《用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作》训练任务指导书汇编.docx
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《用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作》训练任务指导书汇编
深圳高技能人才公共训练基地
ShenzhenPublicTrainingBaseforHi-skilledWorkers
工业自动化
工业机器人设计与管理
《用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作》训练任务指导书
GYZDH-GYJQR-3-11
深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
2015.8.25
目录
第一部分基本管理信息3
第二部分训练任务的内容4
第三部分训练任务的实施7
一、目标描述7
二、任务描述8
三、知识准备8
四、训练活动9
五、训练效果评价37
第四部分附录38
第五部分参考文献41
《用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作》训练过程考核表42
知识准备（答卷）43
第一部分基本管理信息
基本管理信息
名称
用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作
代码
GYZDH-GYJQR-3-11
类型
单项类√综合类□
类属于
岗位
工业机器人设计与管理
等级
3级（专项职业能力）
模块
项目
版本
V1.0
编制人
李泽明
编制时间
2015年8月
所属单位
深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
批准人
学时
3个训练时段
考核方式
考核□考训结合√
评价方式
自我评价√小组评价√老师评价√
适用对象
——工业机器人设计与管理3级（具备以下条件之一者）
（1）具有本专业或相关专业大学专科学历证书后，连续从事本职业工作5年以上。
（2）取得本科及以上学历证书后，连续从事本职业工作2年以上。
（3）取得相关工种高级职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上。
◆相关工种是指：
可编程控制设计师、智能楼宇管理师、电工、电梯安装维修工、制冷设备维修工。
◆相关专业是指：
电子通信与自动控制技术、电气自动化技术、电气工程、机电一体化、计算机控制技术、通信工程。
第二部分训练任务的内容
《用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作》训练任务的内容
任务来源
在工业机器人生产实际过程中，需要利用示教器对机器人进行单轴的微调操作，以达到姿态和位置的优化，同理，在仿真系统中，也可以利用虚拟的示教器对单轴进行独立操作。
通过对工业机器人六个轴的操作，仿真实际生产操作。
目标
技能目标
关键技能
（1）能（会）分析控制需求和分配I/O点
（2）能（会）建立组态软件离散位变量
（3）能（会）指示灯画面的设计
（4）能（会）编制循环灯定时显示脚本程序
基本技能
（1）能（会）查阅工业机器人仿真的相关标准
（2）能（会）设备安全资料的建立、保存
（3）能（会）使用基本的电气调试工具
（4）能（会）计算机文件的基本处理
知识目标
（1）掌握工业机器人的功能及操作使用方法
（2）掌握典型工业工业机器人系统的技术方案规划与设计
（3）熟悉工业现场设备工艺生产次序及关系
（4）掌握常见工业设备与工业机器人的连接
职业素质目标
（1）遵守系统调试标准规范，养成严谨科学的工作态度。
（2）尊重他人劳动，不窃取他人成果。
（3）养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。
（4）养成团结协作精神。
训练方法及手段
1．讲解：
⑴播放视频与教师补充讲解，理解训练任务的内容与要求；⑵教师讲授有关系统设计思路与操作步骤、关键技术与相关知识。
2．示范：
