項目一伺服點焊工作站的配置與編程1



任務1：點焊工作站的設備構成與選型2



任務2：伺服焊鉗的初始化13



任務3：工業機器人焊接繫統配置33



任務4：工業機器人點焊編程45



點焊機器人應用拓展79



項目二弧焊工作站應用83



任務1：弧焊工作站的基本組成84



任務2：弧焊工作站的硬件連接與配置104



任務3：弧焊工作站的工藝調試116



任務4：弧焊工作站的操作與編程135



弧焊機器人應用拓展163



項目三碼垛機器人示教與編程171



任務1：碼垛項目基礎信息171



任務2：碼垛工作站環境配置194



任務3：碼垛項目編程基礎212



任務4：碼垛工作站虛擬調試221



碼垛機器人應用拓展253



項目四視覺引導機器人搬運258



任務1：視覺引導機器人搬運工作原理259



任務2：ABB機器人集成視覺調試268



任務3：工業機器人與相機數據交互286



搬運機器人應用拓展301



參考文獻312

序言 中共中央、國務院頒布的《關於新時代推動中部地區高質量發展的意見》明確將“堅持創新發展，構建以先進制造業為支撐的現代產業體繫”擺在首位。湖北作為制造業大省，在省委十一屆九次全會上提出了構建“51020”現代產業體繫，打造以先進制造業為主導的現代產業體繫，賦能制造“主力集群”。機器人是先進制造業的關鍵支撐裝備和未來生活方式的重要切入點，對促進我國先進制造業的崛起，有著十分重要的意義。《“機器人 ”應用行動實施方案》（後稱《方案》）強調，到2025年制造業機器人密度較2020年實現翻番，服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升。在人纔培養方面，《方案》明確提出要強化機器人工程相關專業建設，加強人纔培養，鼓勵機器人企業、用人單位與普通高等院校、科研院所、職業院校等合作，共建人纔實習實訓基地，聯合開展機器人應用人纔培養，提供更多就業渠道。工業機器人已在越來越多的領域得到了應用。在制造業中，工業機器人在裝配、噴塗、焊接、碼垛、搬運、拋光打磨等領域得到了廣泛應用，機器人產業對熟練掌握機器人應用的高素質技術技能人纔的需求也越來越迫切。為了滿足崗位人纔需求和產業升級、技術進步的要求，部分應用型本科院校相繼開設了機器人相關課程。在教材方面，偏向理論研究的較多，不能滿足工業機器人實際應用技術學習的需要，適合應用型本科機器人應用工程為主要內容的教材更少。目前，企業的機器人應用人纔培養主要依靠機器人生產企業的培訓或產品手冊，缺乏繫統學習和相關理論指導，嚴重制約了我國機器人技術的推廣和智能制造業的發展。武漢金石興機器人自動化工程有限公司依托華中科技大學在機器人方向的研究實力，順應時代需要，產、學、研、用相結合，組織企業專家和一線科研人員開展了一繫列調研，面向企業需求，聯合高校教師共同編寫了“機器人工程專業規劃教材”繫列圖書。該繫列圖書具有以下特點： （1）活頁式。圖書內容堅持以應用為主要目的，整個教學活動體現“以學生為中心”的教學理念，力求適應課程的綜合化和模塊化，突出職業崗位技能訓練功能。（2）信息化。教材內容的表達適合學生的心理特點和認知習慣，信息源豐富，圖文並茂，有利於教學情景的創設。培養學生的信息獲取、分析和加工能力，有利於個性化教學和因材施教。（3）任務驅動。將傳統課程的知識點和技能點進行解構和重構，打破了原有的教與學的邏輯順序，形成了以工單任務為導向的符合學生認知規律的邏輯順序，為實現有效教學構建了新的知識、技能體繫和職業素養。（4）實戰實用。圖書編寫力求所有實訓任務能滿足企業生產實際需求。實訓任務能體現工業機器人相關的實際工作經驗和技能水平，順應國內機器人產業人纔發展需要，符合制造業人纔發展規劃。（5）校企深度融合。