工业机器人应用编程电子教案 任务4.1　工业机器人模拟焊接

教案首页授课人：授课班级授课时间项目名称任务4.1工业机器人模拟焊接任务描述1.小组讨论，通过学习四点法标定工具坐标系。2.小组讨论，制订工业机器人负载测算。3.独立完成通过编程与示教，实现工业机器人对搬运工具进行工具坐标系标定。授课方式实操教学仿真一体化教学时数6授课方法手段项目教学法：以完成任务为目标来讲解相关知识和技能教学目标知识目标：1.以华为电子芯片、5G技术自主研发等典型事例，激发学生的爱国主义热情、民族自豪感和使命感。2．掌握四点法标定工具坐标系。3.通过学习，掌握搬运工具进行工具坐标系标定。能力目标：1．能够掌握工业机器人负载测算。2.采用TCP（默认方向）四点法标定工具坐标系，并测算工具负载。教学重点难点重点：1．通过学习，掌握搬运工具进行工具坐标系标定。难点：1．能够采用TCP（默认方向）四点法标定工具坐标系，并测算工具负载。教学过程设计

分组，引导学生分析工业机器人采用TCP（默认方向）四点法标定工具坐标系，并测算工具负载、实操示范，完成任务并进行讨论评价作业布置及辅导完成本单元工作任务见职教云中的班级作业课后小结以华为电子芯片、5G技术自主研发等典型事例，激发学生的爱国主义热情、民族自豪感和使命感。本单元关键是掌握手动操作能够采用TCP（默认方向）四点法标定工具坐标系，并测算工具负载。教师备课纸教学过程与内容：任务4.1:工业机器人模拟焊接一、任务导入工业机器人搬运应用项目使用的末端操作器是平口夹爪工具，在搬运工件前，首先，要对搬运工具进行工具坐标系标定。本任务在平口夹爪工具上安装辅助标定工具，采用TCP（默认方向）四点法标定工具坐标系，并测算工具负载。主要包括以下内容：1.四点法标定工具坐标系。2.工业机器人负载测算。二、知识准备-手抓工具介绍工业机器人搬运应用项目使用的末端操作器是平口夹爪工具和弧口夹爪工具，平口夹爪工具用来抓取电机模组，弧口夹爪工具用来抓取关节底座。工业机器人安装工具之后，需要对工具进行标定，工具标定的方法一般是在工具上找到一个合适的尖点作为标定针，工件台上放一个标定针，工业机器人以不同的姿态使针尖对齐，每对准一次就修改一个位置，直到按照标定方法将所有点位置修改完。但是，在实际应用中，有些工具没有明显尖点，如本项目中使用的平口夹爪工具，在对平口夹爪工具标定时，可以通过辅助标定工具来标定。本项目中使用的辅助标定工具下图所示，将辅助标定工具安装在平口夹爪上，利用辅助标定工具来完成工具的标定。负载是指工业机器人在工作时能够承受的最大载重，包括机器人本体负载和工具负载。工具负载是指装在机器人法兰上的工具的负载，它是装在机器人上并随着机器人一起移动的质量。工业机器人搬运工件时，需要将工件的重量和末端工具的重量都计算在负载内。要确定工具负载，则需要确定工具的质量、重心（质量受重力作用的点）、转动惯量。工具的负载数据会影响许多控制过程，包括控制算法、速度和加速度监控、力矩监控、碰撞监控和能量监控等。如果机器人以正确的负载数据执行运动，可以从它的高精度中受益，可以使运动过程具有最佳的节拍时间，可以使工业机器人达到长的使用寿命。负载数据必须输入机器人控制系统，并分配给正确的工具。工业机器人系统可以使用专门用于测算负载的程序测算工具的负载数据。LoadIdentify是ABB机器人系统的服务例行程序，用于自动识别安装于机器人上的负载数据，通过在ABB菜单的程序编辑器界面，调用服务例行程序，如下图所示，使用LoadIdentify例行程序，可自动测算工具负载。三、任务实施-标定直口夹爪工具Step1：手动安装平口气爪和对应的辅助标定工具。Step2：打开数字输出监控界面，手动操作输出YV1和YV2信号控制快换锁紧工具，手动操作输出YV3和YV4控制气爪夹紧辅助标定工具。Step3：创建新程序另存为“L1P4T1”，创建新工具数据，命名为“zhikoutool”。Step4：采用“TCP默认方向”四点法标定“zhikoutool”工具数据。四、任务实施-直口夹爪工具负载测算Step1：手动操纵机器人运动到各轴零点位置。Step2：手动操纵界面加载需要测算的工具“zhikoutool”。Step3：进入“程序编辑器”界面，单击“调试”，在菜单中单击“PP移至main”，待“调用例行程序”被激活后，单击“调用例行程序”。Step4：在调用例行程序界面单击“LoadIdentify”例行程序。Step5：长按使能按键，单击软键盘程序调试“开始”运行程序，程序手动运行过程中，使能按键不能松开，直到提示转入自动运行过程。Step6：程序运行前，在系统提示界面，单击“OK”，进入下一步。Step7：进入“测算类型选择”界面，“PayLoad”用于测算机器人本体的负载数据，“Tool”用于测算工具的负载数据，单击“Tool”。Step8：根据系统提示信息确认各事项，无误后单击“OK”。需确认如下事项： ①需测算负载数据的工具必须已安装，工具数据已定义，已在手动操纵中加载； ②机器人本体负载必须已定义； ③机器人1-6轴零点正确标定。Step9：根据系统提示信息确认加载的工具是否是需要测算的工具。Step10：根据系统提示信息选择对工具的测算方法，在左下方输入栏输入“2”。输入数值后，单击“确定”。1=已知工具质量；2=未知工具质量；0=取消。Step11：根据系统提示信息确认机器人选择测算过程中需要机器人6轴运动的角度，单击右下方“+90°”。Step12：根据系统提示信息确认机器人5轴在0°位置。确认无误后单击“Yes”Step13：根据系统提示信息确认开始测算，机器人腕部将慢速运动，单击“MOVE”开始执行。Step14：测算过程中，系统显示程序当前运行状态，每一步测算运行完成后会自动跳转到下一步，过程中保持使能按键不松开。Step