工业机器人操作与运维 课件 项目2工业机器人系统安装

工业机器人操作与运维任务2.1工业机器人本体安装01工作空间与基本参数02安装工业机器人1/29

工业机器人的工作空间指的是工业机器人手腕中心在作业范围内所能达到的极限位置，ABBIRB120工业机器人的工作半径可达580mm，底座下方拾取距离为112mm。手腕中心2/29工业机器人工作空间与基本参数ABBIRB120工业机器人的转动半径如右图所示。盲区ABBIRB120工业机器人各个关节轴的正负转动方向如下图所示。三轴一轴二轴四轴六轴五轴3/29工业机器人工作空间与基本参数ABBIRB120工业机器人的规格参数参见下表。规格参数轴数6防护等级IP30有效载荷3kg安装方式地面/墙壁/悬挂安装到达最大距离0.58m底座规格180mm×180mm重量25kg重复定位精度0.01mm表1IRB120规格参数4/29工业机器人工作空间与基本参数ABBIRB120工业机器人的运动范围及速度参见下表。轴序号动作范围最大速度1轴+165°至-165°250°/s2轴+110°至-110°250°/s3轴+70°至-110°250°/s4轴+160°至-160°360°/s5轴+120°至-120°360°/s6轴+400°至-400°420°/s表2IRB120运动范围及速度5/29工业机器人工作空间与基本参数

工业机器人的工作空间指的是工业机器人手腕中心在作业范围内所能达到的极限位置，GR608工作半径可达1370mm，底座下方拾取距离为153mm。6/29工业机器人工作空间与基本参数7/29工业机器人工作空间与基本参数GR608转动半径的转动半径如右图所示。GR608各个关节轴的正负转动方向如右图所示。格力GR608工业机器人的规格参数参见下表。规格参数轴数6防护等级IP30有效载荷8kg安装方式地面安装到达最大距离1370mm底座规格300mm×300mm重量130kg重复定位精度0.04mm表1GR608规格参数8/29工业机器人工作空间与基本参数格力GR608工业机器人的运动范围及速度参见下表。轴序号动作范围最大速度1轴+170°至-170°219°/s2轴+85°至-85°217°/s3轴+80°至-85°252°/s4轴+165°至-165°294°/s5轴+115°至-115°444°/s6轴+360°至-360°450°/s表2

