Robot维护解析.ppt

1 Robot知识及维护 2009 01 14ArrayEngineeringDepartment 2 基本知识介绍 Summary 主要内容 操作注意事项 维护知识介绍 Teaching知识 维护知识介绍 Teaching知识 YaskawaXRC JRC Sankyo 机器人概况 原点及第二原点介绍 Yaskawa JRC 控制柜程序下载及灌装 高级应用举例 3 机器人概况 机器人一般由以下部分组成 1 机械本体机器人的机械本体机构基本上分为两大类 一类是操作本体机构 它类似人的手臂和手腕 配上各种手爪与末端操作器后可进行各种抓取动作和操作作业 工业机器人主要采用这种结构 另一类为移动型本体结构 主要目的是实现移动功能 主要有轮式 履带式 足腿式结构以及蛇行 蠕动 变形运动等机构 壁面爬行 水下推动等机构也可归于这一类 2 驱动伺服单元机器人本体机械结构的动作是依靠关节机器人的关节驱动 而大多数机器人是基于闭环控制原理进行的 伺服控制器的作用是使驱动单元驱动关节并带动负载超减少偏差的方向动作 已被广泛应用的驱动方式有 液压伺服驱动 电机伺服驱动 近年来气动伺服驱动技术也有一定进展 3 计算机控制系统各关节伺服驱动的指令值由主计算机计算后 在各采样周期给出 主计算机根据示教点参考坐标的空间位置 方位及速度 通过运动学逆运算把数据转变为关节的指令值 通常的机器人采用主计算机与关节驱动伺服计算机两级计算机控制 有时为了实现智能控制 还需对包括视觉等各种传感器信号进行采集 处理并进行模式识别 问题求解 任务规划 判断决策等 这时空间的示教点将由另一台计算机上级计算机根据传感信号产生 形成三级计算机系统 4 传感系统为了是机器人正常工作 必须与周围环境保持密切联系 除了关节伺服驱动系统的位置传感器 称作内部传感器 外 还要配备视觉 力觉 触觉 接近觉等多种类型的传感器 称作外部传感器 以及传感信号的采集处理系统 5 输入 输出系统接口为了与周边系统及相应操作进行联系与应答 还应有各种通讯接口和人机通信装置 工业机器人提供一内部PLC 它可以与外部设备相联 完成与外部设备间的逻辑与实时控制 一般还有一个以上的串行通讯接口 以完成磁盘数据存储 远程控制及离线编程 双机器人协调等工作 一些新型机器人还包括语音合成和识别技术以及多媒体系统 实现人机对话 4 概况 目前我们Array技术部使用最多的机器人主要有两种 Yaskawa和Sankyo 其中Yaskawa JRC和XRC两类 其本体一样 区分为控制程序不同 JRC为Photo工序Bake中Robot所用 XRC为Thinfilm Etch工序Indexer单元以及MM CD等测试设备所用 Sankyo机器人主要为PhotoIndexer单元 Etch工序使用 整个Array使用的Robot数量很多 如何正确使用和维护是一个很重要的课题 机器人概况 5 操作注意事项 进入机械人工作区域内 最好将安全插销拔掉 保持从机械人正面观看 遵守操作顺序 让机械手运动之前 考虑机械手突然向自己所处方位运动时的应变方案 更换部件时 机械手应处于断电状态 防止发生触电危险 进行Clean作业时 不能随便踩踏或倚靠机器人本体或手臂 Manual下操作机器人务必改为低速运行 未经培训人员不得操作机器人 6 基本原理介绍 机器人工作是通过控制柜 ControllerBox 里事先灌装好的控制程序 将机器人位置与绝对编码器位置进行对比之后 对比之后会得到一个得到的差值 由马达或者伺服控制器具带动机器人行进到设定位置 从而完成一个动作 控制柜程序的灌装在本次讲课最后会以JRC系列机器人为例进行讲解 原点位置 定义 各轴0脉冲的位置成为原点位置 此时的姿态称为原点位置姿态 原点位置姿态与基本姿态的偏移量在参数中设定 偏移量制定为角度 单位 1 1000 因机器人型号不同而值不同 具体参考各机型的说明书 