工业机器人操作与运维实训（初级）

目 录

项目1 工业机器人安全操作1

任务1.1 安全准备工作2

1.1.1 了解工业机器人系统中存在的安全风险2

1.1.2 工业机器人操作与运维前的安全准备工作4

任务1.2 通用安全操作要求5

1.2.1 识读工业机器人安全标识6

1.2.2 工业机器人安全操作要求6

1.2.3 工业机器人本体的安全对策6

项目2 工业机器人机械拆装9

任务2.1 工业机器人系统外部拆包10

2.1.1 工业机器人拆包前的准备10

2.1.2 工业机器人拆包流程11

2.1.3 清点装箱物品11

任务2.2 常用工具的认识11

2.2.1 机械拆装工具12

2.2.2 常用机械测量工具14

2.2.3 常用电气测量工具15

项目3 工业机器人安装17

任务3.1 识读工业机器人工作站机械布局图18

3.1.1 了解工业机器人工作站的组成18

3.1.2 了解各工艺单元的功能19

任务3.2 工业机器人本体的安装19

3.2.1 了解机械装配图20

3.2.2 了解工业机器人吊装注意事项20

3.2.3 安装地基固定装置21

3.2.4 工业机器人本体的安装规范21

任务3.3 工业机器人控制柜的安装22

3.3.1 工业机器人控制柜认知23

3.3.2 安装环境23

3.3.3 工业机器人控制柜的固定方式及要求24

3.3.4 了解工业机器人本体与控制柜的连接形式24

3.3.5 搬运、安装工业机器人控制柜24

任务3.4 工业机器人示教器的安装25

3.4.1 工业机器人示教器的介绍26

3.4.2 工业机器人控制柜与示教器的连接26

任务3.5 工业机器人末端执行器的安装27

3.5.1 识读安装工艺卡28

3.5.2 了解末端执行器的安装注意事项及方法28

3.5.3 工业机器人末端执行器的安装实操29

项目4 工业机器人外围系统安装30

任务4.1 识读工作站电气布局图31

4.1.1 了解电气布局图的设计原则31

4.1.2 了解工作站电气系统的构成32

4.1.3 电气布局图识读实操33

任务4.2 电气系统的连接与检测33

4.2.1 识读电气原理图34

4.2.2 识读气动原理图34

4.2.3 了解电缆的安装要求34

4.2.4 电气系统的连接与检测实操34

任务4.3 搬运码垛单元的安装35

4.3.1 搬运码垛单元的安装注意事项36

4.3.2 机械部件的安装36

4.3.3 电气元件的安装36

4.3.4 气动元件的安装及气动回路的搭建37

4.3.5 搬运码垛单元的安装实操37

项目5 工业机器人系统设置38

任务5.1 示教器操作环境配置39

5.1.1 了解示教器的构成39

5.1.2 示教器配置注意事项40

5.1.3 示教器操作环境配置实操40

任务5.2 工业机器人的运行模式及运行速度设置40

5.2.1 了解工业机器人运行模式的应用41

5.2.2 了解不同运行模式下的运行速度设定41

5.2.3 了解工业机器人手动运行模式和自动运行模式的安全注意事项42

5.2.4 搬运码垛工作站自动运行实操42

任务5.3 查看工业机器人的常用信息43

5.3.1 了解工业机器人示教器监控界面的作用43

5.3.2 工业机器人常用信息查看实操44

项目6 工业机器人运动模式测试45

任务6.1 工业机器人的单轴运动测试46

6.1.1 了解工业机器人限位及工作空间46

6.1.2 了解工业机器人各轴的运动方向47

6.1.3 工业机器人单轴运动测试实操48

任务6.2 工业机器人的线性运动与重定位运动测试48

6.2.1 了解线性运动和重定位运动49

6.2.2 了解线性运动和重定位运动的不同49

6.2.3 工业机器人线性运动与重定位运动测试实操49

任务6.3 工业机器人紧急停止及复位50

6.3.1 工业机器人安全保护机制50

6.3.2 紧急停止恢复方法51

6.3.3 工业机器人紧急停止及复位实操51

项目7 工业机器人坐标系标定52

任务7.1 工具坐标系标定53

7.1.1 了解工业机器人坐标系的分类53

7.1.2 了解工具坐标系的应用54

7.1.3 工具坐标系标定实操55

任务7.2 工件坐标系标定55

7.2.1 工件坐标系的应用56

7.2.2 确定工件坐标系坐标轴的方向56

7.2.3 工件坐标系标定实操57

项目8 工业机器人程序备份与恢复58

任务8.1 工业机器人程序及数据的导入59

8.1.1 了解工业机器人程序及数据的分类59

8.1.2 了解工业机器人程序及数据导入的作用60

8.1.3 工业机器人程序及数据的导入实操60

任务8.2 工业机器人程序及数据的备份60

8.2.1 了解备份的文件类型61

8.2.2 了解工业机器人程序及数据备份的意义61

8.2.3 确定工业机器人程序及数据备份的方法62

8.2.4 工业机器人程序及数据备份实操62

项目9 工业机器人搬运码垛样例程序调试与运行63

任务9.1 搬运码垛样例程序的恢复64

9.1.1 了解数据备份与恢复的方法64

