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任务 １　认识装配工业机器人
01
任务 ２　上料整列单元的组装、接线与调试
02
任务 ３　手机加盖单元的组装、程序设计与调试
03
任务 ４　机器人装配手机按键的程序设计与调试
04
任务 ５　机器人装配手机盖的程序设计与调试
01
任务 ６　工作站整机的程序设计与调试
01
知识目标
１. 了解装配机器人的分类及特点。
２. 掌握装配机器人的系统组成及功能。
能力目标
１. 能够识别装配机器人工作站基本构成。
２. 会正确操作工业机器人手机装配模拟工作站。
学习目标
如图所示是工业机器人手机装配模拟工作站。本任务的内容是初步认知装配机器人，通过观看装配机器人在工厂自动化生产线中的应用录像，以及参观工业机器人相关企业和生产现场，加深对装配机器人的了解。最后在教师指导下，分组进行工业机器人手机装配模拟工作站操作练习。
工作任务
工业机器人手机
装配模拟工作站
一、装配机器人的特点及分类
１. 装配机器人的特点
(１) 操作速度快，加速性能好，工作循环时间短。
(２) 具有极高的重复定位精度，可保证装配精度。
(３) 生产效率高，可靠性、适应性及稳定性好。
(４) 可改善工人工作条件，摆脱有毒、有辐射的装配环境。
相关知识
２. 装配机器人的分类
装配机器人
ａ) 直角式　ｂ) 水平串联关节式　ｃ) 垂直串联关节式　ｄ) 并联关节式
特性:
(１) 能够实时调节生产节拍和末端执行器动作状态。
(２) 可方便快捷地更换不同末端执行器以适应装配任务的变化。
(３) 能够与零件供给器、输送装置等辅助设备集成，实现柔性化生产。
(４) 配置的传感器较多，如视觉传感器、触觉传感器、力传感器等，以保证装配任务的精确性。
二、装配机器人的系统组成
１. 装配机器人的末端执行器
装配机器人的系统组成
１—机器人控制柜　２—示教器　３—气体发生装置　４—真空发生装置
５—机器人本体　６—视觉传感器　７—气动手爪
常见的装配执行器有吸附式、夹钳式、专用式和组合式。
夹钳式手爪
专用式手爪
组合式手爪
２. 传感系统
(１) 视觉传感系统
可依据需要选择合适的装配零件，并进行粗定位和位置补偿，完成零件平面测量、现状识别等。
(２) 触觉传感系统
可分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉五种传感器。
视觉传感系统原理
１) 接触觉传感器。
接触觉传感器
ａ) 点式　ｂ) 棒式　ｃ) 缓冲器式　ｄ) 平板式　ｅ) 环式
２) 接近觉传感器。
接近觉传感器
３) 力觉传感器。
①关节力传感器。
②指力传感器。
③腕力传感器。
腕力传感器
ａ) Draper Waston腕力传感器　ｂ) SRI 六维腕力传感器
ｃ) 十字梁腕力传感器　ｄ) 非径向中心对称三梁腕力传感器
三、装配机器人的周边设备与工位布局
１. 周边设备
(１) 零件供给器
１) 给料器。
２) 托盘。
(２) 输送装置
２. 工位布局
(１) 回转式布局
(２) 线式布局
回转式布局
线式布局
四、工业机器人手机装配模拟工作站
工业机器人手机装配模拟工作站结构图
工业机器人手机装配模拟工作站组成部件
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
实训设备及工具材料
二、观看装配机器人在工厂自动化生产线中的应用录像
记录工业机器人的品牌及型号，并查阅相关资料，了解装配机器人在实际生产中的应用。
三、机器人手机装配模拟工作站的操作
通过操作工业机器人手机装配模拟工作站，了解其工作过程。
机器人手机装配模拟工作站的操作示意图
对任务的完成情况进行检查，并将结果填入表内。
任务测评表
检查测评
知识目标
１. 掌握上料整列单元机构的组成。
２. 掌握上料整列单元机构的安装方法。
能力目标
１. 能够根据装配要求，独立完成上料整列单元机构的组装。
２. 能够参照接线图完成单元桌面电气元件的安装与接线。
３. 能够完成气缸与电动机的接线。
４. 能够利用给定测试程序进行通电测试。
学习目标
