智能制造生产线技术及应用 教案 4-5 FANUC机器人IO说明

XXXXX学院单元教学设计XXXX—XXX学年第X学期课程名称：授课班级：任课教师：所在系部及教研室：

本单元标题FANUC机器人IO说明教学目的让学生掌握IO信号含义，并能正确使用IO控制机器人外部执行器。教学目标能力（技能）目标知识目标（1）能正确区分工业机器人不同类型的IO信号。（2）能正确使用IO信号控制机器人外部执行器。（1）掌握工业机器人IO含义。（2）掌握工业机器人IO信号分类。（3）掌握工业机器人IO信号控制方法。重点难点及解决方法重难点：正确使用IO信号控制机器人外部执行器解决方法：理论讲解，通过多媒体等手段解读任务，实操演练，提示学生如何攻破讨论的问题。在学习过程中，紧密结合课程上机、实验或者实践环节加深对机器人IO信号的理解和使用。参考资料[1]汪励,陈小艳.工业机器人工作站系统集成[M].机械工业出版社,2014.[2]李志谦.精通FANUC机器人编程、维护与外围集成[M].机械工业出版社,2020[3]陈晓明,霍永红,项万明.工业机器人应用编程(FANUC)初级[M].机械工业出版社,2022.[4]王哲禄,何红军.工工业机器人应用编程与集成技术[M].机械工业出版社,2022.[5]廖常初.S7-1200PLC应用教程[M].机械工业出版社,2020.[6]乡碧云.自动化生产线组建与调试(第2版)—以亚龙YL-335B为例（三菱PLC版本）[M].机械工业出版社,2023.第一部分：复习上次课主要内容第二部分：新课导入及学习新内容（45min理论）【步骤一】新课导入引导问题对于搬运机器人，机器人如何实现对外部抓手开合的控制？请同学根据所学所识积极思考，踊跃发言【步骤二】新知识的讲授一、工业机器人IO信号分类I/O信号，也称为输入输出信号，是机器人与末端执行器、外部装置等系统的外围设备进行通信的电信号。由通用I/O信号和专用I/O信号组成，其中通用I/O信号是指用户可以进行自由定义的信号，专用IO信号是指用途己经确定的IO，用户无法进行自由定义。具体各信号介绍参见教材。二、IO信号手动操作（一）信号界面调出界面调出步骤如下：1、按下示教器I/O键，如图4-62（a）所示进入I/O信号界面；2、按下功能栏处“类型”按钮，弹出类型选择框，在此处可选择不同的I/O信号类型，如图4-62（b）所示。（二）强制输出强制输出，是根绝示教调试需要将数字输出信号手动切换到ON／OFF。具体步骤如下：1、按下“MENU”（菜单）键，显示出画面菜单；2、选择“I/O”，出现Ｉ／Ｏ画面；3、按下F1“类型”，显示出画面切换菜单；4、选择“数字”（或“机器人”），出现数字信号（或机器人信号）输出画面。若出现的是输入画面，可按下F3“IN／OUT”，切换到输出画面。5、将光标指向希望更改的信号号码的“状态”栏。可通过F4“开”、F5“关”切换输出。值得注意的是，通过强制输出，信号被发送到所连接的装置。在执行强制输出之前，应确认数字输出连接在什么设备上，强制输出会引起什么动作。否则，恐会损坏装置，或导致人员受伤。（三）模拟输入/输出模拟输入/输出，是不通过数字、模拟、群组I/O外围设备进行通信，而在内部更改信号状态的一种功能。该功能，用于在尚未完成与外围设备之间的I/O连接时执行程序，或进行I/O指令的测试。当模拟输出时，通过程序的Ｉ／Ｏ指令、手动输入来更改内部状态。来自外围设备的输入状态被忽略，内部状态不予更改。模拟输出时，通过程序的Ｉ／Ｏ指令、手动输出而只更改内部状态，对通向外围设备的输出状态不予更改。通向外围设备的输出状态，保持设置模拟旗标时的状态。可以使用模拟输入/输出的，为数字、模拟、组、机器人I/O。模拟输入/输出的设定，通过设置模拟标志“S”而进行。具体操作步骤如下。强制输出，是根绝示教调试需要将数字输出信号手动切换到ON／OFF。具体步骤如下：1、按下F1“类型”，显示出画面切换菜单，选择“数字”，出现数字I/O画面。2、如图4-63（a）所示，数字输入信号DI是无法设置信号调试示教的。3、将光标指向希望更改的信号号码“模拟”条目处，通过F4“模拟”-S以及F5“解除”-U来切换模拟信号的设定，如图4-63（b）所示。4、将光标指向希望输入/输出的信号号码“状态”条目，通过F4“开”以及F5“关”来切换模拟开/关。图4-62机器人I/O信号调出（a）数字状态下无法设置输入信号（b）模拟状态下可设置输入信号图4-63数字信号模拟输入/输出【步骤二】任务实施（45min实践）任务基于生产性实训平台进行。下面简单对本次任务所需的I/O信号接口含义做简单说明。本次任务要求通过改变IO信号状态实现对手爪的动作控制。手爪结构如图4-64所示，包含2个气爪结构以及与机器人配合的快换锁紧结构，同时安装各个气爪的开关到位检测传感器。图4-64实训平台手夹实物图机器人手夹控制输出信号RO说明如图4-65（a）所示。RO[1]为快换松开（要注意在手动示教过程中置1后手夹掉落），RO[2]为快换锁紧，RO[3]为气爪1松开，RO[4]为气爪1关闭，RO[5]为气爪2松开，RO[6]为气爪2关闭。（a）机器人手夹输出信号（b）机器人手夹输入信号图4-65实训平台手夹IO说明机器人手夹控制输入信号RI说明如图4-65（b）所示。RI[1]为气爪1松开到位，RI[2]为气爪1夹紧到位，RI[3]为气爪2松开到位，RI[4]为气爪2夹紧到位。实操任务：1、 手动完成手爪的快换锁紧；2、 控制机器人手夹气爪张开夹紧；3、 检查手夹张开夹紧状态下到位信号状态；4、 手动完成手爪的快换松开。示教要求：1)在进行手动快换松开时要求握住手爪，防止松开后手爪掉落损坏手爪结构。单元教学设计。第三部分：课堂总结、布置作业及课后预习要求一、课堂总结二、布置作业如下为立体库的机器人控制信号：DO[31] RBO立体库出库组合1DI[64] RBI立体库一层到位DO[32] RBO立体库出库组合2