LOTES四轴机器人操作说明书.doc

LOTES四轴机械手操作说明书20130401V03 54LOTES 四轴机械手操作说明书（第一版）声明：1. LOTES保留在没有预先通知的情况下修改产品或其特性的权利。2. 运行的机械存在危险，用户必须了解操作机械可能存在的危险，LOTES并不承担由于操作机器不当造成的直接或间接伤害而产生的责任。 关于本说明书 注意 1.本说明书对机器人软件的使用进行了全面的说明。请务必在认真阅读并充分理解的基础上操作机器人。 2.有关安全的一般事项，在本说明书的“第一部分 安全”中有详细描述，阅读本说明书前请务必熟读，以确保正确使用。 3.说明书中的图片，为代表性示例，可能与所购买产品有所不同。 4.说明书有时由于产品改进、规格变更及说明书自身更便于使用等原因而进行适当的修改。 5.客户擅自进行产品改造，不在本公司保修范围之内，本公司概不负责。安全注意事项使用前（安装、运转、保养、检修），请务必熟读并全部掌握本说明书和其他附属资料，在熟知全部设备知识、安全知识及注意事项后再开始使用。 忽视必要的安全对策或错误使用时，不仅会造成机器人的故障和损伤，甚至会导致使用者(安装人员、操作员以及调整、检查人员等)伤亡等重大事故的发生。 本说明书中的安全注意事项分为“危险”、“注意”、“禁止”三分别记载。危险 误操作时有危险，可能发生死亡或重伤事故。注意 误操作时有危险，可能发生中等程度伤害，轻伤事故或物件损坏。禁止 禁止的事项。所有上面三类符号标示的内容和用醒目颜色标示的内容必须引起足够重视，否则可能发生意外。目录第一部分 安全11.1 保障安全11.2 专门培训11.3 操作人员安全注意事项11.4 安装及配线安全41.5 操作安全51.6 操作安全51.7 操作安全71.8 操作安全7第二部分 机器人本体92.1机械手性能介绍92.2坐标系的建立102.3机械手理论工作空间12第三部分 软件操作介绍133.1软件启动133.2复位与测试143.3软件界面介绍17第四部分 编程实例294.1编程原理294.2范例编写29附录52第一部分 安全1.1 保障安全 机器人与其他机械设备的要求通常不同，如它的大运动范围、快速的操作、手臂的快速运动等，这些都会造成安全隐患。 阅读和理解使用说明书及相关的文件，并遵循各种规程，以免造成人身伤害或设备事故。用户有责任保证其安全的操作环境符合和遵守地方及国家有关安全性的法令、法规及条例。注意l 机器人的示教维护必须遵照下列法规: 1）有关工业安全和健康的法律。 2）有关工业安全和健康法律的强制性命令。 3）有关工业安全和健康法律的相应条例。 l 遵守工业机器人的安全操作(ISO 10218)。 l 指定授权的操作者及安全管理人员，并给予进一步的安全教育。 l 示教和维修机器人的工作被列入工业安全和健康法律中“危险操作”。1.2 专门培训注意l 操作和维护人员必须经过专门的培训。1.3 操作人员安全注意事项 整个机器人的最大动作范围内均具有潜在的危险性。为机器人工作的所有人员（安全管理员、安装人员、操作人员和维修人员)必须时刻树立安全第一的思想，以确保所有人员的安全。注意l 机器人的安装区域内禁止进行任何的危险作业。 如任意触动机器人及其外围设备，将会有造成伤害的危险。 l 请采取严格的安全预防措施, 在工厂的相关区域内应安放, 如“易燃”、“高压”、“止步”或“闲人免进”等相应警示牌。 忽视这些警示可能会引起火警、电击或由于任意触动机器人和其他设备会造成伤害。 l 严格遵守下列条款： 1）穿着工作服（不穿宽松的衣服）。 2）操作机器人时不许戴手套。 3）内衣裤、衬衫和领带不要从工作服内露出。 4）不佩戴大的首饰，如耳环、戒指或垂饰等。 