PLC培训-焊装

1、1机器人感知学习机器人感知学习长沙众泰汽车工业有限公司长沙众泰汽车工业有限公司动力设备部动力设备部201110122一：序言一：序言 机器人是现代工业企业自动化过程控制的重要组成部分，为确保机器人正常机器人是现代工业企业自动化过程控制的重要组成部分，为确保机器人正常 运行，提高设备驾动率和综合效率，保证正常生产，有必要对一线员工及维修人运行，提高设备驾动率和综合效率，保证正常生产，有必要对一线员工及维修人 员进行初步的培训。员进行初步的培训。二：分类二：分类 在工业领域，按用途可基本分为：搬运、点焊、弧焊、喷涂、堆垛等。在工业领域，按用途可基本分为：搬运、点焊、弧焊、喷涂、堆垛等。三：常用品牌

2、：三：常用品牌： ABB、YASKAWA、HYUNDAI、KAWASAKI、KUKA、柯马、三菱等。无论哪、柯马、三菱等。无论哪 种品牌的机器人，其基本原理都基本相同，下面主要以种品牌的机器人，其基本原理都基本相同，下面主要以ABB为例，讲解过程中结合为例，讲解过程中结合Y- ASKAWA,对机器人的系统组成，基本原理与操作，维护等进行初步介绍。对机器人的系统组成，基本原理与操作，维护等进行初步介绍。 3四：内容四：内容 1.系统介绍系统介绍 基本结构基本结构铭牌铭牌 机器手机器手 机械手是由六个转轴组成的空间六杆开链机构，理论上可以达到运动范围内的任意一点。机械手是由六个转轴组成的空间六杆开

3、链机构，理论上可以达到运动范围内的任意一点。每个转轴均可带有一个齿轮箱，机械手运动精度（综合）达到每个转轴均可带有一个齿轮箱，机械手运动精度（综合）达到0.05mm至至0.2mm。4ABBABB机器人规格及分类机器人规格及分类机器人常规型号机器人常规型号S1 IRB6S2 IRB60IRB90S3 IRB1500IRB2000IRB3000IRB6000S4 IRB1400IRB2400IRB4400IRB6400 S4C IRB1400IRB2400IRB4400IRB5400IRB6400 S4Cplus IRB1400IRB2400IRB4400IRB5400IRB6600 IRB760

4、0IRB 指指 ABB 标准系列机器人。标准系列机器人。无论何种型号机器人，都表示机器人本体特性，适用于任何机器人控制系统。无论何种型号机器人，都表示机器人本体特性，适用于任何机器人控制系统。5机器人常规种类机器人常规种类 IRB1400最大工作半径：最大工作半径：1444MM最大承载：最大承载： 5KG工作专项：工作专项： 焊接，小范围搬运焊接，小范围搬运6IRB2400最大工作半径：最大工作半径：1550-1810MM最大承载：最大承载： 5-16KG工作专项：工作专项： 焊接，小范围搬运焊接，小范围搬运.涂敷，切割涂敷，切割IRB2400LIRB2400FLIRB2400/10IRB24

5、00F/10IRB2400/16 IRB2400F/16 7IRB4400 最大工作半径：最大工作半径：1995-2745MM最大承载：最大承载： 10-60KG工作专项：工作专项： 焊接，搬运焊接，搬运,涂敷，切割涂敷，切割 IRB4400L/10IRB4400L/30IRB4400FL/30IRB4400FSIRB4400/45IRB4400/60 89IRB6400最大工作半径：最大工作半径：2250-3000MM最大承载：最大承载： 75-200KG工作专项：工作专项： 搬运搬运IRB6400(F)/2.4-120IRB6400(F)/2.4-150IRB6400(F)/2.4-200

6、IRB6400(F)/2.8-120IRB6400(F)/3.0-75IRB6400FHD 10 IRB6400R最大承载：最大承载： 120kg-200kg。最大工作半径：最大工作半径：2469mm-2999mm。常用于搬运与点焊。常用于搬运与点焊。IRB6400 改进机型。改进机型。机器人类型：机器人类型： IRB 6400R/2.5-120 IRB 6400R/2.5-150 IRB 6400R/2.5-200 IRB 6400R/2.8-150 IRB 6400R/2.8-200 IRB 6400R/3.0-10011IRB6600/6650 最大工作半径：最大工作半径：2550mmm

7、-3200mm;最大承载：最大承载： 125kg-225kg;常用于搬运与点焊；常用于搬运与点焊； IRB6600/2.55-175IRB6600/2.8-175IRB6600/2.55-225IRB6650/2.75-200IRB6650/3.2-125 12IRB7600 最大承载：最大承载： 150kg-500kg。最大工作半径：最大工作半径： 2300mm-3500mm。常用于搬运。常用于搬运。机器人类型：机器人类型： IRB 7600/3.5-150IRB 7600/2.55-400IRB 7600/2.3-500 13IRB140 最大工作半径：最大工作半径： 810mm。最大承载

