、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室以及危險(xiǎn)化學(xué)品庫(kù)房；事故類型主要有火災(zāi)、爆炸、中毒、感染、腐蝕灼傷等5類，其中火災(zāi)、爆炸事故占事故總數(shù)的91%。人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)是導(dǎo)致事故的直接原因，其中人的不安全行為導(dǎo)致了88%的事故。因此，控制高校師生的不安全行為是防止高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)生安全事故的重要手段。工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室同樣要強(qiáng)化管理，提高師生的安全意識(shí)，制訂嚴(yán)格的使用規(guī)范，切實(shí)保障實(shí)訓(xùn)安全。2019年6月，教育部印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安全工作的意見》（簡(jiǎn)稱《意見》）。《意見》強(qiáng)調(diào)，要提高認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步提高政治站位，充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室安全的復(fù)雜艱巨性，強(qiáng)化安全紅線意識(shí)，深刻理解實(shí)驗(yàn)室安全的重要性，堅(jiān)決克服麻痹思想和僥幸心理，切實(shí)解決實(shí)驗(yàn)室安全薄弱環(huán)節(jié)和突出矛盾，掌握防范、化解、遏制實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)的主動(dòng)權(quán)。《意見》還要求，各地各校要強(qiáng)化落實(shí)，通過強(qiáng)化法人主體責(zé)任、建立分級(jí)管理責(zé)任體系，健全實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任體系，營(yíng)造人人要安全、人人重安全的良好校園安全氛圍。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知技能實(shí)訓(xùn)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室認(rèn)識(shí)（b）（a）（c）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知（e）（d）（f）以某職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程專業(yè)的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室為例，該實(shí)訓(xùn)室共有工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人離線仿真編程實(shí)訓(xùn)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人技能競(jìng)賽實(shí)訓(xùn)區(qū)四個(gè)功能區(qū)，其中包含桌面型工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)臺(tái)與實(shí)訓(xùn)室專用的國(guó)內(nèi)外知名品牌的工業(yè)機(jī)器人等，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作、自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)操作以及I/O通信板和機(jī)器人信號(hào)的設(shè)定等功能。該工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室可以完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目有工業(yè)機(jī)器人示教編程實(shí)訓(xùn)、搬運(yùn)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)、碼垛機(jī)器人實(shí)訓(xùn)、焊接機(jī)器人實(shí)訓(xùn)、涂裝機(jī)器人實(shí)訓(xùn)等。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)知學(xué)生根據(jù)自己學(xué)校工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的具體情況，選擇某個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為研究對(duì)象，編制工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)查報(bào)告，在調(diào)查報(bào)告中詳細(xì)說明以下幾點(diǎn)。（1）工業(yè)機(jī)器人的品牌、型號(hào)、特點(diǎn)及應(yīng)用。（2）末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與作用。（3）應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置的組成。（4）主要的外圍設(shè)備及各設(shè)備的作用。（5）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知2工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知任務(wù)引入隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展變化，近年來(lái)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模在全球范圍內(nèi)保持穩(wěn)步增長(zhǎng)。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，我國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)主要集中在系統(tǒng)集成行業(yè)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上技術(shù)門檻較高的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，隨著工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的升溫，系統(tǒng)集成領(lǐng)域也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。對(duì)于系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)堅(jiān)持從長(zhǎng)遠(yuǎn)、整體的角度出發(fā)，不斷調(diào)整技術(shù)結(jié)構(gòu)，跟蹤新技術(shù)的發(fā)展，努力突破關(guān)鍵技術(shù)，提高自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力，助力制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施發(fā)展系統(tǒng)集成技術(shù)，實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知任務(wù)引入本任務(wù)在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成概況的基礎(chǔ)上，介紹工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的基本要求與一般過程。發(fā)展系統(tǒng)集成技術(shù)，實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略知識(shí)與技能要求工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知一、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的概況工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成是指根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和用戶的工藝要求，通過方案設(shè)計(jì)、場(chǎng)景搭建、編程開發(fā)、調(diào)試運(yùn)行等作業(yè)流程，為用戶提供一個(gè)全面的系統(tǒng)解決方案，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的二次開發(fā)及其與外圍設(shè)備的集成，形成有效的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)體系。工業(yè)機(jī)器人不能獨(dú)立完成工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)，只有通過系統(tǒng)集成使之成為一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)，才能為終端用戶所用。這就要求系統(tǒng)集成商不僅要具有產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，還應(yīng)理解終端用戶的工藝要求，以提供可適應(yīng)各種應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)性化系統(tǒng)集成方案。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人本體是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的系統(tǒng)集成商則是工業(yè)機(jī)器人商業(yè)化與大規(guī)模普及的關(guān)鍵。由于工業(yè)機(jī)器人本體技術(shù)壁壘較高，有一定的壟斷性，所以議價(jià)能力較強(qiáng)，毛利水平較高；而系統(tǒng)集成技術(shù)壁壘相對(duì)較低，與上下游議價(jià)能力較弱，毛利水平不高，但其市場(chǎng)規(guī)模要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工業(yè)機(jī)器人本體的市場(chǎng)規(guī)模工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（一）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展模式根據(jù)世界各國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展歷程，可以歸納出系統(tǒng)集成商的三種不同發(fā)展模式工業(yè)機(jī)器人本體與系統(tǒng)集成完全分離，工業(yè)機(jī)器人本體制造商只負(fù)責(zé)開發(fā)新型工業(yè)機(jī)器人和制造工業(yè)機(jī)器人本體，由其子公司或其他工程公司集成各行業(yè)所需要的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)。日本模式工業(yè)機(jī)器人本體與系統(tǒng)集成均由本體制造商完成。歐洲模式系統(tǒng)集成商通過購(gòu)買品牌工業(yè)機(jī)器人，進(jìn)行自行設(shè)計(jì)、制造與系統(tǒng)集成，然后交給用戶。美國(guó)模式目前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)多為系統(tǒng)集成商，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式更接近于美國(guó)模式，即以系統(tǒng)集成為主，單元產(chǎn)品采用外購(gòu)或貼牌生產(chǎn)的形式，為用戶提供系統(tǒng)集成方案。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（二）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的應(yīng)用方向工業(yè)機(jī)器人本體是系統(tǒng)集成的核心，系統(tǒng)集成是對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體的二次開發(fā)。工業(yè)機(jī)器人本體的性能決定了系統(tǒng)集成的水平，但必須與具體行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。