5）必要时穿戴相应的安全防护用品，如安全帽、安全鞋( 带防滑底的)、面罩、防护镜和手套。不合适的衣服可能会造成人身伤害。 l 未经许可的人员不得接近机器人和其外围的辅助设备。 不遵守此提示可能会由于触动机器人控制柜控制柜、工件、定位装置等而造成伤害。注意l 绝不要强制地扳动机器人的轴。否则可能会造成人身伤害和设备损坏。l 绝不要倚靠在机器人控制柜或其他控制柜上；不要随意地按动操作键。 否则可能会造成机器人产生未预料的动作，从而引起人身伤害和设备损坏。 l 在操作期间，绝不允许非工作人员触动机器人控制柜。 否则可能会造成机器人产生未预料的动作，从而引起人身伤害和设备损坏。危险l 操作机器人前，按下机器人控制柜前门上的急停键，并确认伺服电源被切断。伺服电源切断后，电控柜面板上的绿色指示灯熄灭。 紧急情况下，若不能及时制动机器人，则可能引发人身伤害或设备损坏事故。紧急停止按钮 解除紧急停止状态l 解除急停后再接通伺服电源时。要解除造成急停的事故后再接通伺服电源。 由于误操作造成的机器人动作，可能引发人身伤害事故。 l 在机器人动作范围内示教时，请遵守以下事项： 1） 保持从正面观看机器人。 2） 遵守操作步骤。 3） 考虑机器人突然向自己所处方位运动时的应变方案。 由于误操作造成的机器人动作，可能引发人身伤害事故。 l 进行以下作业时，请确认机器人的动作范围内没人，并且操作者处于安全位置操作： 1）机器人控制柜接通电源时。 2）用示教编程器操作机器人时。 3）试运行时。 4）自动运行时。 不慎进入机器人动作范围内或与机器人发生接触，都有可能引发人身伤害事故。另外，发生异常时，请立即按下急停键。1.4安装及配线安全 在计划性的安装中，制定易行的措施来保证安全。当规划安装时，要考虑到安全性。当安装机器人时，要遵守下列事项：危险l 选择一个区域安装机器人，并确认此区域足够大，以确保装有治具的机器人转动时不会碰着墙、安全围栏或控制柜。 否则可能会因机器人产生未预料的动作而引起人身伤害或设备损坏。l 接地工程要遵守电气设备标准及内线规章制度。 否则会有触电、火灾的危险。1.5 操作安全危险l 当往机器人上安装一个治具时，务必先切断(OFF)控制柜及所装治具上的电源，而且要挂警示牌。安装过程中如接通电源，可能会因此造成电击，或会产生机器人的非正常运动，从而引起伤害。l 无论何时如有可能的话，应在作业区外进行示教工作。l 当在机器人动作范围内进行示教工作时，则应遵守下列警示: 1）始终从机器人的前方进行观察。 2）始终按预先制定好的操作程序进行操作。 3）始终具有一个当机器人万一发生未预料的动作而进行躲避的想法。 4）确保您自己在紧急的情况下有退路。 否则可能误操作机器人，造成伤害事故。1.6 试运转机器人的安装、调整、检查、保养和修理等操作完成后，请按下列步骤进行试运转。(1) 刚完成安装，还没有准备安全防护栏时使用绳索或锁围住可动范围外侧，以代替安全防护栏，并遵守以下事项。1.支柱应使用不易移动的物体。2.应使用从周围容易识别的绳索或锁。3.在醒目位置标示“运转中禁止进入”，禁止作业人员进入可动范围。(2) 接通控制器电源前的确认事项接通控制器电源前，请确认以下事项。1.机器人的安装是否正确。2.导电性安装是否正确。3.气路等的连接是否正确。4.与周围外设的连接是否正确。5.是否已采取安全防护对策 ( 安全防护栏等) 。6.设置环境是否符合要求。(3) 接通控制器电源后的确认事项接通控制器的电源后，请在安全防护栏外进行以下确认事项。1.是否按照指令进行启动、停止、模式选择等动作。2.各轴是否按指令动作，是否受到软限制的控制。3.末端执行器是否按指令动作。4.与末端执行器、周围外设的信号交换是否正常。5.紧急停止功能是否有效。6.