工业机器人应用技术-第三篇-体验篇——让工业机器人动起来

《工业机器人应用技术》第三篇体验篇——让工业机器人动起来汤晓华、蒋正炎、陈永平2019年4月《工业机器人应用技术》任务一工业机器人硬件安装调试任务二了解工业机器人结构与组成任务三认识ABB工业机器人任务四认识更多的工业机器人第三篇体验篇——让工业机器人动起来《工业机器人应用技术》任务一、工业机器人硬件安装调试任务目标1．认识IRC5控制柜与本体结构；2．完成控制柜和本体之间的连接；3．会ABB机器人的安全保护。任务目标1．认识IRC5控制柜与本体结构；2．完成控制柜和本体之间的连接；3．会ABB机器人的安全保护。任务一、工业机器人硬件安装调试任务目标1．认识IRC5控制柜与本体结构；2．完成控制柜和本体之间的连接；3．会ABB机器人的安全保护。《工业机器人应用技术》任务一、工业机器人硬件安装调试表3-1机器人一般安装调试步骤步骤序号安装调试内容1将机器人本体和控制柜吊装到位2机器人本体和控制柜之间的电缆连接3示教器与控制柜连接4接入主电源5检查主电源正常后，上电开机6机器人六个轴机械点的校准操作7I/O信号的设定8安装工具与周边设备9编程调试10投入自动运行《工业机器人应用技术》子任务一、IRC5控制柜的安装图3-1地面安装图3-2垂直安装本子任务主要介绍ABB机器人IRC5控制柜的基础安装和内部主要构造。下面以IRC5紧凑型控制柜的安装步骤进行介绍，此类紧凑型控制柜主要在IRB120机型上使用：1、安装IRC5Compactcontroller。《工业机器人应用技术》IRC5Compact控制器前面板上的按钮和开关。用于IRB120的制动闸释放按钮（位于盖子下）。由于机器人带有一个制动闸释放按钮，因此与其他机器人配套使用的IRC5Compact无制动闸释放按钮，只有一个堵塞器。图3-3IRC5Compact控制器前面板上的按钮和开关A-制动闸释放按钮B-电机开启C-紧急停止D-主电源开关E-模式开关《工业机器人应用技术》2、将操纵器连接IRC5Compactcontroller。A-XS8附件轴B-XS4FlexPendant连接器C-XS7I/O连接器D-XS9安全连接器E-XS1电源电缆连接器F-XS0电源输入连接器G-XS10电源连接器H-XS11DeviceNet连接器I-XS41信号电缆连接器J-XS2信号电缆连接器K-XS13轴选择器连接器L-XS12附加轴图3-4IRC5Compactcontroller上的连接器《工业机器人应用技术》图3-5IRC5M2019控制柜和示教器外观图机器人IRC5M2019控制柜和示教器外观图（图3-5），此类控制柜在本书后续讲解的IRB1410机型上使用。电源开关急停通电/复位按钮手动/自动RS端口机器人编码器电缆示教器电源开关急停通电/复位按钮手动/自动RS端口示教器端口机器人伺服电缆机器人编码器电缆《工业机器人应用技术》主机电容伺服驱动轴计算机板安全面板DSQC651I/O板继电器端子排图3-6IRC5M2019控制柜内部图机器人IRC5M2019控制柜内部图《工业机器人应用技术》表3-2IRC5M2019主要技术参数电压、频率3*400V50-60HZABB标准I/O板DSQC651DI8/DQ8AO2额定电流7A现场总线DeviceNET短路电流6.5KA串口RS232《工业机器人应用技术》子任务二、机器人本体安装1、机器人本体的基本安装装运姿态（图3-7）是最稳定的位置。将机器人固定到其基座之前，切勿改变其姿态，这也是推荐的运送姿态用圆形吊带吊升机器人，在机器人表面与圆形吊带直接接触的地方，需要垫放厚布。IRB120机器人的重量为25kg，必须使用相应尺寸的起吊附件。图3-7装运姿态图3-8吊装姿态《工业机器人应用技术》A：连接螺钉M4*8优质钢8.8B：底座C：支架D：连接螺钉M5*12优质钢8.8-A2FE：上臂图3-9制动闸释放装置确定机器人的方位并将其固定到基座或底板，以便安全运行机器人。