电子教案-工业机器人工作站系统集成(ABB_周文军)课件-C-01-工业机器人控制器的功能和结构
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一、机器人系统集成介绍1.机器人工业化模式工业机器人系统集成商处于机器人产业链的下游应用端,为终端客户提供应用解决方案,其负责工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成,是工业机器人自动化应用的重要组成。
只有机器人本体是不能完成任何工作的,需要通过系统集成之后才能为终端客户所用。
相较于机器人本体供应商,机器人系统集成供应商还要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、相关项目经验等,提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。
从产业链的角度看,机器人本体(单元)是机器人产业发展的基础,而下游系统集成则是机器人商业化、大规模普及的关键。
本体产品由于技术壁垒较高,有一定垄断性,议价能力比较强,毛利较高。
而系统集成的壁垒相对较低,与上下游议价能力较弱,毛利水平不高,但其市场规模要远远大于本体市场。
工业机器人产业化过程中,可以归纳为三种不同的发展模式,即日本模式、欧洲模式和美国模式。
日本模式:各司其职,分层面完成交钥匙工程。
即机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标,并由其子公司或社会上的工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统,并完成交钥匙工程;欧洲模式:一揽子交钥匙工程。
即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造,全部由机器人制造厂商自己完成;美国模式:采购与成套设计相结合。
美国国内基本上不生产普通的工业机器人,企业需要时机器人通常由工程公司进口,再自行设计、制造配套的外围设备,完成交钥匙工程中国与美国类似,机器人公司集中在机器人系统集成领域。
目前,国内的机器人企业多为系统集成商。
根据国际经验来看,国内的机器人产业发展更接近于美国模式,即以系统集成为主,单元产品外购或贴牌,为客户提供交钥匙工程。
与单元产品的供应商相比,系统集成商还要具有产品设计能力、项目经验,并在对用户行业深刻理解的基础之上,提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。
中国机器人市场基础低、市场大。
最新工业机器人工作站系统集成技术教学大纲工业机器人工作站系统集成技术一、说明1.课程的性质和内容《工业机器人工作站系统集成技术》课程是技师学院工业机器人应用与维护专业的专业课。
主要内容包括:模块一工业机器人码垛工作站系统集成、模块二工业机器人涂胶装配工作站系统集成、模块三工业机器人装配工作站系统集成。
2.课程的任务和要求本课程的主要任务是培养学生熟练操作ABB机器人,能够独立完成机器人的基本操作,能够根据工作任务对ABB机器人进行程序编写,为学生从事专业工作打下必要的专业基础。
(1)通过本课程的学习,学生应该达到以下几个方面的专业基础。
(2)熟悉ABB机器人安全注意事项,掌握示教器的各项操作。
(3)掌握ABB机器人的基本操作,理解系统参数配置;学会手动操纵。
(4)掌握ABB机器人的I/O标准板的配置,学会定义输入、输出信号,了解Profibus适配器的连接。
(5)掌握ABB机器人的各种程序数据类型,熟悉工具数据、工件坐标、有效载荷数据的设定。
(6)掌握RAPID程序及指令,并能对ABB机器人进行编程和调试。
(7)熟悉ABB机器人的硬件连接。
3.教学中应该注意的问题(1)本课程的教学以ABB机器人的应用。
维护为主,注意培养学生对机器人编程和维护的能力。
(2)在本课程的教学中应该注意培养学生的逻辑思维能力。
(3)编程教学时,应让学生重点掌握机器人的数据类型和指令功能。
二、学时分配表三、课程内容及要求教学要求1.了解工业机器人码垛工作站的组成。
2.掌握码垛工作站的机械装配。
3.掌握码垛工作站系统编程。
教学内容任务1 认识码垛工业机器人工作站任务2 筛选皮带机构的组装、接线与调试任务3 立体码垛单元的组装、程序设计与调试任务4 步进升降机构的组装、接线与调试任务5 检测排列单元的程序设计与调试任务6 机器人单元的程序设计与调试任务7 机器人自动换夹具的程序设计与调试任务8 机器人轮胎码垛入仓的程序设计与调试任务9 机器人车窗分拣及码垛程序设计与调试任务10 工作站整机程序设计与调试教学建议本项目的主要教学目标是使学生对码垛工作的有系统认识和形成编程逻辑。