教师对关键技能和实训操作难点进行示范操作（本任务的实训操作内容主要是分析系统、工作前准备、操作实践、调试，学员根据活动二掌握的技能，就活动三的要求，重新设计并调试一个关于工业机器人的应用案例。
3．操练：
⑴每人使用一台计算机或工业机器人；⑵学员遵循教师的引导完成“活动二”的训练任务，达到掌握软硬件调试、熟悉方案设计方法的训练目标；
4．巡回指导：
教师巡回检查和指导学员（个别指导和共性指导）。
5．评价：
小组检查和评价训练效果；教师点评和总结训练效果。
6．过程考核：
在第二次课下课前，教师对“活动三”提出明确要求，学员结合“活动二”掌握到的知识自主完成，在第三次课结束前的60分钟把做好的系统交给教师阅卷；教师对关键技能掌握程度给予评分。
时间分配
类别
示范操作时间（分钟）
训练时间（分钟）
技能目标
关键技能
180
180
基本技能
10
10
职业素质目标
10
过程考核评价
60
《用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作》训练任务的内容（续1）
设备及耗材
类别
名称
型号、规格及参数
数量
单位
备注
设备工具
计算机
预装：
labview2011版本
FANUC\ABB机器人软件
1
台
打印机
1
台
耗材
纸张
A4
40
页
环境要求
（1）多媒体演示条件：
电脑、投影仪、话筒等。
（2）空间和光线条件：
训练室可容纳20人，光线均匀明亮，最多每4人1台实训设备，每人0.5㎡以上的活动空间。
知识准备
掌握
（1）自动控制系统基础知识和概念。
（2）基本计算机操作技能。
（3）工业机器人各组成部分和系统的含义。
（4）典型工业工业机器人操作与应用
熟悉
（1）机械装调、电气调试。
（2）工业机器人系统的设计要求。
了解
（1）工业机器人系统工程技术规范。
（2）典型工业机器人工作站的工艺流程。
参考资料
类别
名称
作者
出版社
书号
备注
参考教材
工业机器人实操与应用技巧
叶晖主编
机械工业出版社
ISBN9787111317425
工业机器人应用案例入门
余任冲
电子工业出版社
ISBN9787121266157
其他参考资料
设备使用说明书
设备生产厂家
上海发那科机器人有限公司
http:
//www.shanghai-
《用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作》训练任务的内容（续2）
类别
项目
考核内容
得分
总分
评分标准
教师
签名
理论
知识
准备
（100分）
1．ABB工业机器人应用程序（Program）组成有哪些？
（35分）
根据完成情况打分。
2．ABB系统模块（Systemmodules）的组成包括哪些？
（30分）
3．ABB基本运动指令由哪些？
（35分）
实操
技能
目标
（60分）
1．知识准备考核得分合格。
（10分）
会□/不会□
1.单项技能目标“会”该项得满分，“不会”该项不得分。
2.全部技能目标均为“会”记为“完成”，否则，记为“未完成”。
1．能（会）分析控制需求和分配I/O点。
（10分）
会□/不会□
2．能（会）建立组态软件离散位变量。
（10分）
会□/不会□
3．能（会）指示灯画面的设计（10分）
会□/不会□
4．能（会）编制循环灯定时显示脚本程序。
（20分）
会□/不会□
任务完成情况
完成□/未完成□
任务
完成
质量
（40分）
1．工艺或操作熟练程度。
（20分）
1.任务“未完成”此项不得分。
2.任务“完成”，根据完成情况打分。
2．工作效率或完成任务速度。
（20分）
安全
文明
操作
1．安全生产。
2．职业道德。
3．职业规范。
1.违反考场纪律，视情况扣20-45分。
2.发生设备安全事故，扣45分。
3.发生人身安全事故，扣50分。
4.实训结束后未整理实训现场扣5-10分。
评分
说明
备注：
1．评分表原则上不能出现涂改现象，若出现则必须在涂改之处签字确认。
2．每次考核结束后，立即上交本过程考核表至高训中心存档，并及时将成绩录入管理系统。
第三部分训练任务的实施
采用I-OTPAE（改进的五步法）组织训练。
一、目标描述
⊙技能目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
关键技能：
●能（会）robotware软件安装
●能（会）工业机器人软件授权操作
●能（会）在软件中打开已有工业机器人软件模型