Yaskawa原点及第二原点介绍 7 各轴都有原点的对位标记 Z U X Y 各轴运动方式 Yaskawa原点及第二原点介绍 8 原点位置校对 一台全新的机械手在使用之前需要进行原点位置校对 没有进行原点位置校对 不能进行示教和再现 另外 使用多台机器人的设备 每台机器人都必须进行原点位置校对 原点位置校对是将机器人位置与绝对编码器位置进行对照的操作 原点位置是在出厂时进行的 但在下列情况下必须再次进行原点位置较对 变换机器人与控制柜 JRC XRC 的组合时 换电机 绝对编码器时 存储内存被删除时 更换XCP01基板 电池耗尽时等 机器人碰撞工件 原点偏移时 Yaskawa原点及第二原点介绍 9 原点位置校准方法用轴操作使机器人运动到原点位置姿态进行原点位置校对 有两种方法 全轴同时登陆 各轴单独登陆已知原点位置姿态绝对原点数据的情况 可直接输入绝对原点数据 通常这里所说的原点位置是说机器人绝对原点 机器人出厂时 通常在机器人右上臂肩盖背面上有标注 除非绝对编码器损坏 或者传动马达等传动部件发生损坏的时候 绝对原点都不会发生变动 当更换控制柜的时候只需要将肩盖拆开 将数值输入到新的控制柜中就可以了 Yaskawa原点及第二原点介绍 10 设定第二原点位置 当接通电源时 如果绝对编码器的位置与上一次关断电源时的位置数据不同时 会出现报警信息以下两种情况会发生报警 PG系统发生异常 PG系统正常 但关闭电源后 机器人本体人发生了位移如果PG系统发生异常 按启动按钮 开始再现时 机器人有向不可预测方向运动的危险性 为了确保安全 出现绝对原点数据允许范围异常报警后 如不进行位置确认的操作 就不能进行再现及试运转操作 操作目的 Yaskawa原点及第二原点介绍 11 图 的说明 绝对原点数据允许范围异常发生报警后 利用操作轴 可以移动到第二原点位置 进行位置确认操作 如不进行位置确认的操作 就不能进行再现 试运转及前进等操作 第二原点位置的脉冲和当前位置的脉冲相比较 如脉冲差在允许范围内 便可以进行再现操作 如超过允许范围 则再次报警 允许范围脉冲 是PPR数据 电机转1周脉冲数 第二原点位置的初始值是原点位置 全轴在0脉冲的位置 但其可以变更 请参照下页的 设定第二原点位置的方法 再次发生报警时 可认为PG系统异常 请检查 处理完异常轴后 恢复到轴的原点位置 再次进行位置确认 Yaskawa原点及第二原点介绍 12 1 显示原点位置画面 2 显示的下拉菜单 3 编辑的下拉菜单 4 显示确认对话框 5 显示的各轴的当前值作为原点输入 原点以及第二原点位置校准操作方法之XRC 选择主菜单的 机器人 选择 原点位置 1 选择菜单的 显示 2 选择希望的控制组 选择菜单的 编辑 3 选择 选择全部轴 4 选择 是 5 选择主菜单的 机器人 选择 原点位置 选择菜单的 显示 选择希望的控制组 1 选择要输入的轴 2 选择 是 3 进行全轴登录 1 通过前项 进行全轴登陆 的 1 2操作 显示原点位置画面 选择控制组 2 显示确认对话框 3 显示的各轴的当前值作为原点输入 进行各轴单独登录 Yaskawa原点及第二原点介绍 13 1 显示第二原点位置画面 此时显示 能够移动或修改第二原点 的信息 2 在有多个轴组时 选择要设定第二原点的轴组 3 将机器人移动到新的第二原点位置 4 修改第二原点位置 选择主菜单的 机器人 选择 第二原点位置 1 按翻页键 2 按轴操作键 3 按 修改 回车 键 4 绝对原点数据允许范围发生异常报警后 进行 清除报警 接通伺服电源进行下一个位置确认 确认后 如果PG系统有异常 请进行更换处理主电源切断时的机器人当前值和主电源再打开时的机器人当前值可以在电源通 断位置画面确认 选择主菜单的 机器人 选择 第二原点位置 按翻页键 按 前进 键 选择菜单的 数据 选择 确定位置 第二原点的脉冲和当前值的脉冲相比较 如果脉冲值在允许范围内 可以进行再现 如果超过允许范围 