工业机器人技术基础及应用配套ppt课件.pptx
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1、工业机器人技术基础及应用,Industrial Robot Field Programming,课程概览,项目一工业机器人概述,工业机器人概述工业机器人的分类及应用,第一部分什么是工业机器人?,在中国,机器人专家从应 用环境出发,将机器人分为两 大类,即工业机器人和特种机 器人。工业机器人就是面向工业领 域的多关节机械臂或多自由度 机器人。特种机器人则是除工业机器 人之外的,用于非制造业并服 务于人类的各种先进的机器人。 包括:服务型机器人、水下机 器人、娱乐机器人、军用机器 人、农业机器人等。,工业机器人技术作为20世纪 人类最伟大的发明之一,自20 世纪60年代初问世以来,经历40多年的发
2、展已取得长足的进 步。工业机器人在经历了诞 生成长成熟期后,已成为 制造业中必不可少的装备,据 统计世界上约有将近90万台工业 机器人正与工人共同工作在各 条工业战线上。,什么是工业机器人?,第二部分工业机器人行业分析,2012 年以来,工业机器人的市场正以年均 15.2%的速度快 速增长。据 IFR 统计显示,2016 年全球工业机器人销售额首次突破 132 亿美元, 其中亚洲销售额 76 亿美元,欧洲销售额 26.4 亿美元, 北美地区销售额达到 17.9 亿美元。,截止 2016 年,我国工业机器人销量同比增长 31.3%。预计到 2020 年,国内工业机器人市场规模将进一步扩大到 58
3、.9 亿美元。,机晷人密度,700,-,631,600,500400 /,;F,309,300,200,100,。,89,厂 一 江,-,6h1,全球平均,1 韩国3 德国4 日 本7美国23中国,机器人使用密度: 台 万人数据来源 2017年IFR. (国际机器人联盟)全球机器人密度报告,按照工信部的发展规划,到2020年,工业机器人装机量将达到 百万台,而与之相对应的人才需求 将到达20万人,而现如今,人才紧 缺正在影响着工业机器人在国内的 推广与普及,多地已经出现相关技 术人才招聘难的问题,工业机器人 人才培养迫在眉睫。,对工业机晷人应用领域核心岗位,-一I,点焊,汽丰签车 生产汽车 家
4、茹件食,托焊 装尧l 加工牧沪- 抸运 码豕拾取及包装机床上下料 贲、:会及 涂装电动注茎机 应用小型加 工中心庄用,J,品饮料佥 属加工IT 屯子铸造 锻压橡胶望料复合材料汗龟 淏工程机 椋玻痉行 业钊药工 业医疗设 备苍淀荽 送材料家 具造纸印弓1生活 消费品教育均讥,I 核心岗位1,机器入制机异人本仁经装,造企业,机器人控制柜红装机器人连机谔试兀异人峚机检汇机器人专项技术吁发,几器 人 茎机的研发工业机吞入本仁的维修,机吾入系 机器人工作站安装 统集成企机器人工作站讨试,业,机吾人工作站设计机器人工作站维护与侠养,几器 人 工作站仿哀与设计 机器人的铁包录终使用 现动运行人员 企业现元换
5、作入员技术员(栈考工艺鸦叁)专项(焊按)技术员设备保全,7%,7%,14%,圈操作使用 圈技术支持,安装调试国维修、维护,方案、验证 销售、市场亘其它,第三部分 工业机器人品牌,工业机器人品牌一、发那科(FANUC)日本二、库卡(KUKA Roboter Gmbh)德国 三、那智(NACHI)不二越日本四、川崎机器人Kawasaki robot日本 五、ABB Robotics机器人瑞典六、史陶比尔(Staubli)瑞士 七、柯马(COMAU)意大利八、爱普生(DENSO EPSON)机器人(机械手)日本 九、日本安川(Yaskawa Electric Co.)日本十、新松(SIASUN)机器
6、人中国,工业机器人品牌,工业机器人四大家族,我国工业机器人发展态势,我国工业机器人起步较晚,但发展很快,70年代的萌芽期,80年代的开发期,90年 代的实用化期 。先后研制出了点焊、弧焊、 装配、喷涂、切割、搬运、包装码 垛等各 种用途的工业机器人, 到2014年中国成为 全球最大的机器人市场。,感谢您的观看!,演示者2020-12-02 14:40:46-本PPT模板部分元素使用了 幻灯片母版制作。如果需 要修改,点击-视图-幻灯 片母版-修改;完成后关闭 编辑母版即可。,Industrial Robot Field Programming,工业机器人技术基础及应用,演示者2020-12-0
