具体描述
本书分实训篇和案例篇两个部分，将数控实训与案例解析结合起来，内容新颖实用。
实训篇共收集了20个实训项目，内容由浅入深，循序渐进，最后给出了生产型数控铣床加工实例。
案例篇给出了12个具有代表性的生产和教学案例。按照明确案例任务及要求—案例解析—案例总结的模式编写。
本书可供从事数控铣削加工的企业中、高级技术工人以及高职院校数控专业的师生学习和参考。
《工业机器人操作与编程基础》 内容简介 本书是一部面向初学者和有一定基础的工业技术人员的实用教程，系统介绍了工业机器人基础知识、操作技能以及常用编程方法。全书紧密结合实际生产需求，理论与实践并重，旨在帮助读者快速掌握工业机器人的基本原理、安全规范、操作流程和编程技巧，为从事自动化生产线维护、调试、操作及相关研发工作打下坚实基础。 第一章 工业机器人概述 本章将为读者构建对工业机器人的初步认知。首先，我们将深入探讨工业机器人的定义、发展历程以及在现代工业中的关键作用。通过梳理机器人从早期机械臂到如今具备智能和高柔性的演变，让读者理解其技术进步的脉络。随后，我们将详细介绍工业机器人的基本组成部分，包括机械臂（关节、连杆、末端执行器）、控制器（主控单元、示教器、驱动器）、传感器（视觉、力觉、位置传感器等）以及供电系统。通过对各部分的结构和功能进行解析，帮助读者理解机器人如何协同工作。 接着，我们将聚焦工业机器人在不同行业的广泛应用。从汽车制造、电子电器、金属加工到食品包装、物流仓储，我们将列举并分析机器人如何提升生产效率、改善产品质量、降低生产成本，并实现危险或恶劣环境下的自动化作业。通过鲜活的案例，让读者直观感受机器人技术的价值。 最后，本章将强调工业机器人操作的安全规范。机器人作为高度自动化的设备，其操作安全至关重要。我们将详细讲解机器人安全的基本原则、潜在危险（如碰撞、挤压、卷入等）、安全防护措施（如安全围栏、安全门、光栅、急停按钮等）以及在操作、维护过程中必须遵守的注意事项。安全意识的培养贯穿全书，为后续内容的学习奠定安全基础。 第二章 工业机器人操作与示教编程 本章是本书的实践核心，将带领读者一步步掌握工业机器人的基本操作和示教编程。 首先，我们将详细介绍机器人示教器的使用方法。示教器是人机交互的关键接口，我们将从开机、关机、界面导航、菜单功能、参数设置等方面入手，讲解如何熟练使用示教器进行机器人状态的监控和基本操作。 接下来，重点讲解机器人基本操作指令。包括但不限于：点动（Jogging）移动机器人各轴、连续（Continuous）直线/圆弧插补运动、位置记录（Posing）与调用、速度与加速度的设定、坐标系的选择（世界坐标系、用户坐标系、工具坐标系）以及模式切换（手动模式、自动模式）。通过详尽的步骤说明和操作要点提示，帮助读者掌握机器人运动的基本控制。 然后，我们将深入讲解示教编程（Teach Pendant Programming）的流程和技巧。从程序的创建、编辑、保存到运行，我们将一步步演示如何通过示教器输入机器人的运动轨迹、逻辑指令以及简单的I/O控制。我们将讲解如何进行直线插补、圆弧插补，如何设置机器人到达目标位置的精度和姿态，以及如何通过示教编程实现简单的点到点运动、轨迹跟踪等任务。 此外，本章还将介绍程序的调试与优化。包括如何进行单步运行、设置断点、查看程序执行状态，如何利用示教器提供的工具对程序进行修改和优化，例如调整运动速度、修改目标点坐标、优化运动路径等，以提高程序的运行效率和可靠性。 最后，我们将通过一系列典型的实操案例，巩固所学知识。这些案例将涵盖简单的装配、搬运、点胶等场景，让读者在实践中理解和应用机器人操作与示教编程的各项技能，例如： 案例一：简单零件的搬运与放置——学习如何示教机器人拾取零件，并将其精确放置到指定位置。 