適讀人群 :本書可為從事工業(yè)機(jī)器人編程、操作、維護(hù)相關(guān)工作的工程技術(shù)人員提供幫助,也可供高等院校機(jī)電專業(yè)、機(jī)器人專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。
1、對工業(yè)機(jī)器人編程的基礎(chǔ)、構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人仿真工作站、仿真軟件的應(yīng)用講解非常透徹,是工業(yè)機(jī)器人離線編程的入門書。
2、內(nèi)容從生產(chǎn)實際出發(fā),貼合職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn),突出實用性。
近年來,我國機(jī)器人行業(yè)在國家政策的支持下,順勢而為,發(fā)展迅速,保持著35%的高增長率,遠(yuǎn)高于德國的9%、韓國的8%和日本的6%。我國已連續(xù)兩年成為世界第一大工業(yè)機(jī)器人市場。
我國工業(yè)機(jī)器人市場之所以能有如此迅速的增長,主要源于以下三點(diǎn)。
。1)勞動力的供需矛盾。主要體現(xiàn)在勞動力成本的上升和勞動力供給的下降。在很多產(chǎn)業(yè),尤其在中低端工業(yè)產(chǎn)業(yè),勞動力的供需矛盾非常突出,這對實施“機(jī)器換人”計劃提出了迫切需求。
(2)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。隨著全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移的持續(xù)深入,先進(jìn)制造業(yè)回流,我國的低端制造業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的風(fēng)險,迫切需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的制造模式,降低企業(yè)運(yùn)行成本,提升企業(yè)發(fā)展效率,提升工廠的自動化、智能化程度。而工業(yè)機(jī)器人的大量應(yīng)用,是提升企業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。
(3)國家戰(zhàn)略需求。工業(yè)機(jī)器人作為高端制造裝備的重要組成部分,技術(shù)附加值高,應(yīng)用范圍廣,是我國先進(jìn)制造業(yè)的重要支撐技術(shù)和信息化社會的重要生產(chǎn)裝備,對工業(yè)生產(chǎn)、社會發(fā)展以及增強(qiáng)軍事國防實力都具有十分重要的意義。
隨著機(jī)器人技術(shù)及智能化水平的提高,工業(yè)機(jī)器人已在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中,汽車、電子產(chǎn)品、冶金、化工、塑料、橡膠是我國使用機(jī)器人最多的幾個行業(yè)。未來幾年,隨著行業(yè)需要和勞動力成本的不斷提高,我國機(jī)器人市場增長潛力巨大。盡管我國將成為當(dāng)今世界最大的機(jī)器人市場,但每萬名制造業(yè)工人擁有的機(jī)器人數(shù)量卻遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平和國際平均水平。工信部組織制訂了我國機(jī)器人技術(shù)路線圖及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃,到2020年,工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到每萬名員工使用100臺以上。我國工業(yè)機(jī)器人市場將高倍速增長,未來十年,工業(yè)機(jī)器人是看不到“天花板”的行業(yè)。
雖然多種因素推動著我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)不斷發(fā)展,但應(yīng)用人才嚴(yán)重缺失的問題清晰地擺在我們面前,這是我國推行工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的最大瓶頸。中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,我國當(dāng)前機(jī)器人應(yīng)用人才缺口20萬,并且以每年20%~30%的速度持續(xù)遞增。
工業(yè)機(jī)器人作為一種高科技集成裝備,對專業(yè)人才有著多層次的需求,主要分為研發(fā)工程師、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用工程師、調(diào)試工程師和操作及維護(hù)人員四個層次。其中,需求量最大的是基礎(chǔ)的操作及維護(hù)人員以及掌握基本工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的調(diào)試工程師和更高層次的應(yīng)用工程師,工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才的培養(yǎng),要更加著力于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
為了適應(yīng)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的形勢,滿足從業(yè)人員學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)知識的需求,我們從生產(chǎn)實際出發(fā),組織業(yè)內(nèi)專家編寫了本書,全面講解了工業(yè)機(jī)器人編程的基礎(chǔ)、構(gòu)建基本仿真工業(yè)機(jī)器人工作站、仿真軟件RobotStudio中的建模功能、機(jī)器人離線軌跡編輯、RobotArt離線編程軟件的基本操作與工作站系統(tǒng)的構(gòu)建、離線編程的應(yīng)用等內(nèi)容,以期給從業(yè)人員和大學(xué)院校相關(guān)專業(yè)師生提供實用性指導(dǎo)與幫助。
