项目二工业机器人安装调试和基本操作.ppt

项目二工业机器人安装调试和基本操作 学习目标 1 掌握工业机器人运输和安装方法 2 熟悉工业机器人调试操作 3 熟悉工业机器人的开机 人工操纵 关机等基本操作 4 掌握ABB机器人示教操作方法 5 了解ABB机器人示教基本指令 一 工业机器人的安装 工业机器人是精密机电设备 其运输和安装有着特别的要求 每一个品牌的工业机器人都有自己的安装与连接指导手册 但大同小异 工业机器人一般的安装流程如图2 1所示 个步骤操作要认真参阅手册相关部分 图2 1工业机器人安装流程 1 准备工作 1 检查安装位置和机器人的运动范围安装工业机器人的第一步就是安装的车间的全面考察 包括厂房布局 地面状况 供电电源等基本情况 然后就是通过手册 认真研究本机器人的运动范围 从而设计布局方案 如图2 2所示 确保安装位置有足够机器人运动的空间 1 在机器人的周围设置安全围栏 以保证机器人最大的运动空间 即使在臂上安装手爪或焊枪的状态也不会和周围的机器产生干扰 2 设置一个带安全插销的安全门 3 安全围栏设计布局合理 4 控制柜 操作台等不要设置于看不见机器人主体动作之处 以防异常发生时无法及时发现 图2 2工业机器人安装布局 2 检查和准备安装场地1 机器人本体的安装环境要满足以下要求 当安装在地面上时 地面的水平度在 5 以内 地面和安装座要有足够的刚度 确保平面度以免机器人基座部分受额外的力 如果实在达不到 使用衬垫调整平面度 工作环境温度必须在0 45 之间 低温启动时 油脂或齿轮油的粘度大 将会产生偏差异常或超负荷 须此时实施低速暖机运转 相对湿度必须在35 85 RH之间 无凝露 确保安装位置极少暴露在灰尘 烟雾和水环境中 确保安装位置五易燃 腐蚀性液体和气体 确保安装位置不受过大的振动影响 确保安装位置最小的电磁干扰 2 基座的安装 安装机器人基座时 认真阅读安装连接手册 清楚基座安装尺寸 基座安装横截面 紧固力矩等要求 使用高强度螺栓通过螺栓孔固定 3 机器人架台的安装 安装机器人架台时 认真阅读安装连接手册 清楚基座安装尺寸 基座安装横截面 紧固力矩等要求 使用高强度螺栓通过螺栓孔固定 2 实际安装 1 搬运机器人手臂1 搬运 安装和保管注意事项 当使用起重机或叉车搬运机器人时 绝对不能人工支撑机器人机身 搬运中 绝对不要爬在机器人上或站在提起的机器人下方 在开始安装之前 请务必断开控制器电源及元电源 设置施工中标志 开动机器人时 务必在确认其安装状态是否异常等安全后 接通马达电源 并将机器人的手臂调整到指定的姿态 此时小心不要接近手臂并被夹紧挤压 机器人机身是由精密零件组成的 所以在搬运时 务必避免让机器人受到过分的冲击和振动 用起重机和叉车搬运机器人时 请事先清除障碍物等 以确保安全地搬运到安装位置 搬运及保管机器人时 其周边环境温度在10 60 内 相对湿度在35 85 RH内 无凝露 2 机器人的运输一般是木箱包装 包括底板和外壳 底板是包装箱承重部分 与内包装物之间有固定 内包装物不会在底板上窜动 是起重机或叉车搬运的受力部分 箱体外壳及上盖只起防护作用 承重有限 包装箱上不能放重物 不能倾倒 不能雨淋等 如图2 3所示 拆包装前先检查是否有破损 如有破损联系运输单位或供应商 使用电动扳手 撬杠 羊角锤等工具 先拆盖 再拆壳 注意不要损坏箱内物品 最后拆除机器人与底板间的固定物 可能是钢丝缠绕 长自攻钉 钢钉等 核查零部件 根据装箱清单核查机器人系统零部件 一般包括机器人本体 控制柜 示教器 连接线缆 电源等 注意检查外观是否有损坏 3 机械臂的搬运方法机器人出厂时已调整到易于搬运的姿态 可以用叉车或起重机搬运 首先根据机器人重量选择适当承重的叉车或起重机 注意研究叉车或起吊绳位置 确保平衡稳定 叉车搬运示意图2 4所示 图2 4叉车搬运机器人示意图 使用起重机搬运时常见以下两种情况 a 无底板时使用吊绳 在手臂上安装一个吊环 并在其上挂住吊绳提升起来 有架台时也用同样方法 不同型号机器人 其提升姿态不同 如图2 5 a b 所示 a 卷曲 b 合臂 图2 5无底板时机械臂提升姿势 b 有底板时使用吊绳 在基座的4个吊环上挂着吊绳 为防止跌倒 再在手臂上的吊环上挂住吊绳并提升起来 有架台时也用同样方法 不同型号机器人 其提升姿态不同 如图2 6 a b 所示 a 卷曲 b 合臂 图2 6有底板时机械臂提升姿势 2 安装机器人手臂1 机器人基座直接安装在地面时 将28mm以上厚度的铁板埋入混凝土地板面中或用地脚螺栓固定 如图2 