工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用案例教程 課件 項(xiàng)目八 裝配應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)

項(xiàng)目八裝配應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目導(dǎo)讀：不同的裝配作業(yè)所選擇的機(jī)器人系統(tǒng)也是不同的系統(tǒng)掌握裝配工作站的工藝設(shè)計(jì)方法

項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.了解裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn)；2.掌握裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成及其功能；3.掌握裝配機(jī)器人的工藝流程特點(diǎn)及步驟；4.掌握裝配機(jī)器人工作環(huán)節(jié)的基本設(shè)計(jì)方法；5.拓展裝配機(jī)器人工作環(huán)節(jié)中的相關(guān)工藝知識。1.通過裝配機(jī)器人系統(tǒng)的工藝流程、特點(diǎn)及步驟的學(xué)習(xí)，掌握科學(xué)規(guī)范的編程方法和步驟的能力2.通過對裝配工作站的分析設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力3.在應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)過程中掌握合理利用與支配各類資源的能力4.通過拓展裝配機(jī)器人系統(tǒng)中的相關(guān)工藝知識，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息并利用信息的能力5.通過拓展學(xué)習(xí)，強(qiáng)化自我認(rèn)知、自主學(xué)習(xí)的能力1.在小組合作學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識2.通過設(shè)計(jì)裝配工作站，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和縝密的科學(xué)思維方式3.通過裝配應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)的學(xué)習(xí)建立嚴(yán)格良好的職業(yè)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度4.通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、精益求精的工匠精神

項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施

四個(gè)任務(wù)對裝配工作站的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行講解系統(tǒng)的掌握裝配工作站的工藝設(shè)計(jì)方法任務(wù)一裝配機(jī)器人介紹工作任務(wù)：1、裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn)2、裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成任務(wù)一裝配機(jī)器人介紹一、裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn)

1、裝配機(jī)器人的分類2、特點(diǎn)裝配機(jī)器人在本體上較其他類型機(jī)器人有所區(qū)別，但在實(shí)際運(yùn)用中無論是直角式裝配機(jī)器人還是關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人都有如下特性：（1）每臺裝配機(jī)器人的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)可根據(jù)工藝需要配備不同工具，以滿足生產(chǎn)線多品種，小批量、和多批次的生產(chǎn)要求，只需要簡單的重新標(biāo)定、示教編程即可實(shí)現(xiàn)工具的切換。（2）裝配機(jī)器人高精度和作業(yè)穩(wěn)定性，有利于其在精益工業(yè)生產(chǎn)過程中的拓展應(yīng)用。（3）視覺輔助功能的應(yīng)用，由于裝配過程工件誤差、尺寸跨度大、裝配關(guān)系復(fù)雜和軌跡規(guī)劃難等實(shí)際問題，在裝配機(jī)器人的應(yīng)用過程中，通常帶有視覺輔助功能。通過機(jī)器人——手（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、眼（視覺引導(dǎo)）的協(xié)調(diào)操作，引導(dǎo)機(jī)器人各軸準(zhǔn)確定位和抓取目標(biāo)工件，完成精確復(fù)雜裝配。任務(wù)一裝配機(jī)器人介紹二、裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成裝配機(jī)器人系統(tǒng)主要由機(jī)器人、控制器、示教器、裝配作業(yè)系統(tǒng)和周邊設(shè)備組成。①—機(jī)器人；

②—控制器；

③—示教器；

④—末端執(zhí)行器（吸盤）；⑤—機(jī)器人安裝平臺；

⑥—輸送系統(tǒng)；

⑦—真空負(fù)壓站；

⑧—工件圖8-1裝配機(jī)器人系統(tǒng)組成任務(wù)一裝配機(jī)器人介紹二、裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成裝配作業(yè)系統(tǒng)周邊設(shè)備（1）給料器（2）托盤圖8-2給料器圖8-3托盤做一做

直角式裝配機(jī)器人與關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人都有什么主要特性？

任務(wù)一裝配機(jī)器人介紹任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例工作任務(wù)：以案例為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)裝配工作站，能自主選擇正確的工藝流程并能設(shè)計(jì)工藝步驟，根據(jù)工藝步驟，進(jìn)行機(jī)器人示教編程，嘗試個(gè)人或小組建立裝配機(jī)器人工作站并記錄所選用的設(shè)備及具體參數(shù)。任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例一、案例背景國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人裝配技術(shù)的應(yīng)用已成為產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展的必然趨勢；裝配機(jī)器人重復(fù)定位精度高，能夠保證裝配精度。任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例二、案例介紹

圖8-4裝配工作站

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例三、案例學(xué)習(xí)要點(diǎn)

