工業(yè)機器人操作與應(yīng)用（中級）-習(xí)題及答案匯總 張有光 ch01 - -ch08

KRC4系統(tǒng)PROFINET配置PROFINET的三種通信模式PROFINET標(biāo)準(zhǔn)通信基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，使用TCP/IP和IT標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP是IT領(lǐng)域關(guān)于通訊協(xié)議方面事實上的標(biāo)準(zhǔn)，盡管其響應(yīng)時間大概在100ms的量級，對于工廠控制級的應(yīng)用來說，這個響應(yīng)時間就足夠了。PROFINETRT：對于傳感器（遠(yuǎn)程IO設(shè)備）和執(zhí)行器設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)對響應(yīng)時間的要求更為嚴(yán)格，大概需要1－10ms的響應(yīng)時間。PROFINETIRT：在現(xiàn)場級通訊中，對通訊實時性要求最高的是運動控制（MotionControl），PROFINET的同步實時（IsochronousReal-Time,IRT）技術(shù)可以滿足運動控制的高速通訊需求，在100個節(jié)點下，其響應(yīng)時間要小于1ms，抖動誤差要小于1μs。2．如今的工業(yè)以太網(wǎng)分為哪幾類？完全基于TCP\UDP\IP，ProcessData通過TCP/IP傳輸，硬件層未更改，采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)控制器；部分基于TCP\UDP\IP，硬件層未更改，具有ProcessData協(xié)議，直接由以太網(wǎng)幀進(jìn)行傳輸，TCP/UDP依然存在，不過由TimingLayer控制；硬件層更改，使用實時以太網(wǎng)控制器。3．PROFINET主要的功能模塊是什么？PROFINET是適用于不同需求的完整解決方案，其功能包括8個主要的模塊，依次為實時通信、分布式現(xiàn)場設(shè)備、運動控制、分布式自動化、網(wǎng)絡(luò)安裝、IT標(biāo)準(zhǔn)和信息安全、故障安全和過程自動化。4.簡述PROFINET的概念。Profinet是一種工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計用于在工業(yè)系統(tǒng)中收集并傳輸數(shù)據(jù)，并且可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受（1ms或者更短）。5．PROFINET的原理介紹。PROFINET是一種支持分布式自動化的高級通訊系統(tǒng)。除了通訊功能外，PROFINET還包括了分布式自動化概念的規(guī)范，這是基于制造商無關(guān)的對象和連接編輯器和XML設(shè)備描述語言。以太網(wǎng)TCP/IP被用于智能設(shè)備之間時間要求不嚴(yán)格的通訊。所有時間要求嚴(yán)格的實時數(shù)據(jù)都是通過標(biāo)準(zhǔn)的ProfibusDP技術(shù)傳輸，數(shù)據(jù)可以從ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)通過代理集成到PROFINET系統(tǒng)。PROFINET是唯一使用已有的IT標(biāo)準(zhǔn)，沒有定義其專用工業(yè)應(yīng)用協(xié)議的總線。它的對象模式的是基于微軟公司組件對象模式(COM)技術(shù)。對于網(wǎng)絡(luò)上所有分布式對象之間的交互操作，均使用微軟公司的DCOM協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)TCP和UDP協(xié)議。第二章外部自動運行接口配置為了能夠使用外部自動運行接口，KRC4系統(tǒng)必須進(jìn)行哪些配置？配置外部自動運行接口的I/O端。