●能（会）在软件中导入新建工业机器人模型
基本技能：
●能（会）查阅工业机器人仿真的相关标准
●能（会）设备安全资料的建立、保存
●能（会）使用基本的电气调试工具
●能（会）计算机文件的基本处理
⊙知识目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
●掌握工业机器人仿真软件的功能及操作使用方法
●掌握典型工业机器人系统的技术方案规划与设计
●熟悉工业机器人仿真的次序及关系
●掌握常见工业机器人应用模型
⊙职业素质目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
●遵守系统调试标准规范，养成严谨科学的工作态度
●尊重他人劳动，不窃取他人成果
●养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验
●养成团结协作精神
二、任务描述
有一个工业现场需要5个红色指示灯以秒的间隔依次点亮，全部点亮后延时一秒全灭，然后循环重复上述过程。
根据控制需求，完成用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作，主要包括：
系统分析及I/O分配、变量定义、画面制作、脚本程序设计和系统调试。
三、知识准备
（见附录）
1.ABB工业机器人应用程序（Program）组成有哪些？
答：
2.ABB系统模块（Systemmodules）的组成包括哪些？
答：
3.ABB工业机器人基本运动指令由哪些？
答：
四、训练活动
♂活动一：
知识抽查
要求：
●老师对学员知识准备情况进行抽查具体抽查内容见知识准备的问题。
抽查方式：
√口答□试卷□操作
●老师要记录学员回答问题的情况。
老师必要时做简单的讲解。
♂活动二：
示范操作
内容：
请按下面要求设计、调试FTJS-1型6轴工业机器人仿真系统，并完成方案设计、系统配置、程序调试和仿真操作。
（1）设计仿真系统；
（2）配置labview与solidworks软件；
（3）导入程序并调试；
（4）进入仿真软件，进行6轴仿真操作。
●步骤一：
方案设计（附件一）
✧根据控制要求，系统有5个灯输出，应设计5个离散位数据变量，控制灯的亮/灭；再设置一个启动变量，控制循环系统的启停；另外还需要设置一个灯位计数变量来控制灯的循环控制。
工具清单表：
序号
工具名
技术参数
备注
1
内六角工具
3mm
1个
2
3
4
5
6
7
●步骤二：
识读电气安装图纸
✧
按图号整理整理，按次序对图纸编号。
●步骤三：
绘制电气系统安装流程图（附件三）
✧1，利用铅笔绘制组装次序流程图；
（流程图）
✧2，制作画面的总标题，步骤如下
●在工具箱中点击
并在画面的上方画出矩形框；
●在工具箱中点击
，在弹出的颜色窗口中点击
设置前景色为
，再点击颜色窗口中的
设置背景色为
；
●在工具箱中点击
，再在弹出的窗口中选择渐进色填充效果
；
●
在工具箱中点击
，再点击画面上方的矩形框，写入画面的标题名称，再选择工具箱中的
，在弹出的字体窗口中选择字体的类型和大小；
✧3，制作循环灯，步骤如下：
●在工具箱中点击
，在打开的图库窗口中的左侧选择“指示灯”，再在右侧双击
，在画面中适当的位置放置图标；
●双击画面中的
，在弹出的窗口中，点击“变量名”输入框右侧的
图标，然后双击“灯1”变量名；再将窗口中的“正常色”设为
，“报警色”设为
。
●
再复制4个指示灯，双击图标将相应的变量名改为“灯2”~“灯5”，对齐图标后，再在各图标的下方标上文字名称。
✧4，制作启动停止按钮，步骤如下：
●在工具箱中点击
，然后再画面的下方画出大小适中的按钮，右击按钮选择菜单“字符串替换”，将按钮中的文字改为“启动”。
●双击按钮，在弹出的窗口中点击“按下时”，再在弹出的命令语言编辑框中输入如下图的命令语句。
●复制一个上述按钮，然后把按钮文本改为“停止”，把“按下时”命令语言中的“1”改为“0”。
●步骤四：
按步骤组装
✧1，安装驱动器；（照片）
✧2，安装主控板（照片）
✧3，I/O口接线
….（插入现场组装照片）
●步骤五：
系统调试
（1）检查螺丝数量；
（2）检查各部件松紧配合；
（3）利用游标测量。
。
。
点数据，数据如下：
。
●步骤六：
做好机械安装相关技术总结
（1）对于实际生产设备，在完成系统调试后，必须撰写技术总结、运行与管理等的相关技术资料；