GR608运动范围及速度9/29工业机器人工作空间与基本参数10/29

安装前需要检查的内容见下表，针对每一条均需进行检查，以确保满足安装条件，减少返工或发生事故。序号检查内容1目测检查工业机器人确保其未受损。2确保所用的吊升装置适合于工业机器人本体的搬运操作。3确保工业机器人的操作环境符合规范要求。4将工业机器人运到其安装现场前，请确保该现场符合安装和防护条件。5移动工业机器人前，请先查看工业机器人的稳定性。6满足这些先决条件后，即可将工业机器人运到其安装现场。7如果工业机器人运送到安装现场后未直接进行安装，则必须按照环境指标要求进行储存。安装工业机器人固定工业机器人时使用的孔配置A-4个连接螺钉孔B-2个针脚孔11/29安装工业机器人固定工业机器人时使用的紧固件螺钉类型螺钉4个，M10x25螺钉的强度等级质量8.8-A3F垫圈类型垫圈10mm销钉类型销钉2个，∅6x20ISO2338-6m6x30-A1拧紧螺钉时所需的扭矩大小拧紧转矩35N·m12/29安装工业机器人IRB120的安装位置是根据工业机器人的工作空间可达范围、工作站各个工艺模块的位置去合理规划的安装工业机器人13/29查看工作站机械布局图上工业机器人底板的安装位置安装工业机器人IRB120的操作步骤14/29使用卷尺测量出工业机器人底板的安装位置并在工作站台面上做好相应的记号安装工业机器人IRB120的操作步骤15/29将M5内六角螺钉、T型螺母先装到底板的固定孔位上，这样便于后续的安装安装工业机器人IRB120的操作步骤16/29将底板放置到已经测量出的台面安装位置上安装工业机器人IRB120的操作步骤17/29使用规格为4mm的内六角扳手锁紧螺钉，固定工业机器人底板。考虑受力平衡的问题，锁紧时需以十字对角的顺序锁紧螺钉安装工业机器人IRB120的操作步骤18/29安装2个∅6x20的销钉，用于对工业机器人进行定位安装工业机器人IRB120的操作步骤19/29使用高架起重机吊升工业机器人，在工业机器人表面与圆形吊带直接接触的地方，垫放厚布，避免对工业机器人的表面造成磨损。厚布厚布支架厚布安装工业机器人IRB120的操作步骤20/29对齐工业机器人底座安装孔位和底板孔位。安装工业机器人IRB120的操作步骤21/29使用扭矩扳手、4个M10x25内六角螺钉、弹簧垫圈紧固工业机器人底座与底板。考虑受力平衡的问题，锁紧时需采用十字对角的顺序锁紧螺钉，拧紧力矩要求达到35N·m安装工业机器人IRB120的操作步骤22/29最后使用内六角扳手将固定工业机器人姿态的支架拆除。安装工业机器人IRB120的操作步骤23/29完成工业机器人本体的安装。安装工业机器人IRB120的操作步骤24/29查看机器人操作手册，确定J1轴底板的安装要求。安装时应充分考虑地基安装面强度，机器人安装地面倾斜度要求小于5°。注：安装步骤与ABBIRB120基本相同，但GR608更大，更重，搬运、安装稍有不同安装GR608机器人的操作步骤25/29起吊前请将机器人各关节调整至搬运状态，按照图示方式吊装，否则可能因重心不稳而倾倒。安装GR608机器人的操作步骤26/29注：1.吊装时，为防止机器人因重心不稳而翻倒，J1-J6应调整至搬运状态角，具体角度见下表。2.本体固定螺钉M16长度不得短于40mm，长度过短会造成固定不良等事故。3.当用吊车按机器人说明书中的说明进行起吊时，机器人需用穿过吊环的钢丝

绳和定位装置使其本体始终保持垂直。GR608各轴搬运状态角度表关节J1J2J3J4J5J6角度0°-52°52°0°90°0°安装GR608机器人的操作步骤27/29将机器人安装在固定底座上，采用4个M16×40螺栓（强度等级12.9）。安装GR608机器人的操作步骤28/29将机器人安装在固定底座上，采用4个M16×40螺栓（强度等级12.9）。安装GR608机器人的操作步骤29/29本次课程到此结束

谢谢观看工业机器人操作与运维任务2.2工业机器人控制柜安装01工业机器人控制柜认知02工业机器人控制柜安装32/23一般ABB中大型的工业机器人（有效载荷10kg以上）使用标准型控制柜，小型工业机器人（有效载荷10kg及以下）使用Compact型控制柜。Compact型控制柜33/23工业机器人控制柜认知Compact型控制柜标准型控制柜标准型控制柜的防护等级为IP54，Compact型控制柜的防护等级为IP20；Compact型控制柜的体积小，重量轻，所以它占地小，易于运输，但它的功能单一，没有空间额外添加模块。选择控制柜时一般会根据控制柜放置区域的空间大小及实际功能需要来选择标准型或Compact型控制柜。34/23工业机器人控制柜认知控制柜正面的线缆接口、按钮及一些组成模块如下图所示。A-XS.4示教器线缆连接口

B-XS.41附加轴SMB电缆连接口

C-XS.1工业机器人供电连接口D-XS.2工业机器人SMB电缆连接口E-主电源开关

F-XP.0主电源接入口G-模式开关H-紧急停止按钮

I-电机开启

J-制动闸释放按钮K-IO模块接口

L-主计算机模块35/23工业机器人控制柜认知卸下控制柜正上方的盖板，可以看到控制柜内部的结构组成，如右图所示。安全面板模块系统电源模块IO通讯模块主伺服驱动装置接触器模块控制柜正上方内部结构卸下左侧控制柜盖板后，可以看到控制柜左侧的内部结构，如右图所示。