對(duì)于國(guó)際品牌的工業(yè)機(jī)器人本體，系統(tǒng)集成商通常更易理解和更加清楚如何對(duì)其整合來(lái)充分發(fā)揮各項(xiàng)功能，從而滿足用戶的需求。系統(tǒng)集成以國(guó)際品牌的工業(yè)機(jī)器人本體為核心，其在各行業(yè)中的市場(chǎng)規(guī)模按照由汽車、3C產(chǎn)品等技術(shù)要求高、自動(dòng)化程度高的行業(yè)，向金屬加工、物流等技術(shù)要求較低、自動(dòng)化程度較低的行業(yè)依次遞減。工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成的應(yīng)用方向按照行業(yè)不同，主要分為汽車行業(yè)和一般行業(yè)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知汽車行業(yè)自動(dòng)化程度較高，屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，整車廠商在長(zhǎng)期使用工業(yè)機(jī)器人的過程中形成了自己的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，大部分外資整車廠商的生產(chǎn)線標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)機(jī)器人選型是全球統(tǒng)一的。整車廠商與工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商之間通常具有一二十年的穩(wěn)定合作關(guān)系。大眾汽車與庫(kù)卡和發(fā)那科、寶馬汽車和奔馳汽車與庫(kù)卡、通用汽車與發(fā)那科、豐田汽車和本田汽車與安川等。一些國(guó)際品牌的工業(yè)機(jī)器人在某種生產(chǎn)應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)，也被廣泛應(yīng)用。白車身加工和沖壓線主要用ABB工業(yè)機(jī)器人，涂裝主要用德國(guó)杜爾涂裝機(jī)器人等。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知般行業(yè)根據(jù)行業(yè)性質(zhì)的不同，可分為食品飲料、石油化工、金屬加工、醫(yī)藥加工、3C產(chǎn)品等；根據(jù)具體應(yīng)用的不同，可分為焊接、搬運(yùn)、碼垛、裝配、噴涂等。以噴涂應(yīng)用為例，由于噴涂作業(yè)環(huán)境惡劣、對(duì)噴涂作業(yè)人員技術(shù)要求較高，因此利用噴涂機(jī)器人進(jìn)行噴涂作業(yè)，除了具有重復(fù)精度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)外，還能將作業(yè)人員從惡劣的工作環(huán)境中解放出來(lái)。我國(guó)大約有80%的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)集中在系統(tǒng)集成領(lǐng)域。由于汽車行業(yè)格局穩(wěn)定，擁有商務(wù)關(guān)系、技術(shù)和資金三重壁壘，國(guó)內(nèi)企業(yè)難以進(jìn)入。但在一般行業(yè)，尤其是3C產(chǎn)品行業(yè)，國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商具有一定的優(yōu)勢(shì)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（1）3C產(chǎn)品是計(jì)算機(jī)類、通信類和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的統(tǒng)稱，也稱為信息家電，如電腦、平板電腦、手機(jī)或數(shù)字音頻播放器等。（2）白車身是指車身結(jié)構(gòu)件及覆蓋件的焊接總成，是包括前翼板、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋等，但不包括附件及裝飾件的未涂漆的車身。資料卡工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（三）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)集成商作為國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)上的主力軍，規(guī)模普遍較小，年產(chǎn)值不高，面臨強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。目前汽車行業(yè)的自動(dòng)化程度比較高，供應(yīng)商體系相對(duì)穩(wěn)定，但一般行業(yè)的自動(dòng)化改造需求旺盛。從應(yīng)用角度來(lái)說，搬運(yùn)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)占比最高，在全球工業(yè)機(jī)器人的銷售調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)有半數(shù)工業(yè)機(jī)器人用于搬運(yùn)作業(yè)。總體來(lái)說，現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成行業(yè)的發(fā)展存在以下問題。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知不能批量復(fù)制1系統(tǒng)集成項(xiàng)目是非標(biāo)準(zhǔn)化的，每個(gè)項(xiàng)目都不一樣，不能100%復(fù)制，因此比較難上規(guī)模。此外，由于系統(tǒng)集成項(xiàng)目需要墊資，系統(tǒng)集成商通常需要考慮同時(shí)實(shí)施項(xiàng)目的數(shù)量和規(guī)模?？傮w來(lái)說，現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成行業(yè)的發(fā)展存在以下問題。需要熟悉相關(guān)行業(yè)工藝2系統(tǒng)集成是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的二次開發(fā)，需要熟悉下游行業(yè)的生產(chǎn)工藝，才能完成重新編程、布置安裝等工作。國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商如果聚焦于某個(gè)領(lǐng)域，通?？梢垣@得較高的行業(yè)壁壘，生存沒有問題；但同樣由于行業(yè)壁壘，很難實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)拓展業(yè)務(wù)。因此，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商的規(guī)模普遍較小。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知需要專業(yè)人才3系統(tǒng)集成商的核心競(jìng)爭(zhēng)力是人才。其中，最為核心的是銷售人員、項(xiàng)目工程師和現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試人員。銷售人員負(fù)責(zé)拿到訂單，項(xiàng)目工程師根據(jù)訂單要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試人員到用戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試，并最終交付用戶使用。可以看出，系統(tǒng)集成商實(shí)際上是輕資產(chǎn)的訂單型工程服務(wù)商，其核心資產(chǎn)是專業(yè)的銷售和技術(shù)人才。因此，系統(tǒng)集成商很難通過并購(gòu)的方式擴(kuò)張規(guī)模。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（四）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢(shì)從汽車行業(yè)向一般行業(yè)延伸1現(xiàn)階段，汽車行業(yè)是國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人最大的應(yīng)用市場(chǎng)。隨著市場(chǎng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品認(rèn)可度的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用正在從汽車行業(yè)向一般行業(yè)延伸。在一般行業(yè)中，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)迅速增加。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)在一般行業(yè)中應(yīng)用的熱點(diǎn)和突破點(diǎn)主要在3C產(chǎn)品、金屬加工、食品飲料及其他細(xì)分市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商應(yīng)從易到難逐步推進(jìn)，把握不同行業(yè)的不同需求，完成專業(yè)的技術(shù)積累。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知行業(yè)逐漸細(xì)分化2工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是行業(yè)逐漸細(xì)分化。對(duì)某一行業(yè)的工藝有深入理解的系統(tǒng)集成商，有機(jī)會(huì)將系統(tǒng)集成模塊化、功能化，進(jìn)而作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來(lái)提供。由于工藝是門檻，那么同一家公司能夠掌握的工藝只能局限于某一個(gè)或幾個(gè)行業(yè)，這必將使行業(yè)逐漸細(xì)分化。在一般行業(yè)中，系統(tǒng)集成項(xiàng)目越來(lái)越多，細(xì)分領(lǐng)域的增加會(huì)引起系統(tǒng)集成商的數(shù)量進(jìn)一步增加?？梢灶A(yù)見，未來(lái)幾年該行業(yè)的集中度會(huì)進(jìn)一步降低。參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，未來(lái)?yè)碛泻诵母?jìng)爭(zhēng)力，且能把3C產(chǎn)品等大體量行業(yè)的系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)做精的系統(tǒng)集成商將脫穎而出。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知標(biāo)準(zhǔn)化程度持續(xù)提高3工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化程度持續(xù)提高，這將有利于系統(tǒng)集成商形成規(guī)模。如果在系統(tǒng)集成過程中只有機(jī)器人本體是標(biāo)準(zhǔn)的，那么整個(gè)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化程度僅為30%～50%。現(xiàn)在很多系統(tǒng)集成商在推動(dòng)系統(tǒng)集成方案的標(biāo)準(zhǔn)化，未來(lái)系統(tǒng)集成項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化程度有望達(dá)到75%左右。向智慧工廠方向發(fā)展4智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，其核心是數(shù)字化。信息化和數(shù)字化將貫穿生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，降低從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)之間的不確定性，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時(shí)間，提高產(chǎn)品的可靠性與良品率。系統(tǒng)集成商未來(lái)將向智慧工廠的方向發(fā)展，它們將來(lái)不僅要做硬件設(shè)備的集成，而且還會(huì)做頂層架構(gòu)的設(shè)計(jì)和軟件方面的集成。