特別是進(jìn)行PLC系統(tǒng)與KRC4系統(tǒng)之間的I/O信號配置，如啟動信號、故障復(fù)位信號等;配置CELL.SRC程序。此程序用于PLC系統(tǒng)與KRC4系統(tǒng)之間的程序調(diào)用，KRC4系統(tǒng)一般會自動生成此程序，用戶也可以根據(jù)工藝要求對其進(jìn)行修改。2．I/O型輸入信號分別為？I/O型輸入信號主要包括程序啟動、運行開通、奇偶位等。無論是變量型輸入信號還是I/O型輸入信號，用戶都可根據(jù)實際的現(xiàn)場工藝要求進(jìn)行配置，具體配置方法為:選中要進(jìn)行配置的輸入信號，點擊下方的“加工按鈕，根據(jù)用戶需要進(jìn)行配置;點擊“顯示”按鈕可顯示輸入信號的狀態(tài)。3．PGNO_REQ是什么意思？PGNO_REQ:程序號問詢。在該信號變化時，要求PLC系統(tǒng)傳送一個程序號。如果PGNO_TYPE的值為3，則PGNO_REQ不被處理。4.什么代表著PLC系統(tǒng)會接通和關(guān)閉機器人驅(qū)動裝置SDRIVESON:驅(qū)動裝置接通。若該信號為持續(xù)至少20ms的高電平，則PLC系統(tǒng)會接通機器人驅(qū)動裝置。$DRIVESOFF:驅(qū)動器關(guān)閉。若該信號為持續(xù)至少20ms的低電平，則PLC系統(tǒng)會關(guān)閉機器人驅(qū)動裝置。5．KRC4系統(tǒng)作為I/O從屬設(shè)備與PLC系統(tǒng)進(jìn)行信號交互時，通信方式遵從的原則是什么？KRC4系統(tǒng)作為I/O從屬設(shè)備與PLC系統(tǒng)進(jìn)行信號交互時，通信方式遵從信號握手原則，也就是KRC4系統(tǒng)的輸出端連接PLC系統(tǒng)的輸入端，KRC4系統(tǒng)的輸入端連接PLC系統(tǒng)的輸出端。它們之間的外部自動I/O映射如圖2-8所示。第三章KRC4系統(tǒng)自動化調(diào)試機器人工作站是什么？機器人工作站是指使用一臺或多臺機器人，配以相應(yīng)的周邊設(shè)備，用于完成某一特定工序作業(yè)的獨立生產(chǎn)系統(tǒng)，也可稱為機器人工作單元。他主要由機器人及其控制系統(tǒng)，輔助設(shè)備以及其他周邊設(shè)備所構(gòu)成，在這種構(gòu)成中機器人及其控制系統(tǒng)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)裝置，對于個別特殊的場合需要設(shè)計專用機器人，而末端執(zhí)行器等輔助設(shè)備以及其他周邊設(shè)備則隨應(yīng)用場合和工件特別的不同存在著較大差異，因此，這里只能闡述一般的工作站的構(gòu)成和設(shè)計原則并結(jié)合實例加以簡要說明。。2．一般的工作站的構(gòu)成為？機器人、機器人末端執(zhí)行器、夾具和變位器、機器人座駕、配套及安全裝置、動力源、工作對象的儲運設(shè)備、控制系統(tǒng)。3．輔助設(shè)備包括什么？輔助設(shè)備包括工裝夾具、傳感器、安全控制單元、氣動控制單元、工藝控制設(shè)備等。。4.KRC4系統(tǒng)配置流程是什么？通過WorkVisual軟件建立項目，導(dǎo)入系統(tǒng)所需的GSD文件。安裝PROFINET驅(qū)動程序。將KRC4系統(tǒng)作為I/O控制器，進(jìn)行硬件組態(tài)及相關(guān)參數(shù)配置。將KRC4系統(tǒng)作為I/O從屬設(shè)備，進(jìn)行I/O信號及相關(guān)參數(shù)配置。進(jìn)行KRC4系統(tǒng)安全配置(如果支持PROFIsafe安全通信協(xié)議)。配置工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等參數(shù)。將KRC4系統(tǒng)作為I/O從屬設(shè)備，與PLC系統(tǒng)進(jìn)行I/O邏輯連接。將KRC4系統(tǒng)作為I/O控制器，與外圍設(shè)備進(jìn)行I/O邏輯連接。配置KRC4系統(tǒng)的外部自動運行接口，編寫機器人主程序CELL.SRC.