9.1.2 搬运码垛样例程序的恢复实操65

任务9.2 搬运码垛样例程序的运行66

9.2.1 检查工业机器人的运行轨迹点位67

9.2.1 自动运行搬运码垛样例程序67

任务9.3 工业机器人常用信息的查看67

9.3.1 了解工业机器人示教器监控界面的作用68

9.3.2 工业机器人常用信息查看实操68

项目10 工业机器人常规检查70

任务10.1 工业机器人本体常规检查71

10.1.1 日常安全检查71

10.1.2 工业机器人本体状态检查72

10.1.3 工业机器人本体常规检查实操72

任务10.2 工业机器人控制柜常规检查72

10.2.1 了解控制柜常规检查项目73

10.2.2 控制柜常规检查实操73

任务10.3 工业机器人附件常规检查74

10.3.1 了解工业机器人附件常规检查项目75

10.3.2 工业机器人附件常规检查实操75

任务10.4 工业机器人运行参数及运行状态检测76

10.4.1 工业机器人常见运行参数76

10.4.2 工业机器人运行参数及运行状态检测实操77

项目11 工业机器人本体定期维护78

任务11.1 工业机器人本体润滑油（脂）的更换79

11.1.1 更换工业机器人本体润滑油（脂）的注意事项79

11.1.2 工业机器人本体润滑油（脂）的更换实操80

项目12：案例——FANUC工业机器人操作与维护81

任务12.1 操作工业机器人到达安全区域82

任务12.2 更换工业机器人末端执行器84

任务12.3 搬运码垛机器人恢复运行87

项目13：案例——ABB工业机器人搬运码垛样例程序调试与运行89

任务13.1 搬运码垛样例程序的恢复90

13.1.1 搬运码垛工作站的安装90

13.1.2 搬运码垛样例程序的导入92

任务13.2 搬运码垛样例程序的运行94

13.2.1 在手动运行模式下运行搬运码垛样例程序94

13.2.2 在自动运行模式下运行搬运码垛样例程序96

任务13.3 信息提示与事件日志的查看98

项目14：案例——多品种物料搬运码垛系统安装与调试100

任务14.1 多品种物料搬运码垛工作站硬件装配101

14.1.1 多品种物料搬运码垛工作站的机械组装101

14.1.2 多品种物料搬运码垛工作站的电气接线105

14.1.3 多品种物料搬运码垛工作站的气路连接105

任务14.2 搬运码垛样例程序恢复106

14.2.1 操作权限等级划分107

14.2.2 搬运码垛样例程序恢复步骤107

任务14.3 搬运码垛样例程序手动调试110

14.3.1 选择工业机器人运行模式110

14.3.2 设置工业机器人手动运行速度111

14.3.3 检查工业机器人运行轨迹点位111

任务14.4 搬运码垛样例程序自动运行115

14.4.1 检查周边环境115

14.4.2 自动运行搬运码垛样例程序115

项目15：案例——KUKA工业机器人操作与编程118

任务15.1 工业机器人码垛应用119

15.1.1 手动安装吸盘119

15.1.2 变量的使用120

15.1.3 码垛要求125 2100433B

本教材的编写以《工业机器人操作与运维职业技能等级标准》为依据，围绕工业机器人的人才需求与岗位能力进行内容设计。内容包括工业机器人安全操作，工业机器人机械拆装，工业机器人安装，工业机器人外围系统安装，工业机器人系统设置，工业机器人运动模式测试，工业机器人坐标系标定，工业机器人程序备份与恢复，工业机器人搬运码垛样例程序调试与运行，工业机器人常规检查，工业机器人本体定期维护11个实训项目；FANUC工业机器人操作与维护，ABB工业机器人搬运码垛样例程序调试与运行，多品种物料搬运码垛系统安装与调试，KUKA工业机器人操作与编程4个案例。实训内容重点运用了“工业机器人安全操作规范”“工业机器人技术基础”“工业机器人现场编程”“工业机器人维修维护”等核心知识。本教材以任务驱动的方式安排内容，选取工业机器人搬运码垛、工件搬运码垛典型应用作为教学案例。

为贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》，积极推动1 X证书制度的实施，北京新奥时代科技有限责任公司组织编写了《工业机器人操作与运维实训（高级）》教材。本教材的编写以《工业机器人操作与运维职业技能等级标准》为依据，围绕工业机器人的人才需求与岗位能力进行内容设计。内容包括工业机器人安全操作，工业机器人机械拆装，工业机器人安装，工业机器人外围系统安装，工业机器人系统设置，工业机器人运动模式测试，工业机器人校准及异常处理，工业机器人坐标系标定，工业机器人程序备份与恢复，工业机器人4个典型工作站（搬运码垛工作站、装配工作站、焊接工作站、抛光打磨工作站）的安装、编程、调试，工业机器人常规检查，工业机器人本体及控制柜定期检查与维护，工业机器人本体及控制柜故障诊断与处理，常用传感器故障诊断与排除17个实训项目。实训内容重点运用了“工业机器人安全操作规范”“工业机器人技术基础”“工业机器人现场编程”“工业机器人维修维护”等核心知识。本教材以任务驱动的方式安排内容，选取工业机器人搬运码垛、装配、焊接、抛光打磨等典型应用作为教学案例。