7所示 此钢板必须尽可能稳固以经受的住机器人手臂来的反作用力 L1 L2有具体的要求 不同型号机器人的跌倒力矩M 旋转力矩T 安装螺栓尺寸 紧固力矩等不同 请查安装连接手册 图2 7基座直接安装在地面 2 机器人架台安装在地面时 如图2 8所示 与机器人基座直接安装在地面上时的要领几乎相同 不同型号机器人的跌倒力矩M 旋转力矩T 架台质量 安装螺栓尺寸 紧固力矩 L L1 L2等不同 请查安装连接手册 图2 8机器人架台安装在地面 3 机器人底板安装在地面时 如图2 9所示 用螺栓孔安装底板在混凝土地面或铁板上 不同型号机器人的跌倒力矩M 旋转力矩T 底板质量 底板安装孔 底板尺寸等不同 请查安装连接手册 图2 9机器人底板安装在地面 3 安装机器人工具不同功能的工业机器人的末端工具不同 焊接机器人是焊枪 喷涂机器人是喷枪 码垛机器人则是手爪 这些工具安装时请参考相关手册 先进的机器人系统安装的是机器人工具快换装置 通过使机器人自动更换不同的末端执行器或外围设备 使机器人的应用更具柔性 这些末端执行器和外围设备包含例如点焊焊枪 抓手 真空工具 气动和电动马达等 工具快换装置包括一个机器人侧用来安装在机器人手臂上 还包括一个工具侧用来安装在末端执行器上 工具快换装置能够让不同的介质例如气体 电信号 液体 视频 超声等从机器人手臂连通到末端执行器 机器人工具快换装置的优点是生产线更换可以在数秒内完成 维护和修理工具可以快速更换 大大降低停工时间 通过在应用中使用多个末端执行器 从而使柔性增加 使用自动交换单一功能的末端执行器 代替原有笨重复杂的多功能工装执行器 机器人工具快换装置 使单个机器人能够在制造和装备过程中交换使用不同的末端执行器增加柔性 被广泛应用于自动点焊 弧焊 材料抓举 冲压 检测 卷边 装配 材料去除 毛刺清理 包装等操作 另外 工具快换装置在一些重要的应用中能够为工具提供备份工具 有效避免意外事件 相对人工需数小时更换工具 工具快换装置自动更换备用工具能够在数秒钟内就完成 同时 该装置还被广泛应用在一些非机器人领域 包括托台系统 柔性夹具 人工点焊和人工材料抓举 3 用控制器操作 1 和控制器连接1 控制柜的搬运控制柜上一般有吊环 可以使用起重机搬运 如图2 10所示 也可以使用叉车搬运 如图2 11所示 图2 10用起重机搬运控制柜 图2 11用叉车搬运控制柜 2 控制柜的安装控制柜位置要距离墙壁20厘米以上 保证控制柜通风良好 控制柜一般置于地面 如需要也可安装在高处 但一定要加装固定螺钉 以防掉落或倾倒 参考安装连接手册连接控制柜与本体 控制柜与电源间线缆 3 示教器与控制柜连接 参考安装连接手册中线缆图操作连接 4 I O连接设置 参考安装连接手册中I O设置图操作连接 二 ABB工业机器人的调试与基本操作 1 安全操作注意事项 1 未经许可不能擅自进入机器人工作区域 机器人处于自动模式时 不允许进入其运动所及区域 2 机器人运行中发生任何意外或运行不正常时 立即使用E Stop键 急停按钮 使机器人停止运行 3 在编程 测试和检修时 必须将机器人置于手动模式 并使机器人以低速运行 4 调试人员进入机器人工作区时 需随身携带示教器 以防他人误操作 5 在不移动机器人及运行程序时 须及时释放使能器 EnableDevice 6 突然停电后 要手动及时关闭机器人的主电源和气源 任何检修都要切断气源 7 严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统 随意修改程序及参数 8 万一发生火灾 应使用二氧化碳灭火器灭火 9 机器人停机时 必须空机 夹具上不应有物 10 机器人气路系统中的压力可达0 6MPa 任何相关检修都必须切断气源 11 必须保管好机器人钥匙 严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统 随意翻阅和修改程序及参数 2 机器人的启动和关闭 1 ABB机器人示教盒示教器是进行机器人的手动操纵 程序编写 参数配置以及监控用的手持装置 如图2 12所示IRC5示教盒ABB机器人示教盒包括 A 连接电缆 B 触摸屏 C 紧急停止按钮 D 手动操作摇杆 E 数据备份用USB接口 F 使能器按钮等 图2 12ABB示教器构成 使能按钮是为保证操作人员人身安全而设计的 使能器的上的三级按钮 默认不按为一级不得电 按一下为二级得电 按到底为三级不得电 在手动状态下按下去 机器人将处于电机开启状态 只有在按下使能按钮并保持在 