7、2 14:46:31-本PPT模板部分元素使用了 幻灯片母版制作。如果需 要修改,点击-视图-幻灯 片母版-修改;完成后关闭 编辑母版即可。,课程概览,项目一工业机器人概述,工业机器人概述工业机器人的分类及应用,第一部分 工业机器人的分类,工业机器人的分类工业机器人在分类时可按照功能、结构、关节 数量、应用领域等条件进行分类,这里我们从最直 观的关节数与结构为例对工业机器人分为:串联六 关节机器人、并联三/四关节机器人(Delta)、水平四关节机器人(SCARA)、七关节机器人(喷涂、 协作)。,工业机器人的分类及选型,串联六关节型机器人串联六关节型工业机器人是当今工业领域中最 常见的工业机器
8、人的形态之一,适合用于诸多工业 领域的机械自动化作业。比如,自动装配、加工、 搬运、焊接(点焊、弧焊)、表面处理、测试、测 量等工作。,工业机器人的分类及选型,四关节型机器人(搬运、码垛)工业四关节型机器人相对于六关节型机器人省 去了第五关节(腕关节)和第四关节(小臂旋转), 这种机器人在搬运、码垛中有着更快和更为稳定的 节拍,在相同臂展及结构下,四关节机器人相比六 关节机器人拥有的负载相对更大一些,这更有助于 快速的搬运重物。,工业机器人的分类及选型,水平四关节机器人(SCARA)7、 SCARA机器人有3个旋转关节,其轴线相 互平行,在平面内进行定位和定向运动。另一个关 节是移动关节,用于
9、完成机器人末端在垂直于平面方向上的运动。SCARA机器人广泛应用于塑料工业、 汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。它的主要职能是快速搬取零件和装配工作。,工业机器人的分类及选型,工业机器人的分类及选型,并联三/四关节机器人(Delta)Delta机器人又名并联机器人或蜘蛛手机器人, 具有3个空间自由度和1个转动自由度,通过示教编 程或视觉系统捕捉目标物体,由三个并联的伺服轴 确定抓具中心(TCP)的空间位置,实现目标物体 的快速拾取、分拣、装箱、搬运、加工等操作。主 要应用于乳品、食品、药品和电子产品等行业,具有 重量轻、体积小、速度快、定位精、成本低、效率 高等特点。,人机协作
10、型机器人9、人机协作型机器人是设计和人类在共同工作 空间中有近距离互动的机器人,这种机器人可以完 成灵活度要求较高的精密电子零部件的装配与分拣 工作,在工作时能与人类并肩作战,机器人全身都 覆盖有感知装置,即使在工作中触碰到人类也能及 时做出相应的反应以便可以继续作业。,工业机器人的分类及选型,七关节喷涂型机器人喷涂机器人其腕部一般有23个自由度,可灵 活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕, 既可向各个方向弯曲,又可转动,其动作类似人的 手腕,能方便地通过较小的区域伸入工件内部,喷 涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动,具有 动作速度快、防爆性能好等特点,可通过手把手示 教或点位示数来
11、实现示教。喷漆机器人广泛用于汽 车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。,工业机器人的分类及选型,第二部分 |工业机器人的应用,现阶段工业机器人应用领域大致可以分为抛光 打磨、清洗、装配、切割、喷涂/涂胶、机床上下料、码垛/搬运、焊接、铸造业、橡胶/塑料、分拣、 整车厂等。其中应用量最大,应用程度最为广泛的则是汽 车行业。很多影视场景喜欢取材汽车焊接生产线来 诠释工业机器人的先进与智能,但其实在很多汽车 生产环节中都要用到工业机器人,而且现代化的汽 车生产线的技术水平和自动化程度都在不断提升中, 更多机器人应用也会不断被开发出来代替传统人力。,工业机器人的分类及选型,工业机器人的分类及选型,工业机
12、器人在汽车行业应用时可以细 致的划分为冲压、焊装、涂装、总装四大 领域;冲压:在这个环节里面,工业机器人 主要用于冲压零件的上下料的搬运,现 在汽车都力求轻量化车身,但机器人的 机械臂前端一般都装有夹具,而且零件 尺寸如果较大时,往往夹具也更重,所 以大负载机器人在这个环节往往拥有更 多发挥空间,另外上下料经常受到空间 的限制,所以运动半径也是主要考虑的 因素之一,一般选择多关节,长距离, 高负载产品,覆盖更大的工作面积。,工业机器人的分类及选型,焊装:汽车生产线中最酷的环节,汽 车的冲压后的部件在这一步完成基本的 拼装,在固定的生产节拍下,整个产线 的夹具与机器人协作配合,将一块块铁 皮链接