8、：最大承载： 5kg。常用于焊接与喷涂。常用于焊接与喷涂。 IRB340 三轴或四轴机器人。三轴或四轴机器人。最大工作半径最大工作半径 566mm。最大承载最大承载 1kg。分拣专用机器人。分拣专用机器人。 14IRB640四轴机器人。四轴机器人。最大承载最大承载 160kg。最大工作半径最大工作半径 2905mm。堆垛专用机器人。堆垛专用机器人。15IRB840(0)16龙门架机械手，工作范围很大龙门架机械手，工作范围很大 。最大承载：最大承载： 12000kg。常用于搬运。常用于搬运。 IRB94017垂直最大承载：垂直最大承载： 1300kg。水平最大承载：水平最大承载： 350kg。铸

9、造行业专用机器人。铸造行业专用机器人。喷涂机器人喷涂机器人最大承载：最大承载： 5kg-35kg。最大工作半径：最大工作半径： 2813mm。机器人类型：机器人类型： IRB 5400 IRB 540 IRB 5300IRB 500 IRB 5600IRB 580 T10/F10 Trolley T20 Trolley T10/F20 Trolley 18 IRB 540 IRB 580 IRB 5400IRB 5300IRB 560019 机器人系统软件机器人系统软件 机器人系统软件机器人系统软件BaseWare OSBaseWare OptionsProcessWare其他辅助软件其他辅助

10、软件RobotStadioQuick TeachPickMasterShop Floor EditorProgramMakerWebWareRobView BaseWare OS系统钥匙盘系统钥匙盘Key盘盘机器人操作软件解码盘，每台机器人一张。每台机器人特有。（其余系统盘可以通用）机器人操作软件解码盘，每台机器人一张。每台机器人特有。（其余系统盘可以通用）系统盘系统盘Root盘（盘（BaseWare）机器人操作软件。根据版本不同，每台机器人机器人操作软件。根据版本不同，每台机器人810张。张。应用软件选项盘应用软件选项盘根据机器人工作性质，每台机器人可以另外增加相应应用软件选项盘根据机器人工

11、作性质，每台机器人可以另外增加相应应用软件选项盘Manipulate盘盘每台机器人一张，含有电机标定值。每台机器人一张，含有电机标定值。应用操作盘应用操作盘每台机器人一张，含有初始的输入输出系统参数与测试程序。每台机器人一张，含有初始的输入输出系统参数与测试程序。20 操作面板操作面板2.机器人示教机器人示教操作模式选择器操作模式选择器 ( 带钥匙带钥匙 )自动模式：自动模式：正式生产，编辑程序功能被锁定。手动限速模式：正式生产，编辑程序功能被锁定。手动限速模式：250mm/s用于机器人编程测试。用于机器人编程测试。 用于机器人编程测试，用于机器人编程测试，V250mm/s手动限速模式：手动限

12、速模式：21手动全速模式手动全速模式:只允许专业人员在测试程序时使用。一般情况下，避免使用这只允许专业人员在测试程序时使用。一般情况下，避免使用这 种运动模式。种运动模式。电机上下电按钮电机上下电按钮 ( 带显示灯带显示灯 )： 电机上电按钮电机上电按钮 ( 带显示灯带显示灯 )：灯常亮，机器人已上电，待命状态。灯常亮，机器人已上电，待命状态。灯闪烁灯闪烁 ( 1Hz )，机器人未上电。，机器人未上电。灯急促闪烁灯急促闪烁 ( 4Hz )，机器人未同步。，机器人未同步。 机器人急停按钮机器人急停按钮机器人运行时间计时器：机器人运行时间计时器：为机器人维修与保养提供数据。为机器人维修与保养提供数

13、据。显示电机上电刹车释放的总时间显示电机上电刹车释放的总时间22示教器面板示教器面板P1,P2,P3为自定义键，功能可由程序员自定义。每个键可以控制一个魔力输入信号或一个输出信号以及其端口。为自定义键，功能可由程序员自定义。每个键可以控制一个魔力输入信号或一个输出信号以及其端口。操纵窗口操纵窗口 将机器人操作模式选择器置于手动限制模式将机器人操作模式选择器置于手动限制模式 切换至操作窗口切换至操作窗口23运动单元运动单元 光标指向机器人本体，操纵杆操纵机器人本体运动。光标指向机器人本体，操纵杆操纵机器人本体运动。光标指向机器人外轴，操纵杆操纵机器人外轴运动。一台机器人最多可以控制六个外轴光标指