有一台工业机器人手机装配模拟工作站由上料整列单元、六轴机器人单元、手机加盖单元三个单元组成。各单元间预留了扩展与升级的接口，以方便用户根据市场需求进行不断开发升级或设计新的功能单元。现需要对该工作站的上料整列单元机构进行组装、接线及调试，并交有关人员验收，安装完成后可按功能要求正常运转。
工作任务
上料整列单元，它主要由安全储料台、手机底座上料机构、安全送料机构、单元桌面电气元件、上料整列单元控制面板、上料整列单元电气挂板和单元桌体组成。
相关知识
上料整列单元的外形
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
实训设备及工具材料
二、在单元桌体上完成上料整列单元的组装
１. 安全储料台的组装
２. 手机底座上料机构的组装
３. 上料整列单元的安装
三、功能框图
四、I / O 功能分配
上料整列单元PLC 的 I / O 功能分配表
上料整列单元PLC 的 I / O 功能分配表
上料整列单元功能框图
２. 上料整列单元挂板接口板端子分配
上料整列单元挂板接口板端子分配表
３. 上料整列单元桌面接口板端子分配
上料整列单元桌面接口板端子分配表
五、PLC控制接线图
六、线路安装
１. PLC 各端子接线
布线时严禁损伤线芯和导线绝缘，导线与接线端子或接线桩连接时，不得压绝缘层、反圈及露铜过长。
接线图
ａ) 主电路　ｂ) PLC 接线图
接线图
ａ) 主电路　ｂ) PLC 接线图
２. 挂板接口板端子接线
３. 桌面接口板端子接线
挂板接口板端子的接线
桌面接口板端子的接线
七、PLC 程序设计
根据控制要求，可设计出上料整列单元参考控制程序梯形图，如图所示。
上料整列单元参考控制程序梯形图
上料整列单元参考控制程序梯形图
上料整列单元参考控制程序梯形图
上料整列单元参考控制程序梯形图
上料整列单元参考控制程序梯形图
上料整列单元参考控制程序梯形图
上料整列单元参考控制程序梯形图
上料整列单元参考控制程序梯形图
八、系统调试与运行
１. 上电前检查
注意
设备初次组装调试时，必须认真检查线路是否正确，避免接线错误造成设备元件损坏。
２. 气缸速度调节 ( 节流阀)
３. 气缸前后限位调节 ( 磁性开关)
４. 上料检测传感器信号调试
调试主要是调节传感器的感应范围 (0 ~ 20mm)。
气缸速度的调节
后限位磁性开关的调节
５. 调试故障查询及解决方法
故障查询及解决方法
故障查询及解决方法
对任务的完成情况进行检查，并将结果填入表内。
任务测评表
检查测评
任务测评表
知识目标
１. 掌握手机加盖单元的组成。
２. 掌握手机加盖单元的安装方法。
能力目标
１. 能够参照装配图进行手机加盖单元的组装。
２. 能够参照接线图完成单元桌面电气元件的安装与接线。
３. 能够利用给定测试程序进行通电测试。
学习目标
有一台工业机器人手机装配模拟工作 站由上料整列单元、六轴机器人单元、手机加盖单元三个单元组合而成。各单元间预留了扩展与升级的接口，以方便用户根据市场需求进行不断开发升级或设计新的功能单元。现需要对该工作站的手机加盖单元进行组装、接线及调试，并交有关人员验收，安装完成后可按功能要求正常运转。
工作任务
手机加盖单元主要作用是负责手机盖的上料及存储装配完的手机。它主要由料盒仓、手机盖上料机构、单元桌面电气元件、手机加盖单元控制面板、手机加盖单元电气挂板和单元桌体组成。
相关知识
手机加盖单元的外形
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
实训设备及工具材料
二、在单元桌体上完成手机加盖单元的组装
１. 料盒仓的组装
料盒仓的组装
２. 手机盖上料机构的组装
３. 手机加盖单元的安装
(１) 把两套组装好的料盒仓和手机盖上料机构，按如图所示布局安装到桌面，并连接好接插头对接线，把步进驱动器输出连接线接头插紧，推料气缸的气管连接插紧。
(２) 对照电气原理图及 I / O 分配表把信号线接插头对接好，光纤头直接插入对应的光纤放大器，使用 Ф4mm气管把手机盖上料机构推料气缸与桌面对应电磁阀出口接头连接插紧。
手机盖上料机构的组装
三、功能框图
加盖单元功能框图
四、I / O功能分配
１. 加盖单元 PLC 的 I / O 功能分配
加盖单元 PLC 的 I / O 功能分配表
