《工业机器人操作与编程》课件-项目1认识离线编程

机器人简介第一部分：机器人简介一、机器人分类1.工业机器人2.服务机器人3.特种机器人动画片中的机器人建行小龙人陪护机器人陪护机器人机器狗小玩具迎宾机器人APEC会议迎宾机器人送餐机器人送餐机器人机器人踢足球机器人跳舞扫地机器人乐高机器人乐高机器人机器人下棋医用机器人舞剑机器人舞剑机器人舞剑机器人弹琴机器人机器人写毛笔字机器人写毛笔字机器人投篮无人机军用（猎豹机器人）消防机器人炒菜机器人机器人绘图机器人搬运机器人包装机器人焊接近代机器人研究始于20世纪中期，并先后演进出三代机器人。第一代机器人是遥控操作机器人，它不能离开人的控制独自运动；第二代机器人是按事先编好的程序对机器人进行控制，使其自动完成某种方式的操作；第三代机器人是智能机器人。二、近代机器人1947年美国原子能委员会的阿尔贡研究所开发了遥控机械手，1948年又开发了机械耦合的主从机械手。所谓主从机械手就是当操员控制主机械手完成一连串动作时，从机械手可准确模仿主机械手的动作。原子能实验室的核辐射环境需要一些这样的机械装置来代替人处理放射性物质。1.第一代机器人1954年，美国人乔治.沃尔德制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利，这种机器人能按照不同的程序从事不同的工作，具有通用性和灵活性；1958年，“机器人之父”约瑟夫.恩格尔伯格创建了世界上第一家机器人公司----Unimation,1962年生产了第一台机器人Unimate，它是由计算机控制手臂动作液压驱动机器人。2.第二代机器人世界第一台机器人Unimate1968年，美国斯坦福国际研究所研制成功移动式机器人Shakey，拉开了第三代机器人研发的序幕，它具备一定的人工智能，能够自主进行感知、环境建模、行为规划并执行任务，如寻找药箱并将其推到指定位置，当时控制机器人的计算机有一个房间那么大。3.第三代机器人Shakey机器人1.日本机器人的发展1967年，日本川崎重工向美国Unimation公司购买了机器人专利；1968年试制出了第一台日本产通用机器手机器人；1969年，被誉为“仿人机器人之父”的日本早稻田大学加藤一郎研发出世界上第一台以双脚走路的机器人wabot-1。三、国外机器人的发展wabot-11999年，日本索尼公司推出的犬形机器人“爱宝（AIBO）”，一经发售便销售一空，不过，人们的喜爱并没有给“爱宝”带来好运。索尼先于2006年停产爱宝，后于2015年宣布停止维修机器狗；阿西莫（ASIMO）2000年，日本本田技研的仿人机器人阿西莫（ASIMO）问世。2.其他国家机器人的发展1979年，Unimation公司推出了通用工业机器PUMA,这标志着工业机器人技术已经十分成熟。同年日本山梨大学的牧野洋研制出具有平面关节的SCARA型机器人。1998年2月，美国“全球鹰”无人机首飞成功，同年丹麦乐高公司推出机器人套件，让机器人制造变得像搭积木一样简单，从而机器人开始走入个人世界。PUMA“全球鹰”无人机乐高机器人乐高教育机器人1.探索者1994年，中科院自动化所成功研制了我国第一台无缆水下机器人“探索者”，其工作深度达到1000米，甩掉了与母船间联系的电缆，实现了从有缆到无缆的飞跃。四、国内机器人的发展1996年，上海交大在国内最先研制成功四足仿生机器人JTUWM-III，能实现准动态步行，0.2KM/H的对角小跑；1998年，上海未来伙伴机器人推出我国第一台教育机器人---AS-MII，它有听觉、视觉和触觉；2011年，国防科大研制成功我我国第一台真正意义上的仿人机器人---“先行者”。进入21世纪，我国在仿生机器人、抢险救灾机器人、水下机器人、空间机器人等领域取得技术突破，在医疗机器人、民用无人机、家庭服务机器人、教育机器人等领域实现了产业化，在工业机器人领域形成了完整的产业链，应用范围不断扩大。在国家863计划和国家自然科学基金持续支持下，北理从2000年至今共研制了5代“汇童”系列仿真机器人。2001年，苏州科沃斯电器研发了吸尘机器人“地宝”；2008年8月发布空气净化器机器人“沁宝”；2011年10月发布自动擦窗机器人“窗宝”；2012年8月发布多功能服务机器人“亲宝”；简称科沃斯“四宝”。科沃斯“四宝”2004年6月，重庆金山科技研制成功OMOM胶囊内镜，是中国第一家研制出胶囊内镜的企业。2004年底，北航和中科院自动化所共同研制成功仿生机器鱼“SPC-II”，用于水质检测等领域。国内机器人2006年，中船重工702所、中科院沈阳自动化所等多家单位联合研制完成的“蛟龙号”载人深潜器海试成功。蛟龙号2006年，深圳繁星科技委托上交大和杨州大学成功研制出中工菜肴自动烹饪机器人“爱可”，能晃锅、颠勺、划散、倾倒。爱可炒菜机器人