控制柜左侧内部结构接触器模块主伺服驱动装置滤波器静电手环36/23工业机器人控制柜认知卸下右侧控制柜盖板，查看内部的模块，如下图所示。控制柜右侧内部结构轴计算机UPS不间断电源计算机单元系统电源卸下后侧的控制柜盖板，查看内部的模块，如下图所示。控制柜后侧内部结构示意图制动电阻泄流器散热风扇37/23工业机器人控制柜认知IRB120为小型工业机器人，其有效载荷10kg以下，因而使用Compact型控制柜IRC5。在现场安装控制柜的时候，需要考虑安装场地的温度条件是否符合控制柜工作时允许的环境温度条件，右表为控制柜工作时允许的环境温、湿度，IRC5Compact控制柜的防护等级为IP20。38/23参数温、湿度值最低环境温度0°C(32°F)最高环境温度+45°C(113°F)最大环境湿度恒温下最大95%IRC5控制柜工作时允许的温、湿度环境IRC5控制柜的安装39/23RC5重量较轻，无需叉车或吊装搬运，安装时主要考虑控制柜所需的安装空间，保证控制柜工作时能够散热充分，空间示意图如图所示。IRC5控制柜的安装40/23将控制柜安放到合适的位置，左右两侧和背面留出足够的空间。IRC5控制柜的安装步骤41/23将动力电缆标注为XP1的插头接入控制柜XS1的接口上，安装时注意接头的插针与接口的插孔对准，并锁紧插头。IRC5控制柜的安装步骤42/23将动力电缆另一端的插头接入工业机器人本体底座的对应R1.MP接口上，连接时注意插针与插孔对准。IRC5控制柜的安装步骤43/23使用一字螺丝刀锁紧螺钉，考虑到受力平衡，锁紧时需要十字对角的顺序锁紧螺钉。IRC5控制柜的安装步骤44/23然后将SMB电缆控制柜一端的插头插入到控制柜XS2插孔上，安装时注意插针与插孔对准，并且旋紧接头。IRC5控制柜的安装步骤45/23将工业机器人本体一端的SMB电缆插头插入到工业机器人底座SMB插孔上，安装时注意插针和插孔对准，并且旋紧接头。IRC5控制柜的安装步骤46/23根据工业机器人控制柜铭牌得知，IRB120型号的工业机器人使用单相220V电源供电，最大功率0.55kW。根据此参数，准备电源线并且制作控制柜端的接头。IRC5控制柜的安装步骤47/23根据步骤7的火线、地线、零线的接线口定义进行接线，一定要将电线涂锡后插入接头压紧。IRC5控制柜的安装步骤48/23制作完成的电源线如右图所示。IRC5控制柜的安装步骤49/23将电源接头插入控制柜XP0端口并锁紧，IRC5Compact型控制柜的安装及接线完成。注：1.其左右两边各需要50mm的自由空间，控制柜背面需要100mm的自由空间；2.切勿将电缆放置在控制柜顶部的风扇盖上，这将使检查难以进行并导致冷却不充分。IRC5控制柜的安装步骤50/23制作完成的电源线如右图所示。注：GR608-1400L安装步骤、注意事项与IRC5控制柜没有大的区别，但因为该控制柜体型较大，重量较大，因此其搬运必须使用吊装或叉车搬运。GR608-1400L控制柜的安装步骤51/231）确认机器人电控柜的重量，使用承载量大于机器人电控柜重量的钢丝绳进行起吊；

2）起吊前安上吊环螺栓，并确认固定牢固。GR608-1400L控制柜的安装步骤52/231）搬运时应避免电控柜移位或倾倒；

2）搬运时应尽可能地放低其高度位置；

3）搬运期间应避免振动、摔落或撞击电控柜。GR608-1400L控制柜的安装步骤53/231）电控柜应安装在机器人动作范围之外(安全栏之外)；2）电控柜应安装在能看清机器人动作的位置；