示教及重放的功能是否正常。7.是否按指令实现安全防护栏及联锁机构的功能。8.自动运转是否正确动作。1-7 安全防护栏内的作业(1) 在安全防护栏中的作业在安全防护栏中进行作业时，除下列的例外情况外，必须切断控制器的电源，并标示“作业中”的标志，以免其他作业人员操作控制器的电源开关和操作盘等。1)软限位的设定2)示教对于1)的作业，请按各项注意事项和步骤实施。对于2)，请参照以下(2)的说明。(2) 示教需要在安全防护栏内进行示教时，请按下列规定执行。1)请从安全防护栏外进行以下确认。1.目测检查安全防护栏内是否有危险情况。2.手持编程器是否正常动作。3.机器人是否存在故障。4.紧急停止装置是否正常动作。5.设定为示教模式，禁止自动运转。2)在安全防护栏中，绝对禁止进入机器人的可动范围内。1-8 自动运转此处所指的自动运转包括自动模式中的所有运转动作。(1)进行自动运转前，请确认下列事项。1.没有人在安全防护栏内。2.手持编程器及工具等在规定的位置。3.机器人或周围外设的异常指示灯等未显示异常情况。4.已设置安全防护栏，且联锁机构等安全措施有效。(2) 自动运转时及发生异常情况时1)开始自动运转后，请确认运转状态、指示灯等均显示为自动运转中。2)自动运转中，绝对禁止进入安全防护栏内。3)机器人或周围外设发生异常情况时，需要进入安全防护栏内时，请按下列步骤执行。1.按下紧急停止开关，使机器人紧急停止。2.在启动开关等处标示作业中的标志，防止非执行应急措施的作业人员操作机器人。 第二部分 机器人本体 2.1 机械手性能介绍型号 LOTES-L300-4 轴参数 X轴 手臂长度 225mm旋转范围 115 Y轴 手臂长度175mm 旋转范围140Z轴 行程 70mm R轴 旋转范围1802.2 坐标系的建立Z轴（第4轴）向上为正方向。图2.1机器人坐标系2.3 机械手理论工作空间图2.2 机械手理论工作空间在进行轨迹规划时，请尽量避开理论空间的边缘。同时，由于出于安全考虑的限位和实际工作中可能存在的障碍，使得实际工作空间小于理论空间。第三部分 软件操作介绍3.1 软件启动注意l 如无特殊声明，鼠标操作皆指鼠标左键的单击。l 软件界面中无鼠标右键功能，需要使用“删除”时请按“Delete”键。方法1：鼠标左键双击名字为“Roboter.exe”的文件。方法2：将鼠标移动到如图3.1所示的图标上，单击鼠标右键，选择“打开（O)”，然后单击鼠标左键。图3.1 软件启动方法1图3.1 软件启动方法23.2 复位与测试软件启动后进入图3.2所示的复位界面。图3.2 机器人复位复位用于完成机器人复位工作。测试用于控制单轴运动。复位设置用于设置增量式四轴机器人的复位顺序。退出退出软件操作。1）.测试图3.3 测试界面操作步骤：测试模式下限位无效，运动时要注意选择合适的速度和控制运动的范围，防止撞机。2）.复位 单击图3.2中的“复位”，然后单击弹出的“确认”按钮，等待复位完成即可。具体操作和注意事项将在下一章中详细介绍。3）.复位设置按照增量式四轴机器人工作时的具体工作环境，选择轴的复位顺序，防止复位时夹治具的碰撞和损坏。3.3 软件界面介绍软件主界面如图3.4所示：图3.4 软件主界面软件界面详细介绍菜单栏和工具栏图3.5工具栏工具栏常用功能介绍：（1） 新建建立一个新的程序。（2） 打开打开已经存在的程序和文件。（3） 保存保存你自己新建或者修改过的程序文件。（4） 后退取消一步操作，回到上一次操作时的状态。注意:后退操作只能后退一步，所以发生误操作时要及时后退。技巧：及时保存编写好的程序，防止发生意外，程序丢失。（5） 命令整理工具依次对应左对齐，右对齐，上对齐和下对齐。图3.6为上对齐命令的效果，其他命令的作用与之类似。