工業機器人系統與編程詳解第1章

放眼世界，工業機器人系統與安全第2章

小試牛刀，機器人簡單任務編程第3章

蓄勢待發，機器人移栽任務編程第4章

再接再厲，機器人工具和工件坐標系第5章

行穩致遠，機器人焊接任務編程第6章

大顯身手，機器人高級任務編程全套可編輯PPT課件

工業機器人系統與編程詳解第1章

放眼世界，工業機器人系統與安全全套可編輯PPT課件

項目任務第1章

放眼世界，工業機器人系統與安全學習目標學習導圖知識講解典型案例國之重器任務1.1工業機器人系統任務1.2工業機器人安全常識拓展閱讀本章小結知識測評1.1.1

“機器人+”應用=1.1.2機器人系統組成1.1.3機器人技術等級1.1.4機器人工作原理1.2.1

安全防護裝置1.2.2常見安全標志1.2.3安全操作規程1.2.4防護用品穿戴學習目標本章小結典型案例知識講解燈塔傳承學習導圖學習目標能夠識別典型工業機器人的系統組成。能夠闡明工業機器人的工作原理。能夠辨識工業機器人的安全標識及其表達內容。知識學習素養提升領悟人形機器人的研究初衷和技術更迭，培養學生對前沿知識的學習能力，提高辯證分析的能力。結合工業機器人系統知識學習，熟練掌握相關安全標識，增強學生安全意識，提升應急響應能力。技能訓練能夠完成工業機器人系統的模塊辨識及功能描述。能夠遵循安全操作規程，完成安全警示。返回目錄1/43知識地圖返回目錄本章小結典型案例知識講解燈塔傳承學習導圖學習目標2/43國之重器本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標人形機器人可以替代人類完成危險工作，如核輻射、高溫、高壓等環境下的工作，避免人類受到傷害?？梢杂糜诎踩O控、巡邏、排爆等領域，提高安全防范水平減少安全事故的發生，從而保障人身安全?？梢宰詣拥赝瓿梢恍┲貜托?、繁瑣性地工作，提高工作效率，減少人為錯誤和疏忽。可以作為殘疾人地輔助工具，幫助他們完成日常生活中地一些困難任務，提高生活質量，提高幸福感。3/43返回目錄1.1.1“機器人＋”應用返回目錄得益于我國“機器人+”應用行動，我國機器人產業發展保持良好的勢頭，根據應用環境不同，機器人可分為工業機器人、服務機器人和特種機器人三大類。從應用領域來看，工業機器人又可以分成如下不同的類型：用于輔助或取代搬運裝卸工人完成取料、裝卸、傳遞、碼垛等任務的工業機器人。搬運機器人用于輔助或代替焊工完成弧焊、點焊、激光焊接、摩擦焊等所有金屬和非金屬材料連接任務的工業機器人。焊接機器人用于噴漆、涂膠、封釉等作業的工業機器人。涂裝機器人本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標4/431.1.1“機器人＋”應用返回目錄用于切割、銑削、磨削、拋光、去毛刺等作業的工業機器人。加工機器人用于輔助或替換人類完成零部件安裝、拆卸、裝配、修復等任務的工業機器人。裝配機器人潔凈機器人是在潔凈室使用的，在電子器件制造、醫藥制造、食品制造等行業執行搬運等任務的工業機器人。清潔機器人本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標5/431.1.1“機器人＋”應用返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標現階段機器人在制造業中的應用主要是模仿人的肢體動作，如手臂的仰俯/伸縮、手腕的扭轉/彎曲等。人機協作單臂機器人人機協作雙臂機器人6/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標1、工業機器人工業機器人主要由機構模塊（操作機）、控制模塊（控制器和示教盒）以及相應的連接電纜構成。工業機器人的系統架構7/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標（1）操作機操作機是機器人執行任務的機械主體，主要由關節和連桿構成。如右圖所示為六軸多關節型機器人操作機的基本結構。各構件之間通過“關節”串聯起來，且每個關節均包含一根以上可獨立轉動（或移動）的運動軸。六軸多關節型機器人操作機的基本結構1—腰關節；2—肩關節；3—肘關節；4～6—腕關節8/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標（2）控制器控制器可看作工業機器人的“大腦”，是實現機器人傳感、交互、控制、協作和決策等功能硬件以及若干應用軟件的集合，是機器人“智力”的集中體現?？刂破鞯闹饕蝿帐歉鶕绦蛑噶钜约胺答佇畔⒅錂C器人操作機完成規定的動作和功能，并協調機器人與周邊輔助設備的通信。機器人控制器架構示意9/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標工業機器人控制器的應用軟件（以FANUC）機器人為例功能模塊應用軟件控制RobotLink多機器人協調（同）運動控制CoordinatedMotionFunction外部附加軸的協調運動控制LineTracking移動輸送線（帶）同步控制IntegratedProgrammableMachineController控制器內置軟PLC傳感iRCalibration視覺輔助單軸/全軸零點標定和工具中心點（CPT）標定iRVision2DVisionApplication工件位置和機器人抓取偏差2D視覺補償iRVision3DLaserVisionSensorApplication工件位置和機器人抓取偏差3D激光視覺補償iRVisionInspectionApplication機器人視覺測量工藝HandlingTool機器人搬運作業PalletTool