项目1 工业机器人安全操作 1

任务1.1 安全准备工作 2

1.1.1 了解工业机器人系统中存在的安全风险 2

1.1.2 工业机器人操作与运维前的安全准备工作 4

任务1.2 通用安全操作要求 5

1.2.1 识读工业机器人安全标识 6

1.2.2 工业机器人安全操作要求 6

1.2.3 工业机器人本体的安全对策 6

项目2 工业机器人机械拆装 9

任务2.1 工业机器人系统外部拆包 10

2.1.1 工业机器人拆包前的准备 10

2.1.2 工业机器人拆包流程 11

2.1.3 清点装箱物品 11

任务2.2 常用工具的认识 11

2.2.1 机械拆装工具 12

2.2.2 常用机械测量工具 14

2.2.3 常用电气测量工具 15

项目3 工业机器人安装 17

任务3.1 识读工业机器人工作站机械布局图 18

3.1.1 了解工业机器人工作站的组成 18

3.1.2 了解各工艺单元的功能 19

任务3.2 工业机器人本体的安装 19

3.2.1 了解机械装配图 20

3.2.2 了解工业机器人吊装注意事项 20

3.2.3 安装地基固定装置 21

3.2.4 工业机器人本体的安装规范 21

任务3.3 工业机器人控制柜的安装 22

3.3.1 工业机器人控制柜认知 23

3.3.2 安装环境 23

3.3.3 工业机器人控制柜的固定方式及要求 24

3.3.4 了解工业机器人本体与控制柜的连接形式 24

3.3.5 搬运、安装工业机器人控制柜 24

任务3.4 工业机器人示教器的安装 25

3.4.1 工业机器人示教器的介绍 26

3.4.2 工业机器人控制柜与示教器的连接 26

任务3.5 工业机器人末端执行器的安装 27

3.5.1 识读安装工艺卡 28

3.5.2 了解末端执行器的安装注意事项及方法 28

3.5.3 工业机器人末端执行器的安装实操 29

项目4 工业机器人外围系统安装 30

任务4.1 识读工作站电气布局图 31

4.1.1 了解电气布局图的设计原则 31

4.1.2 了解工作站电气系统的构成 32

4.1.3 电气布局图识读实操 33

任务4.2 电气系统的连接与检测 33

4.2.1 识读电气原理图 34

4.2.2 识读气动原理图 34

4.2.3 了解电缆的安装要求 34

4.2.4 电气系统的连接与检测实操 34

任务4.3 搬运码垛单元的安装 35

4.3.1 搬运码垛单元的安装注意事项 36

4.3.2 机械部件的安装 36

4.3.3 电气元件的安装 36

4.3.4 气动元件的安装及气动回路的搭建 37

4.3.5 搬运码垛单元的安装实操 37

项目5 工业机器人系统设置 38

任务5.1 示教器操作环境配置 39

5.1.1 了解示教器的构成 39

5.1.2 示教器配置注意事项 40

5.1.3 示教器操作环境配置实操 40

任务5.2 工业机器人的运行模式及运行速度设置 40

5.2.1 了解工业机器人运行模式的应用 41

5.2.2 了解不同运行模式下的运行速度设定 41

5.2.3 了解工业机器人手动运行模式和自动运行模式的安全注意事项 42

5.2.4 搬运码垛工作站自动运行实操 42

任务5.3 查看工业机器人的常用信息 43

5.3.1 了解工业机器人示教器监控界面的作用 43

5.3.2 工业机器人常用信息查看实操 44

项目6 工业机器人运动模式测试 45

任务6.1 工业机器人的单轴运动测试 46

6.1.1 了解工业机器人限位及工作空间 46

6.1.2 了解工业机器人各轴的运动方向 47

6.1.3 工业机器人单轴运动测试实操 48