14、向机器人外轴，操纵杆操纵机器人外轴运动。一台机器人最多可以控制六个外轴 运动模式坐标运动运动模式坐标运动 选择不同的坐标系，机器人移动方向将改变。选择不同的坐标系，机器人移动方向将改变。直线运动直线运动机器人工具姿势不变，机器人机器人工具姿势不变，机器人TCP沿坐标轴线性移动。沿坐标轴线性移动。姿态运动姿态运动机器人机器人TCP位置不变，机器人工具沿坐标轴运动，改变姿态。位置不变，机器人工具沿坐标轴运动，改变姿态。24运动模式单轴运动运动模式单轴运动机器人每个转轴单独转动。机器人每个转轴单独转动。机器人那外轴运动必须为单轴运动。机器人那外轴运动必须为单轴运动。Group1 一，二，三轴一，二，

15、三轴Group2 四，五，六轴四，五，六轴使能器使能器 自动模式下，使能器无效。自动模式下，使能器无效。手动模式下，使能器有三个位置。手动模式下，使能器有三个位置。1.起始为起始为0，机器人电机不上电。，机器人电机不上电。2.中间为中间为1，机器人电机能上电。，机器人电机能上电。3.最终为最终为0，机器人电机不上电。，机器人电机不上电。达到最终位置，必须回到起始状态才能再次使电机上电。达到最终位置，必须回到起始状态才能再次使电机上电。MoveL p1, v100, z10, tool1MoveC p1, p2, v100, z10, tool1 3.基本指令基本指令 1. MoveL/Move

16、J2. MoveC264.输入输出输入输出概述：概述：1. 输入输出信号种类输入输出信号种类DI 单个数字输入信号。单个数字输入信号。 DO单个数字输出信号。单个数字输出信号。 GI 组合输入信号，使用组合输入信号，使用 8421 码。码。GO组合输出信号，使用组合输出信号，使用 8421 码。码。AI 模拟量输入信号。模拟量输入信号。AO模拟量输出信号。模拟量输出信号。使用相应的输入输出信号必须配备相应的输入输出板。使用相应的输入输出信号必须配备相应的输入输出板。2. 输入输出信号规范输入输出信号规范所有输入输出板与输入输出信号名称必须唯一，不允许重复。所有输入输出板与输入输出信号名称必须唯

17、一，不允许重复。模拟输入输出板上的信号，不能使用脉冲或延迟等功能。模拟输入输出板上的信号，不能使用脉冲或延迟等功能。包括安全面板与模拟输入输出板，每台机器人最多可配置包括安全面板与模拟输入输出板，每台机器人最多可配置 20 块输入输出板。块输入输出板。每台机器人最多可配置每台机器人最多可配置 10 块模拟输入输出板。块模拟输入输出板。包括组合输入输出信号，每台机器人最多可定义包括组合输入输出信号，每台机器人最多可定义 1024 个输入输出信号名。个输入输出信号名。每台机器人最多可将每台机器人最多可将 128 个输入输出信号设置为具有信号保持功能个输入输出信号设置为具有信号保持功能 ( Stor

18、e )。每台机器人最大可连接每台机器人最大可连接 ( cross connections ) 60 组输入输出信号。组输入输出信号。不允许将多个信号连接至单个具有信号保持功能的信号，避免造成系统混乱。不允许将多个信号连接至单个具有信号保持功能的信号，避免造成系统混乱。定义输入输出信号，牵涉到更改系统参数的部分，更改完成后必须热启动机器人使其生效，系统将有提示。定义输入输出信号，牵涉到更改系统参数的部分，更改完成后必须热启动机器人使其生效，系统将有提示。27Main computer主计算机主计算机Axis computer轴计算机轴计算机I/O computer通信计算机通信计算机Flash

19、disk快速硬盘快速硬盘Network I/O computer网络通信计算机网络通信计算机Main computer board主 计 算 机主 计 算 机板板R o b o t computer board机器人机器人计算机板计算机板Drive unit驱动单元驱动单元Teach pendant示教器示教器I/O units通信单元通信单元5.S4C系统机器人控制系统系统机器人控制系统28RectifierMotor电机电机Resolve编码器编码器Transformer变压器变压器Gear齿轮箱齿轮箱Axis Computer 轴计算机轴计算机Main Computer 主计算机主计算机