（2）对于实训室的训练，要认真总结相关技能点、知识点、关键操作等，为下一训练任务打好基础。
注意事项：
1、严格按操作步骤进行练习。
2、安装、拆卸和接线时，必须关闭训练台电源。
3、经老师检查同意后，才能关闭计算机。
♂活动三：
根据活动内容和示范操作要求，完成“用工业机器人仿真软件仿真操纵机器人六轴动作”
内容：
请按下面要求设计、调试FTJS-1型6轴工业机器人仿真系统，并完成方案设计、系统配置、程序调试和仿真操作。
（1）设计腰、大臂、小臂3轴仿真系统；
（2）配置labview与solidworks软件；
（3）导入程序并调试；
（4）进入仿真软件，进行3轴仿真操作。
●步骤一：
系统需求分析及I/O分配
●步骤二：
变量定义
●步骤三：
画面制作
●步骤四：
脚本程序编制
●步骤五：
系统调试
●步骤六：
做好相关技术总结
注意事项：
1、严格按操作步骤进行练习。
2、安装、拆卸和接线时，必须关闭训练台电源。
3、经老师检查同意后，才能关闭计算机。
♂附件说明：
附件一：
表1-1I/O分配表
附件二：
图1-2系统运行画面
附件三：
图1-3脚本程序
附件一：
表1-1I/O分配表
序号
变量名
数据类型
刷新频率
连接下位机对应变量名
下位机变量类型
备注
1
灯1
内存离散
2
灯2
内存离散
3
灯3
内存离散
4
灯4
内存离散
5
灯5
内存离散
6
启动
内存离散
7
灯位计数
内存整数
表1-1I/O分配表
附件二：
图1-2系统运行画面
图1-2系统运行画面
附件三：
图1-3脚本程序
图1-3脚本程序
♂活动四：
根据完成结果交流、点评。
内容：
（1）学员展示训练成果。
（2）小组互评成绩。
（3）教师点评优秀训练成果。
（4）教师对广泛存在的问题进行总结。
五、训练效果评价
自我评价
1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
小组评价
1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
参评人员：
老师评价
老师总体评价：
按“考核及评价表”（标准）对学员训练过程、训练结果进行评估。
评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
总体评价
老师总体评价：
按比例自我评价：
小组评价：
教师评价=10%：
10%：
80%给出总体评价。
总体评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
第四部分附录
编程与测试
1.程序储存器（Programmemory）的组成：
应用程序（Program）
系统模块（Systemmodules）
机器人程序储存器中，只允许存在一个主程序；所有例行程序与数据无论存在于哪个模块，全部被系统共享；所有例行程序与数据除特殊定义外，名称必须是唯一的。
1.1应用程序（Program）的组成：
主模块（Mainmodule）
主程序（Mainroutine）
程序数据（Programdata）
例行程序（Routines）
程序模块（Programmodules）
程序数据（Programdata）
例行程序（Routines）
1.2系统模块（Systemmodules）的组成：
系统数据（Systemdata）
例行程序（Routines）
所有ABB机器人都自带两个系统模块，USER模块与BASE模块，根据机器人应用不同，有些机器人会配备相应应用的系统模块。
建议不要对任何自动生成的系统模块进行修改。
2.编程窗口：
2.1菜单键File：
1Open…打开一个现有文件。
（程序.prg或模块.mod）
2New…新建一个程序。
3Saveprogram存储更改后的现有程序。
4Saveprogramas…存储一个新程序。
5Print…打印程序，现已经不使用。
6Preferences…定义用户化指令集。
7Checkprogram检验程序，光标会提示错误。
8Close在程序储存器中关闭程序。
9Savemodule存储更改后的现有模块。
（只在Module窗口中存在）
0Savemoduleas…存储一个新模块。
（只在Module窗口中存在）
2.2菜单键Edit：
1Cut剪切，可能会丢失指令或数据。