教案工业系统集成技术教案一、引言1.1工业发展背景1.1.1工业革命与自动化需求的增长1.1.2工业在生产流程中的应用1.1.3工业技术的国际发展趋势1.1.4工业系统集成技术的必要性1.2工业系统集成技术的定义1.2.1集成技术的概念解析1.2.2工业系统集成的关键要素1.2.3系统集成技术在工业中的应用领域1.2.4系统集成技术对工业生产的积极影响1.3教案的目的与意义1.3.1培养学生掌握工业系统集成技术的能力1.3.2提升学生对工业自动化解决方案的理解1.3.3促进学生对工业行业发展趋势的把握1.3.4增强学生的实践操作能力和创新思维二、知识点讲解2.1工业的基本构成2.1.1的机械结构2.1.2控制系统与编程2.1.3传感器与执行器2.1.4人机交互界面2.2工业系统的集成2.2.1系统集成的设计原则2.2.2工业与外部设备的连接2.2.3软件与硬件的集成2.2.4系统的测试与优化2.3工业系统集成技术的应用案例2.3.1汽车制造领域的应用2.3.2电子组装行业的集成解决方案2.3.3物流自动化中的系统集成2.3.4医疗设备中的工业系统集成三、教学内容3.1工业系统集成基础理论3.1.1系统集成的概念与类型3.1.2工业系统的基本组成3.1.3系统集成的设计流程3.1.4系统集成的技术要求与标准3.2工业系统集成技术实践3.2.1编程与操作技能3.2.2系统集成中的故障诊断与维护3.2.3系统的模拟与仿真3.2.4实际案例分析与实践操作3.3工业系统集成技术的未来趋势3.3.1智能化与自适应集成技术3.3.2云计算与大数据在系统集成中的应用3.3.3人机协作集成技术的发展3.3.4系统集成技术在新兴领域的应用四、教学目标4.1知识目标4.1.1理解工业系统集成的基本概念4.1.2掌握工业系统的组成与工作原理4.1.3了解工业系统集成的设计流程与技术要求4.1.4熟悉工业系统集成技术的应用领域4.2技能目标4.2.1具备工业编程与操作的能力4.2.2能够进行系统集成中的故障诊断与维护4.2.3能够运用模拟与仿真技术进行系统集成4.2.4能够分析和解决实际系统集成中的问题4.3情感态度与价值观目标4.3.1培养学生对工业系统集成技术的兴趣与热情4.3.2增强学生的团队合作意识与沟通能力4.3.3培养学生的创新思维与问题解决能力4.3.4增强学生对工业自动化行业发展的认识与责任感五、教学难点与重点5.1教学难点5.1.1工业系统集成的设计原则与方法5.1.2工业与外部设备的连接与通信5.1.3工业系统集成中的故障诊断与维护5.1.4工业系统集成技术的应用案例分析5.2教学重点5.2.1工业系统的基本组成5.2.2工业编程与操作技能5.2.3系统集成中的故障诊断与维护5.2.4实际案例分析与实践操作六、教具与学具准备6.1教具准备6.1.1工业模型或实物6.1.2编程软件与模拟器6.1.3多媒体教学设备6.1.4实验室安全与操作手册6.2学具准备6.2.1笔记本电脑或平板电脑6.2.2学习资料与教材6.2.3编程软件安装包6.2.4实验报告与作业模板6.3教学辅助材料6.3.1工业系统集成技术相关案例研究6.3.2工业系统集成的行业标准与规范6.3.3工业系统集成的最新研究论文与技术动态6.3.4系统集成技术的在线学习资源与论坛七、教学过程7.1导入新课7.1.1引入工业系统集成技术的实际应用案例7.1.2提问与讨论:工业系统集成的优势与挑战7.2知识讲解与演示7.2.1讲解工业系统集成的概念与类型7.2.2演示工业编程与操作的基本步骤7.2.3展示工业系统集成的实际应用案例7.3实践操作与讨论7.3.1学生分组进行编程与操作练习7.3.2学生进行系统集成中的故障诊断与维护7.3.3学生展示实践成果,进行讨论与交流7.4.2反思实践操作中的问题与不足7.4.3提出改进措施与下一步的学习计划八、板书设计8.1知识讲解板书8.1.1工业系统集成技术的概念与类型8.1.2工业系统的基本组成与工作原理8.1.3工业系统集成的设计流程与技术要求8.2实践操作板书8.2.1工业编程与操作的基本步骤8.2.2系统集成中的故障诊断与维护方法8.2.3实际案例分析与实践操作要点8.3.2实践操作中的问题与不足反思8.3.3改进措施与下一步学习计划九、作业设计9.1课后练习题9.1.1工业系统集成技术的概念与类型选择题9.1.2工业系统的基本组成与工作原理填空题9.1.3工业系统集成的设计流程与技术要求问答题9.2实践操作报告9.2.1编写工业编程与操作的实验报告9.2.2分析系统集成中的故障诊断与维护的实验报告9.3拓展阅读与讨论9.3.1阅读工业系统集成技术的相关论文与案例研究9.3.2参与在线论坛讨论,分享工业系统集成的经验与心得9.3.3调研工业系统集成技术在新兴领域的应用与发展趋势十、课后反思及拓展延伸10.1教学反思10.1.1反思教学过程中的优点与不足10.1.2分析学生学习效果与参与度10.1.3提出教学改进措施与方案10.2拓展延伸10.2.1探索工业系统集成技术的最新研究与发展动态10.2.2深入研究工业重点和难点解析一、重点关注环节1.