2008年，大疆科技推出第一款较为成熟的飞控系统XP3.1，采用了自主悬停技术，目前已成为消费类无人机领域的领军企业。大疆无人机2008年11月，北京塔米智能科技推出国内首台网络智能机器人“塔米(Tami)”，它能像人一样说话，能听懂200个中文句子，能通过眼睛识别，能自动避障，自动充电。塔米机器人2010年5月，北京康力优蓝机器人有限公司，推出了小优机器人，具有环境感知、自主导航、声控对话、语音识别和交互、面部表情和情绪特征等功能。小优机器人2010年，北京天智航医疗科技研制出了模块化创伤骨科机---天智航骨科机器人，该骨科机器人已成功完成了1298例临床手术。天智航骨科机器人2011年，浙大研制出了两台会打乒乓球的机器人“悟”和“空”，通过安装在头上的摄像头捕捉球在空中的轨迹，预测落点，做出相应的动作，甚至能实现与人对打。“悟”和“空”机器人2011年，昆山瑞泰智能研制出了“酷博”模块化机器人，可以像搭积木一样创意组装，进行图形化软件编程，用于青少年机器人教育。酷博机器人2012年，昆山安明泰机电科技成功研制出了一款专为下肢运动机能较弱或行走运动障障者而设计的多功能轮椅。多功能轮椅2014年，天大等单位联合研制的“妙手S”机器人首次用于临床，成功为3位患者进行了胃孔修补术和阑尾切除术，是一种全新型、具备知识产权的腔镜辅助手术机器人系统。“妙手“S”机器人“妙手“S”机器人五、工业机器人工业机器人是一种用于工业自动化生瓣可以自动控制、可再编程、多用途的三轴以上的可编程操纵器，广泛应用于汽车制造、电子电气、塑料加工、机械加工、食品、化工等行业。根据功能不同大致可以分为焊接机器人、塑形机器人、装配机器人、搬运机器人、喷涂机器人五大类。（一）焊接机器人焊接机器人是能够从事焊接、切割工作的机器人，应用最为广泛，占工业机器人装机总量的45%以上，相对于人工焊接具有焊接质量好、工作效率高、焊接过程稳定性强等优势。根据工艺不同可分为：点焊机器人，弧焊机器人和切割机器人。厂商：ABB、KUKA、OTC、发那科、松下、安川、那智不二越、川崎、现代重工、佳士科技等。1、点焊机器人点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊焊接系统组成，点焊对机器人的灵活性要求较高。点焊机器人2、弧焊机器人弧焊机器人包括示教盒、控制器、机器人本体、自动送丝装置、焊接电源组成，能够在计算机的控制下实现连续轨迹控制和点位控制，完成焊接任务。弧焊机器人3、切割机器人切割机器人包括示教盒、控制器、机器人本体、切割系统四部分组成，能够在计算机的控制下实现连续轨迹控制和点位控制，完成复杂产品切割和坡口加工。常见的有激光切割、等离子切割和火焰切割三种。激光切割机器人等离子切割机器人火焰切割（二）塑形机器人塑形机器人是指用于零件外形塑造和加工的设备，大量用于航空航天、消费电子、机械加工、陶瓷加工等领域，主要人为打磨机器人和锻造机器人两类。1、打磨机器人组成：机器人系统、打磨机具、压力传感器及抓手等设备构成；用户可根据被加工工件的光洁度和要求配置不同的打磨机和磨头，完成各类工件的打磨、抛光、去毛刺作务；可分为工具主动打磨和工件主动打磨两种类型。2、锻造机器人锻造机器人是指用来替代工人完成上料、翻转、下料等高危险、高强度、简单重复的锻造工序的机器人，能有效降低工人劳动强度，改善工作环境，提高生产自动化程度和生产效率。（三）装配机器人装配机器人是现代制造业的核心设备，已广泛应用于汽车制造、机电加工、电子产品制造等领域。主要分为组装机器人和包装机器人两大类。1、组装机器人组装机器人具有精度、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等优点，主要用于各种小电器、小型电机、玩具、计算机制造等领域。sawyer智能协作机器人它是一款单臂、具备高性能的机器人，可完成机器操控、电路板测试以及其它难以通过现有机器人进行自动化操作的高精度任务。YuMi低压开关装配站YuMi低压开关装配站可由一台YuMi和一名工人协作装配ABB低压开关，其中YuMi负责完成简单的装配（插入连接销，拨叉，确保位置准确），工人执行涉及品质检查，连接手柄的装配任务，同时由自动振动上料机进料。安川MOTOMINI安川电机开发出了小型6轴机器人“MotoMINI”。设想用于与人共存并协同作业的用途，比如小部件的组装、操作，以及电气电子部件的搭配及插入等。