任务6.2 工业机器人的线性运动与重定位运动测试 48

6.2.1 了解线性运动和重定位运动 49

6.2.2 了解线性运动和重定位运动的不同 49

6.2.3 工业机器人线性运动与重定位运动测试实操 49

任务6.3 工业机器人紧急停止及复位 50

6.3.1 工业机器人安全保护机制 50

6.3.2 紧急停止恢复方法 51

6.3.3 工业机器人紧急停止及复位实操 51

项目7 工业机器人校准及异常处理 52

任务7.1 零点标定 53

7.1.1 了解工业机器人伺服电动机编码器的作用 53

7.1.2 了解工业机器人零点标定的情况 54

7.1.3 工业机器人零点标定实操 54

任务7.2 工业机器人调试 54

7.2.1 了解工业机器人各轴的零点位置 55

7.2.2 了解工业机器人在运行前进行零点标定的意义 56

7.2.3 工业机器人调试实操 56

任务7.3 工业机器人校准方法与工具 56

7.3.1 了解工业机器人校准的意义 57

7.3.2 了解工业机器人校准的方法及应用场合 57

7.3.3 校准方法及工具实操 58

任务7.4 工业机器人关节轴校准 58

7.4.1 了解工业机器人关节轴校准的注意事项 59

7.4.2 工业机器人关节轴手动校准实操 59

任务7.5 工业机器人校准异常诊断 60

7.5.1 了解校准异常现象 60

7.5.2 校准异常现象辨识及原因诊断实操 61

项目8 工业机器人坐标系标定 62

任务8.1 工具坐标系标定 63

8.1.1 了解工业机器人坐标系的分类 63

8.1.2 了解工具坐标系的应用 64

8.1.3 工具坐标系标定实操 65

任务8.2 工件坐标系标定 65

8.2.1 工件坐标系的应用 66

8.2.2 确定工件坐标系坐标轴的方向 66

8.2.3 工件坐标系标定实操 67

项目9 工业机器人程序备份与恢复 68

任务9.1 工业机器人程序及数据的导入 69

9.1.1 了解工业机器人程序及数据的分类 69

9.1.2 了解工业机器人程序及数据导入的作用 70

9.1.3 工业机器人程序及数据的导入实操 70

任务9.2 工业机器人程序加密 70

9.2.1 了解工业机器人操作权限等级划分 71

9.2.2 工业机器人程序加密实操 71

任务9.3 工业机器人程序及数据的备份 72

9.3.1 了解备份的文件类型 73

9.3.2 了解工业机器人程序及数据备份的意义 73

9.3.3 确定工业机器人程序及数据备份的方法 73

9.3.4 工业机器人程序及数据备份实操 73

项目10 搬运码垛工作站操作与编程 75

任务10.1 搬运码垛工作站系统安装 76

10.1.1 识读机械装配图 77

10.1.2 识读电气原理图 77

10.1.3 搬运码垛工作站电气接线注意事项 77

10.1.4 搬运码垛工作站安装规范 78

10.1.5 搬运码垛工作站安装实操 78

任务10.2 搬运码垛工作站电气系统调试 79

10.2.1 PLC编程 80

10.2.2 搬运码垛工作站电气系统调试注意事项 80

10.2.3 搬运码垛工作站电气系统调试实操 81

任务10.3 搬运码垛工作站编程与运行 81

10.3.1 工业机器人编程语言系统结构 82

10.3.2 搬运码垛工作站的基本构成 83

10.3.3 工业机器人动作指令 83

10.3.4 工业机器人I/O指令 84

10.3.5 待命指令 84

10.3.6 搬运码垛工作站调试运行注意事项 84

10.3.7 搬运码垛工作站调试运行实操 84

任务10.4 多工位码垛工作站编程与运行 85

10.4.1 寄存器指令 86