工业系统集成技术的基本概念与类型2.工业系统的基本组成与工作原理3.工业系统集成的设计流程与技术要求4.工业编程与操作技能5.系统集成中的故障诊断与维护6.实际案例分析与实践操作二、详细补充和说明1.工业系统集成技术的基本概念与类型工业系统集成技术是指将不同的、设备、软件和硬件等整合为一个完整的系统,以实现特定的生产或服务目标。
人机界面设计方案2一、工作站信号传输信号流程设计1.点餐信号的传输如图0-1所示,力控软件实行点菜时,点菜的数字信号传送至PLC 的M10.0-M10.5.PLC实时的将MB10赋值给QB0,即为M10.0-M10.5传送至PLC的Q0.0-Q0.5。
而PLC的Q0.0-Q0.5已经对应连到了机器人的I01-I06.而机器人的I01-I06分别控制着6种菜的取餐。
图0-1力控软件餐的信号传输流程2.仓库各菜种类数量是否有库存的监控如图 0-2所示,机器人在分别在监控各菜式数量达到上限后分别输出对应得信号O01-O06送至PLC的I0.1-I0.6。
PLC采用MB0作为中转,实时的将IB0 赋值给MBO力控软件实时的读取MB0,已提供菜式是否有库存的监控。
图 0-2取餐数量的仓库是否有剩余的监控3.取餐仓库菜数量的补充当机器人对某一种菜式取出数量达到库存上限后将不能在取该种菜式,必须等待仓库重新补充钙菜式并且对数量监控进行重置以后才可以重新进行该菜式点餐取餐。
如图 0-3所示,通过力控软件实时讲补充菜种数量的信号送至PLC的MB2,PLC实时的将MB2赋值给QB1.0,即将MB2.0-MB2.5传送至PLC的Q1.0-Q1.5。
再由PLC连接机器人输入端。
从而实现取餐数量的重置,进而实现补充菜式的库存数量。
图 0-3菜式库存数量的补充4.机器人工作中断与开始当机器人在工作是由于突发情况需要进行运行暂停时,如图 0-4所示,力控软件的中断和开始信号送至PLC的MB10.7-MB10.8,再由PLC赋值到Q0.6-Q0.7。
在连接到机器人数字输入的I09-I10,实现机器人的中断与开始。
图 0-4机器人中断与开始二、硬件连接设计图0-5机器人自动取餐系统的接线原理图机器人自动取餐系统IO信号设计如表1所示。
机器人的数字输入口使用了I01-I14,一共使用14个数字输入口。
因此需使用7个高电平转低电平模块,如错误!未找到引用源。
信捷视觉系统的详细实例应用一、视觉系统结构本系统选用信捷公司的 X-sight SV30ml智能视觉传感器。
该系统包括镜头、智能相机和光源控制器三部分,系统框图如图1所示。
图 1系统框图系统中智能相机和 PC机之间使用 RJ45网口连接,智能相机的默认 IP地址为192.168.8.3,计算机的 IP地址需要与智能相机 IP地址在同一个网段内。
PC机主要用于智能相机图像的处理、编程、程序下载、监控等;相机的控制可通过 SIC-242光源控制器与 PLC连接来控制,SIC-242型光源控制器通过双绞线与 PLC连接通信,如图 2所示。
图 2 SIC-242型光源控制器电路连接光源控制器实物如图 3所示。
该电源控制模块内置两路可控光源输出,两路相机触发端及 5路相机数据输出端,AB 端子为RS485 通讯端口,两路光源手动调节开关,预留7 路站号选择。
图 3光源控制器二、 光源视觉系统的光源在设计过程中考虑到系统的安全性,采用工作电压24V、 6×6的背光源,通过背光源电路串联分压电阻来降压。
背光源实物如图 4所示。
图 4 视觉系统外部光源三、智能相机的安装现中智能相机的安装如图 5所示,安装参考尺寸如图 6所示,可根据需要调整相机安装高度。
图 5 智能相机现场安装图图 6 现场安装尺寸四、数字图像采集本系统相机进行图像采集的工作流程如下:1)传送带将托盘传送到智能相机的拍照位置处,检测产品位置的光电传感器对托盘位置进行检测,当托盘到位后发出信号到 PLC控制器,PLC通过光源控制器的 X0发出拍照指令;1)当光源控制器得到拍照指令后启动相机拍摄产品图像。
2)智能相机拍照完成后向光源控制器的 Y0端输出拍照完成信号。
相机程序需要利用 X-Sight studio图像处理软件对光源控制器进行预先的编程,将采集到的图像装换成系统所需的数字量信息,使用 X-sight studio软件使用方法参见附录6(X-Sight使用手册)。