同川T7协作机器人2、包装机器人包装机器人是指能自动完成产品包装全过程的机械装置，已广泛应用于各类产品的包装过程。大致可分为：充填机器人、封口机器人、裹包机器人和多功能机器人，包装机器人既能提高包装效率和质量，又能完成一些手工包装无法实现的包装任务，如真空包装、充气包装、等压灌装等。包装机器人包装机器人（四）搬运机器人搬运机器人是指可以进行自动化搬运作业的工业机器人，能通过编程完成各种预期任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。1、自动牵引车(AGV)自动牵引车(AGV)是指能够按照设定好的导引路在径，自动完成工业应用中各种搬运任务的运输车，广泛应用于仓储、邮局、机场、制造业、图书馆、港口码头等领域；按照导航方式的不同可分为：电磁感应引导式；激光引导式；视觉引导式；AGV小车2、码垛机器人码垛机器人是指用于产品装卸箱，或者将包装好的产品从生产线搬运下来，堆码在推盘上的工业机器人。3、分拣机器人分拣机器人是指按照预先设定的分类规则对物品进行分拣，再将分拣出的物品送到指定位置的机械装置。（五）喷涂机器人喷涂机器人又叫喷漆机器人，是指可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。认识常见离线编程软件1.示教编程一、机器人编程方式1、专用离线编程软件2、通用离线编程软件2、离线编程RobotMaster目前市面上顶级的通用型机器人离线编程仿真软件，由加拿大软件公司Jabez科技（已被美国海宝收购）开发研制。目前是由上海傲卡自动化作为中国区代理。Robotmaster在Mastercam中无缝集成了机器人编程、仿真和代码生成等功能，大大提高了机器人编程速度。优点：可以按照产品数模，生成程序，适用于切割、铣削、焊接、喷涂等工业领域。独家的优化功能，运动学规划和碰撞检测非常精确，支持外部轴（直线导轨系统、旋转系统），并支持复合外部轴组合系统。缺点：暂时不支持多台机器人同时模拟仿真RobotoWorks在工业领域，相比较其他离线软件，RobotoWorks应用算是比较广泛。全面的数据接口，加上基于Solidworks平台开发，使其可以轻松的通IGES,DXF,DWG,PrarSolid,Step,VDA,SAT等标准接口进行数据转换。RobotoWorks强大的编程能力，完美的仿真模拟，开放的工艺库定义，使其在同类软件中更是脱颖而出。优点：生成轨迹方式多样、支持多种机器人、支持外部轴。缺点：Robotworks基于solidworks，solidworks本身不带CAM功能，编程繁琐，机器人运动学规划策略智能化程度低。RobotCADRobotCAD：SIEMENS（西门子）公司的一款离线编程软件，在车厂占统治地位，是做方案和项目规划的利器。ROBCAD软件支持离线点焊、支持多台机器人仿真、支持非机器人运动机构仿真，精确的节拍仿真。ROBCAD主要应用于产品生命周期中的概念设计和结构设计两个前期阶段。缺点：价格昂贵，离线功能较弱，Unix移植过来的界面，人机界面不友好。RobotArtRobotArt：北京华航唯实出的一款国产离线编程软件，老实说，虽然与国外同类的RobotMaster，DELMIA相比，功能稍逊一些，但是在国内离线编程软件里面，也算是出类拔萃。曾经和他们的开发经理有过一面之缘，得知他们技术来自北航机器人所，也有一些自己的专利，号称首款商业化离线编程软件，怎么说呢，算是填补了国产离线编程的一个空白吧。一站式解决方案，从轨迹规划，轨迹生成，仿真模拟，到最后后置代码，使用简单，学习起来比较容易上手。官网可以下载软件，并免费试用。优点：能根据模型的几何拓扑生成轨迹，轨迹的仿真和优化功能比较突出。根据不同行业，工艺包数据比较强大。强调服务，重视企业订制。资源丰富的在线教育系统，非常适合学校教育和个人学习。因为是国产软件，所以在通用型离线编程软件中，算是价格最便宜的了。缺点：轨迹编程这块还需要再强大。专用软件专用型离线编程软件：1.RobotStudio：ABB原厂的离线软件2.RoboGuide：Fanuc原厂的离线软件3.KUKASim：KUKA原厂的离线软件4.RTToolBox2:三菱原厂软件这类专用型离线编程软件，优点和缺点都很类似且明显。因为都是机器人本体厂家自行或者委托开发，所以能够拿到底层数据接口，开发出更多功能，软件与硬件通讯也更流畅自然。所以，软件的集成度很多，也都有相应的工艺包。缺点，就是只支持本公司品牌机器人，机器人间的兼容性很差。