13、,变成造型漂亮的车身,从这里 下线后已经能看出大体上一辆汽车的样 子了。,工业机器人的分类及选型,涂装:涂装其实属于表面处理,车身 大面积的涂装,基本靠酸洗后的电泳技 术解决,但也会出现电泳不能覆盖的死 角,在整车大面积电泳完成后,由工业 机器人进一步的喷漆完善。,工业机器人的分类及选型,总装:总装工艺中机器人主要用在, 涂胶,玻璃安装,搬运,以及一些固定 的紧固类安装工作用。剩下的内饰安装 工作基本上还是以人工+省力机械为主, 由于目前夹具技术已经非常先进并且完 全数字化管理,所以工作强度有了明显 改善。,工业机器人的分类及选型,机器人机床上下料:在工业生产中, 上下料是一个非常重要的工序,
14、会严重 影响整条生产线的工作效率,一般要耗 费大量的人力。自从让工业机器人完成 上下料工作后,这一问题得到圆满的解 决,而且生产产量也得到进一步的提升; 工业机器人上下料所具备的优势有:生产效率高工艺修改灵活提高工件出场质量减少人工劳动成本,感谢您的观看!,Industrial Robot Field Programming,工业机器人技术基础及应用,课程概览,项目二工业机器人操作基础工业机器人使用安全规范与硬件连接 工业机器人示教器的使用工业机器人手动操作 工业机器人坐标系工业机器人系统恢复和备份工业机器人转数计数器更新,第一部分 |工业机器人操作安全,工业机器人操作安全,在了解工业机器人编
15、 程与操作之前,首先应当 认识工业机器人运行环境 中的各种警示标识,以方 便在日常生产中能做到保 证操作人员自身安全以及 保证设备的正常运行安全。,,,工业机器人操作安全,工业机器人操作安全,工业机器人操作安全,在使用工业机器人产品时 我们也需要注意工业机器人产 品特有的警示标识,这些标识 提示着用户在某些特定条件或 特定装置的使用时需要尤为注 意。,。,),。,工业机器人操作安全,工业机器人操作安全,工业机器人在工作中需要注意的安全事项:,安全保护机制:,机器人系统可以配备各种各样的安全保护装置,例如门互锁 开关、安全光幕和安全垫等等。最常用的是机器人单元的门互锁 开关,打开此装置可暂停机器
16、人。控制器有三个独立的保护装置:常规模式安全保护停止(GS)、 自动模式安全保护停止(AS) 和上级安全保护停止 (SS)。,工业机器人操作安全,自动模式限制:,在自动模式下无法进行微动控制。可能还存在某些其他不应 在自动模式下执行的任务。请参阅工厂或系统说明文档,了解在 自动模式下不应执行哪些具体任务。,在选择自动模式前,任何暂停的安全保护措施必须复原初始 状态。,警告:,工业机器人工作模式安全事项:在自动模式下启用装置的安全功能会停用(示教器使能装自动模式简介: 置),以便操纵器在没有人工干预的情况下移动。自动模式是由机器人控制系统根据任务程序操作的操作模式, 此模式具备功能性安全保护措施
17、。此模式使用控制器上的 I/O 信 号等可以实现对机器人系统的控制。可以用一个输入信号开启或停 止 RAPID 程序,或者可以用另一个输入信号来完成机器人电机上电的工作。,工业机器人操作安全,工业机器人工作模式安全事项:,工业机器人操作安全,工业机器人工作模式安全事项:,工业机器人操作安全,工业机器人制动闸测试:,什么是制动闸?,提示:,工业机器人在工作时频繁启动与停止,并且需要准确定位,这 时则要求电动机在断电后迅速停转,以保证停止位置和保护安,全生产。,操作过程中,每个 轴电机的制动闸会 出现正常磨损。可 执行测试以确定制 动闸是否仍能执行 其功能。,工业机器人操作安全,工业机器人制动闸测
18、试:,测试方法:,1、将每个机器人轴运行到机器人手臂和所有载荷的 总重量最大化的位置(最大静态载荷)。2、 将电机切换为 MOTORS OFF。3 、检查并确认轴位置是否保持不变。,如果电机关闭时机器人未改变位置,则制动功能可 用。,判断方法:,紧急停止优先于任何其它机器人控制操作,它会断开机器人电动机的驱动电源, 停止所有运转部件,并切断同机器人系统控制且存在潜在危险的功能部件的电源。出 现下列情况时请立即按下任意急停按钮:,工业机器人操作安全,情况一:,情况二:,机器人运行中,工作区域内有工 作人员,机器人伤害了工作人员或损伤了 机器设备,机器人速度快,很重并且力度很大。运动中的停顿或停止
19、都会产生危险。即使可 以预测运动轨迹,但外部信号有可能改变操作,会在没有任何警告的情况下,产生预 想不到的运动。因此,当进入保护空间时,务必遵循所有的安全条例。,工业机器人操作安全,1,2,3,安全 条例,4,如果在保护空间内有工作人员,请手动操作机器人系统。,当进入保护空间时,请准备好示教器FlexPendant,以便随时控制 机器人。,注意工件和机器人系统的高温表面。机器人电动机长期运转后温度 很高。,注意夹具并确保夹好工件。如果夹具打开,工件会脱落并导致人员 伤害或设备损坏。夹具非常有力,如果不按照正确方法操作,也会 导致人员伤害。,第二部分 |工业机器人的硬件连接,IRC5,IRC5-