學(xué)習(xí)本案例要注意以下要點(diǎn)：（1）裝配工藝各單元配合度高，需注意工藝流程先后順序與工藝邏輯（2）不同裝配內(nèi)容，需注意設(shè)備的選型合理性（3）加強(qiáng)拓展部分的學(xué)習(xí)，思考裝配流程的優(yōu)化方案任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例四、案例工藝流程從宏觀需求角度，實(shí)戰(zhàn)案例的工藝流程設(shè)計(jì)以串行方式實(shí)現(xiàn)具體的工藝流程設(shè)計(jì)如下：圖8-5案例工藝流程圖任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例五、案例設(shè)備參數(shù)本案例中涉及的設(shè)備型號及參數(shù)如下表所示：

設(shè)備名稱型號品牌設(shè)備參數(shù)工業(yè)機(jī)器人ABB：IRB1200-5/0.9ABB臂展：0.9m負(fù)載：5kgPLC控制器S7-1214C西門子14DI16DODC/DC/DC機(jī)器人末端夾持工具M(jìn)HZ2-40DSMC

夾持器氣缸電磁閥4V210-08-B亞德客供電：DC24V旋轉(zhuǎn)裝配臺伺服電機(jī)ECMA-C20604RS臺達(dá)功率：400W旋轉(zhuǎn)裝配臺伺服電機(jī)驅(qū)動器ASD-B2-0421-B臺達(dá)B2系列功率：400W視覺檢測相機(jī)Mech-EyeLogS梅卡曼德3D轉(zhuǎn)盤式螺絲供料器LG-C6900瀾光供料速度：50-70PCS/MIN螺釘拾取擰緊模組TMH-SPV-00-P1丹尼克爾

機(jī)器人快換盤LTC-005A領(lǐng)航5Kg表8-1裝配工作站案例設(shè)備參數(shù)六、案例工藝步驟根據(jù)本案例工藝流程，制定具體工藝步驟如下：

（1）裝配機(jī)器人配置；（2）PLC配置；（3）機(jī)器人程序啟動；（4）執(zhí)行器取料姿態(tài)（5）執(zhí)行器上料到位；（6）初步組裝；（7）PLC與周邊設(shè)備通信配置；（8）旋轉(zhuǎn)裝配臺工作（9）視覺系統(tǒng)啟動定位檢測；（10）裝配夾具吸釘；（11）裝配準(zhǔn)備；（12）裝配執(zhí)行（13）裝配完成；（14）啟動更換執(zhí)行器程序；（15）快換末端執(zhí)行器；（16）完成裝配任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例六、案例工藝步驟（1）裝配機(jī)器人配置

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-6裝配機(jī)器人配置六、案例工藝步驟（2）PLC配置

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-7打開配置GSD選項(xiàng)功能六、案例工藝步驟（2）PLC配置

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-8選擇需要添加的GSD文件六、案例工藝步驟（2）PLC配置

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-9在網(wǎng)絡(luò)視圖中添加機(jī)器人設(shè)備六、案例工藝步驟（2）PLC配置

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-10建立機(jī)器人與PLC之間連接六、案例工藝步驟（2）PLC配置

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-11分配與PLC信息交互數(shù)據(jù)區(qū)六、案例工藝步驟（2）PLC配置

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-12分配機(jī)器人IP地址和PROFINET設(shè)備名稱六、案例工藝步驟（3）機(jī)器人程序啟動（4）執(zhí)行器取料姿態(tài)

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-13執(zhí)行器取料六、案例工藝步驟（5）執(zhí)行器上料到位（6）初步組裝

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-14初步組裝六、案例工藝步驟（7）PLC與周邊設(shè)備通信配置任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-15啟用PLC高速脈沖發(fā)生器功能圖8-16在工藝對象中組態(tài)軸對象六、案例工藝步驟（7）PLC與周邊設(shè)備通信配置任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-17選擇驅(qū)動器為PTO類型圖8-18配置硬件輸出接口六、案例工藝步驟（8）旋轉(zhuǎn)裝配臺工作任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-19旋轉(zhuǎn)裝配臺工作六、案例工藝步驟（9）視覺系統(tǒng)啟動定位檢測（10）裝配夾具吸釘任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-20裝配夾具吸釘六、案例工藝步驟（11）裝配準(zhǔn)備任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-21裝配準(zhǔn)備六、案例工藝步驟（12）裝配執(zhí)行任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-21裝配執(zhí)行六、案例工藝步驟（13）裝配完成任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-23裝配完成六、案例工藝步驟（14）啟動更換執(zhí)行器程序任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-24更換執(zhí)行器六、案例工藝步驟（15）快換末端執(zhí)行器任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-25快換末端執(zhí)行器六、案例工藝步驟（16）完成裝配任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-26完成裝配七、案例工藝示教任務(wù)描述：裝配單元中機(jī)器人通過末端夾持器和螺栓鎖付機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行識別、定位、抓取、初裝和螺栓鎖緊，依據(jù)裝配工藝，完成對小車的裝配工作，其中工業(yè)機(jī)器人需要完成車身在車底座上的安裝，并通過鎖付機(jī)構(gòu)將螺絲擰緊，完成裝配。任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-27

