工业机器人操作与应用（中级）-习题及答案汇总 张有光 ch01 - -ch08

KRC4系统PROFINET配置PROFINET的三种通信模式PROFINET标准通信基于工业以太网技术，使用TCP/IP和IT标准。TCP/IP是IT领域关于通讯协议方面事实上的标准，尽管其响应时间大概在100ms的量级，对于工厂控制级的应用来说，这个响应时间就足够了。PROFINETRT：对于传感器（远程IO设备）和执行器设备之间的数据交换，系统对响应时间的要求更为严格，大概需要1－10ms的响应时间。PROFINETIRT：在现场级通讯中，对通讯实时性要求最高的是运动控制（MotionControl），PROFINET的同步实时（IsochronousReal-Time,IRT）技术可以满足运动控制的高速通讯需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs。2．如今的工业以太网分为哪几类？完全基于TCP\UDP\IP，ProcessData通过TCP/IP传输，硬件层未更改，采用传统以太网控制器；部分基于TCP\UDP\IP，硬件层未更改，具有ProcessData协议，直接由以太网帧进行传输，TCP/UDP依然存在，不过由TimingLayer控制；硬件层更改，使用实时以太网控制器。3．PROFINET主要的功能模块是什么？PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。4.简述PROFINET的概念。Profinet是一种工业总线标准，设计用于在工业系统中收集并传输数据，并且可以实现实时数据的发送和接受（1ms或者更短）。5．PROFINET的原理介绍。PROFINET是一种支持分布式自动化的高级通讯系统。除了通讯功能外，PROFINET还包括了分布式自动化概念的规范，这是基于制造商无关的对象和连接编辑器和XML设备描述语言。以太网TCP/IP被用于智能设备之间时间要求不严格的通讯。所有时间要求严格的实时数据都是通过标准的ProfibusDP技术传输，数据可以从ProfibusDP网络通过代理集成到PROFINET系统。PROFINET是唯一使用已有的IT标准，没有定义其专用工业应用协议的总线。它的对象模式的是基于微软公司组件对象模式(COM)技术。对于网络上所有分布式对象之间的交互操作，均使用微软公司的DCOM协议和标准TCP和UDP协议。第二章外部自动运行接口配置为了能够使用外部自动运行接口，KRC4系统必须进行哪些配置？配置外部自动运行接口的I/O端。特别是进行PLC系统与KRC4系统之间的I/O信号配置，如启动信号、故障复位信号等;配置CELL.SRC程序。此程序用于PLC系统与KRC4系统之间的程序调用，KRC4系统一般会自动生成此程序，用户也可以根据工艺要求对其进行修改。2．I/O型输入信号分别为？I/O型输入信号主要包括程序启动、运行开通、奇偶位等。无论是变量型输入信号还是I/O型输入信号，用户都可根据实际的现场工艺要求进行配置，具体配置方法为:选中要进行配置的输入信号，点击下方的“加工按钮，根据用户需要进行配置;点击“显示”按钮可显示输入信号的状态。3．PGNO_REQ是什么意思？PGNO_REQ:程序号问询。在该信号变化时，要求PLC系统传送一个程序号。如果PGNO_TYPE的值为3，则PGNO_REQ不被处理。4.什么代表着PLC系统会接通和关闭机器人驱动装置SDRIVESON:驱动装置接通。若该信号为持续至少20ms的高电平，则PLC系统会接通机器人驱动装置。$DRIVESOFF:驱动器关闭。若该信号为持续至少20ms的低电平，则PLC系统会关闭机器人驱动装置。5．KRC4系统作为I/O从属设备与PLC系统进行信号交互时，通信方式遵从的原则是什么？KRC4系统作为I/O从属设备与PLC系统进行信号交互时，通信方式遵从信号握手原则，也就是KRC4系统的输出端连接PLC系统的输入端，KRC4系统的输入端连接PLC系统的输出端。它们之间的外部自动I/O映射如图2-8所示。第三章KRC4系统自动化调试机器人工作站是什么？机器人工作站是指使用一台或多台机器人，配以相应的周边设备，用于完成某一特定工序作业的独立生产系统，也可称为机器人工作单元。他主要由机器人及其控制系统，辅助设备以及其他周边设备所构成，在这种构成中机器人及其控制系统应尽量选用标准装置，对于个别特殊的场合需要设计专用机器人，而末端执行器等辅助设备以及其他周边设备则随应用场合和工件特别的不同存在着较大差异，因此，这里只能阐述一般的工作站的构成和设计原则并结合实例加以简要说明。。2．一般的工作站的构成为？机器人、机器人末端执行器、夹具和变位器、机器人座驾、配套及安全装置、动力源、工作对象的储运设备、控制系统。