２. 加盖单元挂板接口板端子分配
加盖单元挂板接口板端子分配表
加盖单元挂板接口板端子分配表
３. 加盖单元桌面接口板端子分配
加盖单元桌面接口板端子分配表
加盖单元桌面接口板端子分配表
五、PLC 控制接线图
六、线路安装
１. PLC 各端子接线
按照表PLC 的 I / O 功能分配表和如图所示的接线图。
工业机器人手机装配模拟工作站组成部件
接线图
ａ) 主电路　ｂ) PLC 接线图
接线图
ａ) 主电路　ｂ) PLC 接线图
２. 挂板接口板端子接线
挂板接口板端子的接线
３. 桌面接口板端子的接线
４. 步进电动机与驱动器的接线
步进电动机与驱动器的接线
桌面接口板端子的接线
七、PLC 程序设计
根据控制要求，可设计出加盖单元参考控制程序梯形图，如图所示。
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
加盖单元参考控制程序梯形图
八、系统调试与运行
１. 上电前检查
注意
设备初次组装调试时，必须认真检查线路是否正确，避免接线错误造成设备元件损坏。
２. 手机盖上料机构的检测
(１) 检查调试出料口、出料台及升降机构原点检测( 光电开关传感器) 的位置。
(２) 观察槽型光电开关与原点感应片是否有干涉现象，感应片是否进入槽型光电开关的感应区域。
(３) 根据检测对象设定调整传感器极性和阈值。
光纤传感器的设定
(４) 气缸与磁性开关的调节。
调节气缸限位
锁住阀门
(５) 传感器灵敏度可以通过旋钮进行调整，顺时针增加，逆时针减小。
光电传感器的设定
３. 调试故障查询及解决方法
故障查询及解决方法
故障查询及解决方法
对任务的完成情况进行检查，并将结果填入表内。
任务测评表
检查测评
任务测评表
知识目标
１. 了解手机按键托盘的结构。
２. 了解手机底座的结构。
能力目标
能够根据控制要求，完成机器人装配手机按键的程序设计与调试。
学习目标
在工业机器人手机装配模拟工作站上将手机按键托盘按照规定的位置和方向放好，同时将手机底座放在规定的位置后，在六轴机器人单元的操作面板上按下 “ 启动” 按钮，工业机器人依次将手机按键从托盘中取出放到手机底座上。装配好一个手机后暂停，待换好手机底座后，再按下 “ 启动” 按钮，系统继续运行，循环四次托盘中的按键全部装配完成后停止。要求设计出能实现此操作的工业机器人程序和 PLC 控制程序。
工作任务
一、手机按键托盘
其结构有如下特点:
(１) 按键按照规律分成 15 个按键区域。
(２) 每个按键区域有四个按键按矩阵排列。
(３) 区域之间横向间距和纵向间距均为 30mm。
(４) 同名按键之间的横向间距和纵向间距均为 12mm。
(５) 方向键区域单独排列，横向间距和纵向间距均为 18mm。
相关知识
二、手机底座
手机底座的 15 个按键对应有 15 个凹坑，每个凹坑的边都有一定的倾斜角，对少量的偏差有自动校正作用。
手机按键托盘的排列
手机底座的结构
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
实训设备及工具材料
二、手机按键装配位置
１ ２ ３ ４ ５ ６ ０ ７ ８ ９ 等按键的排列规律与按键托盘中的按键排列规律一致。
装配好按键的手机
三、I / O 功能分配
本任务机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配 ( 参数写入时需重启控制器) ，见表 。
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
四、PLC 控制接线图
PLC 控制接线图
五、机器人动作流程
(１) 按下启动按钮。
(２) 机器人运行到初始位置。
(３) 运动到接近取键点上方 50mm 位置。
(４) 下降到取键点。
(５) 吸取按键。
(６) 上升 50mm 取出按键。
(７) 运动到放按键的位置上方 50mm位置。
(８) 下降到放键位置。
(９) 松开按键，确保放好按键。
(１０) 上升 50mm。
(１１) 返回第三步，直到所有按键装配完成，返回安全点，等待更换手机底座。
六、机器人控制程序设计
七、PLC 控制程序设计
八、功能调试
