世界技能大赛 机器人系统集成项目

李宁 张飞 周平 王振华 王才峄 周丰旭 李庆梅 潘振华 蒋昌华 刘莹莹 李弘耀

目录

  • 1 世界技能大赛介绍
    • 1.1 世赛发展史
    • 1.2 世赛中国
    • 1.3 世赛项目介绍
    • 1.4 机器人系统集成项目简介
      • 1.4.1 工业机器人应用场景
      • 1.4.2 二工大机器人系统集成基地
      • 1.4.3 系列活动安排
  • 2 机器人系统集成项目
    • 2.1 项目介绍
    • 2.2 竞赛内容分析
    • 2.3 上海市选手培训基地
    • 2.4 培训内容及训练规划
  • 3 工业机器人简介
    • 3.1 机器人的演变
    • 3.2 机器人应用的发展
    • 3.3 工业机器人自动化系统组件
      • 3.3.1 搬运设备
      • 3.3.2 视觉系统
      • 3.3.3 工艺设备
      • 3.3.4 抓手和工具转换器
      • 3.3.5 工装与夹具
      • 3.3.6 装配自动化组件
      • 3.3.7 系统控制
      • 3.3.8 安全与防护
    • 3.4 工业机器人的典型应用
      • 3.4.1 焊接
      • 3.4.2 调配
      • 3.4.3 加工
      • 3.4.4 搬运与机床上下料
      • 3.4.5 装配
  • 4 工业机器人的机械设计与电气设计
    • 4.1 机器人系统集成平台的机械设计
      • 4.1.1 Inventor软件基本操作(1-4)
      • 4.1.2 草图编辑(5-41)
      • 4.1.3 三维模型图(48-77)
      • 4.1.4 工程图(157-174)
      • 4.1.5 装配图(124-134)
      • 4.1.6 实例工程:金属环托盘工程图设计
    • 4.2 工业机器人的电气设计
  • 5 工业机器人建模与运动编程实践
    • 5.1 工业机器人示教设备
    • 5.2 点动机器人实践指导
    • 5.3 工具坐标系和用户坐标系的设置实践指导
    • 5.4 示教-再现工业机器人运动轨迹实践指导
    • 5.5 编辑机器人运动指令实践指导
    • 5.6 练习实践指导
  • 6 PLC基础入门
    • 6.1 西门子PLC基础知识
    • 6.2 利用博图建立PLC工程
    • 6.3 利用博图编写PLC程序
    • 6.4 利用博图建立触摸屏程序
  • 7 PLC与工业机器人通讯
    • 7.1 S7-1500与FANUC机器人的Profinet通讯组态配置
    • 7.2 S7-1500与FANUC机器人通讯编程与测试
  • 8 工业机器人虚拟仿真
    • 8.1 Roboguide概述
      • 8.1.1 roboguide安装
      • 8.1.2 新建工程
    • 8.2 roboguide基本使用
      • 8.2.1 鼠标的使用及设备的移动操作
      • 8.2.2 简单布局的创建
      • 8.2.3 机器人仿真程序创建及命名
      • 8.2.4 仿真示教点位
      • 8.2.5 仿真运行、视频录制及导出
    • 8.3 机器人搬运仿真
      • 8.3.1 搬运仿真布局创建
      • 8.3.2 搬运仿真操作及编程
    • 8.4 Roboguide学习视频
    • 8.5 机器人系统集成仿真平台搭建
    • 8.6 机器人动作仿真编程
  • 9 工业机器人视觉
    • 9.1 简介
    • 9.2 镜头
    • 9.3 工业相机
    • 9.4 三维图像采集设备
    • 9.5 数字图像处理简介
    • 9.6 图像增强
    • 9.7 图像几何变换
    • 9.8 图像频域处理
    • 9.9 形态学图像处理
    • 9.10 图像分割与边缘检测
    • 9.11 机器视觉工程案例
  • 10 FANUC机器人基本操作
  • 11 项目一 机器人复杂运动轨迹的生成
    • 11.1 项目描述
    • 11.2 项目内容
    • 11.3 项目多媒体展示
  • 12 项目二 机器人搬运工件
    • 12.1 项目描述
    • 12.2 项目内容
    • 12.3 项目多媒体展示
  • 13 项目三 机器人焊接应用
    • 13.1 项目描述
    • 13.2 项目内容
    • 13.3 项目多媒体展示
  • 14 项目四 机器人视觉系统应用
    • 14.1 项目描述
    • 14.2 项目内容
    • 14.3 项目多媒体展示
  • 15 赛题模块
    • 15.1 任务描述
    • 15.2 任务一:工作站硬件装配及排故
      • 15.2.1 (一)机械模块的安装与尺寸调整
      • 15.2.2 (二)电气控制线路安装
      • 15.2.3 (三)气动系统连接及调整
    • 15.3 任务二:工作站应用与调试
      • 15.3.1 (一)电气故障排除
      • 15.3.2 (二)基于工业机器人系统的编程及调试
        • 15.3.2.1 Roboguide仿真
        • 15.3.2.2 各模块编程及调试
      • 15.3.3 程序编写及调试
Roboguide概述