3．辅助设备包括什么？辅助设备包括工装夹具、传感器、安全控制单元、气动控制单元、工艺控制设备等。。4.KRC4系统配置流程是什么？通过WorkVisual软件建立项目，导入系统所需的GSD文件。安装PROFINET驱动程序。将KRC4系统作为I/O控制器，进行硬件组态及相关参数配置。将KRC4系统作为I/O从属设备，进行I/O信号及相关参数配置。进行KRC4系统安全配置(如果支持PROFIsafe安全通信协议)。配置工业网络的IP地址、子网掩码、网关等参数。将KRC4系统作为I/O从属设备，与PLC系统进行I/O逻辑连接。将KRC4系统作为I/O控制器，与外围设备进行I/O逻辑连接。配置KRC4系统的外部自动运行接口，编写机器人主程序CELL.SRC.利用WorkVisual软件将配置生成的代码下载至KRC4系统。检查KRC4系统的I/O配置是否正确。检查CELL.SRC程序的架构及嵌套语法是否正确。运行程序。问题的排查、解决，程序的优化。5．简述F监控时间。F监控时间(Fmonitoringtime):CPU与本模块之间安全通信的PROFIsafe监控时间，此时间应保证本模块能在规定的时间内收到CPU发来的有效安全消息帧。第四章机器人干涉区1.简述机器人干涉区概念。干涉区域是两个或多个机器人操作范围内的重叠区域。机器人的射程有重叠，机器人会有碰撞的可能。因此，设置了干扰区，当机器人靠近干扰区时，它会接收到信号，机器人会立即停止移动，等待信号或继续移动，这样两个或两个以上的机器人就不能同时进入干扰区。当机器人进入干扰区时，它也会发出信号，阻止其他机器人进入干扰区。2．干涉可能引起的后果有什么？机器人的部件损坏机器人程序混乱。3.如何建设机器人干涉区？在焊装生产线上,同一工位的机器人在运行过程中需要进入同一区域工作,从而在空间上产生重叠(重叠区域称为机器人干涉区)，但对进入的先后次序无严格要求。在实际生产过程中,一-般采用提高机器人运动速度的方式来缩短生产节拍，如果不能很好地设定干涉区的大小，将会出现没必要的等待，从而造成时间的浪费。因而在保证安全的情况下，应尽可能将干涉区设定得小--些,避免由于等待而出现的时间延迟现象，这就需要设备之间能很好地进行时空上的协调。在定义干涉区时，只能从空间角度去考虑干涉问题，不能考虑工作时间的先后性，因为时间上的避让是不可靠的。为了保障安全，我们设定每次最多只允许1个设备进入干涉区，而干涉区尽可能小，可以保障设备在更大空间内的运动不受制约，便于实现生产节拍的优化。4．在干涉区的控制中，KRC4系统与PLC系统之间交互的信号是什么？在实际生产过程中，干涉区的控制是由上位控制系统PLC统进行的，PLC系统会根据各机器人当前的状态判断是否允许机器人进入干涉区，干涉区的进入是随机的，不存在先后问题，因此需要通过KRC4系统与PLC系统之间的信号交互完成，相关信号包括:机器人是否在干涉区外、机器人是否请求进入干涉区、是否允许机器人进入干涉区。PLC系统收到上述信号后决定是否允许机器人进入干涉区。5.机器人进入干涉区三种情形怎么样？Rob1机器人进入干涉区前,发送从机欲进入干涉区的请求信号，并检测Rob2作为主机是否发送欲进入干涉区的请求信号。如果主机Rob2进入干涉区的请求信号被激活,无论此时Rob2进入或则即将进入干涉区，此时Rob1都将停止运动并等待Rob2完成运动退出干涉区。如果Rob1和Rob2同时发出欲进入干涉区的请求信号，Rob2机器人优先进入，此时Rob1都将停止运动并等待Rob2完成运动退出干涉区。如果Rob1作为从机已进入干涉区时，Rob2若想进入干涉区，Rob2必须停止运动并等待Rob1完成运动退出干涉区。第五章机器人的扩展功能什么是外部轴？外部轴，顾名思义：机器人外部的轴，通俗的讲就是除了机器人本体的轴以外，由于工作需要而添加的轴，如底座导轨、末端伺服工具等等。2．协调系统类型是什么？协调系统有单机与外部轴协调系统、双机协调系统、三机协调系统、双机与外部轴协调系统四种。3．机器人协调功能的意义。协调功能使机器人可以用最好的工作姿态完成工艺应用，极大地提高了工艺质量，缩短了工作时间，优化了生产节拍。协调功能有效避免了机器人之间及机器人与工件之间的干涉。通常情况下，我们利用外围控制系统或机器人之间的控制信号来避免碰撞，这种方法不能从根本上避免碰撞的发生，而协调功能利用一个外围控制系统很简单地解决了这个问题。协调功能使得在一个外围控制系统内可以完成机器人与外部轴或其他机器人之间的程序编辑，修改方便。协调功能使得多个机器人可以协同运动，并在完成一一个作业时保持高度一致性。。4.计算机视觉技术的原理是什么？ 用可视化设备采集物体的图像，用图像处理单元对图像按照--定的条件进行处理，抽取出物体的某种特殊数据，输出检测结果。