案例二：工件的上下料——掌握如何通过机器人实现机床工件的自动上下料，提升生产效率。 案例三：简单的轨迹点胶——学习如何示教机器人沿着预设轨迹完成点胶任务，对精度和平滑度有一定要求。 案例四：多点循环搬运——练习如何创建包含多个目标点的程序，实现多点间的循环搬运。 第三章 工业机器人离线编程与仿真 随着机器人技术的不断发展，离线编程（Offline Programming，OLP）已成为一种高效、安全的机器人编程方式。本章将引导读者进入工业机器人离线编程的世界。 首先，我们将介绍离线编程的优势与基本概念。对比示教编程，我们将阐述离线编程在减少生产线停机时间、提高编程效率、实现复杂轨迹生成、降低编程风险等方面的显著优势。同时，我们将介绍离线编程所依赖的软件工具。 接着，我们将详细介绍一款主流的工业机器人离线编程软件（具体软件名称可根据市场主流情况填写，例如：KUKA.Sim, ABB RobotStudio, FANUC ROBOGUIDE, Yaskawa MotoSim等）。我们将从软件的安装与界面布局入手，逐步讲解软件的主要功能模块，包括： 三维工作单元建模：如何导入或创建机器人、工件、设备（如机床、夹具、输送带等）的三维模型，构建逼真的虚拟工作环境。 机器人导入与配置：如何将不同品牌和型号的机器人模型导入软件，并进行基本的参数配置。 工具坐标系与用户坐标系设置：如何在仿真软件中准确设置工具坐标系（TCP）和用户坐标系，为机器人路径规划奠定基础。 离线程序生成：重点讲解如何利用软件提供的工具，通过路径规划、运动指令生成等方式，创建机器人的运动程序。我们将介绍各种路径生成方法，如基于CAD模型的路径拾取、直接输入目标点坐标、轨迹插补等。 仿真与碰撞检测：详细演示如何在虚拟环境中运行生成的机器人程序，观察机器人的运动轨迹，并利用软件强大的碰撞检测功能，发现潜在的碰撞问题，及时进行修正。 程序优化与后处理：介绍如何对生成的程序进行优化，例如调整运动速度、姿态，以及如何将仿真软件生成的程序代码转换（后处理）为机器人控制器能够识别的格式。 本章将穿插一系列离线编程的案例，帮助读者熟练掌握软件操作： 案例一：三维空间点到点运动程序的离线生成——学习如何在一个三维模型环境中，精确定义多个目标点，并生成机器人到达这些点的程序。 案例二：直线与圆弧轨迹程序的离线生成——掌握如何利用软件工具，生成机器人执行直线或圆弧运动的程序，并进行仿真验证。 案例三：虚拟工作站的建立与仿真——学习如何搭建一个包含机器人、工件和简单设备（如夹具）的虚拟工作站，并进行机器人操作的完整仿真。 案例四：带碰撞检测的程序优化——通过生成一段易发生碰撞的程序，利用碰撞检测功能找出问题，并进行优化，直至程序安全运行。 第四章 工业机器人I/O通信与PLC集成 现代自动化生产线离不开机器人与PLC（可编程逻辑控制器）的协同工作。本章将聚焦工业机器人的I/O通信以及与PLC的集成，使读者能够构建更复杂的自动化系统。 首先，我们将深入讲解工业机器人I/O（输入/输出）的原理与类型。包括数字量I/O（如开关信号、传感器信号）、模拟量I/O（如电压、电流信号）以及串行通信接口（如Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等）。我们将介绍I/O信号在机器人控制系统中的作用，例如触发机器人运动、指示机器人状态、控制外部设备等。 接着，我们将详细介绍机器人与PLC之间进行通信的常用方法。包括： 直接I/O通信：讲解如何通过机器人控制器上的I/O接口与PLC的I/O模块直接连接，实现信号的输入与输出。我们将演示如何在机器人示教器或编程软件中配置I/O地址，以及如何在PLC程序中读取和写入这些信号。 通信协议集成：重点介绍工业以太网通信协议（如Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等）在机器人与PLC通信中的应用。