利用WorkVisual軟件將配置生成的代碼下載至KRC4系統(tǒng)。檢查KRC4系統(tǒng)的I/O配置是否正確。檢查CELL.SRC程序的架構(gòu)及嵌套語法是否正確。運行程序。問題的排查、解決，程序的優(yōu)化。5．簡述F監(jiān)控時間。F監(jiān)控時間(Fmonitoringtime):CPU與本模塊之間安全通信的PROFIsafe監(jiān)控時間，此時間應(yīng)保證本模塊能在規(guī)定的時間內(nèi)收到CPU發(fā)來的有效安全消息幀。第四章機器人干涉區(qū)1.簡述機器人干涉區(qū)概念。干涉區(qū)域是兩個或多個機器人操作范圍內(nèi)的重疊區(qū)域。機器人的射程有重疊，機器人會有碰撞的可能。因此，設(shè)置了干擾區(qū)，當(dāng)機器人靠近干擾區(qū)時，它會接收到信號，機器人會立即停止移動，等待信號或繼續(xù)移動，這樣兩個或兩個以上的機器人就不能同時進(jìn)入干擾區(qū)。當(dāng)機器人進(jìn)入干擾區(qū)時，它也會發(fā)出信號，阻止其他機器人進(jìn)入干擾區(qū)。2．干涉可能引起的后果有什么？機器人的部件損壞機器人程序混亂。3.如何建設(shè)機器人干涉區(qū)？在焊裝生產(chǎn)線上,同一工位的機器人在運行過程中需要進(jìn)入同一區(qū)域工作,從而在空間上產(chǎn)生重疊(重疊區(qū)域稱為機器人干涉區(qū))，但對進(jìn)入的先后次序無嚴(yán)格要求。在實際生產(chǎn)過程中,一-般采用提高機器人運動速度的方式來縮短生產(chǎn)節(jié)拍，如果不能很好地設(shè)定干涉區(qū)的大小，將會出現(xiàn)沒必要的等待，從而造成時間的浪費。因而在保證安全的情況下，應(yīng)盡可能將干涉區(qū)設(shè)定得小--些,避免由于等待而出現(xiàn)的時間延遲現(xiàn)象，這就需要設(shè)備之間能很好地進(jìn)行時空上的協(xié)調(diào)。在定義干涉區(qū)時，只能從空間角度去考慮干涉問題，不能考慮工作時間的先后性，因為時間上的避讓是不可靠的。為了保障安全，我們設(shè)定每次最多只允許1個設(shè)備進(jìn)入干涉區(qū)，而干涉區(qū)盡可能小，可以保障設(shè)備在更大空間內(nèi)的運動不受制約，便于實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化。4．在干涉區(qū)的控制中，KRC4系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)之間交互的信號是什么？在實際生產(chǎn)過程中，干涉區(qū)的控制是由上位控制系統(tǒng)PLC統(tǒng)進(jìn)行的，PLC系統(tǒng)會根據(jù)各機器人當(dāng)前的狀態(tài)判斷是否允許機器人進(jìn)入干涉區(qū)，干涉區(qū)的進(jìn)入是隨機的，不存在先后問題，因此需要通過KRC4系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)之間的信號交互完成，相關(guān)信號包括:機器人是否在干涉區(qū)外、機器人是否請求進(jìn)入干涉區(qū)、是否允許機器人進(jìn)入干涉區(qū)。PLC系統(tǒng)收到上述信號后決定是否允許機器人進(jìn)入干涉區(qū)。5.機器人進(jìn)入干涉區(qū)三種情形怎么樣？Rob1機器人進(jìn)入干涉區(qū)前,發(fā)送從機欲進(jìn)入干涉區(qū)的請求信號，并檢測Rob2作為主機是否發(fā)送欲進(jìn)入干涉區(qū)的請求信號。如果主機Rob2進(jìn)入干涉區(qū)的請求信號被激活,無論此時Rob2進(jìn)入或則即將進(jìn)入干涉區(qū)，此時Rob1都將停止運動并等待Rob2完成運動退出干涉區(qū)。如果Rob1和Rob2同時發(fā)出欲進(jìn)入干涉區(qū)的請求信號，Rob2機器人優(yōu)先進(jìn)入，此時Rob1都將停止運動并等待Rob2完成運動退出干涉區(qū)。如果Rob1作為從機已進(jìn)入干涉區(qū)時，Rob2若想進(jìn)入干涉區(qū)，Rob2必須停止運動并等待Rob1完成運動退出干涉區(qū)。