工业机器人应用系统-项目一 初识工业机器人应用系统集成

【项目引入】00PART古代先贤作为一种自动化机械，机器人早就被我们华夏祖先们发明出来并且应用于很多方面。《墨经》——鲁班——木鸟【项目引入】00PART现代工业我国在机器人产业起步虽然较晚，但我国制造业规模大、门类齐全，随着我国正加快迈向制造强国，机器人产业发展有着巨大的市场前景，因此我国的机器人发展后劲十足。国产工业机器人【学习目标】00PART知识目标1．理解工业机器人应用系统集成的现实意义；2．掌握工业机器人工作站典型应用案例；3．掌握工业机器人工作站技术分析基本方法。能力目标1．能够正确区分工业机器人工作站的类型；2．能够分析工业机器人工作站基本组成；3．能够分析工业机器人工作站工作流程。素质目标1．培养攻难克艰的工匠精神；2．培养专业信息搜集、整理、分析的职业素质；3．培养勇于创新的素质。任务1工业机器人应用系统集成认知目录CONTENTS任务2工业机器人应用系统集成流程规划【项目实施】工业机器人应用系统集成认知任务1一、什么是工业机器人应用系统集成01PART

工业机器人应用系统集成是一种集硬件与软件于一体的新型自动化设备。硬件涉及机械部分与电气部分，如机器人本体、可编程逻辑控制器（PLC）、机器人控制器、传感器以及周边设备等，软件则是工业机器人应用系统集成的大脑和神经系统，它能够实现各部分的工作运动和相互协调工作。一、什么是工业机器人应用系统集成01PART

工业机器人应用系统集成的目的是建立工业机器人工作站或工业机器人生产线：工业机器人工作站是指以一台或多台机器人为主，配以相应的周边设备，如变位机、工装夹具等，或借助人工的辅助操作一起完成相对独立的一种作业或工序的一组设备组合；工业机器人生产线是由多个机器人工作站、物流系统和必要的非机器人工作站组成。二、工业机器人应用系统集成的发展01PART

“灯塔工厂”项目由达沃斯世界经济论坛与管理咨询公司麦肯锡合作开展遴选，被誉为“世界上最先进的工厂”，具有榜样意义的“数字化制造”和“全球化4.0”示范者，代表当今全球制造业领域智能制造和数字化最高水平。

截至2023年1月，全球“灯塔工厂”数量达到132家，中国的“灯塔工厂”增至50家，持续排名全球第一。三、工业机器人应用系统集成典型案例01PART

素有“工业裁缝”之称的焊接技术，被广泛的应用于工业的众多领域，因此也是最早与工业机器人相结合的技术领域之一，并成功批量应用于生产实践，尤其是在汽车制造工业领域，焊接工业机器人工作站保有量始终都是名列前茅，在摩托车、五金交电、工程机械、航空航天和化工等其他行业也有着广泛的应用。三、工业机器人应用系统集成典型案例01PART

搬运（码垛）工业机器人适用于物流、电子、食品、饮料、化工、医药、军工和包装等行业。满足企业对板材、桶装、罐装、瓶装和金等各种形状的工件进行搬运的要求，动作灵活，可进行人机对话，全天候不间断作业，大大提高了生产效率，使货物搬运场所搬运智能化，减少人力劳动，实现全面智能化管理。三、工业机器人应用系统集成典型案例01PART

喷涂工业机器人是可进行自动喷涂的工业机器人，喷涂工业机器人工作站主要包括机器人本体、控制系统、喷涂系统、安全系统、应用系统以及辅助部分。三、工业机器人应用系统集成典型案例01PART

抛光、打磨工业机器人工作站系统替代人工处理工件表面毛刺，不仅省时，而且抛光打磨效果好，效率极高，避免了抛光、打磨作业对工人的身体伤害，以及空气污染和噪声对操作工人身心健康的影响。目前已经广泛应用于卫浴行业、IT行业、汽车零部件、工业零件、医疗器械和民用产品等高精度的抛光、打磨抛光作业行业，主要应用于锯割、磨削、抛光、凿边、铣削、去飞边、磨光和去毛刺等。三、工业机器人应用系统集成典型案例01PART

装配工业机器人工作站是指使用一台或多台装配机器人，配有控制系统、辅助装置及周边设备，进行装配生产作业，从而达到完成特定工作任务的生产单元。

根据装配任务的不同，装配工作站也不同。一个复杂机器系统的装配，可能需要一个或多个工作站共同工作，形成一个装配生产线，才能完成整个装配过程。比如，汽车装配。三、工业机器人应用系统集成典型案例01PART

随着企业自动化水平的不断提高，机器人自动化生产线的市场越来越大，逐渐成为自动化生产线的主要形式。食品、化工、医药、粮食、饲料、建材和物流等行业已经大量使用包装工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。工业机器人工作站的分类01PART