機器人碼垛作業PickTool

機器人拾取、裝箱、整列等作業ArcTool

機器人弧焊作業通信DeviceNetInterface機器人作為主站或從站時的DeviceNet

總線通信CC-LinkInterface（Slave）機器人作為從站時的CC-Link

總線通信PROFIBUS-DP（12M）Interface機器人作為主站或從站時的PROFIBUS-DP

總線通信ModbusTCPInterface機器人作為主站或從站時的ModbusTCP總線通信10/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標（3）示教盒示教盒是與機器人控制器相連，用于機器人手動操作、任務編程、診斷控制以及狀態確認的手持式人機交互裝置。作為選配件，用戶可通過計算機或平板電腦替代示教盒進行機器人運動控制和程序編輯等操作。世界著名工業機器人的專用示教盒11/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標2、末端執行器末端執行器是安裝在機器人手腕端部機械接口處直接執行任務的裝置，它是機器人與作業對象、周邊環境交互的前端。末端執行器分為工具型末端執行器和夾持型末端執行器兩種類型。（1）工具型末端執行器工具型末端執行器本身能進行實際工作，由機器人手臂移動或定位的末端執行器。如弧焊焊槍、噴槍點、焊焊鉗、研磨頭、噴砂器等。機器人焊槍機器人噴槍12/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標夾持型末端執行器是一種夾持物體或物料的末端執行器。按照夾持原理的。不同，可將夾持器分為抓握型夾持器和非抓握型夾持器兩種類型。①抓握型夾持器夾持器類型驅動方式應用場合夾持器示例抓握型夾持器外抓握（外卡式）氣動/電動/液壓主要用于長軸類工件的搬運夾持器末端執行器的類型及其用途內抓握（內脹式）內抓握（內脹式）主要用于以內孔作為抓取部位的工件（2）夾持型末端執行器13/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標夾持器類型驅動方式應用場合夾持器示例②非抓握型夾持器非抓握型夾持器氣吸附磁吸附氣動電動主要用于表面堅硬、光滑、平整的輕型工件主要用于對磁力產生感應的工件粘接式托鏟式————主要用于平整、光滑或多孔物件的無痕夾持主要用于集成電路制造、半導體照明、平板顯示等行業夾持器末端執行器的類型及其用途（續）14/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標3、傳感器工業機器人傳感器可以分為兩類：一是內部傳感器，指用于滿足機器人末端執行器的運動要求和碰撞安全而安裝在操作機上的位置；二是外部傳感器，用于感知外部環境狀態所采用的傳感器。工業機器人視覺傳感器原理2D廣角視覺全景拍照識別定位3D激光視覺焊縫尋位跟蹤2D廣角工業相機，對焊接平臺上的組件進行全景拍照，識別組件類型和測量尺寸，進行目標粗定位，規劃機器人焊接初始路徑；3D激光視覺精確糾偏焊縫位置，識別坡口類型，并自主規劃焊道排布、焊接路徑、焊槍姿態和工藝參數，生成多層多道焊接任務程序，實現機器人自主焊接作業。15/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標傳感器類別工作原理應用場合傳感器示例內部狀態傳感器旋轉編碼器分為增量式和絕對式兩類：增量式編碼器是將角位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大??；絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關測量機器人操作機各運動關節（軸）的角位置和角位移力覺傳感器通過檢測彈性體變形來間接測量所受力，目前出現的六維力覺傳感器可實現全力信息的測量，一般裝于機器人關節處測量機器人自身力與外部環境力之間的相互作用力防碰撞傳感器在機器人操作機和末端執行器發生碰撞時提前或同步檢測到這一碰撞，防碰撞傳感器發送一個信號給機器人控制器，機器人會立即停止或者避免碰撞發生檢測機器人操作機和末端執行器與工件、夾具以及周邊設備之間發生的碰撞，是一種機器人過載保護裝置常見的工業機器人傳感器16/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標傳感器類別工作原理應用場合傳感器示例外部狀態傳感器視覺傳感器利用光學元件和成像裝置獲取外部環境圖像信息的儀器，是整個機器視覺系統信息的直接來源，通常用圖像分辨率來描述視覺傳感器的主要用于機器人引導（定位、糾偏、實時反饋），物品檢測（防錯、計數、分類、表面傷缺）和測量（距離、角度、平面度、表面輪廓等）超聲波傳感器將超聲波信號（振動頻率高于20kHz的機械波）轉換成其他能量信號（通常是電信號）的傳感器檢測機器人與周圍對象物或障礙物的接近程度，避免碰撞接觸/接近覺傳感器采用機械接觸式或非接觸式（光電式、光纖式、電容式、電磁感應式、紅外式、微波式等）原理感知相距幾毫米至幾十厘米內對象物或障礙物距離、相對傾角甚至表面性質的一種傳感器感知機器人與周圍對象物或障礙物的接近程度，判斷機器人是否接觸物體，避免碰撞，實現無沖擊接近和抓取操作常見的工業機器人傳感器（續）17/431.1.2機器人系統組成返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標4、周邊（工藝）設備工業機器人作為高效、柔性的先進機電裝備，給它安裝什么樣的“手”（末端執行器）、配置什么樣的周邊設備、設置什么樣的運動路徑，它就可以完成什么樣的任務。1—護欄2—焊件3—送絲機構4—操作機

5—機器人焊槍6—焊接電源7—控制器8—焊接變位機9—安全光幕機器人焊接系統，就是集成了焊接電源、送絲機構、機器人焊槍、焊接變位機、護欄及安全光幕等工藝設備和裝置，以及焊接工藝軟件包，適用于各類通用設備、專用設備和金屬船舶制造等自動化焊接作業。鋼結構機器人焊接系統18/431.1.3機器人技術等級返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標計算智能機器人基本工作原理是“示教-再現”，由編程員事先對機器人進行“調教”后由機器人重復所學動作，常應用于精度要求不高的場合。感知智能機器人配備若干傳感器，能夠獲取周邊環境和作業對象變化信息，基本實現人-機-物的閉環控制。認知智能機器人能夠在復雜變化的外部環境和作業任務中，自主決定自身的行為，具有高度的適應性和自治能力。按照機器人“大腦”智能的發展階段不同，可以將工業機器人分為三代：計算智能機器人、感知智能機器人、認知智能機器人。19/431.1.4機器人工作原理返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標目前市面上的工業機器人主要是計算智能機器人和感知智能機器人，其工作原理為“示教-再現”。示教是指機器人現場工程師以在線或離線方式導引機器人，逐步按實際作業內容“調教”機器人，并以任務程序的形式將上述過程逐一記憶下來；再現是通過存儲內容的“回放”，機器人能夠在一定精度范圍內按照指令邏輯重復執行任務程序記錄的動作。1、示教-再現工業機器人的示教-再現20/431.1.4機器人工作原理返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標從機構學角度分析，工業機器人操作機（本體）可以看成是由一系列剛體（桿件）通過轉動或移動副（關節）組合連接而成的多自由度空間鏈式機構,在機器人運動學中，存在以下兩類基本問題:（1）運動學正解運動學正解也稱正向運動學，即已知一機械桿系關節的各坐標值，求該桿系內兩個部件坐標系間的數學關系。機器人示教過程中，機器人控制器逐點進行運動學正解運算，解決的是“去哪兒？”（Where）問題。運動學正解（示教）21/431.1.4機器人工作原理返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標（2）運動學逆解運動學逆解也稱逆向運動學，即已知一機械桿系兩個部件坐標系間的關系，求該桿系關節各坐標值的數學關系。當機器人再現時，機器人控制器逐點進行運動學逆解運算，將角矢量分解到操作機的各關節，解決的是“怎么去？”（How）問題。運動學逆解（再現）22/431.1.4機器人工作原理返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標2、運動控制工業機器人運動控制的焦點是機器人末端執行器或工具中心點（TCP）的空間位姿。目前，第一代機器人的基本動作控制方式主要有點位控制、連續路徑控制和軌跡控制三種。（1）點位控制點位控制也稱PTP控制，是現場工程師只將目標指令位姿賦予機器人而對位姿間所遵循的路徑不作規定的控制方法。倘若選擇PTP控制工業機器人末端執行器從點A運動到點B，那么機器人可沿①～③中的任一路徑運動。23/431.1.4機器人工作原理返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標（2）連續路徑控制連續路徑控制也稱CP控制，是現場工程師將目標指令位姿間所遵循的路徑賦予機器人的控制方法。倘若要求工業機器人末端執行器由點A線性運動到點B，那么機器人僅可沿路徑②移動。24/431.1.4機器人工作原理返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標（3）軌跡控制軌跡控制是包含速度規劃的連續路徑控制。機器人再現時，通過對其路徑進行直線或圓弧插補運算，生成相應的路徑規劃，然后把各插補點的位姿坐標通過運動學逆解轉換成關節矢量，再分別發送給機器人各關節控制器。工業機器人的軌跡插補25/431.1.4機器人工作原理返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標為保證工業機器人運動軌跡的平滑性，關節控制器在接收主控制器發出的各關節下一步期望達到的位置后，又進行一次均勻細分，將各關節下一細步期望值逐點送給驅動電動機。同時，利用安裝在關節驅動電動機軸上的光電編碼器實時獲取各關節的旋轉位置和速度，并與期望位置進行比較反饋，實時修正位置誤差，直到精準到位。26/43典型案例返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標焊接機器人系統本案例以標準焊接機器人系統為例，工業機器人在焊接領域的應用可以看作是焊接系統和機器人系統的深度融合。機器人是焊接工藝的執行“載體”，焊接系統為焊接工藝的能源“核心”，工藝輔助設備是焊接工藝的綠色“助手”，傳感系統為焊接工藝的執行“向導”。標準焊接機器人系統焊接機器人系統構成27/431.2.1安全防護裝置