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知智慧工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，清楚掌握產(chǎn)銷流程，提高生產(chǎn)過程的可控性，減少生產(chǎn)線上的人工干預(yù)，及時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，合理編排生產(chǎn)計(jì)劃與控制生產(chǎn)進(jìn)度，并集綠色智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建的一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。資料卡工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知二、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的基本要求由于工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)靈活多變、關(guān)聯(lián)因素眾多，因此在設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的集成方案時(shí)，需要將各種關(guān)聯(lián)因素提煉出來(lái)，在滿足系統(tǒng)集成基本要求的前提下，統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局，以設(shè)計(jì)出符合生產(chǎn)實(shí)際的最優(yōu)方案。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的基本要求主要包括：①設(shè)計(jì)前要充分分析作業(yè)對(duì)象，擬定最合理的作業(yè)順序和工藝要求；②應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)滿足作業(yè)任務(wù)的功能要求和環(huán)境要求；④應(yīng)用系統(tǒng)整體及各組成部分要符合安全規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；③應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求；工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（一）對(duì)作業(yè)對(duì)象的分析對(duì)作業(yè)對(duì)象（工件及其工藝要求）進(jìn)行細(xì)致的分析，是整個(gè)設(shè)計(jì)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響應(yīng)用系統(tǒng)的總體布局、工業(yè)機(jī)器人型號(hào)的確定、末端執(zhí)行器及外圍設(shè)備的選擇等。（1）工件的形狀。它決定了末端執(zhí)行器和夾具的結(jié)構(gòu)及工件的定位基準(zhǔn)。（2）工件的尺寸及精度要求。它是確定工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的作業(yè)范圍和控制精度的重要依據(jù)。（3）工件的質(zhì)量。當(dāng)工件安裝在夾具上時(shí)，需要特別考慮工件的質(zhì)量和夾緊時(shí)的受力狀況；當(dāng)工件需要由工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)或抓取時(shí)，工件的質(zhì)量成為選擇工業(yè)機(jī)器人型號(hào)最主要的依據(jù)。（4）工件的材料和強(qiáng)度。它對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)中夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、動(dòng)力形式的選擇、末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及其他輔助設(shè)備的選擇都有直接影響。（5）作業(yè)順序和工藝要求。它是用戶對(duì)設(shè)計(jì)人員提出的技術(shù)期望，是項(xiàng)目可行性研究和系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（二）功能要求和環(huán)境要求工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)是由工業(yè)機(jī)器人、末端執(zhí)行器及外圍設(shè)備等具體完成的，其中起主導(dǎo)作用的是工業(yè)機(jī)器人。所以，在選擇工業(yè)機(jī)器人時(shí)，必須首先考慮作業(yè)任務(wù)的功能要求和環(huán)境要求。功能要求1在選擇工業(yè)機(jī)器人時(shí)，為了滿足作業(yè)任務(wù)的功能要求，需要從工業(yè)機(jī)器人的承載能力、工作空間、自由度等方面進(jìn)行分析，只有這些技術(shù)參數(shù)同時(shí)滿足要求或增加輔助裝置后能滿足要求時(shí)，所選用的工業(yè)機(jī)器人才是可用的。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（1）確定工業(yè)機(jī)器人的承載能力。工業(yè)機(jī)器人腕部所能抓取的質(zhì)量是工業(yè)機(jī)器人的重要性能指標(biāo)。（2）確定工業(yè)機(jī)器人的工作空間。工業(yè)機(jī)器人腕部基點(diǎn)的動(dòng)作范圍即為工業(yè)機(jī)器人的工作空間，它是工業(yè)機(jī)器人另一個(gè)重要性能指標(biāo)。需要注意的是，腕部安裝末端執(zhí)行器后，作業(yè)時(shí)實(shí)際的工作點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化。（3）確定工業(yè)機(jī)器人的自由度。工業(yè)機(jī)器人在承載能力和工作空間上滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求后，還要分析它是否可以在作業(yè)范圍內(nèi)滿足作業(yè)姿態(tài)的要求。工業(yè)機(jī)器人的自由度越大，其機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)就越復(fù)雜。通常情況下，對(duì)于較少自由度的工業(yè)機(jī)器人能夠完成的作業(yè)，不應(yīng)盲目選用較多自由度的工業(yè)機(jī)器人去完成，以免造成系統(tǒng)性能的浪費(fèi)，以及投資和運(yùn)維成本的增加。工業(yè)機(jī)器人的選用經(jīng)常受到市場(chǎng)供應(yīng)因素的影響，所以還需要考慮市場(chǎng)價(jià)格，只有價(jià)格合理、性能可靠且具有較好售后服務(wù)的工業(yè)機(jī)器人才是最優(yōu)選擇。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知環(huán)境要求2目前，工業(yè)機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，如搬運(yùn)、碼垛、焊接、裝配、噴涂等領(lǐng)域，各種應(yīng)用領(lǐng)域必然會(huì)有各自不同的環(huán)境條件。因此，系統(tǒng)集成商應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和作業(yè)特點(diǎn)，不斷地研究、開發(fā)和生產(chǎn)出不同類型的應(yīng)用系統(tǒng)，以供用戶選擇。系統(tǒng)集成商需要確定自己產(chǎn)品最適用的應(yīng)用領(lǐng)域，這不僅要考慮到用戶的功能要求，還要考慮到應(yīng)用中可能會(huì)出現(xiàn)的環(huán)境問題，如粉塵、溫度、濕度等。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（三）對(duì)生產(chǎn)節(jié)拍的要求生產(chǎn)節(jié)拍又稱用戶需求周期，是指在一定時(shí)間內(nèi)，可用工作時(shí)間與用戶需求量之間的比值，單位為小時(shí)/件。生產(chǎn)節(jié)拍（T）的計(jì)算公式為可用工作時(shí)間，單位為小時(shí)/天；用戶需求量，單位為件/天。生產(chǎn)節(jié)拍是一個(gè)目標(biāo)時(shí)間，它隨需求量和需求期內(nèi)有效工作時(shí)間的變化而變化，一般是人為確定的。生產(chǎn)周期是生產(chǎn)效率的指標(biāo)，它受設(shè)備生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝方法等因素的影響，可通過優(yōu)化管理和技術(shù)改進(jìn)等方法進(jìn)行提升。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知在應(yīng)用系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)階段，首先要根據(jù)用戶需求量計(jì)算出生產(chǎn)節(jié)拍；然后對(duì)具體工件進(jìn)行分析，計(jì)算各個(gè)處理動(dòng)作的時(shí)間，確定出完成一個(gè)工件處理作業(yè)的生產(chǎn)周期。將生產(chǎn)周期與生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行比較，當(dāng)生產(chǎn)周期小于生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)，說明這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)可以完成預(yù)定的生產(chǎn)任務(wù)；當(dāng)生產(chǎn)周期大于生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)，說明這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)不具備完成預(yù)定生產(chǎn)任務(wù)的能力，這時(shí)需要重新研究這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與構(gòu)思。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（四）安全規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人是一種特殊的機(jī)電一體化設(shè)備。作為應(yīng)用系統(tǒng)的主體，它與其他設(shè)備的運(yùn)行特性不同。工業(yè)機(jī)器人工作時(shí)，臂部以高速運(yùn)動(dòng)的形式掠過比其機(jī)座大很多的空間，其各桿的運(yùn)動(dòng)形式和啟動(dòng)時(shí)刻難以預(yù)料，有時(shí)會(huì)隨作業(yè)類型和環(huán)境條件的變化而改變。因此，工業(yè)機(jī)器人的工作空間經(jīng)常與其外圍設(shè)備的工作區(qū)域重合，極易產(chǎn)生碰撞、夾擠，或由于手抓松脫而出現(xiàn)工件飛出等危險(xiǎn)，特別是當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)中有多臺(tái)工業(yè)機(jī)器人協(xié)同工作時(shí)，發(fā)生危險(xiǎn)的可能性更高。同時(shí)，維修及編程人員有時(shí)需要在關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器通電的情況下進(jìn)入工作空間。所以，在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須充分考慮各種可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況，預(yù)估事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，制定相應(yīng)的安全規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知在大部分工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用案例中，系統(tǒng)集成還需要滿足一些具體要求。例如，外圍設(shè)備及應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置應(yīng)具有故障顯示及報(bào)警裝置；操作系統(tǒng)要簡(jiǎn)單明了，便于操作和人工干預(yù)，并便于聯(lián)網(wǎng)控制；應(yīng)用系統(tǒng)要便于組成生產(chǎn)線，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，能夠快速投產(chǎn)，同時(shí)便于維護(hù)修理等。