在安装好机器人本体后要释放每个轴电机的制动闸，可通过以下三种方法释放制动闸《工业机器人应用技术》2、机器人本体的悬挂安装（1）地面安装（2）安装角度45°（倾斜）（3）安装角度90°（墙壁）（4）安装角度180°（悬挂）图3-10安装（4）安装角度180°（悬挂）方式示意图《工业机器人应用技术》3、本体限制工作范围以机械方式限制工作范围，机械停止在机器人上的放置位置。各工作轴具有止动装置，图3-11是轴1止动装置，图3-12是轴2止动装置，图3-13是轴3止动装置。A-机械停止轴1（底座）B-机械停止轴1（摆动平板）图3-11轴1止动装置《工业机器人应用技术》A-机械止动装置，轴2（摆动壳）B-机械止动装置，轴2（下臂）图3-12轴2止动装置A-机械停止轴3（下臂）B-机械停止轴2（下臂）图3-13轴3止动装置《工业机器人应用技术》子任务三、机器人本体和控制器连接1、电气连接按照标准，机器人出厂时应提供机器人电缆。它们完全是预制造的，并且随时可以插入，主要的两根电缆描述如表3-3。电缆子类别描述连接点，机柜连接点，机器人机器人电缆，电源将驱动电力从控制机柜中的驱动装置传送到机器人电机XS1R1.MP机器人电缆，信号将编码器数据从电源传输到编码器接口板。XS2R1.SMB客户电缆集成在机器人中，而连接器位于上臂壳和底座上。表3-3连接电缆描述《工业机器人应用技术》图3-14连接底座图3-15连接上臂壳图3-14是客户连接底座的接口，A处（R1.CP/CS）客户电力/信号，编号10，参数等级49V/500mA；B处（气动）最大5bar，编号4，內壳直径4mm。图3-15是客户连接上臂壳的接口，A处（R3.CP/CS）客户电力/信号，编号10，参数等级49V/500mA；B处（气动）最大5bar，编号4，內壳直径4mm。《工业机器人应用技术》2、清洁工作环境CleanRoom机器人专门设计用于在洁净室环境内工作。设计目标是防止机器人排放颗粒物。3、安全保护机制表3-4安全保护机制安全保护保护机制GS在任何操作模式下都有效AS在自动操作模式下有效SS在任何操作模式下都有效ES在急停按钮被按下才有效独立控制器有四个安全保护机制，分别为常规模式安全保护停止（GS），自动模式安全保护停止（AS）、上级安全保护停止（SS）和紧急停止（ES）《工业机器人应用技术》1110987654321急停信号输入ES1输出机器人急停信号内部NC触点X1端子连接说明（图3-16）：①将X1和X2端子的第3脚的短接片剪掉；②ES1和ES2分别单独接入NC无源接点；1110987654321急停信号输入ES2输出机器人急停信号内部NC触点X2端子（1）机器人紧急停止ES安全保护机制应用示例图3-16ES急停下X1、X2连接保护示意《工业机器人应用技术》（2）机器人自动模式下AS安全保护机制应用示例连接说明（图3-17）：①将第5、第11脚的短接片剪掉；1110987654321自动模式停止信号AS2X5端子141312自动模式停止信号AS1图3-17AS急停下X5连接保护示意《工业机器人应用技术》4、SMB电池的更换BB机器人在关掉控制柜电源后，六个轴的位置数据是由电池提供电能并进行保存的，所以在电池即将耗尽之前，需要对其进行更换，否则每次主电源断电后再次通电，就要进行机器人转速计数器更新的操作。A-电池组B-电缆带C-底座盖图3-18电池位置《工业机器人应用技术》图3-19SMB内存校准查看ABB菜单→校准→选择一个机械单元“ROB-1”→SMB内存显示状态，这时SMB状态应该显示无效，选择ROB_1后确定（图3-19），则需要更新。《工业机器人应用技术》5、转数计数器的更新各个型号的机器人机械原点刻度位置会有所不同，请参考ABB随机光盘说明书。下面图3-20是ABB机器人IRB6640机械原点刻度位置。