返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標現有市場上應用的工業機器人絕大多數屬于傳統工業機器人，即需要在機器人最大空間邊界使用固定式防護裝置或活動式防護裝置規劃出安全防護空間。安全防護房+安全門鎖+遮光屏安全防護房+安全地毯+遮光屏安全防護房+安全光幕+遮光屏安全防護房+激光區域保護掃描+遮光屏工業機器人系統安全防護裝置28/431.2.2常見安全標志

返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標為預防工業機器人功能測試、編程和操作過程中的安全事故，通常在機器人系統各模塊的醒目位置安裝相應的安全標志。禁止倚靠標志29/431.2.2常見安全標志

返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標編號圖形標志圖標名稱編號圖形標志圖標名稱1當心機器人Warningrobotmoves5當心焊接煙塵Warningweldfumes2當心高壓氣體Warningcompressedgas6當心焊接飛濺Warningweldspatter3注意安全Warningweldinginprogress7當心高溫表面Warninghotsurface4當心弧光Warningarcflash8當心觸電Warningelectricshock常見的工業機器人系統安全標志30/431.2.2常見安全標志

返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標編號圖形標志圖標名稱編號圖形標志圖標名稱9禁止倚靠Noleaning13必須戴防塵口罩Mustweardustproofmask10禁止吸煙Nosmoking14必須穿工作服Mustwearworkingsuite11必須戴安全帽Mustwearsafetyhelmet15必須戴防護手套Mustwearprotectiveglove12必須戴焊接面罩Mustwearweldingmask16必須穿防護鞋Mustwearprotectiveshoes常見的工業機器人系統安全標志（續）31/431.2.3安全操作規程

返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標1、手動模式手動模式分為手動降速模式和手動高速模式。在手動降速模式下，機器人工具中心點的運行速度限制在250mm/s以內，確保機器人現場工程師有足夠的時間從危險運動中脫身或停止機器人運動。在手動高速模式下，機器人能以指定的最大速度運行，適合程序驗證和試運行。使用安全要求嚴禁攜帶水杯和飲品進入安全防護空間。嚴禁用力搖晃和扳動操作機，禁止在操作機上懸掛重物，禁止倚靠機器人。禁止戴手套操作示教盒和操作控制面板，應穿戴好防護服。工程師進入安全防護空間時，應隨身攜帶示教盒。在操作前，應該確認機器人系統安全防護裝置和互鎖功能異常，并確認示教盒能正常工作。點動機器人時，宜選用低速模式。在點動機器人的過程中，應排查規避危險或逃生退路。時刻注意是否存在危險，以便隨時按【緊急停止按鈕】。32/431.2.3安全操作規程

返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標2、自動模式機器人控制系統按照任務程序運行的一種操作方式，也稱為Auto模式或生產模式。使用安全要求執行任務程序前，應確認安全柵欄或安全防護區域內沒有非授權人員停留。檢查安全防護裝置安裝到位且處于運行中，如有人有危險或故障發生，在執行任務前，應排除故障或危險并完成再次測試?，F場工程師僅執行本人編制或了解的任務程序，否則應在手動模式下進行程序驗證。在執行任務時，操作機在短時間內未做任何動作，切勿盲目任務程序執行完畢，此時機器人系統極有可能在等待讓它繼續動作的外部輸入信號。33/431.2.4防護用品穿戴返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標一般來講，機器人作業現場環境較為惡劣，噪聲、弧光、廢氣、飛濺和電磁輻射等可能會危害人體健康，因此在作業開始前機器人現場工程師須穿戴好防護用品。頭部防護身體防護手部防護腳部防護具體要求防護用品穿戴示意34/43典型案例返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標焊接機器人系統安全標志本案例以焊接機器人工作站為例，通過從電、光、熱、氣等多個維度規范管理和維護機器人系統安全標志，深化學生對工業機器人安全常識的認知，為后續安全、高效使用機器人提供基本保證。具體步驟如下：安裝（貼）當心觸電標志安裝（貼）當心弧光標志35/43典型案例返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標安裝（貼）當心高溫表面標志安裝（貼）當心高壓氣體標志36/43本章小結返回目錄本章小結典型案例知識講解國之重器學習導圖學習目標機器人在制造業各領域地應用系統可以看作是工藝系統和執行系統的高度集成。工業機器人按技術等級可以分為計算智能機器人、感知智能機器人和認知智能機器人，計算智能機器人和感知智能機器人的工作原理為示教-再現。從空間領域看，工業機器人的操作空間小于工作空間，工作空間小于最大空間，最大空間小于安全防護空間。37/43拓展閱讀返回目錄知識測評拓展閱讀本章小結國之重器知識講解燈塔傳承智能制造與工業機器人智能制造是基于先進制造技術與新一代信息技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等產品全生命周期，具有自感知、自決策、自執行、自適應、自學習等特征，旨在提高制造業質量、效率效益和柔性的先進生產方式。智能制造系統架構可以從生命周期、系統層級和智能特征三個維度對智能制造所涉及的要素、裝備、活動等內容進行描述。智能制造系統架構38/43拓展閱讀返回目錄知識測評拓展閱讀本章小結國之重器知識講解燈塔傳承隨著勞動力人口下降、人力成本上升以及制造業數字化、智能化改造升級需求日益凸顯，工業機器人在制造業的應用越來越廣闊，其標準化、模塊化、智能化程度也越來越高，并向著成套技術與裝備的方向發展。工業機器人位于智能制造系統架構生命周期的生產和物流環節、系統層級的設備層級和單元層級，以及智能特征的資源要素。工業機器人在智能制造系統架構中的位置39/43知識測評返回目錄知識測評拓展閱讀本章小結典型案例知識講解國之重器一、填空題根據應用環境不同，機器人可分為____________、___________和___________三大類。2.按照機器人“大腦”智能的發展階段，可將工業機器人劃分為三代，分別是____________機器人、__________機器人和__________機器人。3.工業機器人主要由__________、__________以及相應的連接電纜構成。4.___________是安裝在機器人手腕端部機械接口處直接執行任務的裝置，可將其分為__________________和________________兩種類型。5.現在廣泛使用的工業機器人的基本工作原理是____________。操作者手把手教機器人做某些動作，機器人的控制系統以________的形式將其記憶下來的過程稱之為________，機器人按照示教時記錄下來的程序展現這些動作的過程稱之為________。工業機器人服務機器人特種機器人計算智能感知智能認知智能機構模塊控制模塊末端執行器工具型末端執行器夾持型末端執行器示教-再現程序示教再現40/43知識測評返回目錄知識測評拓展閱讀本章小結典型案例知識講解國之重器6.工業機器人的基本動作控制方式主要包括__________和______________兩種。當進行____________運動控制時，機器人末端執行器不僅要保證運動的起點和目標點位姿，而且應保證機器人能沿所期望的軌跡在一定精度范圍內跟蹤運動。7.第一代和第二代工業機器人通常需要使用________防護裝置或________防護裝置確立安全作業空間。8.如下圖所示為________機器人。圖中1是________，2是__________，3是________，4是__________，5是________，6是__________，7是________。題8圖點位控制連續路徑控制連續路徑固定式活動式焊接護欄送絲機構操作機機器人焊槍控制器變壓器焊接電源41/43知識測評返回目錄知識測評拓展閱讀本章小結典型案例知識講解國之重器二、選擇題1.按照從下至上的順序，六軸垂直多關節型機器人本體包括哪些關節？（）①腰關節；②肩關節；③肘關節；④腕關節A．①②