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知三、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的一般過程工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成主要包括硬件集成和軟件集成兩個(gè)方面。硬件集成需要根據(jù)需求對(duì)各個(gè)設(shè)備接口進(jìn)行統(tǒng)一定義，以滿足通信要求；軟件集成則需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信息流進(jìn)行綜合，然后再控制各個(gè)設(shè)備按流程運(yùn)轉(zhuǎn)。01在硬件集成中，需要進(jìn)行輸入設(shè)備（如操作按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、模擬量的信號(hào)輸入裝置等）、執(zhí)行元件（如接觸器、電磁閥、信號(hào)燈等）及應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置的設(shè)計(jì)；根據(jù)PLC使用手冊(cè)的說明，對(duì)PLC進(jìn)行I/O通道分配及外部接線設(shè)計(jì)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知02在軟件集成中，首先要編寫工藝流程圖，即梯形圖。將整個(gè)流程分解為若干步，確定每步的轉(zhuǎn)換條件，配合分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)及某些特殊功能便可容易地編制梯形圖了。在編制梯形圖時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的積累會(huì)起到非常重要的作用。軟件設(shè)計(jì)可以與現(xiàn)場(chǎng)施工同步進(jìn)行，即在硬件集成完成后，同時(shí)進(jìn)行軟件集成和現(xiàn)場(chǎng)施工，以縮短項(xiàng)目周期。在進(jìn)行I/O通道分配時(shí)應(yīng)做出I/O通道分配表，表中應(yīng)包含I/O編號(hào)，設(shè)備的代號(hào)、名稱及功能，且應(yīng)盡量將相同類型、相同電壓等級(jí)的信號(hào)排在一起，以便于施工。對(duì)于較大的控制系統(tǒng)，為便于軟件集成，可根據(jù)工藝流程，將所需的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器及內(nèi)部輔助繼電器進(jìn)行相應(yīng)的分配。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成的一般過程通常按照1234可行性分析應(yīng)用系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品制造與裝調(diào)交付使用工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（一）可行性分析在引入工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)之前，必須仔細(xì)分析工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用目的與技術(shù)要求，對(duì)所要設(shè)計(jì)的項(xiàng)目進(jìn)行可行性分析。技術(shù)上的可行性與先進(jìn)性投資上的可能性與合理性工程實(shí)施的可能性與可變更性工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知技術(shù)上的可行性與先進(jìn)性1技術(shù)上的可行性與先進(jìn)性是可行性分析要解決的首要問題。（1）進(jìn)行可行性調(diào)查?？尚行哉{(diào)查主要包括作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和相似作業(yè)實(shí)例調(diào)查。（2）在取得充分的調(diào)查資料后，進(jìn)行技術(shù)方案的初步規(guī)劃。規(guī)劃工作包括：①作業(yè)量及難度分析；②編制作業(yè)流程卡片；③繪制時(shí)序表，確定作業(yè)范圍，并初步選擇工業(yè)機(jī)器人的型號(hào)；④確定相應(yīng)的外圍設(shè)備；⑤確定作業(yè)難點(diǎn)，并進(jìn)行試驗(yàn)取證；⑥確定人工干預(yù)程度等。（3）提出若干規(guī)劃方案，并繪制工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的平面配置圖，編制說明文件。（4）對(duì)各方案的先進(jìn)性進(jìn)行評(píng)估，包括工業(yè)機(jī)器人、末端執(zhí)行器、外圍設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置、通信系統(tǒng)等的先進(jìn)性。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知投資上的可行性與合理性2為了保證項(xiàng)目在投資上的可行性與合理性，需要根據(jù)前面提出的技術(shù)方案，對(duì)工業(yè)機(jī)器人、末端執(zhí)行器、外圍設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置及安全保護(hù)設(shè)施等進(jìn)行逐項(xiàng)估價(jià)，并考慮工程進(jìn)行中可以預(yù)見和不可預(yù)見的附加開支，按工程計(jì)算方法科學(xué)計(jì)算并得出初步的工程造價(jià)。工程實(shí)施的可能性與可變更性3對(duì)于滿足前兩個(gè)方面要求的技術(shù)方案，還要進(jìn)行工程實(shí)施過程中的可能性與可變更性分析。因?yàn)楦髟驮O(shè)備在制造、選購(gòu)、運(yùn)輸與安裝的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)一些不可預(yù)見的問題，必須準(zhǔn)備好替代方案來(lái)應(yīng)對(duì)這些問題。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（二）應(yīng)用系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)對(duì)可行性分析過程中所選定的初步技術(shù)方案，進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行局部試驗(yàn)，然后繪制施工圖和編寫說明書。1規(guī)劃及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。規(guī)劃及系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)單位內(nèi)部的任務(wù)分配、對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行考查與詢價(jià)、編制規(guī)劃單、設(shè)計(jì)運(yùn)行系統(tǒng)、規(guī)劃外圍設(shè)備（如輔助設(shè)備、安全裝置等）等內(nèi)容。2布局設(shè)計(jì)。布局設(shè)計(jì)包括選擇工業(yè)機(jī)器人的類型，配置人機(jī)系統(tǒng)，確定作業(yè)對(duì)象的物流路線、電液氣系統(tǒng)的走線、操作箱和電器柜的位置，配置安全設(shè)施等內(nèi)容。3擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人工作空間輔助設(shè)備的選用與設(shè)計(jì)。這項(xiàng)工作的主要任務(wù)是選用與設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人用以完成作業(yè)的末端執(zhí)行器、固定和改變作業(yè)對(duì)象位姿（位置和姿態(tài)）的夾具和變位機(jī)、改變工業(yè)機(jī)器人動(dòng)作方向和范圍的機(jī)座等設(shè)備部件。一般來(lái)說，這部分的工作量最大。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知4外圍設(shè)備和安全裝置的選用與設(shè)計(jì)。這項(xiàng)工作主要包括選用與設(shè)計(jì)外圍設(shè)備和安全裝置（如圍欄、安全門等），以及改造現(xiàn)有設(shè)備等內(nèi)容。5應(yīng)用系統(tǒng)控制裝置的設(shè)計(jì)。這項(xiàng)工作包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①選定系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制類型與追加性能，確定系統(tǒng)的工作順序與工藝、聯(lián)鎖與安全設(shè)計(jì)；②對(duì)液壓氣動(dòng)設(shè)備、電氣設(shè)備、電子設(shè)備及備用設(shè)備等進(jìn)行試驗(yàn)；③設(shè)計(jì)電氣控制線路；④設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人線路及整個(gè)系統(tǒng)線路等。6支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這項(xiàng)工作包括編制故障排除與修復(fù)方法、編制停機(jī)時(shí)的應(yīng)對(duì)策略、準(zhǔn)備意外情況時(shí)的急救措施及籌劃備用機(jī)器等內(nèi)容。7工程施工設(shè)計(jì)。這項(xiàng)工作包括編寫應(yīng)用系統(tǒng)說明書、工業(yè)機(jī)器人詳細(xì)性能和規(guī)格說明書、標(biāo)準(zhǔn)件說明書，接收檢查文本，繪制工程施工圖紙，編寫圖紙清單等內(nèi)容。8編制采購(gòu)資料。這項(xiàng)工作包括編寫工業(yè)機(jī)器人估價(jià)委托書，檢測(cè)工業(yè)機(jī)器人性能并記錄檢測(cè)結(jié)果，編制標(biāo)準(zhǔn)件采購(gòu)清單、重要操作人員培訓(xùn)計(jì)劃、維護(hù)說明及各項(xiàng)預(yù)算方案等內(nèi)容。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（三）應(yīng)用系統(tǒng)的制造與裝調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)的制造與裝調(diào)是根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段確定的施工圖紙和說明書等進(jìn)行布置、工藝分析、采購(gòu)、制作，然后進(jìn)行安裝、測(cè)試、調(diào)速，使之達(dá)到預(yù)期的技術(shù)要求，同時(shí)對(duì)管理人員、操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。制造準(zhǔn)備制造估價(jià)，擬定售后服務(wù)與保證事項(xiàng)，簽訂制造合同，選定培訓(xùn)人員及實(shí)施培訓(xùn)等內(nèi)容。制造與采購(gòu)設(shè)計(jì)加工零件的制造工藝，加工零件，采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件，檢查工業(yè)機(jī)器人性能，采購(gòu)件的驗(yàn)收檢查及故障處理等內(nèi)容。安裝與試運(yùn)行安裝總體設(shè)備，試運(yùn)行檢查，高速試運(yùn)行，連續(xù)試運(yùn)行，對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行工作循環(huán)、生產(chǎn)試車、維護(hù)維修、培訓(xùn)等內(nèi)容。連續(xù)運(yùn)行按規(guī)劃中的要求進(jìn)行系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和記錄，發(fā)現(xiàn)和解決異常問題，實(shí)地改造，接受用戶檢查，編寫驗(yàn)收總結(jié)報(bào)告等內(nèi)容。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知（四）應(yīng)用系統(tǒng)的交付說明應(yīng)用系統(tǒng)裝調(diào)完成后，需要交由用戶驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后便可交付使用。驗(yàn)收的內(nèi)容主要包括外觀檢查、實(shí)物核對(duì)和技術(shù)驗(yàn)收三個(gè)方面。