學校和企業共同制訂人纔培養方案，共建實訓基地，校企深度融合，充分利用企業先進設備和產業導師，在企業真實的工業場景下進行實踐操作技能培訓，有利於學生在培訓結束後即頂崗工作，具有較強的職業崗位能力培養針對性。智能制造繫列圖書集成工程實際應用，將產、學、研、用有機結合，有助於讀者繫統學習工業機器人技術和強化職業崗位能力提升。本繫列圖書的發行，填補了機器人工程專業繫列教材中活頁式教材的空白，有助於推進我國工業機器人技術人纔的培養和發展，助力中國智造。2023年5月於天津前言機器人是先進制造業的重要支撐裝備，也是未來智能制造業的關鍵切入點。工業機器人技術自從問世以來，就力求在高速度、高精度、高可靠性、便於操作和維護等方面不斷有所突破。隨著視覺技術、速度、加速度等傳感器技術與工業機器人技術的結合，工業機器人的智能化、適應性和安全性得到了前所未有的提升。工業機器人的研發和產業化應用是衡量一個國家科技創新和高端裝備制造業發展水平的重要標志，是國家戰略性新興支柱產業的關鍵技術支撐。工業機器人技術專業具有知識面廣、實操性強等顯著特點。工業機器人的典型應用領域包括汽車制造、電子制造、電子產品制造、金屬加工機器、醫療健康領域、食品加工、物流領域等。通過使用機器人，生產者可以大幅提高效率和質量，從而有效地保持自身在競爭中的優勢。在工程作業中，機器人在一些方面逐步取代了人工。機器人產業的發展對熟練掌握機器人技能型人纔的需求越來越迫切。目前，企業的工業機器人典型工程應用人纔培養隻能依靠工業機器人生產企業的培訓或產品手冊，缺乏繫統學習和相關理論的指導。本書是武漢信息傳播職業技術學院、湖北職業技術學院與武漢金石興機器人自動化工程有限公司聯合編寫，貫徹以服務產業為宗旨，以促進就業為導向的辦學方針，實現課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接。本書以工業機器人典型工程項目為出發點，對工業機器人典型應用中的環境配置、組態編程及應用調試進行詳細的講解與分析，使讀者了解與掌握工業機器人在這些典型應用場景中的工作方法、規範和標準，從而使讀者對工業機器人的應用從軟、硬件方面都有一個全面的認識。本書共有四個項目，分別介紹了伺服點焊、弧焊、碼垛、視覺引導機器人搬運等行業項目的布局、繫統參數配置、編程調試的方法。每個項目的安排由淺入深，循序漸進，將理論和實踐結合，倡導應用性教學，培養學生觀察、分析和解決工程問題的能力。編寫本書的宗旨如下。（1）通俗易懂，適用性強。考慮到教材的適用性，本書在內容的編排上，改變了以理論知識點為體繫的框架，而是以項目、任務為主線組織編排。本書淡化了一些煩瑣的理論知識和公式計算，突出了理論與實際的結合，重點突出了工作過程。（2）真實案例，實用性強。本書匹配智能制造行業*新的技術和標準，在體例上以工程項目為載體，包含大量案例和實用插圖，一步一步地提升讀者的程序編寫、工程開發、調試、現場維護等基本技能和工程素養。（3）循序漸進、繫統性強。本書詳細介紹了每個項目的工程實施，包括項目設計思路、配置選型、硬件連接、參數設置、工藝編程、離線仿真、項目調試等工作，以利於教師和學生按照項目進行教學、學習，提高教學效率和質量。（4）覆蓋面廣，應用廣泛。本書介紹了工業機器人典型工程應用的相關內容，同時融入了機器人TCP/IP通信技術、機器人與視覺手眼標定、外部軸聯動配置等有用知識，使讀者可以更加深入、全面地掌握工業機器人應用技術。（5）學中做、做中學。 本書以實際案例講解做法，讓學生參照做法實例學習如何運用。本書以“任務驅動”的方式導入教學內容，激發學生的學習興趣，實現應用型、技能型人纔的培養目標。盡管編者主觀上想努力使讀者滿意，但書中肯定還會有不盡如人意之處，書中的疏漏和不足之處在所難免，我們熱忱歡迎讀者提出寶貴的意見和建議。如有問題，請給我們發郵件，郵箱為2360363974@qq.com。編者2023年5月