20、Serial Measurement unit串口测量板串口测量板Drive unit驱动板驱动板Drive unit驱动板驱动板机器人驱动系统机器人驱动系统Drive unit驱动板驱动板1 16.6.伺服驱动系统伺服驱动系统 基本功能：基本功能： 对位置、速度和电机电流进行数字化调整。对电机的交流控制进行同步。伺服驱动系统调整伺服驱动系统调整机器人系统从串行测量板连续地接收机器人新的位置数据，输入位置调整器中，与机器人系统从串行测量板连续地接收机器人新的位置数据，输入位置调整器中，与先前的位置数据进行比较和放大，输出新的位置和速度控制参数。同时系统会根据先前的位置数据进行比较和放大，输出新

21、的位置和速度控制参数。同时系统会根据重力、运动时的转动惯量和轴之间的相互作用，不断地计算和优化调整参数。重力、运动时的转动惯量和轴之间的相互作用，不断地计算和优化调整参数。29Axis computer轴计算机轴计算机Serial measurement board串口测量板串口测量板DC link驱动供电单元驱动供电单元Drive unit驱动单元驱动单元Robotpositio位置位置Torquereference转矩转矩 伺服驱动系统控制伺服驱动系统控制伺服驱动系统控制1. 机器人控制电机参数过程中，其中的两相数字电流参数是以位置编码器的信号为基准，根据编码器角度与转子角度关系计算得到，

22、第三相由此两相平衡后得到。2. 三相电流在驱动单元中由各自的电流调整器进行调整，经过脉宽调整 30 ( PWM ) 和放大处理后，产生作用在电机上的工作电压。和放大处理后，产生作用在电机上的工作电压。 机器人电机机器人电机 基本结构：过载保护 31电机中装有 PTC 温控电阻，提供温度保护以防止过载。此电阻接到系统控制板上的一个对电阻值敏感的输入口，检查电阻值是否处于低值。控制系统周期性的读此电阻值，一旦发现过载，立即停止所有电机运行。 编码器32I/O Computer I/O 计算机计算机Main Computer主计算机主计算机5 V3.3 V+/-12 V+/- 15VProcess

23、power supply 直流供电单元直流供电单元 DSQC 506Battery unit 电池单元组电池单元组 DSQC 508Computer power supply计算机计算机 直流供电单元直流供电单元DSQC 50524V SYS, COOL, BRAKE, I/O 230V AC24V PCBATON_NACOK、DCOKSMBusBattery 电池电池 7.机器人直流供电系统机器人直流供电系统33CPU Pentium 200MMX计算机系统使用 PICMG industrial PC标准定义使用 PICMG “PCI-ISA Card Edge connector SBC”

24、主 CPU 使用 Pentium 200MMX储存器使用 DRAM/Flash disk 快速硬盘。I/O 计算机板与轴计算机板使用 PCI 卡槽标准定义使用 PCISIG “PCI Local Bus spec 2.1/2.2”使用被动的 PCI 底板。计算机系统连接与处理方式与 S4C 相同。计算机系统工作温度低于摄氏 55 度。8.机器人计算机系统机器人计算机系统PICMG passive backplane SBC ( Motorola 公司公司 设计设计 )Intel 内置路标内置路标349.机器人冷却系统机器人冷却系统冷却系统的意义在高温状态下，电气设备需要冷却装置来保证其可靠性。

25、由于供电单元(变压器、驱动板、放电电阻)自身发热，机器人控制柜必须具备冷却装置 ( 风扇换气 )。当机器人控制柜处在非常恶劣的环境下，需要关闭冷却装置来阻止控制柜与外界进行空气交换。防尘过滤网及时保养与冷却风扇正常运行对防止机器人控制系统发生故障与延长控制系统使用寿命具有重要作用。具体要求工业 PC 允许最高温度为 5560。机器人电池组单元允许最高温度为 55。机器人控制柜分隔为两个温度区域。计算机系统允许最高温度为 55。35控制柜内其他系统允许最高温度为 70。机器人周围环境允许最高温度为 52。机器人控制柜拥有驱动板后部 2-4 个冷却风扇与计算机底盘 1-2 个冷却风扇。机器人软驱不

26、配备冷却系统，使用时外界环境温度必须小于 40。外界空气温度必须小于 45，早期的 S4Cplus 系统不支持恶劣的外界环境。热交换时外界空气温度必须小于 45，在恶劣的外界环境中，需要关闭现有冷却系统，采用其他冷却方式替代。计算机电气系统最高工作温度必须小于 52，在恶劣的外界环境中，需要关闭现有冷却系统。在恶劣的外界环境下，可使用水冷却控制柜，最高工作温度必须小于 52，水冷控制柜完全密封，不配备门过滤网。( 例如 Foundry 机器人 )36ENLSESGSEDASMS接接触触器器RUN计算机系统计算机系统手动模式手动模式自动模式自动模式继电器继电器驱动驱动单元单元M电源电源AS自动模式停止，不影响手动状态，一般用于安全门。自动模式停止，不影响手动状态