其中，外觀檢查需要確認(rèn)設(shè)備及其主要附件是否完好；實(shí)物核對(duì)需要確認(rèn)設(shè)備的品牌、種類、數(shù)量、型號(hào)、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求，附件、零配件是否齊全，設(shè)備的說明書、合格證、保修卡、隨機(jī)資料軟件等是否齊全；技術(shù)驗(yàn)收時(shí)要檢查安裝、調(diào)試、運(yùn)行是否順利，技術(shù)指標(biāo)與性能、功能是否符合設(shè)計(jì)要求等。系統(tǒng)集成商在裝調(diào)完成后、交付使用前，需要編制應(yīng)用系統(tǒng)的說明手冊(cè)。說明手冊(cè)應(yīng)考慮工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)使用過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括運(yùn)輸、裝配、安裝、試運(yùn)行、操作使用（包括開機(jī)、關(guān)機(jī)、設(shè)置、示教/編程、進(jìn)程切換、操作、清潔、故障檢查與維修），在某些場(chǎng)合應(yīng)包括結(jié)束試運(yùn)行、拆卸及處理等方面的內(nèi)容。說明手冊(cè)還應(yīng)包括工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)與上層及下層進(jìn)程之間的接口（物理接口、機(jī)械接口及功能接口）信息。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知交付使用后，為達(dá)到和保持預(yù)期的性能和目標(biāo)，系統(tǒng)集成商應(yīng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和改進(jìn)，并進(jìn)行綜合評(píng)估。運(yùn)轉(zhuǎn)率檢查測(cè)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)概率、周期循環(huán)時(shí)間與產(chǎn)量，分析停車現(xiàn)象與故障原因等內(nèi)容。應(yīng)用系統(tǒng)改進(jìn)正常生產(chǎn)必須改造事項(xiàng)的選定及實(shí)施，今后改進(jìn)事項(xiàng)的研討及規(guī)劃等內(nèi)容。應(yīng)用系統(tǒng)評(píng)估技術(shù)評(píng)估、經(jīng)濟(jì)評(píng)估、對(duì)現(xiàn)在效果和將來(lái)效果的研討及編寫總結(jié)報(bào)告等內(nèi)容。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知在工業(yè)生產(chǎn)中，引入工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)是一項(xiàng)相當(dāng)細(xì)致且復(fù)雜的工程。它涉及機(jī)械、電子、通信等諸多技術(shù)領(lǐng)域，不僅對(duì)技術(shù)水平有嚴(yán)格要求，而且還要從經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、企業(yè)發(fā)展等方面進(jìn)行可行性分析。只有立項(xiàng)正確、投資準(zhǔn)、選型好、設(shè)備經(jīng)久耐用，才能最大限度地發(fā)揮工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的優(yōu)越性，提高生產(chǎn)效率。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知思政講堂大國(guó)戰(zhàn)略，遠(yuǎn)景目標(biāo)“十四五”時(shí)期是我國(guó)全面建成小康社會(huì)、實(shí)現(xiàn)第一個(gè)百年奮斗目標(biāo)之后，乘勢(shì)而上開啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的第一個(gè)五年。“加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，鞏固壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基”是一項(xiàng)重要的遠(yuǎn)景目標(biāo)，其中最為關(guān)鍵的是深入實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略?！吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》指出，在實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的過程中，應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。（1）深入實(shí)施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務(wù)型制造新模式，推動(dòng)制造業(yè)高端化智能化綠色化。培育先進(jìn)制造業(yè)集群，推動(dòng)集成電路、航空航天、船舶與海洋工程裝備、機(jī)器人、先進(jìn)軌道交通裝備、先進(jìn)電力裝備、工程機(jī)械、高端數(shù)控機(jī)床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知思政講堂大國(guó)戰(zhàn)略，遠(yuǎn)景目標(biāo)（2）改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)石化、鋼鐵、有色、建材等原材料產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化和結(jié)構(gòu)調(diào)整，擴(kuò)大輕工、紡織等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供給，加快化工、造紙等重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)改造升級(jí)，完善綠色制造體系。（3）深入實(shí)施增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)改造專項(xiàng)，鼓勵(lì)企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)適用技術(shù)、加強(qiáng)設(shè)備更新和新產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用。（4）建設(shè)智能制造示范工廠，完善智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。深入實(shí)施質(zhì)量提升行動(dòng)，推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)品“增品種、提品質(zhì)、創(chuàng)品牌”。關(guān)于制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升，在智能制造與機(jī)器人技術(shù)方面，要重點(diǎn)研制分散式控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制器、數(shù)據(jù)采集和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等工業(yè)控制裝備，突破先進(jìn)控制器、高精度伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高性能減速器等智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知技能實(shí)訓(xùn)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成行業(yè)發(fā)展調(diào)研資料1：受宏觀經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易摩擦等因素影響，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的均價(jià)處于下行通道中，2019年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量整體呈下滑態(tài)勢(shì)，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成行業(yè)也受到較大影響。數(shù)據(jù)顯示，2019年工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成市場(chǎng)規(guī)模約為550億元，同比下滑9%左右。2020年第一季度，受疫情影響，下游應(yīng)用行業(yè)的需求出現(xiàn)波動(dòng)，第一季度后，隨著國(guó)內(nèi)疫情形式的好轉(zhuǎn)，下游應(yīng)用行業(yè)逐步復(fù)蘇，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成全年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)640億元，同比增長(zhǎng)5%。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著工業(yè)機(jī)器人在各行業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)滲透率的逐年提升，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2024年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成市場(chǎng)規(guī)模將突破1000億元。資料2：未來(lái)幾年，5G技術(shù)的商業(yè)化將大幅度提高3C產(chǎn)品行業(yè)的投資；物流運(yùn)輸領(lǐng)域在政策刺激和市場(chǎng)主流趨勢(shì)的影響下，自動(dòng)化需求越來(lái)越高；受到環(huán)保政策日趨嚴(yán)格的影響，噴涂、拋光、打磨、焊接等污染較大的制造企業(yè)將加速推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。這些因素都將帶動(dòng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知技能實(shí)訓(xùn)上述兩份資料對(duì)未來(lái)幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的市場(chǎng)規(guī)模和重點(diǎn)行業(yè)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，你認(rèn)為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成行業(yè)未來(lái)將如何發(fā)展？分析提示：為了分析工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成行業(yè)的發(fā)展情況，需要先了解我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的運(yùn)行情況。根據(jù)中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部（以下簡(jiǎn)稱工信部）公布的數(shù)據(jù)，2020年1月至10月，全國(guó)工業(yè)機(jī)器人完成產(chǎn)量183447臺(tái)，同比增長(zhǎng)21%；全國(guó)規(guī)模以上工業(yè)機(jī)器人制造企業(yè)營(yíng)業(yè)收入396.2億元，同比增長(zhǎng)2.3%，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)9.2億元，同比下降58.6%。2020年10月，全國(guó)工業(yè)機(jī)器人完成產(chǎn)量21467臺(tái)，同比增長(zhǎng)38.5%。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成認(rèn)知技能實(shí)訓(xùn)2021年9月10日至13日，2021世界機(jī)器人大會(huì)在北京舉行，工信部副部長(zhǎng)辛國(guó)斌介紹，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)已連續(xù)八年穩(wěn)居全球第一，目前我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)力持續(xù)增強(qiáng)，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。