第五章機器人的擴展功能什么是外部軸？外部軸，顧名思義：機器人外部的軸，通俗的講就是除了機器人本體的軸以外，由于工作需要而添加的軸，如底座導(dǎo)軌、末端伺服工具等等。2．協(xié)調(diào)系統(tǒng)類型是什么？協(xié)調(diào)系統(tǒng)有單機與外部軸協(xié)調(diào)系統(tǒng)、雙機協(xié)調(diào)系統(tǒng)、三機協(xié)調(diào)系統(tǒng)、雙機與外部軸協(xié)調(diào)系統(tǒng)四種。3．機器人協(xié)調(diào)功能的意義。協(xié)調(diào)功能使機器人可以用最好的工作姿態(tài)完成工藝應(yīng)用，極大地提高了工藝質(zhì)量，縮短了工作時間，優(yōu)化了生產(chǎn)節(jié)拍。協(xié)調(diào)功能有效避免了機器人之間及機器人與工件之間的干涉。通常情況下，我們利用外圍控制系統(tǒng)或機器人之間的控制信號來避免碰撞，這種方法不能從根本上避免碰撞的發(fā)生，而協(xié)調(diào)功能利用一個外圍控制系統(tǒng)很簡單地解決了這個問題。協(xié)調(diào)功能使得在一個外圍控制系統(tǒng)內(nèi)可以完成機器人與外部軸或其他機器人之間的程序編輯，修改方便。協(xié)調(diào)功能使得多個機器人可以協(xié)同運動，并在完成一一個作業(yè)時保持高度一致性。。4.計算機視覺技術(shù)的原理是什么？ 用可視化設(shè)備采集物體的圖像，用圖像處理單元對圖像按照--定的條件進(jìn)行處理，抽取出物體的某種特殊數(shù)據(jù)，輸出檢測結(jié)果。計算機視覺技術(shù)和機器人控制系統(tǒng)相配合，使得工業(yè)機器人具有了視覺功能，能夠感知外界環(huán)境的變化，并依據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的動作。。5．線形輸送器測量方法需要借助三個點是什么？位置點P1可以是輸送器.上的任意--點。可以在機器人開始跟蹤工件的起始范圍內(nèi)選擇一個點作為P1點，在繼續(xù)使用時要能清楚地識別出該點。以P1點作為參考點對輸送器基坐標(biāo)系的原點進(jìn)行定義，所有輸送器程序?qū)⒁栽摶鴺?biāo)系作為參考。位置點P2定義了輸送器基坐標(biāo)系的X軸正向。應(yīng)盡量選擇一個位于末端的位置作為P2點，也就是說，機器人可以跟蹤輸送器上的工件到該位置。一般地，P1點和P2點之間的距離應(yīng)盡量大。位置點P3必須位于輸送器基坐標(biāo)系的正向XY平面上，用該點可以確定輸送器的平面姿態(tài)。第六章工業(yè)機器人弧焊應(yīng)用在弧焊應(yīng)用中，機器人運動的速度穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項重要的評價指標(biāo)？一般情況下，焊接速度為5~50mm/s、軌跡精度為0.2~0.5mm。由于焊槍的姿態(tài)對焊縫質(zhì)量也有一定的影響，因此在跟蹤焊道的同時，焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍要盡量大。作業(yè)時，為了得到優(yōu)質(zhì)焊縫，往往需要在機器人動作的示教及焊接條件(電流、電壓、速度)的設(shè)定上花費大量的時間。2．機器人弧焊系統(tǒng)包括什么？機器人弧焊系統(tǒng)，包括機器人本體、機器人控制系統(tǒng)、焊接裝置、夾持裝置。夾持裝置上有兩組可以輪流進(jìn)入機器人工作范圍的工件轉(zhuǎn)臺。3．弧焊機器人的焊接設(shè)備包括什么？弧焊機器人的焊接設(shè)備包括焊接電源和送絲設(shè)備，由于要進(jìn)行參數(shù)選擇，因此它們必須由機器人控制系統(tǒng)直接控制。一般的焊接過程至少需要2個給定電壓，對于復(fù)雜的焊接過程，如脈沖電弧焊或填絲鎢極惰性氣體保護(hù)焊，可能需要2~5個給定電壓。焊接電源在其功率和接通持續(xù)時間上必須與自動過程相匹配，目前使用最多的焊接電源是晶閘管整流電源。4.