电机开启 的状态才可以对机器人进行手动的操作和程序的调试 当发生危险时 出于惊吓 人会本能地将使能按钮松开或按紧 这两种情况下机器人都会马上停下来 保证了人身与设备的安全 2 机器人系统的启动在确认机器人工作范围内无人后 合上机器人控制柜上的电源主开关 系统自动检查硬件 检查完成后若没有发现故障 系统将在示教器显示如图2 13所示的界面信息 图2 13ABB机器人启动界面 2 机器人系统的关闭关闭机器人系统需要关闭控制柜上的主电源开关 当机器人关闭时 所有数字输出都将被置为0 这会影响到机器人的手爪和外围设备 在关闭机器人系统之前 首先要检查是否有人处于工作区域内 以及设备是否运行 以免发生意外 如果有程序正在运行或者手爪握有工件 则要先用示教器上的停止按钮使程序停止运行并使手爪释放工件 然后再关闭主电源开关 机器人系统启动后 在按下示教器上的使能键给机器人上电后 就可以摇动摇杆来控制机器人的运动 摇杆可以控制机器人分别在3个方向上运动 也可以控制机器人在3个方向上同时运动 机器人的运动速度与摇杆的偏转量成正比 偏转越大 机器人运动速度越快 但最高速度不会超过250mm s 除在自动模式下 机器人各轴伺服没有上电或正在执行程序时不能手动操纵机器人之外 无论打开何种窗口 都可以用摇杆来操纵机器人 1 运动单元及运动模式对机器人进行手动操纵时 首先要明确选择运动单元以及运动方式 机器人系统可能不仅由机器人本体单独构成 它可能还包含有其他的机械单元 如外部轴 变位机等 也可以被选为运动单元进行单独操作 每个运动单元都有一个标志或名字 这个名字在系统设定时已经进行定义 ABB机器人具有线性运动 重定位运动和单轴运动3种运动方式 线性运动大多数情况下 选择在从A点移动到B点时 机器人的运动轨迹为直线 所以称为直线运动 也称为线性运动 其特点是焊枪 或工件 姿态保持不变 只是位置改变 重定位运动重定位运动方式是焊枪 或工件 姿态改变 而位置保持不变 在实际操作中 机器人的运动方式由选择的运动模式和坐标系决定 单轴运动通过摇杆控制机器人单轴运动的步骤如下 a 将模式选择按钮放在手动模式 如图2 14所示 图2 14运行模式选择开关 图2 15机器人系统机械单元列表 图2 16机器人的轴 2 手动连续移动机器人 轻轻按住使能键 使机器人各轴上电 摇动摇杆使机器人的轴按不同方向移动 如果不按或者用力按下使能键 机器人不能上电 摇杆不起作用 机器人不能移动 方向属性并不显示操作单元实际运动的方向 操作时以轻微的摇动来辨别实际操作单元的运动方向 操作杆倾斜或旋转角度与机器人的运动速度成正比 为了安全起见 在手动模式下 机器人的移动速度要小于250mm s 操作人员应面向机器人站立 机器人的移动方向如表2 1所示 表2 1机器人移动方向 3 机器人步进移动操作方法 机器人的移动情况与操纵摇杆的方式有关 既可以实现连续移动 也可以实现步进移动 摇杆偏移1s 机器人持续步进10步 摇杆偏移1s以上时 机器人连续移动 摇杆偏移或偏转一次 机器人运动一步 称为步进运动 进行机器人需要准确定位到某点时常使用步进运动功能 实现步进移动的操作方法见表2 2 步进运动每次移动的幅度可以调节 见表2 3 图2 17机器人移动增量选择 表2 2机器人步进移动操作方法 表2 3机器人步进移动增量数值 使用快捷键可以快速切换连续运动或步进运动 并设置增量大小 方法是按快捷键 显示如图2 18所示的 选择增量按钮 即可以选择所需要的增量大小 图2 18使用快捷键实现增量选择 机器人运动的动量很大 运行过程中人进入机器人的工作区域是很危险的 为了确保安全 机器人系统一般都设置了急停按钮 分别位于示教器和控制柜上 无论在什么情况下 只要按下紧急停按钮 机器人就会停止运行 紧急停止之后 示教器的使能键将失去作用 必须手动恢复急停按钮才能使机器人重新恢复运行 手动恢复时需要注意以下两点 恢复时必须确保机器人系统处于安全状态 所有危险因素必须排除 所有压按式的急停开关都有一个闭锁装置 恢复时需要释放闭锁状态 一般情况下 转动按钮就可以恢复了 但有时需要将按钮拉出 4 机器人坐标系 图2 19机器人坐标系的相互关系 机器人系统的坐标系包含World坐标系 绝对坐标系 Base坐标系 机座坐标系 Tool坐标系 工具坐标系及Wobj坐标系 工件坐标系等 其相互关系如图2 19所示 规定坐标系的目的在于对机器人进行轨迹规划和编程时 提供一种标准符号 工具坐标系的原点一般是在机器人第六轴面板的圆心 对一个机器人来说 