1、软件总体介绍


      ROBOGUIDE是一款FANUC机器人配套的软件,由日本发那科机器人公司提供。


       该软件支持机器人系统布局设计和动作模拟仿真,可进行机器人干涉性、可达性的分析和系统的节拍估算,还能够自动生成机器人的离线程序,优化机器人的程序以及进行机器人故障的诊断等。


2、常用模块


       ROBOGUIDE是一款核心应用软件,常用的仿真模块有ChamferingPRO、HandlingPRO、WeldPRO、PalletPRO 和PaintPRO 等,各模块功能如下:


(1)ChamferingPRO用于去毛刺、倒角等工件加工的仿真应用;


(2)HandlingPRO用于机床上下料、冲压、装配、注塑机等物料的搬运仿真应用;


(3)WeldPRO用于焊接、激光切割等工艺的仿真应用;


(4)PalletPRO用于各种码垛的仿真应用;


(5)PaintPRO用于喷涂的仿真应用。


     选择不同的模块决定着实现的功能不同,相应加载的应用工具包也会不同,如图1所示。


3.ROBOGUIDE中进行离线编程和仿真主要步骤

(1)创建工程文件

      根据真实机器人创建对应的虚拟仿真机器人工程文件,创建过程中需要选择从事作业的仿真模块、控制柜及控制系统版本、软件工具包、机器人型号等

     工程文件会以三维模型的形式显示在软件的视图窗口中,在初始状态下只提供三维空间内的机器人模型和机器人的控制系统。

2)构建虚拟工作环境

      根据现场设备的真实布局,在工程文件的三维世界中通过绘制或导入模型来搭建虚拟的工作场景,从而模拟真实的工作环境。譬如要模拟焊接的工作场景,就需要搭建焊接机器人、焊接设备及其他焊接辅助设备的三维模型,此时的工程文件亦可称之为机器人焊接仿真工作站。


    (3)模型的设置

      由三维制图软件绘制的模型除了在形状上有所不同外,并无本质上的差别。而ROBOGUIDE建立的工程文件,要求这些模型充当不同的角色,例如工件、机械设备等。编程人员要对相应的模型进行设置,赋予它们不同的属性以达到仿真的目的。


     (4)控制系统设置

       仿真工作站场景搭建完成以后,需要按照真实的机器人配置对虚拟机器人控制系统进行设置,包括工具坐标系的设置、用户坐标系的设置、系统变量的设置等。


    (5)编写离线程序

       在ROBOGUIDE的工程文件中利用虚拟示教器或者轨迹自动规划功能的方法创建并编写机器人程序,实现真实机器人所要求的功能,如焊接、搬运、码垛等。


    (6)试运行程序

      在软件中进行程序的仿真运行相对于真实机器人运行程序,实际上是让编程人员提前预知了运行结果,观察结果是否符合预期和检测程序的可行性,譬如是否造成机器人的限位、是否发生碰撞等,及时纠正程序错误并进一步优化程序。


   (7)程序导出和下载

     离线程序只需小范围修改甚至无需修改可直接导出到存储设备,并下载到真实的机器人中运行。