弧焊機器人的應(yīng)用是什么？弧焊機器人可以應(yīng)用在所有電弧焊、切割及類似的工藝方法中。常用的應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)鋼和CTNi鋼的熔化極活性氣體保護(hù)焊(二氧化碳保護(hù)焊、MAG焊)、鋁及特殊合金的熔化極惰性氣體保護(hù)焊(MIG焊)、CrNi鋼和鋁的加冷絲及不加冷絲的鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG焊)及埋弧焊。除氣割、等離子弧切割及等離子弧噴涂外，弧焊機器人還實現(xiàn)了在激光切割上的應(yīng)用。5．弧焊機器人的操作是什么？弧焊機器人普遍采用示教方式工作，即通過示教器的操作鍵引導(dǎo)機器人到達(dá)起始點，然后用按鍵確定位置、運動方式、擺動方式、焊槍姿態(tài)及各種焊接參數(shù)，還可確定周邊設(shè)備的運動速度等?；『笝C器人的操作包括引弧、施焊、熄弧、填充火口等，均通過示教器設(shè)定。示教完畢后，機器人控制系統(tǒng)進(jìn)入程序編輯狀態(tài)，焊接程序生成后即可進(jìn)行焊接。第七章工業(yè)機器人在汽車制造行業(yè)中的應(yīng)用自動化沖壓生產(chǎn)的特點是什么？(1)全自動。自動化沖壓生產(chǎn)線的運行方式是全自動的，操作人員只需要將板料放在料垛小車.上，設(shè)備就可以根據(jù)設(shè)定好的程序自動生產(chǎn)工件，全程由各個系統(tǒng)控制。(2)全封閉式。自動化沖壓生產(chǎn)線采用全封閉式的設(shè)計，可以有效避免灰塵等雜物進(jìn)入設(shè)備，保證設(shè)備和模具的精度及工件的清潔。同時，全封閉式的設(shè)計也能避免人員進(jìn)入，保證人員安全。(3)人員少。自動化沖壓生產(chǎn)線生產(chǎn)的都是大型沖壓件，-.般人工沖壓生產(chǎn)線的操作人員至少需要20名，而使用自動化沖壓生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)只需要10人，在減少了操作人員的同時大大降低了工人的勞動強度。(4)效率高。自動化沖壓生產(chǎn)線的沖程次數(shù)可以達(dá)到每分鐘13次，是人工操作方式的兩倍。2．工業(yè)機器人在自動化沖壓生產(chǎn)線中的主要應(yīng)用為，解決了什么問題？工業(yè)機器人在自動化沖壓生產(chǎn)線中的主要應(yīng)用是搬運，其解決了人工上料帶來的設(shè)備、人身安全隱患和成型質(zhì)量較差等問題。3．專用搬運機器人與普通機器人的區(qū)別是什么？專用搬運機器人與普通機器人的區(qū)別在于關(guān)節(jié)軸的數(shù)量，專用搬運機器人一般只有A1軸、A2軸、A3軸和A6軸四個軸，不需要太多的姿態(tài)變化，運行速度較快。無論采用哪種機器人，都要充分考慮機器人的負(fù)載要求。普通機器人用于上下料工位。4.自動化焊裝生產(chǎn)線由什么組成？自動化焊裝生產(chǎn)線由焊裝夾具、上件系統(tǒng)、焊接設(shè)備、檢測設(shè)備、輸送系統(tǒng)、工業(yè)機器人及電氣輔助設(shè)備等組成。5．工業(yè)機器人在自動化焊裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用？工業(yè)機器人在自動化焊裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用主要有:點焊、弧焊、搬運、涂膠、測量、螺柱焊接等。工業(yè)機器人已經(jīng)成為柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)的主要自動化工具。第八章工業(yè)機器人基礎(chǔ)實訓(xùn)模塊1.簡述實訓(xùn)對象和實訓(xùn)目的。機器人操作人員、機器人維護(hù)人員、機器人工程師?；菊莆展I(yè)機器人的操作及簡單程序的編寫，能夠根據(jù)空間位置關(guān)系建立相應(yīng)的機器人坐標(biāo)系并進(jìn)行修改。2．焊鉗的設(shè)計要求是什么？焊鉗的設(shè)計要