绝对坐标系和机座坐标系可以看做是一个坐标系 但对于由多个机器人组成的系统 绝对坐标系和机座坐标系是两个不同的坐标系 1 工件坐标系的建立建立工件坐标系的方法如下 主菜单 程序数据 工件坐标系 Wobjdata 新建 名称 定义工件坐标系 定义工件坐标系有如下两种方法 1 直接输入新的坐标值 即x y z值 2 示教法 编辑 定义 第1点 第二 三点 要求三点不在同一条直线即可 2 工具坐标系的建立主菜单 程序数据 工具坐标系 Tooldata 新建 名称 定义工具坐标系 定义工具坐标系有如下两种方法 1 直接输入新的坐标值 即x y z值 同时要输入或自行测量焊枪中心和转动惯量2 示教法 TCP 编辑 定义 焊丝对准尖状工件顶尖 更换位置 共4次 变换焊枪姿态 共4次 确定 这种方法又称4点定位法 也要输入或自行测量焊枪中心和转动惯量 5 机器人的示教与再现 机器人是按照事先编辑好的程序运动的 这个程序一般是由操作人员按任务要求示教机器人并记录运动轨迹而形成的 示教是一种机器人的编程方法 示教分为示教 存储 再现三个步骤 其原理如图2 20所示 图2 20示教 再现机器人控制方式 示教 就是机器人学习的过程 在这个过程中 操作者要手把手教会机器人做某些动作 存储 就是机器人的控制系统以程序的形式将示教的动作记忆下来 ABB机器人存储器包含应用程序和系统模块两部分 存储器中只允许存在一个主程序 所有例行程序 子程序 与数据无论存在什么位置 全部被系统共享 因此 所有例行程序与数据除特殊定以外 名称不能重复 机器人按照示教时记忆下来的程序展现这些动作 就是 再现 过程 示教可分为在线示教方式和离线示教方式 在线示教方式就是在现场直接对操作对象进行的一种编程方法 常用的有 1 人工引导示教由有经验的操作人员移动机器人的末端执行器 计算机记忆各自由度的运动过程 其特点是简单 但精度受操作者的技能限制 2 辅助装置示教对一些人工难以牵动的机器人 例如一些大功率或高减速比机器人 可以用特别的辅助装置帮助示教 3 示教盒示教为了方便现场示教 一般工业机器人都配有示教盒 它相当于键盘 有回零 示教方式 数字 输入 编辑 启动 停止等键 离线示教用于不便于现场操作 工作量大 精度低的情况 主要方法包括解析示教和任务示教 括解析示教就是将计算机辅助设计的数据直接用于示教 并利用传感技术进行必要的修正 任务示教就是指定任务 以及操作对象的位置 形状 由控制系统自动规划运动路径 任务示教是一种发展方向 具有较高的智能水平 目前仍处于研究中 6 ABB示教应用程序构成与基本命令 1 应用程序由主模块和程序模块组成 主模块 Mainmodule 包含主程序 Mainroutine 程序数据 Programdata 和例行程序 Routine 程序模块 Programmodules 包含程序数据 Programdata 和例行程序 Routine 系统模块包含系统数据 Systemdata 和例行程序 Routine 所有ABB机器人都自带两个系统模块 USER模块和BASE模块 使用时对系统自动生成的任何模块不能进行修改 2 示教编程基本指令1 基本运动指令 常用基本运动指令有 MoveL MoveJ MoveCMoveL 直线运动 MoveJ 关节轴运动 MoveC 圆周运动 直线由起点和终点确定 因此在机器人的运动路径为直线时使用直线运动指令MoveL 只需示教确定运动路径的起点和终点 例如 MoveLp1 v100 z10 tool1 直线运动起始点程序语句 p1 目标位置 v100 机器人运行速度 修改方法 将光标移至速度数据处 回车 进入窗口 选择所需速度 z10 转弯区尺寸 修改方法 将光标移至转弯区尺寸数据处 回车 进入窗口 选择所需转弯区尺寸 也可以进行自定义 tool1 工具坐标 2 输入输出指令Do指机器人输出信号 di指输入机器人信号输入输出信号有两种状态 1 为接通 0 为断开 设置输出信号指令Setdo1 复位输出信号指令Resetdo1 输出脉冲信号指令PulseDOdo13 通信指令 人机对话 清屏指令TPErase 写屏指令TPWriteString其中String 在示教器显示屏上显示的字符串 每一个写屏指令最多可显示80个字符 4 程序流程指令判断执行指令IF和循环执行指令WHILE 循环指令运行时 机器人循环直到不满足判断条件后 才跳出循环指令 执行后面的指令 5 机器人停止指令Stop指令 机器人停止运行 软停止指令 直接在下一句指令启动机器人 Exit指令 机器人停止运行 