图3-20IRB6640机械原点刻度位置《工业机器人应用技术》6、机器人开关机/重新启动的功能图3-21电源开关开启表3-5是常用的重新启动功能的操作：重启动类型说明热启动使用当前的设置重新启动当前系统关机关闭主机B-启动重启并尝试回到上一次的无错状态，一般出现系统故障时使用P-启动重启并将用户加载的RAPID程序全部删除I-启动重启并将机器人系统恢复到出厂状态表3-5常用重新启动功能操作《工业机器人应用技术》点击“ABB”进入主菜单界面，单击右下角的“重新启动”，跳出重启界面，单击“高级”，进入常见的5个重启类型选择界面（图3-22），有“热启动、关机、启动等”，你可以选择重启类型后单击“确定”，等待重新启动的完成。图3-22重启类型选择界面《工业机器人应用技术》任务二手动控制工业机器人任务目标1．搭建最简单工业机器人系统。2．利用示教器操作工业机器人；任务二手动控制工业机器人任务目标1．搭建最简单工业机器人系统。2．利用示教器操作工业机器人；任务二手动控制工业机器人任务目标《工业机器人应用技术》子任务一搭建简单工业机器人系统图3-24搭建最小系统示意图图3-23激光切割机器人任务要求：搭建一台IRB120紧凑型工业机器人的最小系统，如图3-24所示，包含了一个简单工装和工件。《工业机器人应用技术》1、桌面双击，打开RobotStudio软件，如图3-25所示。图3-25RobotStudio软件登入界面《工业机器人应用技术》2、选择创建空工作站选择“新建”中“空工作站”，点击右侧“创建”空工作站，进入图3-26界面。图3-26空工作站界面《工业机器人应用技术》3、导入ABB工业机器人到工作站单击“基本”菜单栏中的，进入“ABB模型库”（图3-27），选中IRB120型工业机器人。则在工作站中出现了ABBIRB120机器人模型（图3-28）。图3-27ABB模型库图3-28添加后ABBIRB120机器人模型《工业机器人应用技术》4、为工业机器人添加工装和工件采用与导入工业机器人相同方法，为系统添加工装和工件（图3-29）。单击“基本”菜单栏中选择“导入模型库”→“设备”→“trainingobject”中的“mytool”和“curvingthing”；图3-29导入模型库《工业机器人应用技术》4、将MyTool安装到机器人上添加完成后在工具栏左侧的“布局”中生成工作站及工具（图3-30），右击“Mytool”下拉中“安装到”，把工具安装到指定的工作站机器人上（图3-31），跳出是否更新对象的位置Mytool，点击“是”完成。图3-30布局界面图3-31工具安装到指定机器人《工业机器人应用技术》5、设置Curvingthing的位置鼠标右键单击“Curvingthing”，选择设定位置（图3-32），在弹出的对话框中设置其合适位置。至此一个最简单的工业机器人系统建立完成，如图3-33所示。图3-32选择坐标图3-33构建系统完成《工业机器人应用技术》6、创建控制系统部分进入工具栏“机器人系统”，选择“从布局”创建控制系统（图3-34）。进入创建界面，可以修改系统名称、保存位置、RobotWare版本等（图3-35）。图3-34从布局创建系统图3-35进入创建系统《工业机器人应用技术》点击“下一步”，选择已建工作站的机器人机械装置作为系统的一部分（图3-36），在点击“下一步”显示系统选项（图3-37）。图3-36选择机械装置图3-37系统选项《工业机器人应用技术》点击“选项”进入修改选项界面，选择“SecondLanguage”（图3-38）、“Hardware”中“709-1Master/Slsve”（图3-39）和“840-2ProfibusFieldbusAdapter”（图3-40）。图3-38修改语言选项图3-39修改硬件选项图3-40修改总线选项《工业机器人应用技术》在没有授权激活软件时上述操作无法“从布局”进行控制系统的创建，可以在刚进入RobotStudio后，点击“在线”创建并制作机器人系统，点击“系统生成器”（图3-41），进入后点击在已生成目录中有的机器人系统，也可以