末端夾持器圖8-28

螺栓鎖付機(jī)構(gòu)任務(wù)實(shí)施：（1）設(shè)計(jì)機(jī)器人程序流程1)上料機(jī)器人2)螺栓裝配及下料機(jī)器人

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-29

上料機(jī)器人程序流程圖圖8-30

螺栓裝配程序流程圖任務(wù)實(shí)施：（2）機(jī)器人運(yùn)動所需示教點(diǎn)上料機(jī)器人

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例

圖8-31

上料機(jī)器人運(yùn)動所需示教點(diǎn)示教點(diǎn)、信號和坐標(biāo)系說明備注1hang_home機(jī)器人原點(diǎn)需示教2shang_p1車底夾取過渡點(diǎn)需示教3shang_p2需示教4shang_p3車身夾取過點(diǎn)需示教5shang_p4車身夾取放置點(diǎn)需示教6tool1夾持器工具坐標(biāo)系需建立7tool0默認(rèn)工具坐標(biāo)系無需建立8wobj0默認(rèn)工件坐標(biāo)系無需建立9do1夾持器信號1為打開任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例

圖8-32

螺栓裝配及下料機(jī)器人示教點(diǎn)序號示教點(diǎn)、信號和坐標(biāo)系說明備注1xia_home機(jī)器人原點(diǎn)需示教2xia_p1螺栓鎖付機(jī)構(gòu)上釘過渡點(diǎn)需示教3xia_p2螺栓鎖付機(jī)構(gòu)上釘位置需示教4xia_p3小車擰緊螺栓過渡點(diǎn)需示教5xia_p4小車擰緊螺栓位置需示教6xia_p5更換末端夾持器過渡點(diǎn)需示教7xia_p6更換末端夾持器位置需示教8xia_p7小車下料過渡點(diǎn)需示教9xia_p8小車下料抓取點(diǎn)需示教10tool1螺絲機(jī)工具坐標(biāo)系需建立11tool2夾持器工具坐標(biāo)系需建立12tool0默認(rèn)工具坐標(biāo)系無需建立13wobj0默認(rèn)工件坐標(biāo)系無需建立14do1螺絲機(jī)信號1為打開15do2夾持器信號1為打開（2）機(jī)器人運(yùn)動所需示教點(diǎn)螺栓裝配及下料機(jī)器人任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)上料機(jī)器人

1)主程序編寫

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)上料機(jī)器人

2)復(fù)位程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)上料機(jī)器人3)車底夾取程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)上料機(jī)器人

4)車身夾取程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)上料機(jī)器人

5)更換夾持器程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)上料機(jī)器人

6)下料程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)螺栓裝配及下料機(jī)器人

1)主程序編寫

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)螺栓裝配及下料機(jī)器人

2)復(fù)位程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)螺栓裝配及下料機(jī)器人3)鎖付機(jī)構(gòu)上釘程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)螺栓裝配及下料機(jī)器人

4)鎖付機(jī)構(gòu)擰緊螺栓程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)螺栓裝配及下料機(jī)器人

5)更換夾持器程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（3）機(jī)器人程序設(shè)計(jì)螺栓裝配及下料機(jī)器人

6)下料程序編寫任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例任務(wù)實(shí)施：（4）建立主程序main和子程序，并確保所有指令的速度值不能超過100mm/s。程序編寫完成，調(diào)試機(jī)器人程序。單擊“調(diào)試”按鈕，單擊“PP移至例行程序…”，單擊“fuwei”，單擊“確定”，程序指針指在“fuwei”程序的第一條語句。

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例圖8-33建立主程序main和子程序做一做

任務(wù)二裝配工作站實(shí)戰(zhàn)案例

任務(wù)三裝配工作站分析設(shè)計(jì)工作任務(wù)：1、裝配機(jī)器人選型2、機(jī)器視覺系統(tǒng)選型3、螺釘拾取擰緊模組任務(wù)三裝配工作站分析設(shè)計(jì)一、裝配機(jī)器人選型（1）根據(jù)工作范圍選型（2）根據(jù)載重能力選型（3）機(jī)器人數(shù)量的選型（4）機(jī)器人速度的選型任務(wù)三裝配工作站分析設(shè)計(jì)二、機(jī)器視覺系統(tǒng)選型在機(jī)器視覺系統(tǒng)的選型中，需要先對相機(jī)進(jìn)行選型，然后選擇鏡頭，最后選擇光源。相機(jī)的選型（1）選擇工業(yè)相機(jī)的信號類型1)模擬相機(jī)2)數(shù)字相機(jī)任務(wù)三裝配工作站分析設(shè)計(jì)相機(jī)的選型（2）確定工業(yè)相機(jī)的分辨率（3）選擇工業(yè)相機(jī)的芯片（4）選擇工業(yè)相機(jī)的顏色（5）選擇工業(yè)相機(jī)的幀率任務(wù)三裝配工作站分析設(shè)計(jì)