并且复位整个运行程序 将程序指针移至主程序第一行 下次运行程序时 机器人程序必须从头开始 6 赋值指令Date ValueDate 指被赋值的数据Value 指该数据被赋予的值 7 等待指令WaitTimeTime等待指令是让机器人运行到该程序是等待一段时间 Time机器人等待的时间 7 ABB示教程序新建与加载程序 新建与加载一个程序的步骤如下 1 在主菜单下 选择程序编辑器 2 选择任务与程序 3 若创建新程序 按新建 然后打开软件盘对程序进行命名 若编辑已有程序 则选加载程序 显示文件搜索工具 4 在搜索结果中选择需要的程序 按确认 程序被加载 为了给新程序腾出空间 可以先删除先前加载的程序 8 自动运行程序 自动运行程序的步骤如下 1 插入钥匙 将运转模式切换到自动模式 示教器上显示状态切换对话框 2 按OK 关闭对话框 示教器上显示生产窗口 3 按马达上电 失电按钮激活电机 4 按连续运行键开始执行程序 5 按停止键停止程序 6 插入钥匙 运转模式返回手动状态 9 系统备份 恢复与重启 1 系统备份系统应用软件的不完整将使机器人系统恢复十分困难 使用时 一定要按如下步骤做好系统备份 进入 ABB菜单 单击 备份与恢复 选择 备份当前系统 选择 要备份的文件夹 备份路径 备份将被创建在 单击 备份 2 系统恢复进入 ABB菜单 单击 备份与恢复 选择 恢复系统 在 备份文件夹 选择将要恢复的文件 单击 恢复 3 重新启动进入 ABB菜单 选择 重新启动 单击 热启动 4 标定机器人零位进入 ABB菜单 选择 手动操纵 手动把 1 6轴 度数归零 再选择 校准 点击进入 校准 单击 更新转数计数器 选择 全选 更新 重启零点标注成功 10 ABB工业机器人操作界面和示教器常用按键中英文对照 表2 4ABB工业机器人操作界面和示教器常用按键中英文对照表 项目实践任务一汽车保险杠喷涂机器人安装 任务要求 通过涂装机器人安装指导文件的学习和现场操作 熟悉机器人的安装流程和注意事项 安全注意事项学习1 危险区域 每个进入现场的人员都应到知道 涂装喷房是一个高度危险的区域 里面可能充满各种可燃性气体 液体等 在涂装车间的任何动火作业 都是极其危险的 必须实施时 必须计划周全 准备充分 并取得相应许可 油漆 溶剂除了易燃外 对人体尤其是眼睛 也是严重的危险品 所以穿戴防护用品是必要的 当涉及到桥架安装作业时 部分工作通常需要在高空完成 请采取必要的安全措施 穿戴防护用具 2 作业队伍应当有一名专业的安全管理员 负责对全体入场的施工人员进行安全教育 负责施工过程中的安全管理 负责施工区域的安全防护设施 警示标志等等 3 机器人安装作业区域应当设立明显告示 用于告知其他人员本区域可能存在的危险 防止无关人员闯入作业现场 所有作业人员都必须穿戴合格的劳动保护用品 着装应当统一 以便于识别和管理 5 起重作业 焊接作业 电气作业 应当由有相关专业资格的专业人员负责实行6 所有特殊作业 如高空作业和动火作业等 应当遵守业主的相关规定 二 安装作业内容及流程 1 作业内容要求 机器人工程主要有是4套喷涂机器人 分布于保险杠涂装室内 2 安装作业流程如图2 21所示 图2 21安装作业流程 三 安装准备 1 作业人员准备现场应当配备的主要施工人员 如表2 5所示 表2 5现场应当配备的主要施工人员 2 工具准备有必要准备以下设备和工具 在开箱 搬运和安装时都需要用上 1 8吨吊车 根据现场空间和距离确定 2 手动或电动叉车 1台 3 转运小车 万向轮带刹车 4 1吨起重葫芦 4个 5 手持圆盘锯 1个 手持带锯 1个 6 手工电弧焊工具 1套 7 电钻 1个 钻头齐全 8 尼龙吊带和钢丝绳 9 撬棍 4根 10 梯子 11 水平尺 12 套筒扳手 13 管钳 14 活动扳手 15 开口扳手 1套 16 榔头 17 螺丝刀 1套 18 内六角扳手 1套 19 钳子 20 斜口钳 21 剪子 22 卷尺 23 锉刀 1套 24 丝锥 25 手锯 26 电工工具 1套 27 拆装拉钩 28 水准仪 用于测量机器人底座的安装标高误差 29 端子压接钳 接线时使用 0 5 14mm2 30 一字螺丝刀 要求细长 前端宽度小于4mm 31 开孔器 在喷房壁开圆孔 100以下 消耗品 32 拉铆枪 手枪钻 33 角向磨光机 切割机 磁力电钻 现场钻孔时使用 34 其他辅助工具等 3 材料准备 见表2 6 表2 6主要材料一览表 4 加工制作件 1 临时吊架 按现场需要设计定制 2 桥架用角钢支架 