(１) 利用给定测试程序进行通电测试。
(２) 按下启动按钮后，工业机器人开始运行，逐个将托盘中的手机按键搬运到手机底座上。
对任务的完成情况进行检查，并将结果填入表内。
任务测评表
检查测评
任务测评表
知识目标
掌握手机盖装配机器人的程序设计方法。
能力目标
能够根据控制要求，完成机器人装配手机盖的程序设计及示教，并能解决运行过程中出现的常见问题。
学习目标
现有一台工业机器人手机装配模拟工作站。有一批手机按键已经装配完成，需要进行手机盖装配任务。手机盖预装在步进系统控制的升降机构内，能够实时供给，现需要编写机器人控制程序并示教。
具体的控制要求如下:
(２) 按下 “ 开” 按钮，系统自动运行，机器人拾取平行夹具，手机盖供料机构推出第一个手机盖到出料台，机器人抓取手机盖装配到手机上并搬运到成品仓，然后回到原点。机器人控制动作速度不能过快。
(３) 按下 “ 停止” 按钮，机器人动作停止。
(４) 按下 “ 复位” 按钮，自动复位到原点。
工作任务
一、手机盖装配及入库运行轨迹
相关知识
手机盖装配及入库运行轨迹
二、手机盖装配及入库示教点
手机盖装配及入库所需示教点
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
实训设备及工具材料
二、机器人控制流程图
机器人控制流程图
三、机器人控制程序设计
根据控制要求，编写出机器人控制程序，并下载到本体。
四、机器人示教
示教内容主要有原点示教、加盖路线点示教和入库路线点示教。
五、程序调试与运行
１. 程序运行
２. 调试故障查询及解决方法
对任务的完成情况进行检查，并将结果填入表内。
任务测评表
检查测评
任务测评表
知识目标
１. 熟练掌握工作站各单元的通信地址分配，能够绘制各单元的 PLC 控制原理图。
２. 掌握整个工作站的联机调试方法。
能力目标
能够根据控制要求，完成整机工作站的程序设计与调试，并能解决运行过程中出现的常见问题。
学习目标
有一台工业机器人手机装配模拟工作站，已完成所有任务模型安装与接线任务，现需要编写 PLC 和机器人控制程序并调试。
(１) 按下 “ 启动” 按钮，系统上电。
(２) 按下 “ 联机” 按钮，机器人单元、上料整列单元、加盖单元均联机上电。
(３) 按下 “ 开” 按钮后，再按下送料单元送料按钮，系统自动运行:
(４) 机器人控制盘动作速度不能过快。
(５) 按下 “ 停止” 按钮，机器人动作停止。
(６) 按下 “ 复位” 按钮，自动复位到原点。
工作任务
一、上料整列单元的检查
相关知识
上料整列单元流程图
二、加盖单元的检查
加盖单元流程图
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
实训设备及工具材料
二、机器人控制流程图
机器人控制流程图
三、I / O 功能分配
１. 上料整列单元 PLC 的 I / O 功能分配
上料整列单元 PLC 的 I / O 功能分配表
上料整列单元 PLC 的 I / O 功能分配表
2. 加盖单元 PLC 的 I / O 功能分配
加盖单元 PLC 的 I / O 功能分配表
３. 机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
机器人单元 PLC 与机器人 I / O 功能分配表
４. 通信地址分配
以太网网络通信分配表
通信地址分配表
通信地址分配表
四、机器人控制程序设计
根据控制要求，编写出机器人控制程序，并下载到本体。
五、机器人示教
示教的主要内容包括原点示教、托盘取按键与手机装配点示教和手机盖装配点示教等。
机器人示教点参考布局
托盘取按键与手机装配轨迹示教点
手机盖装配与入库轨迹示教点
所需示教点
六、整机调试与运行
１. 上电前检查
２. 硬件的调试
３. 故障查询及解决方法
本任务调试时的故障查询及解决方法见表。
故障查询及解决方法
故障查询及解决方法
故障查询及解决方法
手机按键的拾取与装配程序是否可以优化
想一想，练一练
对任务的完成情况进行检查，并将结果填入表内。
任务测评表
检查测评
任务测评表

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