10.4.2 条件比较指令 86

10.4.3 条件选择指令 86

10.4.4 多工位码垛工作站调试运行注意事项 86

10.4.5 多工位码垛工作站调试运行实操 86

项目11 装配工作站操作与编程 88

任务11.1 装配工作站系统安装 89

11.1.1 装配工作站的构成 90

11.1.2 装配工作站安装规范 90

11.1.3 装配工作站系统安装实操 91

任务11.2 装配工作站电气系统调试 91

11.2.1 远程I/O模块 92

11.2.2 触摸屏控件 93

11.2.3 装配工作站电气系统调试注意事项 93

11.2.4 装配工作站电气系统调试实操 94

任务11.3 装配工作站编程与运行 95

11.3.1 手腕关节动作指令 95

11.3.2 加减速倍率指令 96

11.3.3 增量指令 96

11.3.4 装配工作站调试运行注意事项 96

11.3.5 装配工作站调试运行实操 97

任务11.4 视觉装配工作站编程与运行 97

11.4.1 相机标定 98

11.4.2 绝对坐标实现引导 99

11.4.3 相对坐标实现引导 99

11.4.4 视觉装配工作站调试运行注意事项 99

11.4.5 视觉装配工作站调试运行实操 100

项目12 焊接工作站操作与编程 101

任务12.1 焊接工作站系统安装 102

12.1.1 焊接工作站的构成 103

12.1.2 焊接工作站的安装规范 103

12.1.3 焊接工作站系统安装实操 103

任务12.2 焊接信号配置及参数设置 104

12.2.1 电弧电压 105

12.2.2 焊接速度 105

12.2.3 焊接工作站参数设置实操 105

任务12.3 I形坡口焊接编程与调试 106

12.3.1 焊接工件坡口形式 107

12.3.2 焊接机器人焊接指令 107

12.3.3 I形坡口焊接编程与调试注意事项 107

12.3.4 I形坡口焊接编程与调试实操 108

任务12.4 对接变位机焊接编程与调试 108

12.4.1 变位机的构成及作用 109

12.4.2 对接变位机焊接编程与调试注意事项 109

12.4.3 对接变位机焊接编程与调试实操 109

项目13 抛光打磨工作站操作与编程 111

任务13.1 抛光打磨工作站系统安装 112

13.1.1 抛光打磨工作站的构成 113

13.1.2 抛光打磨工作站的安装规范 113

13.1.3 抛光打磨工作站系统安装实操 113

任务13.2 抛光打磨工作站参数设置 114

13.2.1 力觉传感器的应用 115

13.2.2 抛光打磨工作站参数设置实操 115

任务13.3 抛光工作站编程与调试 115

13.3.1 抛光工艺介绍 116

13.3.2 抛光工作站编程与调试注意事项 116

13.3.3 抛光工作站编程与调试实操 117

任务13.4 打磨工作站编程与调试 117

13.4.1 打磨机器人种类 118

13.4.2 打磨工作站编程与调试注意事项 118

13.4.3 打磨工作站编程与调试实操 119

项目14 工业机器人常规检查 120

任务14.1 工业机器人本体常规检查 121

14.1.1 日常安全检查 121

14.1.2 工业机器人本体状态检查 122

14.1.3 工业机器人本体常规检查实操 122

任务14.2 工业机器人控制柜常规检查 122

14.2.1 了解控制柜常规检查项目 123

14.2.2 控制柜常规检查实操 123

任务14.3 工业机器人附件常规检查 124

14.3.1 了解工业机器人附件常规检查项目 125

14.3.2 工业机器人附件常规检查实操 125