2Copy复制。
3Paste粘贴，将剪切或复制的指令或数
据粘贴到相应位置。
4GotoTop将光标移至顶端。
5GotoBottom将光标移至底端。
6Mark定义一块，涂黑部分。
7ChangeSelected修改指令中数据，可直接将光标
移至相应位置按回车键。
8Showvalue输入数据，可直接将光标移至相应数据按回车键。
9Modpos修改机器人位置，功能键上有。
0Search…寻找指令，程序复杂时很有用。
2.3菜单键IPL1与IPL2：
IPL1与IPL2为指令目录。
其中IPL2有Mostcommt1、Mostcommt2、Mostcommt3为用户化定义指令目录，可在菜单键File中Preference定义。
2.4功能键：
Copy、Paste、Modpos在菜单键Edit中可以找到。
Test为编程窗口与测试窗口切换键。
3指令：
3.1基本运动指令：
MoveL:
线性运动Linear
MoveJ：
关节轴运动Joint
MoveC：
圆周运动Circular
p1：
目标位置。
（robtarget）
v100：
运行速度mm/s。
（speeddata）
z10：
转弯区尺寸mm。
（zonedata）
tool1：
工具中心点TCP。
（tooldata）
3.1.1速度选择：
mm/s
将光标移至速度数据处，按回车键，进入选择窗口，选择所需速度。
机器人运行速度属于数据类型speeddata。
常用运行速度在Base模块中已经定义。
特殊速度可自行定义。
vmax速度为v5000，Base模块中定义最大速度为v7000，最大速度机器人未必能达到。
3.1.2转弯区尺寸选择：
mm
将光标移至转弯区尺寸数据处，按回车键，进入选择窗口，选择所需转弯区尺寸。
机器人转弯区尺寸属于数据类型zonedata。
常用转弯区尺寸在Base模块中已经定义。
特殊转弯区尺寸可自行定义。
fine指机器人TCP达到目标点，并在目标点速度降为零，连续运行时，机器人动作有停顿。
zone指机器人TCP不达到目标点，连续运行时，机器人动作圆滑、流畅。
Base模块中已经定义的转弯区尺寸最小为z1，最大为z200。
尽量使用较大的转弯区尺寸。
3.1.3参变量：
光标指在当前指令时，按功能键OptArg，可选择参变量。
[\Conc]（switch）
协作运动。
机器人未移动至目标点，已经开始执行下一个指令。
[ToPoint]（robtarget）
在采用新指令时，目标点自动生成*。
[\V]（num）
定义速度mm/s。
[\T]（num）
定义时间s。
通过时间决定速度。
[\Z]（num）
定义转弯区尺寸mm。
[\Wobj]（wobjdata）
采用工件系座标系统。
3.1.3函数Offs（）：
MoveLp1,v100,…
MoveLp2,v100,…
MoveLp3,v100,…
MoveLp4,v100,…
MoveLp1,v100,…
为了精确确定p1、p2、p3、p4点，可以使用函数Offs（）。
Offs（p1，x，y，z）代表一个离p1点X轴偏差量为x，Y轴偏差量为y，Z轴偏差量为z的点。
将光标移至目标点，按回车键，进入目标点选择窗口，在功能键上选择Func，采用切换键选择所用函数Offs（）。
MoveLp1,v100,…
MoveLOffs（p1,100,0,0）,v100,…
MoveLOffs（p1,100,-50,0）,v100,…
MoveLOffs（p1,0,-50,0）,,v100,…
MoveLp1,v100,…
3.2转轴运动指令：
MoveAbsJjpos1,v100,z10,tool1
jpos1：
目标位置。
（jointtarget）
v100：
运行速度mm/s。
（speeddata）
z10：
转弯区尺寸mm。
（zonedata）
tool1：
工具中心点TCP。
（tooldata）
3.3输入输出群指令：
do指机器人输出信号。
di指输入机器人信号。
输入输出信号必须在系统参数中定义。
输入输出信号有两种状态，1（High）为接通，0（Low）为断开。
3.3.1输出信号指令：
3.3.1.1输出输出信号指令：
Setdo1
do1：
输出信号名。
（signaldo）
将一个输出信号赋值为1。
3.3.1.2复位输出信号指令：
Resetdo1
升级会员 