本書由韓鴻鸞、張云強(qiáng)主編,陶建海、王小方、李永杉副主編,阮洪濤、劉曙光、馬靈芝、范維進(jìn)、劉兵、程寶鑫、彭紅學(xué)、張艷紅、馬巖、姜海軍、張瑞社、張青、寧爽、董海萍、戚建愛、胡春蕾參加了本書的編寫。在本書編寫過程中得到了山東省、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(shè)備有限公司、山東魯南機(jī)床有限公司、山東山推工程機(jī)械有限公司、西安樂博士機(jī)器人有限公司、諾博泰智能科技有限公司等企業(yè)為本書的編寫提供了大量幫助,在此深表謝意。
在本書編寫過程中,參考了《工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工》《工業(yè)機(jī)器人操作調(diào)整工》職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的要求,以備讀者考取技能等級;同時還借鑒了全國及多省工業(yè)機(jī)器人大賽的相關(guān)要求,為讀者參加相應(yīng)的大賽提供參考。
由于水平所限,書中不足之處在所難免,懇請廣大讀者給予批評指正。
編者
第1章工業(yè)機(jī)器人編程的基礎(chǔ) / 1
1.1機(jī)器人編程1
1.1.1機(jī)器人編程系統(tǒng)及方式1
1.1.2對機(jī)器人的編程要求3
1.1.3機(jī)器人編程語言的類型8
1.1.4動作級語言12
1.1.5對象級語言12
1.2工業(yè)機(jī)器人的離線編程技術(shù)13
1.2.1離線編程及其特點(diǎn)13
1.2.2離線編程系統(tǒng)的軟件架構(gòu)15
1.2.3離線編程的基本步驟17
第2章構(gòu)建基本仿真工業(yè)機(jī)器人工作站 / 25
2.1布局工業(yè)機(jī)器人基本工作站25
2.1.1工業(yè)機(jī)器人工作站的建立25
2.1.2加載物件37
2.1.3保存機(jī)器人基本工作站40
2.2建立工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)與手動操作41
2.2.1建立工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作41
2.2.2機(jī)器人的位置移動45
2.2.3工業(yè)機(jī)器人的手動操作46
2.2.4回機(jī)械原點(diǎn)51
2.3創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人工件坐標(biāo)系與軌跡程序51
2.3.1建立工業(yè)機(jī)器人工件坐標(biāo)51
2.3.2創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動軌跡程序54
2.4機(jī)器人仿真運(yùn)行59
2.4.1仿真運(yùn)行機(jī)器人軌跡59
2.4.2機(jī)器人的仿真制成視頻62
第3章仿真軟件RobotStudio中的建模功能 / 65
3.1建模功能的使用65
3.1.1RobotStudio建模65
3.1.2對3D模型進(jìn)行相關(guān)設(shè)置65
3.2測量工具的使用69
3.2.1測量矩形體的邊長69
3.2.2測量錐體的角度71
3.2.3測量圓柱體的直徑73
3.2.4測量兩個物體間的最短距離74
3.3創(chuàng)建機(jī)器人用工具76
3.3.1設(shè)定工具的本地末端點(diǎn)76
3.3.2創(chuàng)建工具坐標(biāo)系框架84
3.3.3創(chuàng)建工具87
第4章機(jī)器人離線軌跡編輯 / 91
4.1創(chuàng)建機(jī)器人離線軌跡曲線及路徑91
4.1.1RobotStudio離線編程軟件的自動路徑功能實現(xiàn)步驟91
4.1.2RobotArt離線編程軟件的自動路徑功能實現(xiàn)步驟96
4.2機(jī)器人目標(biāo)點(diǎn)調(diào)整及軸配置參數(shù)103
4.2.1RobotStudio離線編程軟件的軌跡調(diào)整103
4.2.2RobotArt離線編程軟件的軌跡調(diào)整114
第5章RobotArt離線編程軟件的基本操作與工作站系統(tǒng)的構(gòu)建/120
5.1離線編程軟件開發(fā)環(huán)境介紹120
5.1.1RobotArt離線編程軟件界面120
5.1.2RobotArt軟件界面各部分詳細(xì)介紹120
5.1.3三維球仿真軟件基本操作126
5.1.4機(jī)器人TCP校準(zhǔn)方式133
5.2工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)構(gòu)建136
5.2.1準(zhǔn)備機(jī)器人136
5.2.2準(zhǔn)備工具139
5.2.3準(zhǔn)備工件147
5.3工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)工作軌跡生成150
5.3.1導(dǎo)入軌跡150
5.3.2生成軌跡150
5.3.3軌跡選項157
5.3.4軌跡操作命令158
5.3.5軌跡調(diào)整160
5.3.6合并前一個軌跡163
5.3.7軌跡點(diǎn)操作命令166
第6章離線編程的應(yīng)用 / 172
6.1激光切割172
6.1.1環(huán)境搭建172
6.1.2軌跡設(shè)計174
6.1.3仿真181
6.1.4后置181
6.2去毛刺182
6.2.1環(huán)境搭建182
6.2.2軌跡設(shè)計185
6.2.3仿真193
6.2.4后置193
附錄工業(yè)機(jī)器人詞匯 / 194
參考文獻(xiàn) / 199