B．①②③C．①②④D．①②③④2.工業機器人一般設置有哪幾種操作模式？（）①手動降速模式（T1模式）；②手動高速模式（T2模式）；③自動模式（Auto模式）A．①②③B．①②C．②③D．①③3.機器人現場工程師防護用品通常包括哪些？（）①安全帽；②防塵口罩；③防護眼鏡；④防護鞋；⑤防護手套A．①②③④B．①②③C．②③④⑤D．①②③④⑤4.工業機器人系統組成主要有哪幾部分？（）①工業機器人；②工藝系統及輔助設備；③末端執行器；④傳感系統A．①②③B．②③④C．①②③④D．①②④DADC42/43知識測評返回目錄知識測評拓展閱讀本章小結典型案例知識講解國之重器三、判斷題1.焊接煙塵治理的兩種途徑，一是采用單機移動式煙塵凈化器，二是采用中央/集成式煙塵凈化系統。（）2.機器人運動學正解是已知一機械桿系兩個部件坐標系間的關系，求該桿系關節各坐標值的數學關系。（

）3.工業機器人的驅動器布置大都采用一個關節一個驅動器，且基本采用伺服電機驅動。（）4.工業機器人的臂部傳動多采用諧波減速器，腕部則采用RV減速器。（）5.機器人控制器是人與機器人的交互接口。（）6.按應用領域可將工業機器人劃分為焊接機器人、搬運機器人、裝配機器人、碼垛機器人和涂裝機器人等。（）7.當操作機器人控制器操作面板或示教盒時，工作人員可以穿戴手套操作。（)

8.機器人內部傳感器主要用于感知外部環境狀態。（）√╳√╳╳√╳╳43/43工業機器人系統與編程詳解第2章

小試牛刀，機器人簡單任務編程項目任務第2章機器人簡單任務編程學習目標國之重器學習導圖知識講解典型案例本章小結拓展閱讀任務2.1工業機器人系統運動軸2.1.1

機器人系統運動軸2.1.2機器人點動坐標系2.1.3示教盒按鍵與界面2.1.4機器人的點動方式2.2.2機器人編程方法2.2.3運動軌跡的編程任務2.2機器人搬運任務編程2.2.4程序創建與測試2.2.1機器人編程內容場景延伸知識測評學習目標1/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸技能訓練能夠選擇合適的機器人點動坐標系和運動軸，并以恰當的方式點動機器人。能夠遵循安全操作規程，使用示教盒實時查看和精確調整機器人位姿。能夠創建機器人任務程序，完成機器人搬運作業的示教編程。知識學習能夠辨識機器人系統運動軸類別，闡明關節和世界坐標系中機器人的運動規律。能夠識別機器人示教盒按鍵功能，點動機器人運動。能夠歸納機器人編程的主要內容和基本流程，規劃機器人運動路徑。素養提升培養學生尊重事實、獨立思考的科學精神，增強國家認同、文化自信和社會責任感。鼓勵學生遵守技術規范，建立職業操守，培養勇于創新、善于交流的團隊協作能力和創新思維，提升解決復雜工程問題的實踐能力。知識地圖2/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸國之重器3/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸金安金沙江大橋，是中國云南省麗江市連接永勝縣與古城區的過江通道，位于金沙江水道之上，是成都至麗江高速公路與華坪至麗江段的控制性工程。工業機器人在預制橋梁的搬運、吊裝以及橋梁檢測、大型設備的裝配與搬運或在高溫、低濕、輻射及高空等危險環境中進行無人搬運等多個領域都有應用。工業機器人在搬運大型設備方面具有顯著的優勢和潛力，未來隨著技術的不斷進步和應用場景的拓展，它們將在更多的領域得到應用和發展，為中國經濟的持續發展做出更大的貢獻。