计算机视觉技术和机器人控制系统相配合，使得工业机器人具有了视觉功能，能够感知外界环境的变化，并依据检测结果进行相应的动作。。5．线形输送器测量方法需要借助三个点是什么？位置点P1可以是输送器.上的任意--点。可以在机器人开始跟踪工件的起始范围内选择一个点作为P1点，在继续使用时要能清楚地识别出该点。以P1点作为参考点对输送器基坐标系的原点进行定义，所有输送器程序将以该基坐标系作为参考。位置点P2定义了输送器基坐标系的X轴正向。应尽量选择一个位于末端的位置作为P2点，也就是说，机器人可以跟踪输送器上的工件到该位置。一般地，P1点和P2点之间的距离应尽量大。位置点P3必须位于输送器基坐标系的正向XY平面上，用该点可以确定输送器的平面姿态。第六章工业机器人弧焊应用在弧焊应用中，机器人运动的速度稳定性和轨迹精度是两项重要的评价指标？一般情况下，焊接速度为5~50mm/s、轨迹精度为0.2~0.5mm。由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定的影响，因此在跟踪焊道的同时，焊枪姿态的可调范围要尽量大。作业时，为了得到优质焊缝，往往需要在机器人动作的示教及焊接条件(电流、电压、速度)的设定上花费大量的时间。2．机器人弧焊系统包括什么？机器人弧焊系统，包括机器人本体、机器人控制系统、焊接装置、夹持装置。夹持装置上有两组可以轮流进入机器人工作范围的工件转台。3．弧焊机器人的焊接设备包括什么？弧焊机器人的焊接设备包括焊接电源和送丝设备，由于要进行参数选择，因此它们必须由机器人控制系统直接控制。一般的焊接过程至少需要2个给定电压，对于复杂的焊接过程，如脉冲电弧焊或填丝钨极惰性气体保护焊，可能需要2~5个给定电压。焊接电源在其功率和接通持续时间上必须与自动过程相匹配，目前使用最多的焊接电源是晶闸管整流电源。4.弧焊机器人的应用是什么？弧焊机器人可以应用在所有电弧焊、切割及类似的工艺方法中。常用的应用包括结构钢和CTNi钢的熔化极活性气体保护焊(二氧化碳保护焊、MAG焊)、铝及特殊合金的熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)、CrNi钢和铝的加冷丝及不加冷丝的钨极惰性气体保护焊(TIG焊)及埋弧焊。除气割、等离子弧切割及等离子弧喷涂外，弧焊机器人还实现了在激光切割上的应用。5．弧焊机器人的操作是什么？弧焊机器人普遍采用示教方式工作，即通过示教器的操作键引导机器人到达起始点，然后用按键确定位置、运动方式、摆动方式、焊枪姿态及各种焊接参数，还可确定周边设备的运动速度等。弧焊机器人的操作包括引弧、施焊、熄弧、填充火口等，均通过示教器设定。示教完毕后，机器人控制系统进入程序编辑状态，焊接程序生成后即可进行焊接。第七章工业机器人在汽车制造行业中的应用自动化冲压生产的特点是什么？(1)全自动。自动化冲压生产线的运行方式是全自动的，操作人员只需要将板料放在料垛小车.上，设备就可以根据设定好的程序自动生产工件，全程由各个系统控制。(2)全封闭式。自动化冲压生产线采用全封闭式的设计，可以有效避免灰尘等杂物进入设备，保证设备和模具的精度及工件的清洁。同时，全封闭式的设计也能避免人员进入，保证人员安全。(3)人员少。自动化冲压生产线生产的都是大型冲压件，-.般人工冲压生产线的操作人员至少需要20名，而使用自动化冲压生产线进行生产只需要10人，在减少了操作人员的同时大大降低了工人的劳动强度。(4)效率高。自动化冲压生产线的冲程次数可以达到每分钟13次，是人工操作方式的两倍。2．工业机器人在自动化冲压生产线中的主要应用为，解决了什么问题？工业机器人在自动化冲压生产线中的主要应用是搬运，其解决了人工上料带来的设备、人身安全隐患和成型质量较差等问题。3．专用搬运机器人与普通机器人的区别是什么？专用搬运机器人与普通机器人的区别在于关节轴的数量，专用搬运机器人一般只有A1轴、A2轴、A3轴和A6轴四个轴，不需要太多的姿态变化，运行速度较快。无论采用哪种机器人，都要充分考虑机器人的负载要求。普通机器人用于上下料工位。4.自动化焊装生产线由什么组成？自动化焊装生产线由焊装夹具、上件系统、焊接设备、检测设备、输送系统、工业机器人及电气辅助设备等组成。5．工业机器人在自动化焊装生产线中的应用？工业机器人在自动化焊装生产线中的应用主要有:点焊、弧焊、搬运、涂胶、测量、螺柱焊接等。工业机器人已经成为柔性制造系统、计算机集成制造系统的主要自动化工具。第八章工业机器人基础实训模块1.简述实训对象和实训目的。机器人操作人员、机器人维护人员、机器人工程师。基本掌握工业机器人的操作及简单程序的编写，能够根据空间位置关系建立相应的机器人坐标系并进行修改。2．焊钳的设计要求是什么？焊钳的设计要