智能制造生產(chǎn)線技術(shù)及應(yīng)用 教案 4-5 FANUC機(jī)器人IO說明

XXXXX學(xué)院單元教學(xué)設(shè)計(jì)XXXX—XXX學(xué)年第X學(xué)期課程名稱：授課班級(jí)：任課教師：所在系部及教研室：

本單元標(biāo)題FANUC機(jī)器人IO說明教學(xué)目的讓學(xué)生掌握IO信號(hào)含義，并能正確使用IO控制機(jī)器人外部執(zhí)行器。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)（1）能正確區(qū)分工業(yè)機(jī)器人不同類型的IO信號(hào)。（2）能正確使用IO信號(hào)控制機(jī)器人外部執(zhí)行器。（1）掌握工業(yè)機(jī)器人IO含義。（2）掌握工業(yè)機(jī)器人IO信號(hào)分類。（3）掌握工業(yè)機(jī)器人IO信號(hào)控制方法。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重難點(diǎn)：正確使用IO信號(hào)控制機(jī)器人外部執(zhí)行器解決方法：理論講解，通過多媒體等手段解讀任務(wù)，實(shí)操演練，提示學(xué)生如何攻破討論的問題。在學(xué)習(xí)過程中，緊密結(jié)合課程上機(jī)、實(shí)驗(yàn)或者實(shí)踐環(huán)節(jié)加深對機(jī)器人IO信號(hào)的理解和使用。參考資料[1]汪勵(lì),陳小艷.工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2014.[2]李志謙.精通FANUC機(jī)器人編程、維護(hù)與外圍集成[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2020[3]陳曉明,霍永紅,項(xiàng)萬明.工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程(FANUC)初級(jí)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2022.[4]王哲祿,何紅軍.工工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程與集成技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2022.[5]廖常初.S7-1200PLC應(yīng)用教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2020.[6]鄉(xiāng)碧云.自動(dòng)化生產(chǎn)線組建與調(diào)試(第2版)—以亞龍YL-335B為例（三菱PLC版本）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2023.第一部分：復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容第二部分：新課導(dǎo)入及學(xué)習(xí)新內(nèi)容（45min理論）【步驟一】新課導(dǎo)入引導(dǎo)問題對于搬運(yùn)機(jī)器人，機(jī)器人如何實(shí)現(xiàn)對外部抓手開合的控制？請同學(xué)根據(jù)所學(xué)所識(shí)積極思考，踴躍發(fā)言【步驟二】新知識(shí)的講授一、工業(yè)機(jī)器人IO信號(hào)分類I/O信號(hào)，也稱為輸入輸出信號(hào)，是機(jī)器人與末端執(zhí)行器、外部裝置等系統(tǒng)的外圍設(shè)備進(jìn)行通信的電信號(hào)。由通用I/O信號(hào)和專用I/O信號(hào)組成，其中通用I/O信號(hào)是指用戶可以進(jìn)行自由定義的信號(hào)，專用IO信號(hào)是指用途己經(jīng)確定的IO，用戶無法進(jìn)行自由定義。具體各信號(hào)介紹參見教材。二、IO信號(hào)手動(dòng)操作（一）信號(hào)界面調(diào)出界面調(diào)出步驟如下：1、按下示教器I/O鍵，如圖4-62（a）所示進(jìn)入I/O信號(hào)界面；2、按下功能欄處“類型”按鈕，彈出類型選擇框，在此處可選擇不同的I/O信號(hào)類型，如圖4-62（b）所示。（二）強(qiáng)制輸出強(qiáng)制輸出，是根絕示教調(diào)試需要將數(shù)字輸出信號(hào)手動(dòng)切換到ON／OFF。具體步驟如下：1、按下“MENU”（菜單）鍵，顯示出畫面菜單；2、選擇“I/O”，出現(xiàn)Ｉ／Ｏ畫面；3、按下F1“類型”，顯示出畫面切換菜單；4、選擇“數(shù)字”（或“機(jī)器人”），出現(xiàn)數(shù)字信號(hào)（或機(jī)器人信號(hào)）輸出畫面。若出現(xiàn)的是輸入畫面，可按下F3“IN／OUT”，切換到輸出畫面。