工業機器人在橋梁建設中既幫助解決橋梁建設中的人員問題，又提升了物資的搬運的運輸效率。工業機器人的“默默奉獻”，對做好基層建設、供給基礎物資、筑牢安全防線具有重大的意義。搬運機器人2.1.1機器人系統運動軸4/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸按照運動軸的所屬系統關系的不同，可將工業機器人系統的運動軸劃分為兩類:一是本體軸，主要指構成機器人本體（操作機）的各關節運動軸，屬于工業機器人。二是附加軸，除機器人本體軸以外的運動軸，包括移動或轉動機器人本體的基座軸（如線性滑軌，屬于工業機器人)、移動或轉動工件的工裝軸（如焊接變位機，屬于周邊輔助設備）等。本體軸和基座軸主要是實現機器人末端執行器或工具中心點（TCP）的空間定位與定向，而工裝軸主要是支承工件并確定其空間走位。工業機器人系統運動軸的構成5/51主要原因學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸（1）本體軸第一代商用工業機器人（計算智能機器人）基本采用六軸垂直關節型機器人本體。2.1.1機器人系統運動軸序號制造商機器人品牌本體示例運動軸名稱1MediaKUKA6--A6軸副關節軸5--A5軸4--A4軸3––A3軸主關節軸2--A2軸1--A1軸2ABBABB6––軸6副關節軸5––軸5(5)4––軸43––軸3主關節軸2––軸21--軸1六軸垂直關節型機器人本體軸的命名5/51主要原因學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.1.1機器人系統運動軸序號制造商機器人品牌本體示例運動軸名稱3YASKAWAMOTOMAN6--T軸副關節軸5--B軸4--R軸3––U軸主關節軸2--L軸1--S軸4FANUCFANUC6--J6軸副關節軸5--J5軸4--J4軸3--J3軸主關節軸2--J2軸六軸垂直關節型機器人本體軸的命名（續）6/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸第二代商業工業機器人(感知智能機器人）大多采用七軸垂直關節型機器人本體。與第一代機器人相比較，第二代機器人多出一根肘關節軸，可以模擬人體手臂的扭轉動作。1—S/A1軸;2—LI/A2軸;3—E/A3軸;4一U/A4軸;5—R/A5軸;6一B/A6軸;7一T/A7軸七軸工業機器人本體軸的命名2.1.1機器人系統運動軸7/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸（2）附加軸基座軸、工裝軸等附加軸來提高系統集成應用的靈活性和費效比。基座軸的集成是將機器人本體以落地、倒掛和側掛等形式安裝在某一移動平臺上，形成混聯式可移動機器人，通過移動平臺的移動軸(P)和/或轉動軸(R)模仿人體腿部的移動功能。2.1.1機器人系統運動軸1——E1軸;2—E2軸;3—E3軸工業機器人基座軸的類型8/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸工裝軸能將工件(或作業對象）移動、轉動至合適的位置，輔助機器人在執行任務過程中保持良好的工藝姿態，確保產品質量的穩定性和一致性。2.1.1機器人系統運動軸1——E1軸;2—E2軸;3—E3軸工業機器人工裝軸的類型2.1.2機器人點動坐標系9/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸（1）坐標系概述在機器人示教過程中，機器人控制器通過運動學正解求取工具坐標系和(參考）機座坐標系間的數學關系。機器人再現時，通過運動學逆解求取工具坐標系和（參考)機座坐標系間關節各坐標值的數學關系。工業機器人點動坐標系示意10/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.1.2機器人點動坐標系序號坐標系名稱坐標系描述1世界坐標系OwXwYw

Zw俗稱絕對坐標系、大地坐標系,它是與機器人的運動無關,以地球為參照系的固定坐標系。世界坐標系的原點Ow由用戶根據需要確定。+Zw軸與重力加速度矢量共線,但其方向相反。+Xw軸由用戶根據需要確定,一般與機座尾部電纜進入方向平行。+Yw軸按右手定則確定2機座坐標系ObXbYbZb俗稱基坐標系,它是參照機座安裝面所定義的坐標系。機座坐標系的原點Ob由機器人制造商規定,一般將機器人本體第1根軸的軸線與機座安裝面的交點定義為原點。+Zb軸的方向垂直于機器人安裝面,指向其機械結構方向。+Xb軸的方向由原點開始指向機器人工作空間中心點在機座安裝面上的投影,通常為機座尾部電纜進入方向。+Yb軸的方向按右手定則確定3機械接口坐標系OmXmYmZm參照機器人本體末端機械接口的坐標系。機械接口坐標系的原點Om是機械接口(法蘭)的中心。+Zm軸的方向垂直離開機械接口中心,即垂直法蘭向外。+Xm軸的方向由機械接口平面和YbZb平面(或平行于XbYb平面)的交線來定義,并且+Xm平行于+Zb軸(+Xb軸),同時機器人的主、副關節軸處于運動范圍的中間位置,即由法蘭中心指向法蘭定位孔方向。+Ym軸的方向按右手定則確定4工具坐標系OtXtYtZt參照安裝在機械接口的末端執行器的坐標系,相對于機械接口坐標系而定義。工具坐標系的原點Ot是工具中心點(TCP)。+Zt軸的方向與工具相關,通常是工具的指向。用戶設置前,工具坐標系與機械接口坐標系的原點和坐標軸方向重合5移動平臺坐標系OpXpYpZp移動平臺坐標系的原點Op就是移動平臺的原點。+Xp軸的方向通常指的是移動平臺的前進方向。+Zp軸的方向通常指的是移動平臺向上的方向。+Yp軸的方向按右手定則確定6工作臺坐標系OkXkYkZk參照工作臺定義的坐標系,相對于機座坐標系而定義。工作臺坐標系的原點Ok通常選擇在工作臺的某一角,如左上角。+Zk軸的方向垂直離開工作臺面,即垂直工作臺面向外。+Yk軸的方向一般沿著工作臺面的長度或寬度方向,與+Yb軸的指向相同。+Xk軸的方向按右手定則確定。用戶設置前,工作臺坐標系與機座坐標系的原點和坐標軸方向完全重合7工件坐標系OjXjYjZj俗稱用戶坐標系,參照某一工件定義的坐標系,相對于機座坐標系而定義。用戶設置前,工件坐標系與機座坐標系的原點和坐標軸方向完全重合常見的工業機器人點動坐標系11/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.1.2機器人點動坐標系（2）關節坐標系關節坐標系(jointcoordinatesystem）是固接在機器人系統各關節軸線上的一維空間坐標系。運動類型軸名稱動作示例運動類型軸名稱動作示例手臂回轉J1軸手臂伸縮J2軸轉動手臂俯仰J3軸轉動手腕彎曲J5軸手腕扭轉J4軸手腕回轉J6軸12/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.1.2機器人點動坐標系（3）世界坐標系世界坐標系(worldcoordinatesystem）是與機器人運動無關、參照大地的不變坐標系，也稱絕對坐標系、大地坐標系。運動類型軸名稱動作示例運動類型軸名稱動作示例

沿X軸移動X軸繞X軸轉動W軸沿Y軸移動Y軸轉動繞Y軸轉動P軸沿Z軸移動Z軸繞Z軸轉動R軸2.1.3示教盒按鍵與界面13/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸認知機器人系統運動軸及其在點動坐標系中的運動特點，即“動什么”之后，接下來需要解決“如何動”問題，這離不開多功能智能人機交互終端——示教盒。（1）按鍵布局14/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸(2）界面窗口除物理鍵控開關操作外，機器人示教盒具有的點動、調試、監控等功能還可以通過（彈出）菜單、界面及軟鍵控開關等方式實現。①界面顯示2.1.3示教盒按鍵與界面機器人示教盒的界面顯示（FANUC）15/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸當進行機器人功能測試、程序驗證等較復雜操作時，需要及時查閱系統I/O狀態，此時可以通過【上擋鍵】+【分屏鍵】組合鍵，分割示教盒液晶界面，然后單獨點按【分屏鍵】在多界面之間切換。2.1.3示教盒按鍵與界面機器人示教盒的界面分割與切換16/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸②菜單選擇機器人示教盒的菜單可以分成四類:主菜單、輔助菜單、功能菜單和彈出菜單。2.1.3示教盒按鍵與界面機器人示教盒的彈出菜單17/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸③數值和字符串輸入