图3.6上对齐命令效果菜单栏主要功能介绍：图3.7 菜单栏功能（1） 文件主要功能和工具栏部分相同，不再介绍。（2） 机械手功能包括:自动运行，手动运行，机器视觉，示教命令，系统设置，IO控制和用户坐标系。如图3.7所示：1.自动运行机器人末端按照编写好的程序运行。图3.8 自动运行运行机器人开始运动。停止机器人停止运动，重新单击“运行”时，程序以此点为初始点，从程序第一句开始，依次执行程序语句。 程序突然停止时将导致程序再次运行时执行的初始点发生改变，可能产生运动轨迹错误，发生危险。所以编写程序时，第一条命令选择“点到点”（后面将详细介绍），可以有效防止和消除这种危险。暂停程序暂停执行，下次开始继续运行时，程序从上次暂停的位置开始执行。继续程序从暂停的位置开始，继续执行程序语句。 注意区分“停止”与“暂停”的区别。预览在上面的窗口中模拟机器人的运行轨迹。连续运行机器人重复执行运动程序。建议操作步骤：2.手动运行单击后将弹出手动运行对话框，如图3.9所示: 图3.9手动运行界面图3.9中，我们把最常使用的功能区划分为九块，具体介绍如下：坐标类型分为三种，分别是直角坐标，关节坐标，脉冲坐标。速度类型分为三种，分别是低速，中速，高速。 低速对应速度的5%，中速对应速度的10%，高速对应速度的20%。建议新手选择低，中速，熟练掌握后可以选择高速，提高效率。轴控制区对应不同坐标系下的不同坐标轴。其中X,Y,Z对应于直角坐标系，U,V,W对应于关节坐标系和脉冲坐标系。 U，Z比较特殊，U同时又对应于直角坐标系下的3号轴的旋转运动。Z同时对应于关节坐标系和脉冲坐标系下的4号轴的上下运动。步长控制区表示当按下“轴控制区”任何一个按钮时，机器人对应轴移动的距离，参数可以修改。 小，中，大，连续是步长的另一种控制方式，小中大的初始值由系统内部参数决定，可以根据需要修改。 中左右部分是同一功能的不同体现，建议新手选择小步长，防止发生意外；熟练掌握后可以选择“连续”，提高效率。当前坐标显示各轴当前位置对应的马达脉冲值，或者轴运动的角度，或者相对于原点的位移量。回到零点使机器人回到标定的零点位置。如图2.1所示位置。示教点管理运动轨迹可以分解为若干段基础轨迹，基础轨迹可以看成是机器人按一定规则绕示教点运动得到的。添加示教点的方法：首先给示教点指定一个名字如：复位点，工作点,或者也可以使用默认的名字。然后按“添加”，在弹出的对话框中选择“确认”。然后弹出如下对话框：请你选择是否退出“手动示教”。选择“确认”则退出示教点添加，选择“取消”则保留在“手动示教”界面，可以继续添加示教点。 点击“确认”，每次添加一个示教点，可以保证示教点不会混淆；熟练使用后可以选择“取消”一次添加完全部示教点，提高效率。但是命名必须合理，防止示教点太多产生混淆。参考命名规则见附录。示教点信息显示区显示已示教点的信息。其中“类型”可以选择“右手”和“左手”。图3.10 左右手的区分坐标系分为1个机器人坐标系和10个用户坐标系。可以从下拉菜单中选择需要的坐标系，那么轨迹将以选定坐标系为基准进行运动。示教点管理，包括修改，清空，删除，移动。修改：当需要改变一个已定义点的位置时，选中要修改的点，然后移动机器人位置，再单击“修改”即可。移动：相当于单步运动，选择中的一个点，单击“移动”，即可从当前位置运动到选择的示教点位置。 示教点一般情况下不允许进行清空，因为清空后当前程序将失效。轴状态显示区显示轴的状态，没有信号输入时显示为灰色，有信号输入时根据类型的不同，显示为绿色或红色。3.机器视觉CCD模块正在开发中，暂时没有任何功能。4.示教命令软件的主要功能部分。包括移动命令，控制命令，托盘命令，示教程序，逻辑模块和视觉模块。其中移动命令，控制命令，托盘命令，逻辑模块和视觉模块可以通过鼠标左键选中，按住不放，拖动到软件主界面。