按标准图集制作 3 中继板开孔位置 根据现场确认 4 选择盘支架 现场确认 5 各种资格文件 保险证明等 根据业主要求及相关法规 单位准备好各种资质文件 如特殊工种资格证 劳动保险等 四 机器人搬运作业 1 察看现场地形状况 确定吊装地点和搬运通道 已知条件 开箱后的机器人 高度约为2200m 宽度约为1300m 机器人的重量约为1吨 脱离包装底板后的机器人处于不平衡状态 如图2 22所示 2 确定转运通道时 须考虑通道的承重量 机器人能平稳通过 不碰损周围设备和机器人本体 如有必要时 建议采用钢板铺设临时道路 图2 22脱离包装底板后的机器人 3 开箱 1 选择开箱地点 对于设置在二楼的喷房类型 请先用汽车吊车将包装箱吊上二楼 2 开箱时 请注意不要损坏机器人及其附件 如发现有原始的缺陷 及时通知供应商现场工程师确认 或拍下照片存档 3 开箱顺序 请考虑机器人就位的先后顺序 以方便现场转运 4 铺设道路 1 尽量选择平稳宽敞的道路 必须通过复杂地形时 采取一些必要的辅助措施 如搭设临时道路等方法 确保机器人平稳通过 2 进入喷房后 建议采用钢板铺垫格栅板 以免格栅卡阻转运小车 5 搬运 1 搬运方法 如图2 23流程图 图2 23机器人搬运流程图 搬运时注意避免在不平坦的道路上转运机器人 以防止机器人倾倒 使用承重能力至少1吨的尼龙吊带吊装机器人 以免刮伤机器人表面 2 使用工具手动液压叉车 2台 临时吊具 1付 手拉葫芦1吨 4个 尼龙吊带 承重1吨以上 6付 钢材若干 用来搭设临时道路 扳手 撬棍等 五 机器人安装 1 机器人底座安装 图2 24底座图 俯视图 图2 25机器人平面布置图 1 描述 按底座图2 24安装在喷房结构上 用于支撑连接机器人 2 安装位置 机器人平面布置图2 25所示 3 要点 安装精度 平面定位误差 对角线偏差 请控制在 1毫米以内 水平度误差请控制在0 5 以内 各底座的相对高度差控制在 3毫米以内 准备一些薄垫片用于调整水平度 请在将机器人转运入喷房之前完成该项工作 完成后 请记录下安装调整情况 2 临时吊架如果现场没有可以使用的吊装支点 就有必要准备临时吊架 如果是在喷房内使用 那么吊架的尺寸应符合现场空间的限制 推荐尺寸 长x宽x高 1800 x1800 x3200 如图2 26所示 满足条件 1 能承受机器人重量1吨 2 能提升机器人至少500毫米高 3 能包容机器人的外形尺寸 横拉杆要能方便拆装 4 能自由移动 建议使用带刹车的万向轮 3 机器人就位 图2 26临时吊架 3 机器人就位 1 就位方法用手动叉车将机器人转运到安装底座旁边后 用临时吊架将机器人吊起 吊起高度约500毫米 然后慢慢移动吊架 让机器人处于底座的正上方 接下来 慢慢放下机器人 让它落在底座上 同时尽可能地让机器人的螺栓孔靠近底座上的螺栓孔 因为喷房结构尺寸空间限制 可能无法将机器人对准安装螺栓孔 这时候请联系ABB工程师 需要采用手动松刹车的方法 来改变机器人手臂的位置状态 以便有足够的空间来移动机器人至正确的安装位置 改变机器人手臂的状态 以便有足够的空间移动机器人 来对准安装螺栓孔 然后再次将机器人吊起 稍稍离开底座即可 用细小的撬棍拨动机器人 即可正确就位 2 安全注意机器人本体自带两个吊装环 但这两个点并不能确保机器人处于平衡状态 因此在吊装时 请务必增加第三个点以确保平稳起吊 3 要点准备一些便利的工具 比如短而细的撬棍 以便在机器人就位时轻轻拨动机器人 就位后 请用螺栓固定好机器人即可 等待机器人通电后 根据机器人的实际跟踪轨迹 再调整水平和高度 就位时 如果喷房结构上没有安全可靠的吊装点 请提前准备一付可移动的临时吊架 六 电气安装作业 按图2 27喷房机器人系统控制系统布局图及ABB安装手册施工 1 桥架安装 包括支架要求 跨接接地 部件制作等 2 布线 电源线和信号线分离 单独接地系统 C Clink系统 消防 风机与输送链系统 网络通讯 锁扣检查等 3 接线 线号管方向 电线捆扎 电线分布 屏蔽线与接地线 4 校线 图2 27喷房机器人系统控制系统布局图 七 控制柜安装 1 描述 每台机器人都带有一台控制柜 参照图2 28熟悉控制柜结构 2 安装位置 按机器人平面布置图施工 图2 28ABB控制柜结构 3 请注意要使控制柜与周边物体保持至少100毫米的净空距离 为了防止地面积水造成事故 所有控制柜都要求安装在基础槽钢之上 柜子周围留的空间参照图2 29 图2 29控制柜周围空间尺寸 4 用叉车或起重机 图2 30 搬运控制柜 