編輯推薦
1、對工業機器人應用基礎、ABB工業機器人操作、工業機器人的調整與保養等講解非常透徹,是工業機器人編程和操作的入門書。
2、內容從生産實際齣發,貼閤職業技能標準,突齣實用性。
內容簡介
工業機器人作為一種高科技集成裝備,對專業人纔有著多層次的需求。
本書根據機器人行業發展趨勢,從生産實際齣發,詳細講解瞭工業機器人的應用基礎、ABB工業機器人的操作、工業機器人的調整與保養等內容。本書實用性與可參考性強,可為從事工業機器人編程、操作、維護相關工作的工程技術人員提供幫助,也可供高等院校機電專業、機器人專業的師生學習參考。
內頁插圖
目錄
第1章工業機器人的應用基礎 / 1
1.1工業機器人概述2
1.1.1工業機器人的應用領域2
1.1.2機器人的分類6
1.2機器人的基本術語與圖形符號12
1.2.1機器人的基本術語12
1.2.2機器人的圖形符號體係13
1.2.3機器人的圖形符號錶示16
1.3工業機器人運動軸與坐標係的確定16
1.3.1機器人運動軸16
1.3.2機器人坐標係的確定18
1.3.3工業機器人常用坐標係20
1.4工業機器人的安全要求24
1.4.1安全注意事項24
1.4.2工業機器人的主要危險27
1.4.3采取的措施28
1.4.4機器人停止功能28
1.4.5操作方式29
1.4.6示教控製30
1.4.7同時運動控製30
1.4.8協同操作要求31
1.4.9奇異性保護31
1.4.10單軸限位31
1.4.11驅動源運動32
1.4.12起重措施32
1.4.13電連接器32
1.4.14標誌32
1.5機器人的應用工程39
1.5.1工業機器人的應用步驟39
1.5.2機器人工作站的一般設計原則42
1.6操作規程46
1.6.1焊接機器人操作規程46
1.6.2電源水箱操作指導47
1.6.3除塵設備操作規程48
1.6.4清槍剪絲站使用操作規程48
1.6.5機器人焊槍使用注意事項48
第2章ABB工業機器人的操作 / 50
2.1認識ABB工業機器人50
2.1.1ABB工業機器人的組成50
2.1.2ABB工業機器人的分類51
2.2手動模式操縱機器人56
2.2.1機器人坐標係和運動軸的選取56
2.2.2手動移動機器人59
2.2.3手動操縱焊接機器人63
2.3ABB機器人的示教編程68
2.3.1認識示教編程68
2.3.2焊接機器人的直綫軌跡示教98
2.3.3焊接機器人的圓弧軌跡示教123
2.3.4焊接機器人的擺動功能示教141
2.3.5焊槍清理機構的控製152
2.4ABB工業機器人I/O通信153
2.4.1ABB 機器人I/O通信的種類153
2.4.2ABB標準I/O闆154
2.4.3ABB標準I/O闆的設置159
2.5Profibus適配器的連接與設定174
2.5.1Profibus適配器的連接174
2.5.2Profibus適配器的設定174
2.6係統輸入/輸齣與I/O信號的關聯177
2.6.1關聯步驟177
2.6.2定義可編程按鍵181
第3章工業機器人的調整與保養 / 185
3.1工業機器人的調整185
3.1.1調整方法186
3.1.2附加軸的調整191
3.1.3參照調整192
3.1.4用MEMD和標記綫進行零點標定193
3.1.5手動刪除軸的零點198
3.1.6更改軟件限位開關198
3.2工業機器人的保養200
3.2.1工業機器人機器部分的保養200
3.2.2調節平衡配重207
3.2.3電氣係統的保養210
參考文獻 / 213
前言/序言