首先是機(jī)器人高端應(yīng)用持續(xù)拓展，工業(yè)機(jī)器人智能作業(yè)技術(shù)和系統(tǒng)成功應(yīng)用于航空、航天、造船、汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)等多個(gè)高端制造行業(yè)，然后是服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人在醫(yī)療手術(shù)、教育服務(wù)、安防巡檢、災(zāi)后救援等高附加值服務(wù)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)突破應(yīng)用。辛國(guó)斌表示，工信部正在牽頭制定“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，希望將我國(guó)建設(shè)成為全球機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新的策源地、高端制造的集聚地和集成應(yīng)用的新高地；同時(shí)工信部將積極推動(dòng)機(jī)器人向更多應(yīng)用場(chǎng)景開放，在汽車、電子等已形成較大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)一步深耕，在礦山、建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域?qū)有枨螅_發(fā)拓展新型應(yīng)用產(chǎn)品和解決方案。此外，針對(duì)特定細(xì)分場(chǎng)景、環(huán)節(jié)及領(lǐng)域，推動(dòng)系統(tǒng)集成商開發(fā)先進(jìn)、適用、易于推廣的定制化解決方案；鼓勵(lì)用戶單位和機(jī)器人企業(yè)聯(lián)合開展技術(shù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，支持各方共同建設(shè)機(jī)器人應(yīng)用推廣平臺(tái)，促進(jìn)機(jī)器人企業(yè)與應(yīng)用行業(yè)的精準(zhǔn)對(duì)接。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成（第2版）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目二項(xiàng)目導(dǎo)讀近年來(lái)，隨著智能制造概念的提出，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成也被提升到了一個(gè)新的高度。通過工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成構(gòu)建自動(dòng)化生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程一體化管理，極大地提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。I/O通信技術(shù)和外圍通信技術(shù)作為工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成過程中的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)協(xié)同工作的基礎(chǔ)。本項(xiàng)目先學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)和外圍通信技術(shù)，然后分析這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的典型應(yīng)用案例。思政目標(biāo)樹立愛黨愛國(guó)的堅(jiān)定信念，具備專業(yè)使命感和社會(huì)責(zé)任感。培養(yǎng)虛心學(xué)習(xí)、勇于創(chuàng)新、愛崗敬業(yè)、無(wú)私奉獻(xiàn)的職業(yè)精神。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與控制方式。掌握工業(yè)機(jī)器人控制器的I/O通信。了解基于控制器的工業(yè)機(jī)器人外部控制。了解ABB機(jī)器人I/O接口實(shí)驗(yàn)的實(shí)施步驟。了解常用的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。熟悉基于PLC的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的連接與設(shè)計(jì)。熟悉工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)界面。了解ABB機(jī)器人之間DeviceNet總線通信實(shí)驗(yàn)的實(shí)施步驟。熟悉工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成的一般過程。CONTENTS1工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知2工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知1工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知任務(wù)引入某鋼鐵生產(chǎn)廠安裝了一套用于改進(jìn)生產(chǎn)工藝的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)，技術(shù)員張師傅和實(shí)習(xí)生小李負(fù)責(zé)安裝和配置標(biāo)準(zhǔn)I/O板。完成安裝和配置工作后，張師傅告訴小李，“雖然我們已經(jīng)在系統(tǒng)中添加并設(shè)置好了I/O板的數(shù)字輸入信號(hào)和數(shù)字輸出信號(hào)，但這些信號(hào)并沒有進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)置，現(xiàn)在還無(wú)法通過這些信號(hào)來(lái)控制工業(yè)機(jī)器人和外圍設(shè)備?！彪S后，張師傅開始教小李如何將設(shè)置好的I/O信號(hào)與工業(yè)機(jī)器人自身的控制功能與狀態(tài)關(guān)聯(lián)起來(lái)，以便通過I/O通信技術(shù)控制工業(yè)機(jī)器人和外圍設(shè)備。小李在張師傅的指導(dǎo)下恍然大悟，很快掌握了這項(xiàng)技能，不禁感嘆道：“還真是實(shí)踐出真知，虛心使人進(jìn)步呀！”工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知任務(wù)引入本任務(wù)首先介紹工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的概況，然后介紹工業(yè)機(jī)器人控制器的I/O通信和基于控制器的工業(yè)機(jī)器人外部控制。知識(shí)與技能要求工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知一、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的概況工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)若不具備信號(hào)反饋功能，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；若具備信號(hào)反饋功能，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)，其任務(wù)主要是根據(jù)作業(yè)指令支配工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成規(guī)定的動(dòng)作和功能；閉環(huán)控制系統(tǒng)，則還需對(duì)傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，并完成相應(yīng)的動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（一）控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)主要由人機(jī)交互裝置和工業(yè)機(jī)器人控制裝置兩部分組成。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1控制器：一般為控制計(jì)算機(jī)或微處理器，是控制系統(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)。2示教器：用來(lái)示教工業(yè)機(jī)器人的工作軌跡、設(shè)定參數(shù)和執(zhí)行人機(jī)交互操作，擁有獨(dú)立的CPU及存儲(chǔ)單元，與控制器之間以串行通信的方式實(shí)現(xiàn)信息交互。3操作面板：由各種操作按鈕和狀態(tài)指示燈構(gòu)成，能夠完成基本功能操作。4存儲(chǔ)磁盤：用于存儲(chǔ)工作程序中的各種信息數(shù)據(jù)。5標(biāo)準(zhǔn)I/O板：用于數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出，如各種狀態(tài)信息和控制命令的輸入或輸出。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)6打印機(jī)接口：用于連接打印機(jī)，打印需要輸出的各種信息。7傳感器接口：用于信息的自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的閉環(huán)控制，常用的傳感器有力覺、觸覺和視覺傳感器。8伺服控制器：用于完成工業(yè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度的控制。9輔助伺服控制器：用于控制工業(yè)機(jī)器人的各種輔助設(shè)備，如手爪變位器等。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)10通信接口：用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人和其他設(shè)備的信息交換，一般有串行接口、并行接口等。11網(wǎng)絡(luò)接口：通常包括EtherNet接口和Fieldbus接口。EtherNet接口：可通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)臺(tái)或單臺(tái)工業(yè)機(jī)器人與PC之間的通信，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Mb/s，可直接在PC上用Windows庫(kù)函數(shù)進(jìn)行應(yīng)用程序編程，支持TCP/IP通信協(xié)議。通過EtherNet接口可將數(shù)據(jù)及程序載入各工業(yè)機(jī)器人控制器中。Fieldbus接口：支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線通信，如DeviceNet、PROFIBUS-DP等。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（二）控制系統(tǒng)的控制方式工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)有集中式、主從式和分布式三種控制方式。集中式控制1集中式控制是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能，早期工業(yè)機(jī)器人常采用該控制方式。集中式控制具有硬件成本較低、便于信息采集與分析、易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、整體性與協(xié)調(diào)性較好等優(yōu)點(diǎn)，但該控制方式實(shí)時(shí)性差、缺乏靈活性且難以擴(kuò)展。由于工業(yè)機(jī)器人對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，若采用集中式控制，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性會(huì)降低，且系統(tǒng)對(duì)多任務(wù)的響應(yīng)能力也會(huì)與系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性相沖突。此外，集中式控制系統(tǒng)的連線復(fù)雜，會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。提示工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知主從式控制2主從式控制是采用主、從兩級(jí)處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能。