图2 30吊装控制柜 八 连接机器人本体与控制柜 含示教器 安装中参照如下步骤 如图2 31 步骤1 6 图2 32 步骤7 12 图2 33 步骤13 15 所示 图2 31连接机器人本体与控制柜步骤1 6 图2 31连接机器人本体与控制柜步骤1 6 图2 31连接机器人本体与控制柜步骤1 6 图2 31连接机器人本体与控制柜步骤1 6 图2 31连接机器人本体与控制柜步骤1 6 图2 33连接机器人本体与控制柜步骤13 15 九 其他装置安装 1 空气单元和吹扫单元安装每套机器人都包含有一个空气单元和一个吹扫单元 空气单元是机器人系统的空气接入口 起过滤和分配的作用 吹扫单元为机器人提供过压的空气 防止危险气体进入机器人内部 按照机器人平面布置图安装 空气单元和吹扫单元都安装在同一个架子上 前面安装空气单元 右侧安装吹扫单元 2 中继板安装安装中继板是一块安装在喷房壁上的连接板 用于连接机器人需要穿出喷房的电缆和气管 安装时需要在喷房壁适当位置切割一个320 x200的方孔 安装位置现场指定 切割喷房壁时 必须采用严密的防火措施 尤其是当周围有可燃性物体时 全部安装完成后 使用密封胶泥封堵所有空隙 3 紧急停止按钮安装在每个机器人区域的上游和下游 都分别设计有紧急停止按钮 当有意外情况发生时 可以紧急停止机器人的一切动作 在每个机器人区域的上游和下游喷房墙壁上各设1个 共2个 位置要醒目 以便于发生紧急情况迅速找到此按钮 既便于紧急情况时操作 也不容易在平时被意外而碰触引起系统停止 4 接续盒安装接续盒用于连接机器人和示教器 每套机器人都有一个 共4个 通常安装在机器人站的上下游防护门上 请使用小桥架保护引出的电缆 系统中编码器 机器人接地检查挂钩 接近开关 高压通电指示灯 防护门 安全插销 压缩空气接入 连接油漆管道系统等须按相关规范安装 十 工程验收 安装工作完成后 需要逐项进行检查 并签字确认如表2 7所示 表2 7完工检查验收表单 任务二ABB工业机器人调试和示教基本操作 任务要求 通过ABB机器人示教操作基本练习 了解机器人示教与再现的原理 掌握机器人示教和再现过程的操作方法 任务内容题目1 ABB工业机器人调试基本操作练习 题目2 让机器人沿长100mm 宽50mm的长方形路径运动 如图2 34所示 采用offs函数进行精确确定运动路径的准确数值 机器人从起始点P1 经过P2 P3 P4点 回到起始点P1 图2 34机器人长方形路径运动示教 题目2 令机器人沿圆心为P点 半径为80mm的圆运动 如图2 35所示 图2 35机器人整圆运动示教 二 ABB机器人调试操作指导 1 启动机器人系统在确认机器人工作范围内无人后 合上机器人控制柜上的电源主开关 系统自动检查硬件 示教器出现开始画面 如图2 36所示 2 点击 ABB 进入菜单如图2 37所示 3 调试前先备份系统 点击菜单中的备份与恢复 命名方式参考图2 38 图2 38备份操作画面 图2 39安装ROBOTSTUDIOONLINE画面 4 备份后 安装ROBOTSTUDIOONLINE 并运行软件 如图2 39所示 5 点击工具栏中的 文件传送 在备份中找到 EIO cfg 和 MainModule mod 将这2个文件上传到本地PC 如图2 40所示 6 对 EIO cfg 和 MainModule mod 进行编辑 然后将文件上传到控制器自定义的文件夹下 这里为 XQ 如图2 41所示 7 上传好后利用示教器对刚才修改的2个文件进行替换 首先点击 ABB 控制面板 打开控制面板 如图2 42所示 8 点击 配置 配置机器人系统 如图2 43所示 9 点击 文件 加载参数 如图2 44所示 10 选择编辑好的 EIO cfg 点击 确定 替换 如图2 45所示 11 点击 ABB 程序编辑器 如图2 46所示 12 点击 模块 进入如下画面 然后点击 文件 加载模块 如图2 47所示 13 选择编辑好的 MainModule mod 点击 确定 替换 如图2 48所示 14 对 MainModule mod 中的robtarget变量赋值 点击 ABB 手动操作 调整到所需的位置 再点击 ABB 程序数据 选择 robtarget 点击 显示数据 如图2 49所示 图2 48编辑好的 MainModule mod 替换图2 49MainModule mod 中的robtarget变量赋值15 选择要更改的位置变量 点击 编辑 修改位置 将当前位置赋值给此变量 如图2 50所示 图2 