近年來,我國機器人行業在國傢政策的支持下,順勢而為,發展迅速,保持著35%的高增長率,遠高於德國的9%、韓國的8%和日本的6%。我國已連續兩年成為世界第一大工業機器人市場。
我國工業機器人市場之所以能有如此迅速的增長,主要源於以下三點。
① 勞動力的供需矛盾。主要體現在勞動力成本的上升和勞動力供給的下降。在很多産業,尤其在中低端工業産業,勞動力的供需矛盾非常突齣,這對實施“機器換人”計劃提齣瞭迫切需求。
② 企業轉型升級的迫切需求。隨著全球製造業轉移的持續深入,先進製造業迴流,我國的低端製造業麵臨産業轉移的風險,迫切需要轉變傳統的製造模式,降低企業運行成本,提升企業發展效率,提升工廠的自動化、智能化程度。而工業機器人的大量應用,是提升企業産能和産品質量的重要手段。
③ 國傢戰略需求。工業機器人作為高端製造裝備的重要組成部分,技術附加值高,應用範圍廣,是我國先進製造業的重要支撐技術和信息化社會的重要生産裝備,對工業生産、社會發展以及增強軍事國防實力都具有十分重要的意義。
隨著機器人技術及智能化水平的提高,工業機器人已在眾多領域得到瞭廣泛的應用。其中,汽車、電子産品、冶金、化工、塑料、橡膠是我國應用機器人最多的幾個行業。未來幾年,隨著行業需要和勞動力成本的不斷提高,我國機器人市場增長潛力巨大。盡管我國將成為當今世界最大的機器人市場,但每萬名製造業工人擁有的機器人數量卻遠低於發達國傢水平和國際平均水平。工信部組織製訂瞭我國機器人技術路綫圖及機器人産業“十三五”規劃,到2020年,工業機器人密度達到每萬名員工使用100颱以上。我國工業機器人市場將高倍速增長,未來十年,工業機器人是看不到“天花闆”的行業。
雖然多種因素推動著我國工業機器人行業不斷發展,但應用人纔嚴重缺失的問題清晰地擺在我們麵前,這是我國推行工業機器人技術的最大瓶頸。中國機械工業聯閤會的統計數據錶明,我國當前機器人應用人纔缺口20萬,並且以每年20%~30%的速度持續遞增。
工業機器人作為一種高科技集成裝備,對專業人纔有著多層次的需求,主要分為研發工程師、係統設計與應用工程師、調試工程師和操作及維護人員四個層次。其中,需求量最大的是基礎的操作及維護人員,以及掌握基本工業機器人應用技術的調試工程師和更高層次的應用工程師,工業機器人專業人纔的培養,要更加著力於應用型人纔的培養。
為瞭適應機器人行業發展的形勢,滿足從業人員學習機器人技術相關知識的需求,我們從生産實際齣發,組織業內專傢編寫瞭本書,全麵講解瞭工業機器人的應用基礎、ABB工業機器人的操作、工業機器的調整與保養等內容,以期給從業人員和大學院校相關專業師生提供實用性指導與幫助。
本書由韓鴻鸞、寜爽、董海萍主編,薑海軍、張青、馬岩、張瑞社副主編,阮洪濤、劉曙光、彭紅學、馬靈芝、王大偉、程寶鑫、範維進、張艷紅、鬍春蕾、於振濤、戚建愛、陶建海、王小方、李永杉參加瞭本書的編寫。本書由韓鴻鸞統稿。在本書編寫過程中,得到瞭山東省、河南省、河北省、江蘇省、上海市等技能鑒定部門的大力支持,此外,青島利博爾電子有限公司、青島時代焊接設備有限公司、山東魯南機床有限公司、山東山推工程機械有限公司、西安樂博士機器人有限公司、諾博泰智能科技有限公司等企業為本書的編寫提供瞭大量幫助,在此深錶謝意。
在本書編寫過程中,參考瞭《工業機器人裝調維修工》《工業機器人操作調整工》職業技能標準的要求,以備讀者考取技能等級;同時還藉鑒瞭全國及多省工業機器人大賽的相關要求,為讀者參加相應的大賽提供參考。
由於水平所限,書中不足之處在所難免,懇請廣大讀者給予批評指正。
編者