主處理器進(jìn)行系統(tǒng)管理、坐標(biāo)變換、軌跡生成和系統(tǒng)自診斷等，從處理器進(jìn)行所有關(guān)節(jié)的動(dòng)作控制。主從式控制的實(shí)時(shí)性較好，適用于高精度、高速度控制，但系統(tǒng)擴(kuò)展性仍較差，維修困難。分布式控制3分布式控制是將系統(tǒng)分成幾個(gè)模塊，每個(gè)模塊有自己的控制任務(wù)和控制策略，各模塊之間可以是主從關(guān)系，也可以是平等關(guān)系。分布式控制具有實(shí)時(shí)性好，易于實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制，易于擴(kuò)展，可實(shí)現(xiàn)智能控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前主流的控制方式。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知分布式控制的主要思想是“分散控制，集中管理”，即系統(tǒng)對(duì)總體目標(biāo)和任務(wù)可以進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)和分配，并通過子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)來(lái)完成控制任務(wù)。在這種控制方式中，子系統(tǒng)由控制器、不同被控對(duì)象或設(shè)備構(gòu)成，各子系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)相互通信。分布式控制方式提供了一個(gè)開放、實(shí)時(shí)、精確的機(jī)器人控制系統(tǒng)，常采用兩級(jí)分布式控制方式。兩級(jí)分布式控制系統(tǒng)通常由上位機(jī)、下位機(jī)和網(wǎng)絡(luò)組成。上位機(jī)進(jìn)行不同的軌跡規(guī)劃和算法控制，下位機(jī)進(jìn)行插補(bǔ)細(xì)分、控制優(yōu)化等。上位機(jī)和下位機(jī)通過通信總線相互協(xié)調(diào)，通信總線可以是RS232、RS485及USB等形式。目前，新型網(wǎng)絡(luò)集成全分布式控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（fieldbuscontrolsystem，F(xiàn)CS），已被廣泛應(yīng)用。在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)中引入現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，有利于工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中集成。無(wú)論工業(yè)機(jī)器人采用哪種控制方式，控制器都是必需的。控制器用于接收各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)，并執(zhí)行各種程序，是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的大腦。提示工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知二、工業(yè)機(jī)器人控制器的I/O通信（一）I/O通信接口概述I/O是輸入/輸出（input/output）的英文首字母縮寫。工業(yè)機(jī)器人通過I/O通信接口與外圍設(shè)備進(jìn)行通信，接收各種開關(guān)或傳感器的信號(hào)反饋，并發(fā)送各種控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)，用以控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作或指示燈的亮滅。通常工業(yè)機(jī)器人都會(huì)設(shè)置豐富的I/O通信接口，方便同外圍設(shè)備進(jìn)行通信。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知ABB工業(yè)機(jī)器人常用的I/O通信接口（1）PC接口：一般用于ABB工業(yè)機(jī)器人與PC之間的通信，在開發(fā)和調(diào)試工業(yè)機(jī)器人本體時(shí)經(jīng)常使用此類I/O接口。（2）現(xiàn)場(chǎng)總線：一般用于ABB工業(yè)機(jī)器人與外圍設(shè)備之間有龐大數(shù)據(jù)量的情況。各種現(xiàn)場(chǎng)總線中最常用的是DeviceNet、PROFIBUS和EtherNet/IP三種。例如，PC可采用EtherNet/IP的通信方式，通過RJ45接口與機(jī)器人控制器連接，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人在線控制。（3）ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板：ABB工業(yè)機(jī)器人最常使用的一種接口方式，其本質(zhì)為一種可編程控制器（PLC）。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知利用ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板可以完成數(shù)字輸入（DI）、數(shù)字輸出（DO）、模擬輸入（AI）、模擬輸出（AO）、組輸入（GI）、組輸出（GO）及輸送鏈跟蹤等多種信號(hào)的處理；DSQC651、DSQC652、DSQC653等ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板可通過DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的通信方式掛接在工業(yè)機(jī)器人控制器上。IRC5控制器的接口布置以IRB120機(jī)器人為例，其IRC5控制器的接口布置如下圖所示。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知

IRC5控制器各接口的功能說明ABB工業(yè)機(jī)器人若選用ABB標(biāo)準(zhǔn)PLC，則可省去與外部PLC進(jìn)行通信設(shè)置的步驟，在機(jī)器人示教器上就能實(shí)現(xiàn)與PLC相關(guān)的操作。經(jīng)驗(yàn)傳承工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（二）ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板工業(yè)機(jī)器人通常需要接收其他設(shè)備或傳感器的信號(hào)才能完成指定的任務(wù)。例如，利用工業(yè)機(jī)器人將工件從一個(gè)位置搬運(yùn)到另一個(gè)位置時(shí)，首先應(yīng)確定要進(jìn)行搬運(yùn)的工件是否到達(dá)指定位置，此時(shí)需要一個(gè)位置傳感器（到位開關(guān)）；當(dāng)工件到達(dá)指定位置后，傳感器給工業(yè)機(jī)器人發(fā)送一個(gè)工件到位信號(hào)，工業(yè)機(jī)器人接收到這個(gè)信號(hào)后，便按照預(yù)定軌跡開始搬運(yùn)工件。對(duì)工業(yè)機(jī)器人而言，到位開關(guān)發(fā)送的信號(hào)屬于數(shù)字輸入信號(hào)。在ABB工業(yè)機(jī)器人中，這種信號(hào)的接收主要是通過標(biāo)準(zhǔn)I/O板來(lái)完成的。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知這些ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板通常安裝在控制器柜門的內(nèi)側(cè)，且與控制柜上的連接接口是通用的。常用ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板的型號(hào)及其說明工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知DSQC651板1DSQC651板上的接口包括一個(gè)X1數(shù)字輸出接口、一個(gè)X3數(shù)字輸入接口、一個(gè)X5DeviceNet接口和一個(gè)X6模擬輸出接口。DSQC651板的接口分布工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（1）X1數(shù)字輸出接口：提供8路數(shù)字輸出信號(hào)。DSQC651板X1數(shù)字輸出接口各端子的使用定義和地址分配（2）X3數(shù)字輸入接口：提供8路數(shù)字輸入信號(hào)。DSQC651板X3數(shù)字輸入接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（3）X5DeviceNet接口：ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板都掛載在DeviceNet總線下，由X5DeviceNet接口與DeviceNet總線進(jìn)行通信，并設(shè)置I/O板在DeviceNet總線中的地址（ID）。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I/O板在總線中的地址都是獨(dú)一無(wú)二的，以方便識(shí)別。如下表所示為X5DeviceNet接口各端子的使用定義，其中第6～12號(hào)端子用來(lái)設(shè)定DeviceNet地址，可用范圍為10～63（0～9被系統(tǒng)占用）。DSQC651板X5DeviceNet接口各端子的使用定義工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知當(dāng)要獲得地址10時(shí)，只需切斷第8號(hào)和第10號(hào)端子所對(duì)應(yīng)的針腳即可（21+23=10）；當(dāng)要獲得地址63時(shí)，需要同時(shí)切斷第7～12號(hào)端子所對(duì)應(yīng)的針腳；當(dāng)要獲得地址0時(shí)，則無(wú)需切斷任何針腳。DSQC651板X5DeviceNet接口地址設(shè)置示意圖工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（4）X6模擬輸出接口：提供兩路模擬信號(hào)輸出。DSQC651板X6模擬輸出接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知DSQC652板2DSQC652板上的接口包括一個(gè)X1數(shù)字輸出接口、一個(gè)X2數(shù)字輸出接口、一個(gè)X3數(shù)字輸入接口、一個(gè)X4數(shù)字輸入接口和一個(gè)X5DeviceNet接口。DSQC652板的接口分布工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（1）X1數(shù)字輸出接口：提供8路數(shù)字輸出信號(hào)。DSQC652板X1數(shù)字輸出接口各端子的使用定義和地址分配（2）X2數(shù)字輸出接口：提供8路數(shù)字輸出信號(hào)。DSQC652板X2數(shù)字輸出接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（3）X3數(shù)字輸入接口：提供8路數(shù)字輸入信號(hào)，其各端子的使用定義和地址分配同DSQC651板。DSQC651板X3數(shù)字輸入接口各端子的使用定義和地址分配（4）X4數(shù)字輸入接口：提供8路數(shù)字輸入信號(hào)。DSQC652板X4數(shù)字輸入接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（5）X5DeviceNet接口：其各端子的使用定義同DSQC651板。DSQC651板X5DeviceNet接口各端子的使用定義工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知DSQC653板3DSQC653板上的接口包括一個(gè)X1繼電器數(shù)字輸出接口、一個(gè)X3數(shù)字輸入接口和一個(gè)X5DeviceNet接口。DSQC653板的接口分布工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（1）X1繼電器數(shù)字輸出接口：提供8路數(shù)字輸出信號(hào)。

DSQC653板X1繼電器數(shù)字輸出接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（2）X3數(shù)字輸入接口：提供8路數(shù)字輸入信號(hào)。

DSQC653板X3數(shù)字輸入接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（3）X5DeviceNet接口：其各端子的使用定義同DSQC651板。