第一大类是“空间位置改变类工作站”，在这类工作站中，工业机器人通过末端执行器直接抓取或吸附工件（工具），在机器人完成最后一次“工艺接触”后，工件或工具仅仅发生了空间位置改变，在工业机器人进行“工艺接触”的整个过程中，工件个体特征属性没有任何改变。

第二大类是“特征属性改变类工作站”，这类工作站中，工业机器人末端执行器通常为焊枪、喷嘴或激光发生器等专业化工具装备，工业机器人在与工件的“工艺接触”过程中直接改变了工件的体积、形状、表面状态、内部组织或其他理化性质等特征属性，工作站类型命名直接以其末端执行所完成的工作内容为依据，如焊接工作站、喷涂工作站，激光切割工作站等。工业机器人应用系统集成流程规划任务202PART

1、对作业对象的分析一、工业机器人应用系统集成的基本要求工件的形状工件的尺寸及精度要求工件的质量工件的材料和强度作业顺序和工艺要求02PART

2、功能要求一、工业机器人应用系统集成的基本要求承载能力工作空间

自由度02PART

2、环境要求一、工业机器人应用系统集成的基本要求

工业机器人在许多生产领域都得到了广泛应用，如搬运、码垛、焊接、装配、喷涂等领域，各种应用领域必然会有各自不同的环境条件。因此，系统集成商应根据不同的应用环境和作业特点。不断地研究、开发和生产出不同类型的应用系统，以供用户选择。

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3、生产节拍一、工业机器人应用系统集成的基本要求

生产节拍又称用户需求周期，是指在一定时间内，可用工作时间与用户需求量之间的比值，单位为小时/件。

安全大于天，安全！安全！安全！02PART

4、安全规范及标准一、工业机器人应用系统集成的基本要求

工业机器人应用系统集成主要包括硬件集成和软件集成两个方面。硬件集成需要根据需求对各个设备接口进行统一定义，以满足通信要求；软件集成则需要对整个系统的信息流进行综合，然后再控制各个设备按流程运转。02PART二、工业机器人应用系统集成的一般过程在硬件集成中，需要进行输入设备（如操作按钮、转换开关、模拟量的信号输入装置等）、执行元件（如接触器、电磁阀、信号灯等）及应用系统控制装置的设计；根据PLC使用手册的说明，对PLC进行1/O通道分配及外部接线设计。在软件集成中，首先要编写工艺流程图，即梯形图。将整个流程分解为若干步，确定每步的转换条件，配合分支、循环、跳转及某些特殊功能便可容易地编制梯形图了。在编制梯形图时，项目经验的积累会起到非常重要的作用。

工业机器人系统集成的一般过程通常按照可行性分析、应用系统的详细设计、产品制造与装调、交付使用四个步骤进行。02PART二、工业机器人应用系统集成的一般过程02PART二、工业机器人应用系统集成的一般过程可行性分析在引入工业机器人应用系统之前，必须仔细分析工业机器人的应用目的与技术要求，对所要设计的项目进行可行性分析。可行性分析主要包括技术上的可行性与先进性、投资上的可能性与合理性、工程实施的可能性与可变更性三个方面。02PART二、工业机器人应用系统集成的一般过程应用系统的详细设计包括：规划及系统设计；布局设计；扩大工业机器人工作空间辅助设备的选用与设计；外围设备和安全装置的选用与设计；应用系统控制装置的设计；支持系统的设计；工程施工设计；编制采购资料。02PART二、工业机器人应用系统集成的一般过程应用系统的制造与装调包括：制造准备；制造与采购；安装与试运行；连续运行。02PART二、工业机器人应用系统集成的一般过程应用系统的交付说明应用系统装调完成后，需要交由用户验收，验收合格后便可交付使用。验收的内容主要包括外观检查.实物核对和技术验收三个方面；系统集成商在装调完成后、交付使用前，需要编制应用系统的说明手册。说明手册应考虑工业机器人应用系统使用过程中的各个环节；交付使用后，为达到和保持预期的性能和目标，系统集成商应对工业机器人应用系统进行维护和改进并进行综合评估。02PART工作站系统的技术解析和流程分析案例工件参数工艺过程规格：50×50×50材质：POM自动取料、自动供料、自动输送各动作节点应有工件位置检测功能码盘上实现单层码垛必要的安全措施搬运码垛工业站客户需求信息02PART工作站系统的技术解析和流程分析案例根据客户需求信息可以确定该工业机器人工作站包括的硬件组成如下：硬件名称对应解决的技术要求6自由度工业机器人工件的自动取料、搬运和码垛料库码盘（带位置传感器）供机器人自动取料，可检测是否有工件待取供料井（带位置传感器）为输送带供料，可检测是否有工件待输送推料气缸将工件从料井中推至传输带上输送带系统（带位置传感器）输送工件，