5、將光標(biāo)指向希望更改的信號(hào)號(hào)碼的“狀態(tài)”欄。可通過F4“開”、F5“關(guān)”切換輸出。值得注意的是，通過強(qiáng)制輸出，信號(hào)被發(fā)送到所連接的裝置。在執(zhí)行強(qiáng)制輸出之前，應(yīng)確認(rèn)數(shù)字輸出連接在什么設(shè)備上，強(qiáng)制輸出會(huì)引起什么動(dòng)作。否則，恐會(huì)損壞裝置，或?qū)е氯藛T受傷。（三）模擬輸入/輸出模擬輸入/輸出，是不通過數(shù)字、模擬、群組I/O外圍設(shè)備進(jìn)行通信，而在內(nèi)部更改信號(hào)狀態(tài)的一種功能。該功能，用于在尚未完成與外圍設(shè)備之間的I/O連接時(shí)執(zhí)行程序，或進(jìn)行I/O指令的測試。當(dāng)模擬輸出時(shí)，通過程序的Ｉ／Ｏ指令、手動(dòng)輸入來更改內(nèi)部狀態(tài)。來自外圍設(shè)備的輸入狀態(tài)被忽略，內(nèi)部狀態(tài)不予更改。模擬輸出時(shí)，通過程序的Ｉ／Ｏ指令、手動(dòng)輸出而只更改內(nèi)部狀態(tài)，對通向外圍設(shè)備的輸出狀態(tài)不予更改。通向外圍設(shè)備的輸出狀態(tài)，保持設(shè)置模擬旗標(biāo)時(shí)的狀態(tài)?？梢允褂媚M輸入/輸出的，為數(shù)字、模擬、組、機(jī)器人I/O。模擬輸入/輸出的設(shè)定，通過設(shè)置模擬標(biāo)志“S”而進(jìn)行。具體操作步驟如下。強(qiáng)制輸出，是根絕示教調(diào)試需要將數(shù)字輸出信號(hào)手動(dòng)切換到ON／OFF。具體步驟如下：1、按下F1“類型”，顯示出畫面切換菜單，選擇“數(shù)字”，出現(xiàn)數(shù)字I/O畫面。2、如圖4-63（a）所示，數(shù)字輸入信號(hào)DI是無法設(shè)置信號(hào)調(diào)試示教的。3、將光標(biāo)指向希望更改的信號(hào)號(hào)碼“模擬”條目處，通過F4“模擬”-S以及F5“解除”-U來切換模擬信號(hào)的設(shè)定，如圖4-63（b）所示。4、將光標(biāo)指向希望輸入/輸出的信號(hào)號(hào)碼“狀態(tài)”條目，通過F4“開”以及F5“關(guān)”來切換模擬開/關(guān)。圖4-62機(jī)器人I/O信號(hào)調(diào)出（a）數(shù)字狀態(tài)下無法設(shè)置輸入信號(hào)（b）模擬狀態(tài)下可設(shè)置輸入信號(hào)圖4-63數(shù)字信號(hào)模擬輸入/輸出【步驟二】任務(wù)實(shí)施（45min實(shí)踐）任務(wù)基于生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行。下面簡單對本次任務(wù)所需的I/O信號(hào)接口含義做簡單說明。本次任務(wù)要求通過改變IO信號(hào)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對手爪的動(dòng)作控制。手爪結(jié)構(gòu)如圖4-64所示，包含2個(gè)氣爪結(jié)構(gòu)以及與機(jī)器人配合的快換鎖緊結(jié)構(gòu)，同時(shí)安裝各個(gè)氣爪的開關(guān)到位檢測傳感器。圖4-64實(shí)訓(xùn)平臺(tái)手夾實(shí)物圖機(jī)器人手夾控制輸出信號(hào)RO說明如圖4-65（a）所示。RO[1]為快換松開（要注意在手動(dòng)示教過程中置1后手夾掉落），RO[2]為快換鎖緊，RO[3]為氣爪1松開，RO[4]為氣爪1關(guān)閉，RO[5]為氣爪2松開，RO[6]為氣爪2關(guān)閉。（a）機(jī)器人手夾輸出信號(hào)（b）機(jī)器人手夾輸入信號(hào)圖4-65實(shí)訓(xùn)平臺(tái)手夾IO說明機(jī)器人手夾控制輸入信號(hào)RI說明如圖4-65（b）所示。RI[1]為氣爪1松開到位，RI[2]為氣爪1夾緊到位，RI[3]為氣爪2松開到位，RI[4]為氣爪2夾緊到位。實(shí)操任務(wù)：1、 手動(dòng)完成手爪的快換鎖緊；2、 控制機(jī)器人手夾氣爪張開夾緊；3、 檢查手夾張開夾緊狀態(tài)下到位信號(hào)狀態(tài)；4、 手動(dòng)完成手爪的快換松開。示教要求：1)在進(jìn)行手動(dòng)快換松開時(shí)要求握住手爪，防止松開后手爪掉落損壞手爪結(jié)構(gòu)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)。第三部分：課堂總結(jié)、布置作業(yè)及課后預(yù)習(xí)要求一、課堂總結(jié)二、布置作業(yè)如下為立體庫的機(jī)器人控制信號(hào)：DO[31] RBO立體庫出庫組合1DI[64] RBI立體庫一層到位DO[32] RBO立體庫出庫組合2