在機器人任務程序創建和編輯過程中，經常需要變更指令參數，即交互輸入數字和字符串等。2.1.3示教盒按鍵與界面機器人示教盒的交互輸入2.1.4機器人的點動方式18/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸在手動模式(T1模式和T2模式)下，機器人現場工程師需要經常手動控制機器人以時斷時續的方式運動，即“點動”工業機器人。一般來講，點動工業機器人有增量點動和連續點動兩種操控方式。（1）增量點動機器人增量點動機器人適用于手動操作和任務編程時離目標（指令）位姿較近的場合，主要是對機器人末端執行器(或工件）的空間位姿進行精細調整。增量點動工業機器人2.1.4機器人的點動方式19/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸在手動模式(T1模式和T2模式)下，機器人現場工程師需要經常手動控制機器人以時斷時續的方式運動，即“點動”工業機器人。一般來講，點動工業機器人有增量點動和連續點動兩種操控方式。（2）連續點動機器人連續點動機器人適用于手動操作和任務編程時離目標（指令）位姿較遠的場合，主要是對機器人末端執行器(或工件）的空間位姿進行快速粗調整。連續點動工業機器人20/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸無論是增量點動機器人還是連續點動機器人，均應遵循手動操控機器人的基本流程。2.1.4機器人的點動方式點動工業機器人的基本流程21/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸工業機器人零點校準以FANUCLRMate200iD機器人本體主關節軸J1的零點丟失為例。該軸的機械參考點已發生偏離，如何點動機器人J1軸至0°位置（零點標記對齊的位置)?嘗試在關節坐標系中增量點動機器人完成零點標記對齊，深化對機器人系統“何時以何種方式動何關節運動軸”的理解，為后續機器人任務編程夯實基礎。典型案例工業機器人本體零點校準場景延伸22/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸以8軸FANUCARCMate100iC機器人焊接系統（6根本體軸+2根工裝軸）為例，完成小型主管道和4個馬鞍形法蘭接頭的焊接任務，如何手動調整機器人工裝軸E1和E2，將工件變換至合適的待焊位置?諸如機器人焊接、切割、磨削和涂裝等制造工序的工藝過程穩定性將直接影響到產品的加工質量，一方面單純依賴機器人本體無法保持末端執行器的良好姿態，另一方面稍微復雜零部件的成型加工往往需要變位來滿足機器人動作的可達性，此時系統集成商在為客戶設計機器人系統集成方案時，通常會考慮使用附加基座軸和/或工裝軸。工業機器人系統工裝軸控制2.2.1機器人編程內容23/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸基于機器人的示教-再現工作原理，實施“機器代人”“機器換人”計劃，需事先“調教”機器人。換而言之，工業機器人任務編程的主要內容，包括運動軌跡、工藝條件和動作次序。工業機器人任務程序界面學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸24/51目前常用的工業機器人任務編程方法有兩種，示教編程和離線編程。焊接機器人的編程方法2.2.2機器人編程方法學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸25/51（1）示教編程

編程員直接手動拖拽機器人末端執行器，或通過示教盒點動機器人逐步通過指定位置，并用機器人文本或圖形語言（如FANUC機器人的KAREL語言、ABB機器人的RAPID語言等）記錄上述目標位置、焊接條件和動作次序。焊接機器人的示教編程2.2.2機器人編程方法學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸26/51（2）離線編程

在與機器人分離的專業軟件環境下，建立機器人及其工作環境的幾何模型，采用專用或通用程序語言，以離線方式進行機器人運動軌跡的規劃編程。離線編制的程序通過支持軟件的解釋或編譯產生目標程序代碼，最后生成機器人軌跡規劃數據。焊接機器人的離線編程2.2.2機器人編程方法學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸27/51焊接機器人的示教包括示教前的準備、任務程序的創建和任務程序的手動測試等主要環節；再現則是通過本地或遠程方式自動運轉優化后的任務程序。焊接機器人任務示教與再現的基本流程2.2.2機器人編程方法28/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸⑴路徑規劃

連接起點位置和終點位置的序列點或曲線稱為路徑(path)，而構成路徑的策略稱為路徑規劃(pathplanning)。2.2.3運動軌跡的編程機器人搬運作業路徑規劃29/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸⑵末端執行器姿態

機器人路徑規劃意在找出機器人完成作業任務所經過的一系列路徑點和停止點。2.2.3運動軌跡的編程夾持器運動規劃30/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸（3）運動指令機器人運動指令主要由動作類型、位置坐標、運動速度、定位方式和附加選項等五大要素構成，不同品牌的機器人指令要素呈現形式有所不同。2.2.3運動軌跡的編程工業機器人運動指令的五大要素31/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.3運動軌跡的編程序號運動指令指令功能指令示例(FANUC)1關節運動指令以點到點方式(PTP)控制機器人移至目標指令位姿的基本指令,機器人各運動軸同時加/減速,工具中心點(TCP)的運動軌跡通常為非線性,且移動過程中末端執行器姿態不受控制,適用于原點、過渡點和參考點編程JP[1]50%FINE//原點/在保持機器人末端工具姿態自由前提下,機器人所有關節運動軸同時加速(手動模式時最大運動速度的50%)移向指令位姿P[1],待工具中心點(TCP)到達P[1]位置時,所有關節運動軸同時減速后停止2直線運動指令以線性插補方式對從運動起點到終點的工具中心點(TCP)運動軌跡(含工具姿態)進行連續路徑控制(CP),適用于作業點編程JP[3]30%FINE/抓取臨近點LP[4]50cm/minFINE/抓取點//機器人攜帶夾持器從指令位姿P[3]出發,按照預設的運動速度50cm/min線性移向抓取點P[4],并在此指令位姿處減速停止3圓弧運動指令以圓弧插補方式對從圓弧起點,經由圓弧中間點,移向圓弧終點的工具中心點(TCP)運動軌跡(含工具姿態)進行連續路徑控制(CP),適用于作業點編程LP[3]50cm/minFINE/圓弧軌跡起點CP[4]/圓弧軌跡中間點P[5]50cm/minFINE//圓弧軌跡終點//機器人攜帶末端執行器從指令位姿P[3]出發,按照預設的運動速度50cm/min,經由圓弧中間點P[4],以圓弧方式移向圓弧終點P[5],并在此指令位姿處減速停止常見的工業機器人運動指令及功能32/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.4程序創建與測試（1）任務程序構成