我们将讲解这些通信协议的基本原理、报文结构，以及如何在机器人和PLC系统中进行相应的配置，实现高效的数据交换。 机器人与PLC的协同逻辑：分析在实际生产中，机器人与PLC如何协同工作。例如，PLC发出启动信号，机器人执行任务；机器人完成任务后，向PLC发送完成信号；PLC控制输送带将工件送到机器人工作区域，机器人完成抓取后，PLC再启动输送带将工件运走。我们将通过流程图和逻辑框图，清晰地展示这些协同工作的逻辑。 本章将通过实际案例，帮助读者理解和掌握I/O通信与PLC集成技术： 案例一：机器人与PLC的简单信号交互——学习如何通过示教器和PLC程序，实现一个简单的信号交换，例如PLC发送一个“开始”信号，机器人开始执行预设程序。 案例二：机器人状态反馈给PLC——演示如何将机器人的运行状态（如运行中、暂停、故障等）通过I/O信号反馈给PLC，供PLC进行整体生产调度。 案例三：使用通信协议实现机器人与PLC的数据交换——通过实际配置，演示机器人与PLC之间如何利用Profinet等协议进行更复杂的数据交换，例如传递工件ID、设置生产参数等。 案例四：构建简单的自动化生产单元——整合前面章节的知识，构建一个包含机器人、PLC和简单外部设备（如传感器、气缸、小型输送带）的自动化生产单元，实现基础的协同工作。 第五章 工业机器人维护与故障排除 工业机器人的稳定运行离不开日常的维护和及时的故障排除。本章将为读者提供实用的维护保养指南和故障诊断方法。 首先，我们将强调工业机器人日常维护的重要性。我们将列出机器人日常检查项目，包括外观检查、各部件的连接紧固情况、润滑油位、电缆线束的完好性等，并讲解操作规程。 接下来，我们将详细介绍机器人定期维护保养的内容。包括： 润滑保养：讲解机器人各关节、轴承等部位的润滑要求、润滑剂的选择以及润滑周期。 清洁保养：介绍机器人外部的清洁方法，以及保持内部清洁的重要性。 电缆与连接器检查：讲解如何检查电缆的磨损、老化情况，以及连接器的接触可靠性。 电池更换：介绍机器人编码器电池、控制柜电池等的更换周期和注意事项。 然后，我们将重点讲解工业机器人常见的故障现象及其诊断与排除方法。我们将从以下几个方面进行分析： 运动异常：如运动不平稳、定位不准确、运动速度异常等，分析可能的原因（如机械磨损、传感器故障、参数设置错误、控制算法问题等）并给出相应的检查步骤。 通信故障：如机器人与PLC通信中断、示教器无法连接等，分析原因（如线缆损坏、接口故障、网络配置错误、通信协议问题等）并提供排查方法。 I/O信号异常：如传感器信号无法读取、执行器无法响应等，分析原因（如I/O模块故障、接线错误、信号干扰等）并指导读者进行排查。 急停/安全保护触发：分析机器人频繁触发急停或安全保护的原因，并指导读者检查安全回路、传感器、安全门等。 控制器报警信息解读：介绍如何查看机器人控制器的报警列表，理解各种报警代码的含义，并根据报警提示进行初步的故障定位。 本章还将提供一些实用的故障排除技巧和经验分享，例如： 利用示教器提供的诊断工具：介绍如何利用示教器上的诊断功能，查看实时数据、日志信息，辅助故障判断。 安全地进行电气部件检查：在进行电气部件检查前，强调安全规程，如断电、放电等。 记录故障信息：强调详细记录故障发生的时间、现象、报警信息，以及采取的排除措施，为后续分析提供依据。 何时寻求专业帮助：指导读者判断何时需要联系机器人制造商或专业的维修服务商。 通过本章的学习，读者将能够对工业机器人的日常维护有更深入的认识，并具备独立处理常见故障的能力，从而保障生产线的稳定运行。
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