20、Compact,工业机器人硬件连接,工业机器人硬件连接,这些连接器与I/O 单元(DSQC 652)内部连接。其中包含DSQC 652的16个数字输入信号,16个数 字输出信号,24V,0V输出和0V输入。,这些连接器与安全板内部连接。它包含 以下信号:,常规停止外部电源,自动停止外部紧急停止外部PTC,IRC5-Compact,工业机器人硬件连接,此连接器与I/O单元(DSQC 652)和配电单元为内 部连接。它包含以下信号: 24V 电源XS16 的24V 电源的总客户用量不得超过6A。,此连接器与DeviceNet - 主控总线进行的是内部连 接。它包含DeviceNet 信号。,IRC
21、5-Compact,工业机器人硬件连接,A.主电源开关B.无制动闸释放按钮C.模式开关D.电机开启E.紧急停止,工业机器人硬件连接,A.FlexPendant 连接B.机器人供电连接C.附加轴 SMB 连接D.机器人 SMB 连接E.主电路连接,工业机器人硬件连接,A XP.0 Mains connection(机器人本体动力电缆)B Earth connection point(接地连接点)C XS.1 Robot power connection(机器人电源)D XS.7 Additional axes power connection(外部轴动 力电缆)E XS.13/XS.5 Cust
22、omer power/signals externalconnection(用户电源/外部信号连接处)F-H XS.10 Customer options(用户功能选项)J X3 Customer safety signals(用户安全信号连接处)K XS.28 Network connection(网络插头)L XS.41 Additional axes SMB connection(外部轴应 用SMB电缆)M XS.2 Robot SMB connection(机器人SMB电缆连 接插头),工业机器人硬件连接,IRC5-标准型控制柜急停信号输,入ES1,X1端子急停信号输,入ES2,输出机
23、器人 急停信号,输出机器人 急停信号,X2端子连接说明1、将X1和X2端子第3脚的短接片减掉2、ES1和ES2分别单独接入NC无源接点3、如果要输入急停信号,就必须同时使用ES1和ES2,工业机器人硬件连接,IRC5-标准型控制柜,X5端子,控制原理当5-6、11-12之间断开后在自动状态下的机器人进入 自动模式安全保护停止模式。控制原理1、将第5、11脚的短接片剪短; 2、AS1和AS2分别单独接入NC无源接点; 3、如果要接入自动模式安全保护停止信号就需要同时 使用AS1和AS2;,自动模式停 止信号AS1,自动模式停 止信号AS2,工业机器人硬件连接,X1 Power supply(电源
24、)X2 (yellow) Service (PC连接).X3 (green) LAN1 (连接 FlexPendant).X4 LAN2 (连接基于以太网的选件). X5 LAN3 (连接基于以太网的选件). X6 WAN (接入工厂WAN).X7 (blue) 面板X9 (red) Axis computer(轴计算机)X10, X11 USB 端口 (4 ports),工业机器人硬件连接,WAN 端口:WAN 端口是连接到控制器的公网接口,通常是使用网 络管理提供的公共IP 地址连接工厂网络。WAN 端口不能使用以下任何IP 地址,这些地址已分配 用于IRC5 控制器上的其他功能: 192
25、.168.125.0 - 255 192.168.126.0 - 255 192.168.127.0 - 255 192.168.128.0 - 255 192.168.129.0 - 255 192.168.130.0 - 255WAN 端口不能在与上述任何保留IP 地址重叠的子网上。 如果必须使用B 类范围内的某个子网,则必须使用B 类的专用地址以避免任何重 叠。,工业机器人硬件连接,LAN端口:LAN 1 端口是连接FlexPendant 专用的。LAN 2 和LAN 3 端口用于将基于网络的生产设备连接到 控制器。例如现场总线、摄像头和焊接设备。LAN 2 只能配置为IRC5 控制器的
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