《現代工業自動化技術導論》 內容概述 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的現代工業自動化技術視角,重點關注自動化係統在現代製造業中的應用、發展趨勢及其核心組成部分。我們不涉及具體的機器人操作規程或指令,而是從更宏觀的層麵探討自動化技術如何重塑生産流程,提升效率,並推動産業升級。本書將帶領讀者穿越工業自動化的曆史長河,理解其演進的邏輯,進而深入剖析當下最前沿的自動化解決方案。 第一部分:工業自動化的演進與哲學 在這一部分,我們將迴顧工業自動化的起源。從蒸汽機的齣現,到流水綫生産的誕生,再到計算機和數字控製技術的崛起,每一步都標誌著人類對提高生産力、降低勞動強度的不懈追求。我們將探討自動化並非僅僅是技術堆砌,而是一種深刻的生産哲學,它關乎如何通過優化流程、減少人為錯誤、實現標準化來最大化價值。我們會討論自動化在不同曆史時期對經濟、社會和勞動力的影響,以及其所麵臨的挑戰和機遇。 第二部分:自動化係統的核心要素 傳感技術: 自動化係統是“眼睛”和“耳朵”,而傳感器則是實現這一功能的基礎。本部分將詳細介紹各種工業傳感器,包括但不限於: 檢測傳感器: 如接近開關(電感式、電容式、光電式)、限位開關等,用於檢測物體是否存在、位置等。 測量傳感器: 如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、液位傳感器、位移傳感器等,用於獲取生産過程中的關鍵物理參數。 視覺傳感器/機器視覺係統: 涵蓋圖像采集、圖像處理、模式識彆等,使其能夠“看”懂並理解工業環境。我們將討論其在産品檢測、尺寸測量、缺陷識彆、定位引導等方麵的應用。 其他專業傳感器: 如氣體傳感器、濕度傳感器、聲學傳感器等,根據特定行業的需求進行介紹。 我們將深入探討各種傳感器的原理、選型依據(精度、響應速度、工作環境、供電方式等)、安裝注意事項以及維護要點。 執行機構: 傳感器負責感知,執行機構則負責“行動”。它們是將控製信號轉化為實際動作的關鍵。本部分將重點介紹: 電機驅動: 包括直流電機、交流電機、步進電機、伺服電機等,以及相應的驅動器和控製原理。我們將討論不同類型電機的特性、適用場景以及節能驅動技術。 氣動和液壓係統: 介紹氣缸、油缸、閥門、泵等組件,以及它們在實現綫性運動、鏇轉運動、夾持、搬運等方麵的應用。我們將分析氣動和液壓係統的優勢、劣勢以及在不同工業場景下的選擇。 傳動裝置: 如齒輪、鏈條、皮帶、絲杠等,它們的作用是將動力從驅動源傳遞到工作點,並實現速度和扭矩的變換。 控製器: 自動化係統的“大腦”,負責接收傳感器信號,進行邏輯判斷,並發齣指令給執行機構。本部分將聚焦於: 可編程邏輯控製器(PLC): 作為工業控製領域的主力軍,我們將深入剖析PLC的硬件結構(CPU、I/O模塊、通信模塊等)、編程語言(梯形圖、指令錶、結構化文本等)以及在復雜邏輯控製、順序控製、定時計數等方麵的應用。 分布式控製係統(DCS): 介紹DCS的係統架構、分層設計理念以及其在高密度、大規模、連續過程控製中的優勢。 運動控製器: 專注於實現高精度、高速度的動態軌跡控製,廣泛應用於數控機床、包裝機械等領域。 嵌入式係統: 探討在特定自動化設備中集成的微控製器,實現高度定製化的功能。 我們將強調控製器的編程思路、故障診斷方法以及與上位係統的通信集成。 人機界麵(HMI): 自動化係統與操作人員之間的橋梁,用於監控生産狀態、輸入參數、接收報警信息等。本部分將介紹: 觸摸屏: 不同尺寸、分辨率和功能的觸摸屏技術,以及如何設計直觀易用的操作界麵。 指示燈、按鈕、儀錶: 傳統的HMI組件及其在簡單監控和操作中的作用。 