则再次报警 2 设定第二原点的方法 3 发生报警后的处理 第二原点位置与机器人固有的原点位置不同 它是作为绝对原点数据的检查点而设定的位置 设定第二原点位置按下列操作顺序进行 Yaskawa原点及第二原点介绍 14 原点以及第二原点位置校准操作方法之JRC 1 把TeachingPendent改为Manual模式 同时按住Shift Cancel键 进入如下界面 2 为了方便 可以先把此介面改为英文介面 点击设定 再在此介面下点F7 此时再点F6言语设定 就可以设置成英文界面了 点几次Pendent上面的Cancel键 就退回到主菜单 此时介面已经变成英文了 3打开机械手臂上的不锈刚盖 上面记录了机械手的绝对坐标 记录下来 然后点击Arm shift maint Calset ABSDATA 把刚刚记录下来的坐标写进去 一般在没有更换ROBOT控制器的情况下 这个值是不会变的 栓查一下就行 4 ABSDATA检查完毕后 再把机械手用Pendent手动移动到你想设定的原点位置 这里以设置Z轴 J3轴为例 手动移动Z轴到最下面Chamber位置 一般以上臂最下面离Chamber底部5 7mm为标准 移动到位后 就可以设置当前位置为MHU的原点 相对原点 点Arm shift maint Calset 再点击J3确定后 此时 J3的第二原点位置就确定了 在此基础上 就可以对各Chamber进行Teaching作业了 Manual模式示意图 语言更改示意图 Yaskawa原点及第二原点介绍 15 维护知识介绍 Yaskawa 日常维护 注意 务必进行下列日常检查 16 更换部件 危险 注意 维护知识介绍 Yaskawa 17 一 CPU单元部件的更换CPU单元由控制电源单元和各种基板基架以及系统控制基板构成 更换电池 电池报警后请在40小时内更换 但是控制柜在2天以上都没有用电 再次接通电源又不到30分钟 时 请循序更换电池 示教编程器的画面有更换电池的信息显示 在系统控制基板上的电池报警LED灯亮 更换顺序 1 拆下电池用连接器 BAT 取出电池 2 装上新的电池 安上连接器 重要 虽然高级电容器可以支持用户使用的程序中的重要文件数据 CMOS存储器 的保存 但是如果发生报警 还请迅速更换新的电池 在没有电池的状态下放置40小时以上是 有文件数据等丢失的危险 维护知识介绍 Yaskawa 18 二 控制柜整体的更换 1 将控制柜电源关掉 5分钟后继续后面操作 请注意期间不要触摸接线端子 2 将所有连线拆下3 将控制柜搬出 注意安全4 将新的控制柜装上 并将所有连线装上5 开启电源 开启电源的时候 请不要靠近机器人 更换新的控制柜之前请将原来控制柜中的程序进行存储并将所有位置数据进行记录 新的控制柜装上之后将原旧控制柜的程序进行灌装 并将绝对原点 第二原点以及各位置点的数据都进行写入 维护知识介绍 Yaskawa 19 三 机器人本体的维护 在日常点检中请注意观察机器人移动是否平稳 声音是否有异常等现象 PM时对机器人的Pad 手臂等部件进行Clean 并检查Pad是否有损坏以及垫片的弹性如何 进行年PM的时候则需要对机器人本体注油 润滑油使用过久会失去润滑效果 长时间不进行更换的情况下 机器人的长时间连续高速运动会对机器人本体的传动部件和关节部位造成很大磨损 维护知识介绍 Yaskawa 20 适用范围 YaskawaJRC XRCRobot准备工具 内六角扳手2套 油枪3个 橡胶锤 准备材料 grease MolywhiteRENo 00 HamonicgreaseSK 1A AlvaniaEPgrease2 密封胶 IPA 无尘布操作人员 至少两名 下面章节将分别详细介绍一下Yaskawa机器人的注油方法 维护知识介绍 Yaskawa 21 1 确认每个进油孔和每个出油孔 U axisSpeedReducer U axis是robot的基座部分 有两个上油处 