DSQC651板X5DeviceNet接口各端子的使用定義工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知DSQC355A板4DSQC355A板的接口包括一個(gè)X3供電電源接口、一個(gè)X5DeviceNet接口、一個(gè)X7模擬輸出接口和一個(gè)X8模擬輸入接口。DSQC355A板的接口分布工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（1）X3供電電源接口：其各端子的使用定義如下表所示。

DSQC355A板X3供電電源接口各端子的使用定義工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（2）X5DeviceNet接口：其各端子的使用定義同DSQC651板。

DSQC651板X5DeviceNet接口各端子的使用定義工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（3）X7模擬輸出接口：提供4路模擬信號(hào)輸出。

DSQC355A板X7模擬輸出接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（4）X8模擬輸入接口：提供4路模擬信號(hào)輸入。

DSQC355A板X8模擬輸入接口各端子的使用定義和地址分配工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知DSQC377A板5DSQC377A板的接口包括一個(gè)X3供電電源接口、一個(gè)X5DeviceNet接口和一個(gè)X20編碼器與同步開關(guān)接口。DSQC377A板的接口分布工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（1）X3供電電源接口：其各端子的使用定義同DSQC355A板。

DSQC355A板X3供電電源接口各端子的使用定義工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（2）X5DeviceNet接口：其各端子的使用定義同DSQC651板。

DSQC651板X5DeviceNet接口各端子的使用定義工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知三、基于控制器的工業(yè)機(jī)器人外部控制在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)中，工業(yè)機(jī)器人的啟動(dòng)、停止、暫停和急停等功能一般可通過機(jī)器人控制器或示教器上的相應(yīng)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，但在某些情況下，為了與外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信和動(dòng)作上的同步，通常使用外部控制裝置（PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。當(dāng)功能按鈕接通時(shí)，外部控制裝置發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，在繼電器接通后，工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板接收信號(hào)并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)到機(jī)器人控制器，經(jīng)過計(jì)算處理后，完成相應(yīng)的動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人的外部控制邏輯在某些特殊情況下，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)中并未使用外部PLC，此時(shí)可以將對(duì)應(yīng)的功能按鈕直接接到工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)I/O板上來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知思政講堂給機(jī)器人“造大腦”的中國(guó)夢(mèng)踐行者畢業(yè)于廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院的90后小伙鐘樂華，如今是廣東一家大型工業(yè)機(jī)器人制造公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)的重要一員。從在校期間成績(jī)穩(wěn)居前三并獲得2012年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組廣東選拔賽自動(dòng)化生產(chǎn)安裝與調(diào)試項(xiàng)目一等獎(jiǎng)，到獲得2017年廣州開發(fā)區(qū)第九屆技術(shù)能手大賽可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師項(xiàng)目一等獎(jiǎng)，成為公司軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)中唯一一位高職生，每天給工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)編程“造大腦”，鐘樂華完成了一次次的人生逆襲。由于在校表現(xiàn)優(yōu)異，畢業(yè)后，鐘樂華進(jìn)入一家有名的校企合作企業(yè)。因?yàn)楸憩F(xiàn)突出，鐘樂華很快就“出師”，僅用一個(gè)星期就成為公司的工程師，而當(dāng)時(shí)他的同學(xué)都花費(fèi)了幾個(gè)月的時(shí)間才完成了這一過渡。在這家企業(yè)里，鐘樂華感覺到自己在飛速成長(zhǎng)。參加工作的第一年，他就參與了澳門隧道自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)編程。之后兩年，他還參與了許多大型項(xiàng)目，例如，為國(guó)家大型糧油生產(chǎn)企業(yè)的糧油自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行了設(shè)計(jì)編程。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知思政講堂給機(jī)器人“造大腦”的中國(guó)夢(mèng)踐行者鐘樂華深知，只有對(duì)技術(shù)的不斷追求才能使人立于不敗之地。畢業(yè)之后的第三年，鐘樂華第一次摸到了技術(shù)的“天花板”，遇到了職業(yè)生涯的瓶頸期。2015年，一直在尋找突破的鐘樂華參觀了廣州國(guó)際機(jī)器人及工業(yè)自動(dòng)化展覽會(huì)，他感覺人生找到了新方向，更加堅(jiān)信機(jī)器人制造是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。心意確定后，恰逢他所在的企業(yè)大力擴(kuò)張、急需人手，鐘樂華抓住時(shí)機(jī)，憑借三年的經(jīng)驗(yàn)和成績(jī)，他很快轉(zhuǎn)型為工業(yè)機(jī)器人“大腦制造師”。“看起來(lái)都是編程，實(shí)際上有很多不同?！辩姌啡A談到，“比如，要開發(fā)一個(gè)具備新功能的機(jī)器人，需要對(duì)機(jī)器人所應(yīng)用的行業(yè)有全面的了解，而且在整個(gè)過程中，有些技術(shù)問題只能靠自己鉆研琢磨，沒有人會(huì)給你提供現(xiàn)成的答案。”有時(shí)，遇到新行業(yè)新技術(shù)的新要求，為了準(zhǔn)確掌握所需產(chǎn)品信息，鐘樂華還要進(jìn)行一段時(shí)間的培訓(xùn)，在明確用戶需求后，才會(huì)正式著手開始設(shè)計(jì)編程。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知技術(shù)實(shí)訓(xùn)ABB機(jī)器人I/O接口實(shí)驗(yàn)一、實(shí)訓(xùn)概況（1）進(jìn)行DSQC651板數(shù)字輸入接口、數(shù)字輸出接口以及模擬輸出接口的硬件連接。（2）通過示教器進(jìn)行輸入/輸出接口的設(shè)定：以DSQC651板為模塊，模塊單元為Board10，總線連接DeviceNet1，地址為10，創(chuàng)建數(shù)字輸入信號(hào)DI_01、數(shù)字輸出信號(hào)DO_01和模擬輸出信號(hào)AO_01，并實(shí)現(xiàn)I/O信號(hào)的監(jiān)控及操作。（3）用24V穩(wěn)壓電源和對(duì)應(yīng)的指示燈進(jìn)行數(shù)字輸入接口的測(cè)試，用萬(wàn)用表和DSQC651板載指示燈進(jìn)行數(shù)字輸出接口的測(cè)試，用萬(wàn)用表進(jìn)行模擬輸出接口的測(cè)試。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知二、實(shí)訓(xùn)步驟為了避免在工業(yè)機(jī)器人硬件接線及測(cè)試時(shí)對(duì)設(shè)備造成損壞，首先應(yīng)熟悉工業(yè)機(jī)器人的電路接線方法。（一）硬件接線DSQC651板的硬件接線圖中的實(shí)際接線有數(shù)字信號(hào)輸出（DO_01、DO_02、DO_03）、外部電源輸入（24V）、模擬信號(hào)輸出（AO_01、AO_02）、數(shù)字信號(hào)輸入（DI_01、DI_02、DI_05）。DSQC651通過DeviceNet總線連接到主板。工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知DSQC651板是最為常用的ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板，下面將為其創(chuàng)建數(shù)字輸入信號(hào)DI_01、數(shù)字輸出信號(hào)DO_01和模擬輸出信號(hào)AO_01。（二）配置DSQC651板定義DSQC651板的總線連接1（1）在“控制面板—配置”界面中選擇“Unit”選項(xiàng)可進(jìn)行DSQC651板的設(shè)置。Board_10配置界面（1）工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（2）雙擊“Unit”選項(xiàng)，進(jìn)入如左圖所示界面，然后單擊“添加”按鈕，進(jìn)入如右圖所示界面。Board_10配置界面（2）Board_10配置界面（3）工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（3）按照下表所示DSQC651板總線連接的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行輸入，完成后如下圖所示。單擊“確定”按鈕，重啟之后，定義DSQC651板的總線連接操作完成。DSQC651板總線連接的相關(guān)參數(shù)

（a）（b）Board_10配置界面（4）工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知定義數(shù)字輸入信號(hào)和數(shù)字輸出信號(hào)2（1）在“控制面板—配置”界面中選擇“Signal”選項(xiàng)可進(jìn)行DSQC651板數(shù)字輸入信號(hào)的設(shè)置。

DI_01配置界面（1）（2）雙擊“Signal”選項(xiàng)，進(jìn)入如左圖所示界面。單擊“添加”按鈕，進(jìn)入如右圖所示界面。DI_01配置界面（2）DI_01配置界面（3）工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（3）按照表所示數(shù)字輸入信號(hào)DI_01的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行輸入，完成后如圖所示。單擊“確定”按鈕，重啟之后，定義數(shù)字輸入信號(hào)DI_01操作完成。數(shù)字輸入信號(hào)DI_01的相關(guān)參數(shù)

DI_01配置界面（4）工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知（4）DSQC651模塊數(shù)字輸出信號(hào)的設(shè)定和數(shù)字輸入信號(hào)的設(shè)定基本一致，只需要對(duì)數(shù)字輸出信號(hào)DO_01的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，即將“Name”設(shè)置為“DO_01”，將“TypeofSignal”設(shè)置為“DigitalOutput”，將“UnitMapping”設(shè)置為“32”等。

DO_01配置完成后的界面工業(yè)機(jī)器人I/O通信技術(shù)認(rèn)知定義模擬輸出信號(hào)3DSQC651模塊模