SCADA係統(Supervisory Control and Data Acquisition): 介紹SCADA係統的功能,包括數據采集、實時監控、趨勢顯示、報錶生成、報警管理等,以及其在車間級和工廠級監控中的應用。 第三部分:關鍵自動化技術在實踐中的應用 工業網絡與通信: 現代自動化係統高度依賴於高效可靠的網絡通信。我們將探討: 現場總綫技術: 如PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, DeviceNet等,它們如何實現現場設備之間的實時數據交換。 工業以太網: 介紹工業以太網在速度、實時性和魯棒性方麵的提升,以及其在連接PLC、HMI、驅動器等設備中的作用。 無綫通信在工業中的應用: 如Wi-Fi, LoRa, 5G等,及其在移動設備監控、遠程訪問等場景下的潛力。 信息安全: 強調在工業網絡中保護數據和係統免受網絡攻擊的重要性。 智能製造與工業4.0: 自動化是實現智能製造的基礎。本部分將探討: 物聯網(IoT)在工業中的應用: 如何通過連接設備、收集數據,實現設備健康管理、預測性維護、生産優化等。 大數據分析: 如何利用收集到的海量生産數據,通過算法分析發現規律、預測趨勢、提升決策水平。 人工智能(AI)與機器學習: 探討AI技術如何應用於視覺檢測、質量預測、過程優化、自主決策等領域,賦予自動化係統更高級的“智能”。 數字孿生: 介紹如何創建物理資産的虛擬副本,用於模擬、預測和優化。 MES(Manufacturing Execution System)係統: 講解MES在車間生産管理、物料追蹤、質量控製、設備監控等方麵的作用,以及它如何連接企業資源規劃(ERP)係統和現場控製係統。 自動化在特定行業的應用案例: 為瞭讓讀者更直觀地理解自動化技術的價值,我們將選取幾個典型的行業進行案例分析,例如: 汽車製造: 自動化裝配綫、焊裝、噴塗、總裝等環節的自動化解決方案。 電子産品製造: 高精度貼片、注塑、檢測等自動化應用。 食品飲料行業: 自動化包裝、灌裝、碼垛、物流等。 製藥行業: 潔淨區自動化、過程控製、追溯係統等。 倉儲物流: 自動化立體倉庫、AGV(Automated Guided Vehicle)調度、分揀係統等。 第四部分:自動化係統的集成、維護與發展趨勢 係統集成: 強調不同自動化組件、不同層級係統之間協同工作的重要性。我們將討論集成過程中可能遇到的挑戰,以及如何通過標準化、模塊化設計來簡化集成過程。 故障診斷與維護: 自動化係統運行過程中難免齣現故障。本部分將介紹常用的故障診斷方法(如利用PLC診斷功能、HMI報警信息、傳感器狀態指示等),以及預防性維護和預測性維護策略,以確保係統的穩定運行。 未來展望: 展望工業自動化技術的未來發展方嚮,包括更高級的人機協作、柔性製造、綠色自動化、以及自動化技術與新興技術的深度融閤(如量子計算、邊緣計算等)。 本書特色: 係統性強: 覆蓋工業自動化技術的廣度和深度,從基礎概念到前沿應用。 理論與實踐結閤: 深入剖析技術原理,並結閤豐富的應用案例進行說明。 麵嚮未來: 關注智能製造和工業4.0等發展趨勢,幫助讀者理解自動化技術的未來走嚮。 無具體操作指導: 本書側重於自動化技術的概念、原理、應用和發展,不包含任何具體的設備操作指南或指令集,以避免與具體的機器人操作類書籍內容重疊。 《現代工業自動化技術導論》將是任何希望深入瞭解現代製造業核心驅動力、理解生産效率提升之道、以及把握未來産業發展方嚮的專業人士、技術人員、學生以及對工業技術充滿好奇心的讀者的寶貴資源。