任务14.4 工业机器人运行参数及运行状态检测 126

14.4.1 工业机器人常见运行参数 126

14.4.2 工业机器人运行参数及运行状态检测实操 127

项目15 工业机器人本体及控制柜定期检查与维护 128

任务15.1 工业机器人本体润滑油（脂）的更换 129

15.1.1 更换工业机器人本体润滑油（脂）的注意事项 129

15.1.2 工业机器人本体润滑油（脂）的更换实操 130

任务15.2 工业机器人本体电动机与减速机的更换 130

15.2.1 更换电动机与减速机的注意事项 131

15.2.2 工业机器人本体电动机与减速机的更换步骤 133

任务15.3 工业机器人控制柜的定期检查与维护 134

15.3.1 了解控制柜定期检查与维护注意事项 135

15.3.2 了解控制柜定期检查与维护内容 135

15.3.3 工业机器人控制柜定期检查与维护实操 136

任务15.4 工业机器人控制柜控制原理图识读与电路检查 136

15.4.1 了解控制柜维护注意事项 137

15.4.2 识读工业机器人控制柜的控制原理图框架 137

15.4.3 工业机器人控制柜电路维护实操 138

项目16 工业机器人本体及控制柜故障诊断与处理 139

任务16.1 振动噪声故障诊断与处理 140

16.1.1 了解常见振动噪声的产生原因 141

16.1.2 常见振动噪声的故障说明 141

16.1.3 振动噪声故障诊断与处理实操 142

任务16.2 电动机过热故障诊断与处理 142

16.2.1 电动机过热的常见原因 143

16.2.2 电动机过热故障诊断与处理实操 143

任务16.3 工业机器人齿轮箱漏油故障诊断与处理 144

16.3.1 工业机器人齿轮箱漏油的原因 145

16.3.2 工业机器人齿轮箱漏油故障诊断与处理实操 145

任务16.4 关节故障诊断与处理 145

16.4.1 了解造成关节落下的原因 146

16.4.2 关节故障诊断与处理实操 146

任务16.5 控制柜软故障检测 147

16.5.1 控制柜常见软故障及处理方法 148

16.5.2 控制柜软故障检测实操 148

任务16.6 控制柜各单元故障诊断与处理 148

16.6.1 了解控制柜各单元的常见故障 149

16.6.2 控制柜各单元故障诊断与处理实操 149

任务16.7 外围设备故障诊断与处理 150

16.7.1 外围设备的常见维护方法 151

16.7.2 外围设备故障诊断与处理实操 153

任务16.8 电动机故障诊断与处理 153

16.8.1 了解电动机产生故障的原因 154

16.8.2 电动机故障诊断与处理实操 154

项目17 常用传感器故障诊断与排除 156

任务17.1 位置传感器故障诊断与排除 157

17.1.1 位置传感器的基本作用 157

17.1.2 位置传感器产生故障的原因 158

17.1.3 位置传感器故障诊断与排除实操 158

任务17.2 视觉传感器故障诊断与排除 159

17.2.1 视觉传感器产生故障的原因 159

17.2.2 视觉传感器故障诊断与排除实操 160

任务17.3 力觉传感器故障诊断与排除 160

17.3.1 力觉传感器产生故障的原因 161

17.3.2 力觉传感器故障诊断与排除实操 1612100433B

本书包括安全用电常识、常用电工材料、电工基本操作工艺、导线连接操作工艺、常用电工仪表、常用照明线路的安装与实训、电动机的实训与操作7个项目，共分57个实训任务，还摘录了《维修电工技术等级标准——初级维修电工》，重点是指导学生进行电工基本技能的操作实训，并帮助学生掌握电工技能中的新技术和新工艺。