機器人任務程序的構成包含兩部分:數據聲明和指令集合。前者是機器人任務編程過程中形成的相關數據（如指令位姿數據)，以規定的格式予以保存。后者是機器人完成具體操作的編程指令程序，一般由行號碼、行標識、指令語句和程序結構記號等構成。工業機器人任務程序的構成33/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.4程序創建與測試序號指令類別指令描述執行對象指令示例(FANUC)1運動指今對工業機器人系統各關節運動軸(含附加軸)轉動和移動控制的相關指令,用于機器人運動軌跡編程機器人系統J、L、A、C、Weave等2工藝指令對機器人焊接和碼垛等進行控制以及工藝條件設置的相關指令,用于機器人工藝條件編程工藝系統WeldStart,WeldEnd,PALLET-IZING-B、PALLETIZING-END等3信號處理指令對機器人信號輸入輸出通道進行操作的相關指令,包括對單個信號通道和多個信號通道的輸出和讀取等,用于機器人動作次序編程工藝輔助設備DO、DI、AO、AI、PULSE等4流程控制指令對機器人操作指令執行順序產生影響的相關指令,用于機器人動作次序編程機器人系統CALL、WAIT、IF、JMP、LBL等5數據運算指令對程序中相關變量進行數學或布爾運算的指令,用于機器人動作次序編程+、一、*、/、MOD、DIV等工業機器人常用的五類編程指令34/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.4程序創建與測試（2）任務程序編輯①指令位姿編輯插入指令位姿35/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.4程序創建與測試編輯類別編輯步驟插入1、移動光標位置。在手動模式下,使用【方向鍵】移動光標至待插入示教點的下一行行號。2、選擇插入選項。點按【翻頁鍵】,依次選擇界面功能菜單(圖標)欄的“編輯”→“插入”,此時界面底部彈出“插入多少行?”輸入提示。3、輸入插入行數。使用【數字鍵】輸入插入行數,按【回車鍵】確認。4、點動機器人。握住【安全開關】的同時,使用【上檔鍵】+【運動鍵】組合鍵,點動機器人至目標位置,如圖2-26所示。5、記憶目標點。依次點按【翻頁鍵】→【功能菜單】(點),選擇合適的運動指令,記憶并插入新的指令位姿至光標所在行。變更1、移動光標位置。在手動模式下,使用【方向鍵】移動光標至待變更示教點所在行的行號。2、點動機器人。握住【安全開關】的同時,使用【上檔鍵】+【運動鍵】組合鍵,點動機器人至新的目標位置,如圖2-27所示。3、重新記憶目標點。根據需要按【翻頁鍵】,使用【上檔鍵】+【功能菜單】(記憶)組合鍵,記憶覆蓋新的指令位姿至光標所在行的示教點。刪除1、移動光標位置。在手動模式下,使用【方向鍵】移動光標至待刪除示教點所在行的行號。2、選擇刪除選項。根據需要按【翻頁鍵】,依次選擇界面功能菜單(圖標)欄的“編輯”→“刪除”,此時界面底部彈出“是否刪除行?”提示。3、刪除目標點。點按【功能菜單】(是),確認刪除光標所在行的示教點及指令語句。機器人指令位姿的插入、變更和刪除（FANUC）36/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.4程序創建與測試（2）任務程序編輯②指令語句編輯變更指令位姿37/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.4程序創建與測試編輯類別編輯步驟剪切1、移動光標位置。在手動模式下,使用【方向鍵】移動光標至待開始剪切的指令語句的行號。2、選擇剪切選項。根據需要按【翻頁鍵】,依次選擇界面功能菜單(圖標)欄的“編輯”→“復制/剪切”。3、選擇指令語句(序列)。點按【功能菜單】(選擇),使用【方向鍵】選中待剪切的指令語句(序列)(行號碼底色變為黑色)。4、剪切指令語句(序列)。選擇界面功能菜單(圖標)欄的“剪切”,所選指令語句(序列)從任務程序文件中刪除,并被暫存于剪貼板。復制1、移動光標位置。在手動模式下,使用【方向鍵】移動光標至待開始復制的指令語句的行號。2、選擇復制選項。根據需要按【翻頁鍵】,依次選擇界面功能菜單(圖標)欄的“編輯”→“復制/剪切”。3、選擇指令語句(序列)。點按【功能菜單】(選擇),使用【方向鍵】選中待復制的指令語句(序列)(行號碼底色變為黑色)。4、復制指令語句(序列)。選擇界面功能菜單(圖標)欄的“復制”,所選指令語句(序列)被暫存于剪貼板。粘貼1、移動光標位置。在手動模式下,使用【方向鍵】移動光標至待插入指令語句的下一行行號。2、粘貼指令語句(序列)。依次選擇界面功能菜單(圖標)欄的“粘貼”→“POS”,暫存于剪貼板的指令語句(序列)序列被順序插入到光標所在行的上一行。當依次選擇界面功能菜單(圖標)欄的“粘貼”→“R-POS”“RM-POS”,暫存于剪貼板的指令語句(序列)被倒序插入到光標所在行的上一行。機器人指令語句的剪切、復制和粘貼38/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸2.2.4程序創建與測試（3）任務程序測試單步程序驗證程序測試運轉1、在手動模式下,移動光標至程序首行。2、激活單步程序驗證功能。點按【單步鍵】,激活任務程序單步驗證功能。3、消除機器人報警信息。輕握【安全開關】,點按【復位鍵】,消除機器人系統報警信息。4、單步測試指令語句。輕握【安全開關】,同時按住【上檔鍵】+【前進鍵】,程序自上而下順序單步執行,每執行一條指令語句或每到達一個示教點,自動停止運行。同理,輕握【安全開關】,同時按住【上檔鍵】+【后退鍵】,程序自下而上順序單步執行,每執行一條指令語句或每到達一個示教點,自動停止運行。5、重復步驟4直至執行全部任務程序。1、在手動模式下,移動光標至程序首行。2、激活程序測試運轉功能。點按【單步鍵】,激活任務程序連續測試功能。3、消除機器人報警信息。輕握【安全開關】,點按【復位鍵】,消除機器人系統報警信息。4、連續測試指令語句。輕握【安全開關】的同時保持按住【上檔鍵】,點按【前進鍵】一次,程序自上而下順序連續執行,直至執行最后一條指令語句或到達最后一個指令位姿(如返回HOME)。工業機器人任務程序驗證及測試運轉39/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸典型案例本案例要求采用示教編程方法，通過機器人攜帶（兩指）夾持器，嘗試將（圓形）物料從托盤抓取并搬運至帶式輸送機指定位置，完成機器人搬運作業的簡單示教編程,深化對機器人任務編程內容、方法和流程的理解。40/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸典型案例策略分析:機器人搬運任務編程相對容易，是機器人上下料、分揀和碼垛等任務編程的基礎。使用機器人抓取、移載和釋放(圓形）物料一般需要5～6個目標指令位姿。41/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸典型案例指令位姿備注指令位姿備注指令位姿備注1原點(HOME)3抓取點5釋放參考點2抓取參考點4過渡點6釋放點機器人搬運作業的指令位姿機器人搬運指令位姿示意42/51學習目標學習導圖國之重器知識講解典型案例場景延伸場景延伸以井式供料機為例，機器人攜帶（兩指）夾持器，嘗試將(圓形）物料從供料機的出口位置抓取并搬運至帶式輸送機，經由機器人控制器，井式供料機不間斷地輸送物料，如何調整機器人搬運任務程序實現連續搬運作業?井式供料機是實現流水作業自動化的一種輔助性設備，其主要功能是將已加工或尚未加工的(半）成品從貯料倉或其他貯料設備中均勻或定量地供給，以滿足生產和加工的需要。機器人連續搬運作業示意43/51國之重器知識講解典型案例場景延伸本章小結知識測評本章小結