维护知识介绍 Yaskawa 22 S axisSpeedReducer S axis是支持robot旋转的部分 有一个上油处 维护知识介绍 Yaskawa 23 L andR axisSpeedReducer L andR axis就是robot的两条机械臂 各有三个地方就是robot的两条机械臂 各有三个地方 即三个关节处 需要进行上油 从上向下分别记为A B C 维护知识介绍 Yaskawa 24 维护知识介绍 Yaskawa 25 U axisCrossRollerBearing 在侧面 有三个地方需上油 维护知识介绍 Yaskawa 26 S baseBaring 在中间 是S axis的基座 有两个地方需上油 维护知识介绍 Yaskawa 27 LinkTaperRollerBearing 在侧面 起连接作用 有八个地方需上油 维护知识介绍 Yaskawa 28 确认各轴所用润滑油的型号和使用量 维护知识介绍 Yaskawa 29 用手柄将各轴运动到适当的位置 能看到进油和出油孔的位置 关掉电源 维护知识介绍 Yaskawa 30 注油的主要步骤 将U轴速度降低 以免发生危险 1 将所有进油孔和出油孔的六角螺丝拧下来 放在一起 2 在进油孔处安装注油时所用的油嘴 维护知识介绍 Yaskawa 31 3 用油枪开始注油 油的型号和使用量请参照前面表格 当出油孔出现新的油之后 注油结束 新油和就油可以通过颜色很明显的区分出来 4 Movetheaxisforafewminutestodischargetheexcessgrease 维护知识介绍 Yaskawa 32 5 按照上面的方法给下一个注油孔注油 当所有的注油孔都更换为新油之后 手动使机器人各轴都运行几次 目的是使新注进的油与机器人内部部件充分接触 6 用干净的wipper将机器人的所有注油孔和出油孔都擦干净 然后将六角螺丝上涂抹下图所示的紧固胶 将所有螺丝进行紧固 7 将机器人本体擦拭干净 将机器人恢复原点位置 模式更改为remote 维护知识介绍 Yaskawa 33 Teaching知识 Yaskawa JRC 当机器人的各轴位置坐标丢失 或者因外力发生偏移时 需要对机器人进行Teaching 使其更精确的工作 下面主要介绍一下YaskawaJRC系列和SankyoRobot的Teaching方法 YaskawaJRCTeaching方法 在手柄上切换到manul模式 按下面图示所示TP有效 切换为手柄操作界面 点击 位置教示 进到右面图示 将各点位置进行输入 34 数据设定 如果是控制柜灌装程序之后第一次输入数据 先点击数据设定 将需要使用的位置更改为 normal 然后继续上面步骤 机器人在各点的位置在每次teaching之后都需要记录 并定期检查更新记录表 防止位置丢失之后进行大量复杂的teaching工作 Teaching知识 Yaskawa JRC 35 维护知识介绍 Sankyo Sankyo机器人注油方法 使用的油 NSKgreaseLG2 1 为了对机械手进行周期性的维护 需要每6个月对机械手进行一次注油 Indexer机械手注油主要有13个点 其中9个点在机械手本体上 4个点在与轨道链接处 2 首先拆掉机械手本体的螺丝 打开外壳 具体见下图 36 3 拆掉外壳之后可以在机械手本体上看到9点注油点 见下图 4 在机械手下方与轨道连接处 两侧各有两个注油点 见下图 注油完成后恢复步骤见前一章节 维护知识介绍 Sankyo 37 SankyoRobotTeaching方法 1 首先将控制柜钥匙转向teaching 手柄状态如下 2 点击 MoveTo 进入 TeachMode 在此模式下 点击 TaughtPts 可以对5个参数进行teaching CurrentPos 就是ROB当前位置 Parameter 维护知识介绍 Sankyo 38 3 在 TeachMode 下 点击 