50当前位置赋值给变量 16 每一次机器人从手动切换到自动需要做如下工作 首先调用例行程序将机器人回到原位 点击 ABB 程序编辑器 调试 调用例行程序 选择 Home 点击确定 然后手动单步执行程序 将机器人调回原位 如图2 51所示 图2 51从手动切换到自动操作 两步 17 点击 PP移至Main 将指针移回主程序第1行 如图2 52所示 图2 52指针移回主程序第1行 18 然后就可以将机器人打到自动模式了 如果指针不在主程序 会有如下提示 如图2 53所示 图2 53指针不在主程序提示 19 机器人的关机操作 点击 ABB 重新启动 高级 关机 如图2 54所示 三 长方形轨迹示教操作指导 为了精确确定P1 P2 P3 P4点 可以采用offs函数 通过确定参变量的方法进行点的精确定位 offs p 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 Enter 键 选择Func 采用切换键选择所用函数 并输入数值 如P3点程序语句为 机器人长方形路径的各点对应的程序如下 MoveLOffsP1 V100 fine tool1P1MoveLOffs P1 100 0 0 V100 fine tool1P2MoveLOffs P1 100 50 0 V100 fine tool1P3MoveLOffs P1 0 50 0 V100 fine tool1P4MoveLOffsP1 V100 fine tool1P1 按以上指导 创建示教文件 changfangxing 保存示教文件 再现回放示教动作 步骤如下 1 在主菜单下 选择程序编辑器 2 选择任务与程序 3 若创建新程序 按新建 然后打开软件盘对程序进行命名 4 调节运行速度 在开始运行程序前 为了保证操作人员和设备的安全 应将机器人的运动速度调整到75 速度调节方法如下 1 按快捷键 2 按速度模式键 显示如图2 55所示的快捷速度调节按钮 3 将速度调整为75 或50 4 按快捷菜单键关闭窗口 图2 55快捷速度调节 5 运行程序 运行刚才打开的程序 先用手动低速 单步执行 再连续执行 运行时是从程序指针指向的程序语句开始 图2 56的 A 指示的即为程序指针 运行步骤如下 图2 56程序指针 1 将机器人切换至手动模式 2 按住示教器上的使能键 3 按单步向前或单步向后 单步执行程序 执行完一句即停止 四 圆形轨迹示教操作指导 圆形轨迹示教用圆弧指令 圆弧由起点 中点和终点三点确定 使用圆弧运动指令MoveC 需要示教确定运动路径的起点 中点和终点 如图2 57圆弧 起点为P0 也就是机器人的原始位置 使用MoveC指令会自动显示需要确定的另外两点 即中点P1和终点P2 程序语句如下 MoveCp1 p2 v100 z1 tool1图与直线运动指令MoveL一样 也可以使用offs函数精确定义运动路径 取圆心P和圆上的P1 P2 P3示教 如图2 58 2 57圆弧轨迹示教 图2 58整圆轨迹示教 半径为80mm的整圆程序如下 MoveJp v500 z1 tool1 PMoveLoffs p 80 0 0 v500 z1 tool1 P1MoveCoffs p 0 80 0 offs p 80 0 0 v500 z1 tool1 P2MoveCoffs p 0 80 0 offs p 80 0 0 v500 z1 tool1 P3MoveJp v500 z1 tool1P 按以上指导 创建示教文件 yuan 保存示教文件 再现回放示教动作 步骤参照长方形操作步骤 项目拓展 1 简述工业机器人的安装步骤 2 画图说明工业机器人安装布局 3 机器人本体的安装环境要满足哪些要求 4 简述机械臂的搬运方法 5 机器人底面安装方式有哪些 6 控制柜安装注意哪些事项 简述控制柜与本体连接步骤 7 简述机器人安全操作规程 8 手动操作机器人有几种运动模式 9 如何手动控制机器人运动 10 什么是机器人的精确定点运动 如何调节机器人步进运动幅度 11 机器人坐标系有哪几种 各在什么情况下选用 12 思考如何能运用机器人设立各种坐标系 13 什么是示教再现过程 14 机器人程序有哪几部分组成 15 常用的机器人运动指令有哪些 16 简述使机器人运动路径为长120mm 宽60mm的长方形的示教过程 17 简述使机器人运动路径为半径100mm的圆形的示教过程 18 如何在已有程序中添加一条 等待3秒钟 的指令 19 在哪些情况下可以应用软件盘 20 如何备份和恢复系统