信息技术（拓展模块）-信息终端操作与维护课件 专题8 项目2 工业机器人仿真操作

拓展模块机器人操作信息技术专题引导

随着科技的发展，机器人在各行各业中的应用越来越广泛，机器人的应用也从工业制造领域逐渐拓展到教育娱乐、医疗康复、安防救灾、政务服务、商业等诸多领域，已成为当今社会不可或缺的人类助手。近年来，国内科研机构和企业加大了机器人的研发投入，在硬件基础与技术水平上取得了显著提升，但缺少现场调试、维护、操作与运行管理等应用型人才。本专题鼓励学校利用现有设备，训练学生能够简单操作相关机器人完成任务，从而激发学生学习热情，促进科学精神和创新能力的培养。

本专题设置四个实践项目：简易机器人组装调试、工业机器人仿真操作、无人机航拍和服务机器人配置。在教学实施时，可根据不同专业方向选择具体的教学项目。项目2工业机器人仿真操作工业机器人仿真操作

项目背景小小观看了中央电视台的纪录片——大国重器，对里面拥有核心自主智能产权的工业机器人印象深刻，很想亲自操作工业机器人，但条件有限，通过多方了解可以使用机器人仿真软件进行体验。

项目分析本项目是在了解工业机器人的概念、分类等相关知识基础上，使用仿真软件体验工业机器人的仿真操作。

学习目标•了解工业机器人的概念、分类。•会利用仿真软件对工业机器人进行简单操作。1.工业机器人工业机器人即面向工业领域的机器人，它被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。任务准备工业机器人仿真操作

当前，工业机器人正在向着智能化、信息化、网络化方向发展，它是智能制造业最具代表性的装备，被广泛应用于冶金、汽车、家用电器、食品等行业，按照应用领域可以分为码垛机器人、焊接机器人、装配机器人等。1.工业机器人码垛机器人适用于箱装、袋装、桶装等物料的码垛和搬运，广泛应用于饮料、瓶装水、面粉、化肥和水泥等产品的生产。它一方面可以改善工人的劳动条件，使工人从高强度的体力劳动中解脱出来；另一方面，一台码垛机器人至少可以代替3~4个工人的工作量，大大削减了人工成本，提高了企业生产力。任务准备工业机器人仿真操作码垛机器人（1）码垛机器人1.工业机器人焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，它响应时间短，动作迅速，工作效率远远高于手工焊接，同时还能减少焊接对工人的伤害。焊接机器人在焊接难度、焊接数量、焊接质量等方面有着人工焊接无法比拟的优势。任务准备工业机器人仿真操作焊接机器人（2）焊接机器人1.工业机器人在工业生产中，零件的装配是一件工程量极大的工作，需要大量的劳动力，人力装配出错率高、效率低，因而逐渐被工业机器人代替。装配机器人具有精度高、灵活性大、工作范围小、耐用程度高等特点，广泛应用于汽车及其部件、电器制造、玩具、机电产品等的装配。任务准备工业机器人仿真操作装配机器人（3）装配机器人2.工业机器人仿真软件工业机器人仿真软件可以在制造单机和生产线产品之前模拟出实物，这不仅可以缩短生产的工期，还可以避免不必要的返工。常用的系统有InteRobot、RobotMaster、RobotArt等，这些软件功能类似。其中InteRobot是由华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心和企业联合开发的计算机仿真软件，使用这些软件之前需要了解以下知识。任务准备工业机器人仿真操作InteRobot仿真软件2.工业机器人仿真软件使用工业机器人完成工作任务，需经过5个工作环节，包括工艺分析、运动规划、示教前准备、示教编程、程序测试等。任务准备工业机器人仿真操作工业机器人示教流程（1）工业机器人示教

示教前需要调试工具，并根据所需要的控制信号配置I/O接口信号，设定工具和工件坐标系；在编程时，使用示教器编制程序取示教目标点。程序编制好后，进行测试，根据实际需要增加一些中间过渡点。2.工业机器人仿真软件任务准备工业机器人仿真操作（2）工业机器人坐标系工业机器人坐标系是为确定机器人的位置和姿态而在机器人或空间上进行的位置指标系统，坐标系包含世界坐标系、基坐标系、工具坐标系、工件坐标系、关节坐标系。工业机器人坐标系任务准备工业机器人仿真操作①世界坐标系是固定在空间上的标准直角坐标系，它被固定在事先确定的位置。基坐标系和工件坐标系都是参照世界坐标系建立的。②基坐标系位于机器人基座，由机器人底座基点与坐标方位组成，该坐标系是机器人其他坐标系的基础，任何机器人都离不开基坐标系。③工具坐标系用来确定工具的位置，它由工具中心点(TCP)与坐标方位组成。工具坐标系必须事先进行设定。机器人联动运行时，TCP必须进行配置。④工件坐标系用来确定工件的位置，它由工件原点与坐标方位组成。⑤关节坐标系是设定在机器人关节中的坐标系，是每个轴相对其原点位置的绝对角度。2.工业机器人仿真软件初始状态的工具中心点是工具坐标系的原点。为完成各种作业任务，需要在工业机器人末端安装各种不同的工具，如喷枪、抓手、焊枪等，这些工具的形状、大小各不相同，在更换或调整之后，机器人的实际工作点相对于机器人末端的位置会发生变化。任务准备工业机器人仿真操作工业机器人坐标系（3）工具中心点

目前普遍采用的方法是在机器人工具上建立一个工具坐标系，其原点即为工具中心点，机器人在此坐标系内进行编程。当工具调整后，只需重新标定工具中心点的位置，即可使机器人重新投入使用。2.工业机器人仿真软件机器人运动轴是指操作本体的轴，形式从一轴到六轴均有。任务准备工业机器人仿真操作（4）工业机器人运动轴轴类型轴名称动作说明定位轴（基本轴）一轴（A1）底座回旋二轴（A2）大臂俯仰三轴（A3）小臂俯仰姿态轴（腕部运动）四轴（A4）小臂翻转运动五轴（A5）手腕上下摆动六轴（A6）手腕旋转运动常见工业机器人运动轴2.工业机器人仿真软件任务准备工业机器人仿真操作（4）工业机器人运动轴六轴机器人运动轴示意图目前生产中使用的工业机器人以六轴工业机器人较多。任务实施工业机器人仿真操作从华数机器人官方网站下载InteRobot试用版机器人离线编程软件，然后根据提示完成安装并运行。下载安装仿真软件1任务实施工业机器人仿真操作新建文件后，从机器人库中导入机器人。机器人的导入导入机器人2任务实施工业机器人仿真操作从工具库中，选择合适的工具或夹具，添加到机器人末端，可根据不同应用场景选择不同的工具或夹具。工具（夹具）导入选择工具（夹具）3任务实施任务1安装无人机打开“机器人属性”窗口，结合前面讲的工业机器人运动轴，体验机器人各轴的运动情况，实现对工业机器人的操作。工业机器人的操作操作机器人4

项目分享方案2由学生代表与指导教师组成项目评审组，各工作团队制作汇报材料并进行答辩。方案1各工作团队展示交流项目，谈谈自己的心得体会，并选派代表分享交流。

项目评价根据项目完成情况填涂表类

别内

容评

分项目质量1.各个任务的评价汇总2.项目完成质量☆☆☆团队协作1.团队分工、协作机制及合作效果