S 可以看到精确的teaching数据 我们需要对以下的参数进行调整 STAGE R1 CST U R1 STAGE R2 CST L R1 CST U R2 CST L R2 R1 UpperHandR2 LowerHandSTAGE Output Element 6 Input Element 8 CST cassettepositionElement1 4meansport1 4U upperpositionL lowerposition Parameter 维护知识介绍 Sankyo 39 4 进行teaching作业时 首先要注意安全 在运行机械手之前需要对速度进行更改 在控制面板上 点击 Speed Low 采用低速模式 也可以点击Pitch1 2 自行设定速度 High HighspeedLow LowspeedPitch1 2 userdefinespeed Parameter 5 点击 MoveDef 之后 在下面的界面可以定义速度 维护知识介绍 Sankyo 40 5 控制面板上各选项介绍 维护知识介绍 Sankyo 点击屏幕左上方的 Menu 可以看到六个选项 Save teaching之后进行数据保存Movedef teaching时点对点的速度MDI 看到具体信息 暂时保存Outdef 设置屏幕下方快捷方式SetSVStatus Servo电源 各轴电源 点亮为供电 SetHWDEF 设置HWDEF工件 最好下载后更改 屏幕上方的MoveTo ToughtPos 设定位置 S键 为选择具体位置 CurrentPos 查看Robot当前位置坐标 MoveTo 各轴同时移动 且为最短距离 此命令请在确认好之后使用 否则容易发生危险 建议不要使用 MoveOver 不作伸出手臂动作 而且各轴分别动作 一般用于移动Robot或者收回手臂 JumpTo 为上面两个命令的集合 轴分开动作 且会执行伸出手臂命令 41 程序灌装 YaskawaJRC 第一章京东方专用JRC灌装程序准备工具硬件方面 1装用的笔记本电脑WINCAPSii程序的笔记本电脑 2JRC控制柜与笔记本电脑的连接线缆 9针对9针RS232传送线做法如下 请观察核对所连接对象的接头 选择不同的子母接头 注意 为了信号的传送稳定 请将外壳信号线连接好3小号改锥 两把 42 软件方面 1DNS相关源程序备份 2更换前的DNS源程序备份 第二章连接方法参考右图 请将CN1原来连接的电缆取下 按上图方式连接 程序灌装 YaskawaJRC 43 第三章源文件传送和备份操作步骤1启动WINCAPSii 步骤2打开备份程序 步骤3登陆管理者身份 密码为 1967103 程序灌装 YaskawaJRC 44 步骤4确认连接出现如下图的显示 请确认TP示教盒内RS232C的波特率通显示信息一致 如果不一致请将选择 并进行如下操作 程序灌装 YaskawaJRC 45 修改笔记本方面的传送波特率步骤4 1点击如下图标 步骤4 2点击如图位置 程序灌装 YaskawaJRC 46 步骤4 3选择同示教盒显示的波特率一致的数值 京东方设备默认的数值是19200 步骤4 4点击 后点击 出现 等待一会 如出现右侧提示窗口表示连接失败 请确认电缆的连接是否正确 并确认接线的正确与否 查看步骤4 2图中的COM口选择是否正确 可以依次选择所用COM口进行连接 如果出现右侧提示窗口 表示连接已经完成 可以传送数据了 步骤5传送手臂和原点 极限设置数据 步骤5 1点击如图图标 进入如下界面并点击相应图标 程序灌装 YaskawaJRC 47 步骤5 2出现下图时选择全部项目 如果要将数据送入JRC 请选择 如果要将JRC控制柜中的数据备份到笔记本电脑中 请选择 步骤5 2出现类似如下对话框时 选择 是 程序灌装 YaskawaJRC 48 步骤5 3出现提示重启动JRC控制柜对话框时 选择 然后重启动JRC控制