示教程序的内容尽供参考，不能修改。图3.11 示教命令命令详细解释：点到点末端按软件设定方式从当前点运动到下一个示教点，可能为直线，也可能为圆弧，轨迹一般不确定。但是当轨迹只与一根轴的运动有关系时，轨迹是确定的。直线末端按直线运动的方式从当前点运动到下一个示教点，轨迹可以是二维平面内的直线，也可以是三维空间内的直线。圆弧末端按圆弧的方式从当前点经过中间示教点运动到终点，圆弧确定方式为三点。图3.12 圆弧形成理论整圆整圆与圆弧一样，也是三个点确定的，产生的理论与上图相同，只是把圆弧延伸成了一个整圆。速度调节机器人的运动速度，将速度图标拖到主界面是会弹出一个速度大小控制条，选择你想要的速度即可。的作用范围为从此图标开始到下个速度图标结束，在这一段程序范围中，机器人运动速度即为设定的速度大小。输出通过指定的IO点发送一个高/低电平信号给连接的设备。输入从其他设备输入一个高/低电平信号给程序，程序根据信号的不同，执行不同的操作。延迟机器人停止于某处，进行其他动作，如抓取，插入等等由治具来完成的功能。等待输入机器人停止运动，等待外部正确信号的输入，再执行后面的程序。码垛分为直线码垛，平面码垛和立体码垛。用于将零散的产品按规定的方式排列好。卸垛分为直线卸垛，平面卸垛和立体卸垛。用于将堆放好的产品按给定的方式取出。移垛分为直线移垛，平面移垛和立体移垛。用于将堆放好的产品按给定的方式从一个位置移动到另一个位置堆放好。条件判断相当于if语句。条件循环相当于while语句。数量循环相当于for语句。循环跳转跳出循环程序终止5. 系统设置显示系统的信息。一经设定不要轻易修改。由于系统设置中 的参数非常重要，所以必须由专业人员进行设定。如图所示：图3.13 系统设置系统设置中操作项目包括：1）机械手类型选择你使用是机械手是四轴还是六轴。2）服务器设置设置服务器的地址信息。3）机器人基本参数包括臂长参数，减速器的减速比和单圈脉冲数目。4）Y轴标定当坐标系变动后，我们可以重新设定坐标系。设定方法：按照图2.1的位置，将机械臂调节到位，然后按照下面步骤操作： 此部分参数由专业人员进行设定，未经许可，不得随意修改。6. IO控制通过IO点控制设备的运行，相当于PLC。图3.14 IO控制7. 用户坐标系用户坐标系共有十个，用户可以根据需要设定。然后在手动运行界面中选择使用哪一个坐标系。图3.15用户坐标系图3.16坐标系设定原理坐标系设定原理：1.选择机器人末端所在的一个位置为坐标原点。2.移动机器人，原点和机器人停止位置的连线为XX轴方向。3. 移动机器人，原点和机器人停止位置的连线为YY轴方向。4.XX与YY确定一个平面，平面的法线即为ZZ轴方向。坐标系设定时，不需要保证XX与YY一定要垂直。第四部分 编程实例4.1 编程原理图4.1 编程原理图 实际需要示教的点的个数比理论示教点个数少一个，因为程序默认末端所在位置为每一轨迹的初始点。4.2 范例编写 前面我们对要用到的功能模块进行了详细的介绍，下面我们将通过一个完整的实例将它们联系起来。 操作过程中需要注意的地方，我们将用黄色的背景，标示出来，请重要对待。步骤1：启动“Roboter.exe”进入复位界面，使用“测试”功能将机械臂移动到图4.2所示的复位位置。图4.2 复位位置图解机器人只要处在工作空间内，皆能实现自动复位，图4.2中的位置能够快速实现复位，提高效率。步骤2：在确保机械臂移动到指定位置后，单击“复位”“确认”进入软件主界面。步骤3：添加命令到程序。图4.2 添加点到点命令 程序的第一段轨迹，强制要求为点到点命令。而且是从复位完成位置运动到轨迹起始点（只需要示教轨迹起始点一个示教点）。这样在任何位置开始执行程序，它都会