EASY-ROB™是在2001进入德国工业机器人应用市场.EASY-ROB用途EASY-ROB的特点EASY-ROB的特点何时采用OLP何时应该采用离线编程软件(OLP)?教学方法的对比：OLP的优点：EASY-ROB机器人版本EASY-ROB™

Single-Robot

Version单机机器人版本EASY-ROB™多机机器人版本CONTENTS复习回顾12EASY-ROB软件基本操作3实操训练4汇报展示复习回顾工业机器人分类离线编程优点工业机器人是一种用于工业自动化生产可以自动控制、可再编程、多用途的三轴以上的可编程操纵器，广泛应用于汽车制造、电子电气、塑料加工、机械加工、食品、化工等行业。根据功能不同大致可以分为焊接机器人、塑形机器人、装配机器人、搬运机器人、喷涂机器人五大类。开发界面EASY-ROB集成开发环境A软件基本操作EASY-ROB软件基本操作B实操训练练习EASY-ROB软件基本操作C新课学习开发环境LOREM工作界面介绍LOREM工具栏与菜单栏一、EASY-ROB集成开发环境EASY-ROB工作界面（1）菜单栏（2）工具栏LOREMIPSUM5.BODY文件的加载与清除4.工具文件的加载与卸载6.STL文件的加载与清除3.机器人文件的加载与卸载2.CEL文件的加载与卸载1.语言的切换二、EASY-ROB软件基本操作（1）（1）菜单方式（2）直接修改文件方法一：通过菜单方式直接加载单元文件①单击【文件】/【加载】/【单元文件】②选择要打开的单元文件③单击【打开】打开后的界面如下：方法二：通过启动设备管理器加载单元文件①单击【文件】/【加载】/【开始设备管理器】3.选择要加载的单元文件①单击【文件】/【加载】/【机器人文件】

机器人文件的加载机器人文件的卸载①单击【文件】/【加载】/【工具文件】

①单击【3DCAD】②创建新的3DCAD本体方法一：方法二：使用快捷方式打开3DCAD窗口①单击此处打开3DCAD窗口②单击更换群组③选择BodyGroup④单击【创建导入】⑤选择形状⑥设置尺寸⑦更改名称⑧更改位置三、实操训练练习前面讲过的内容，将操作过程练习熟练并以组为单位提交录屏作业。四、汇报展示请二组同学上台演示THANKS1、语言的切换2、单元文件的加载与卸载3、机器人文件加载与卸载4、工具文件的加载与卸载5、BODY文件的创建与清除6、STL文件的加载与清除7、IGP文件的加载与清除(一)、软件基本操作21、机器人单轴运动与多轴联动2、视频文件的录制3、3D-PDF的生成和播放4、图像捕捉功能的使用5、碰撞检测功能使用6、机器人仿真节拍（HISTORY）7、场景文件的创建与使用8、机器人及BODY文件颜色更改9、TCP轨迹的样式更改情感目标增强编程意识培养自主学习的能力增强团队合作精神技能目标能正熟练操作EASY-ROB软件会EASY-ROB软基本操作能进行机器人的简单操作知识目标掌握EASY-ROB的基本界面学会EASY-ROB基本操作学会工作单元的打开与仿真运行重点难点EASY-ROB软件的使用EASY-ROB软件的基本操作EASY-ROB软件的使用EASY-ROB软件的基本操作1.分组：全班同学为分7组，每组4-5人；2.每位同学先需独立完成实训和练习项目；3.由教师和组长其同完成教学过程评价；4.每组同学都需要做一个简单的课程回顾PPT以备第二次课分享。讲练结合、小组讨论、成果展示1、机器人单轴运动与多轴联动2、视频文件的录制3、3D-PDF的生成和播放4、图像捕捉功能的使用5、碰撞检测功能使用6、机器人仿真节拍（HISTORY）7、场景文件的创建与使用8、机器人及BODY文件颜色更改9、TCP轨迹的样式更改*鼠标操作工具条各功能：*鼠标操作机器人移动（世界视图模式、TCP世界模式、机器人关节模式）（1）鼠标左键为围绕X、Y、Z轴旋转。（2）鼠标滚轮可以放大缩小视图。（3）按住鼠标中间键可以逐步聚焦。（4）同时按下鼠标左键和右键可以拖动视图。机器人单轴运动的操作方法有两种：方法一：单击【ROBOTJOINTS】:机器人关节运动。在此状态下配合鼠标可独立运动机器人的各个轴。①单击【ROBOTJOINTS】单击鼠标中间键：移动第2轴；Ta