工業機器人系統通過本體軸和基座軸的協同運動，以及與工裝軸的協調運動實現機器人末端執行器或工具中心點（TCP）的空間定位與定向。

快速、便捷地完成機器人空間重定位和/或重定向需要適時選擇恰當的點動坐標系和坐標（運動）軸。

運動軌跡、工藝條件和動作次序是工業機器人任務編程的主要內容。路徑規劃是機器人運動軌跡編程的關鍵，意在找出機器人完成作業任務所經過的一系列安全路徑點和停止點。

機器人搬運軌跡指令位姿主要是在關節坐標系和世界坐標系中完成示教，其編制方法有示教編程和離線編程兩種。44/51國之重器知識講解典型案例場景延伸本章小結擴展閱讀擴展閱讀概括來講，機器人離線編程軟件具有數據管理、用戶管理、文本轉換、數據傳輸及動畫模擬等功能。借助離線編程軟件，機器人系統集成商和現場工程師可以針對項目(客戶）要求，直觀設置和觀察機器人位姿、動作、干涉等情況。工業機器人系統方案設計與離線仿真工業機器人的虛擬仿真教學培訓知識測評45/51一、填空題擴展閱讀知識準備任務提出燈塔傳承學習導圖知識測評作為調試、編程、監控、仿真等多功能智能交互終端,主要由

、

以及外設接口等種組成。2.工業機器人任務編程的主要內容包括

、

和

三個部分。3.機器人完成直線軌跡作業一般僅需

個指令位姿（直線的

點）,插補方式選

。

是在與機器人分離的專業軟件環境下,建立機器人及其工作環境的幾何模型,采用專用或通用程序語言,以離線方式進行機器人運動軌跡的規劃編程。5.一般來講,點動工業機器人有

和

兩種操控方式。（物理）按鍵顯示屏運動軌跡工藝條件動作次序兩兩端線性/直線離線編程增量點動連續點動知識測評46/51二、選擇題擴展閱讀知識準備任務提出燈塔傳承學習導圖知識測評A1.第一代和第二代工業機器人系統基本都配置有(

)等機器人點動坐標系。①關節;②世界;③工具;④工件(用戶)A.①②③④B.①②③C.②③④D.①③④2.機器人完成搬運作業的任務程序,一般由（）等組成①程序結構記號;②行標識;③行號碼;④指令語句②③④B.①②③C.①②④D.①②③④3.工業機器人運動指令的要素構成包括(

)。①動作類型;②位置坐標;③運動速度;④定位方式;⑤附加選項A.①②③④⑤B.①②⑤C.①②④D.①②③④DA知識測評47/51三、判斷題1.本體軸和基座軸用于機器人末端執行器或工具中心點（TCP)的空間定位與定向，而工裝軸主要是輔助工件完成空間定位。()2.坐標系是為確定工業機器人的位姿而在機器人本體上進行定義的位置指標系統。（）3.在關節坐標系中，工業機器人系統各運動軸均可實現單軸正向、反向轉動(或移動)。()4.增量點動機器人適用于手動操作和任務編程時離目標（指令）位姿較遠的場合，主要是對機器人末端執行器（或工件）的空間位姿進行快速粗調整。()5.當產品結構件體積或質量較大時，可以通過賦予工業機器人“下肢”移動功能來提高機器人利用率和拓展其作業空間。()6.機器人單步測試程序的目的是為確認示教生成的動作以及工具指向位置是否記憶。（）7.工業機器人的任務編程可采用在線和離線兩種方式。（）8.弧形軌跡通常示教兩個目標指令位姿（圓弧軌跡起始點和結束點)，各端點之間的連續路徑運動則由機器人控制系統的路徑規劃模塊通過插補運算生成。()√√√X√√擴展閱讀知識準備任務提出燈塔傳承學習導圖知識測評√X工業機器人系統與編程詳解第3章

蓄勢待發，機器人移栽任務編程項目任務3.2.1

碼垛基本原理3.2.2

碼垛工藝指令3.2.3碼垛程序編程

3.2.4

碼垛程序執行

任務3.1機器人上下料任務編程任務3.2機器人碼垛任務編程3.1.2

輸入輸出信號3.1.1

上下料的動作次序3.1.3信號處理指令3.1.4流程控制指令第3章

蓄勢待發，機器人移栽任務編程學習目標學習導圖典型案例知識測評知識講解國之重器本章小結拓展閱讀場景延伸知識、技能、素養能夠辨識機器人動作干涉區間，基于信號互鎖原理實現機器人系統聯鎖控制。能夠說明機器人通用I/O信號和專用I/O信號的差異性。能夠歸納機器人上下料和碼垛任務編程的流程，規劃機器人動作次序和工藝條件。知識學習返回目錄1/50技能訓練素養提升能夠調用信號處理指令和流程控制指令完成機器人上下料作業的示教編程。能夠搭建機器人碼垛系統并調用碼垛工藝指令完成機器人碼垛作業的離線編程。能夠熟練配置貨垛垛形、貨垛位置和堆垛路徑等機器人碼垛工藝參數。提升學生對國家基建發展的制造業先進技術的關注意識，培養其技術自信、職業自信等卓越品質。提升學生解決復雜工程問題的能力。引導學生創新拓展，勇于投身高效性、智能化、可靠性的機器人工程建設。場景延伸典型案例知識講解學習導圖學習目標國之重器返回目錄知識地圖2/50場景延伸典型案例知識講解學習導圖學習目標國之重器國之重器智能機器人分揀系統通常由多個機器人組成，每個機器人都配備了先進的傳感器和計算機視覺技術，能夠自動識別貨物的標簽、尺寸、重量等信息，并將其歸類到相應的貨箱或運輸車輛中。機器人之間可以通過無線網絡進行通信，協調工作，確保分揀過程的順利進行。此外，港口智能機器人分揀系統還可以與港口的其