3）电控柜应安装在便于打开门检查的位置；4）安装电控柜至少要距离墙壁500mm，以保持维护通道畅通。GR608-1400L控制柜的安装步骤54/23注：大负载的机器人发往客户现场时，通常将本体和电柜分开运输。当机器人数量众多时，安装的时候需要特别注意。电柜与本体必须一一对应，不能随意匹配和更换。由于在出厂的时候，机器人已完成零点标定工作，零点参数已经保存在电柜中，若此时电柜和本体没有一一对应，将会导致零点丢失或零点偏差。GR608-1400L控制柜的安装步骤本次课程到此结束

谢谢观看工业机器人操作与运维任务2.3工业机器人示教器安装01工业机器人示教器认知02工业机器人示教器安装57/1458/14

在工业机器人的使用过程中为了方便地控制工业机器人，并对工业机器人进行现场编程调试，工业机器人厂商一般都会配有自己品牌的手持编程器，作为用户与工业机器人之间的人机对话工具。工业机器人手持式编程器常被称为示教器。

示教器是工业机器人控制系统的核心部件，是一个用来注册和存储机械运动或处理记忆的设备，可用于执行与操作工业机器人系统有关的许多任务：运行程序、手动操纵机器人和修改程序等。工业机器人示教器认知①连接器②

触摸屏③

硬件按钮④

紧急停止按钮⑤

控制杆⑥

使能按钮⑦

触摸笔⑧

重置按钮⑨USB端口59/14ABB示教器FlexPendant组成60/14右图所示为FlexPendant工业机器人示教器的按键（功能键按钮），其功能说明见下表ABB示教器FlexPendant组成按键编号功能描述A-D预设按键（可编程按键）1–4，可根据需求自行定义。E选择机械单元。F切换动作（运动）模式，重定向或线性。G切换动作（运动）模式，轴1-3或轴4-6。H切换增量（默认模式和增量模式的切换）。JStepBACKWARD（后退一步）按钮。按下此按钮，可使程序后退至上一条指令。KSTART（启动）按钮。开始执行程序。LStepFORWARD（前进一步）按钮。按下此按钮，可使程序前进至下一条指令。MSTOP（停止）按钮。按下此按钮，可停止程序的执行。61/14ABB示教器FlexPendant按键功能说明62/14格力机器人采用Keba系统，因而其示教器与同样采用Keba系统的汇博类似。外观正面图见右图。格力示教器SPAD认知63/14反面图格力示教器SPAD认知64/14编号名称说明1钥匙开关手动低速、手动高速、自动2指示灯RUN（运行）、ERR（报警）、MOT（自动使能）、PWR(电源)3手绑带方便用户抓持示教器4线缆示教器与控制器接线5急停开关按下急停按键，机器人停止运动；机器人运动停止后，顺时针旋转按钮手动清除错误后解除急停状态，恢复正常状态6薄膜键盘功能按键7显示屏（触摸屏）触摸操作区8提手用于悬挂示教器9触控笔用于单击触摸屏10使能开关手动模式下，上下使能，具备三个档位，中间档位断使能11USB接口USB接口外有保护盖，打开保护盖，可进行跟USB相关的操作格力示教器SPAD按键功能说明65/14格力示教器SPAD按键功能图66/14按键按键名称说明I-1轴负向手动模式下，负向调节机器人对应方向的坐标位置I+1轴正向手动模式下，正向调节机器人对应方向的坐标位置2-2轴负向手动模式下，负向调节机器人对应方向的坐标位置2+2轴正向手动模式下，正向调节机器人对应方向的坐标位置3-3轴负向手动模式下，负向调节机器人对应方向的坐标位置3+3轴正向手动模式下，正向调节机器人对应方向的坐标位置4-4轴负向手动模式下，负向调节机器人对应方向的坐标位置4+4轴正向手动模式下，正向调节机器人对应方向的坐标位置5-5轴负向手动模式下，负向调节机器人对应方向的坐标位置5+5轴正向手动模式下，正向调节机器人对应方向的坐标位置6-6轴负向手动模式下，负向调节机器人对应方向的坐标位置6+6轴正向手动模式下，正向调节机器人对应方向的坐标位置格力示教器SPAD按键功能表67/14按键按键名称说明Start开始开始运行当前已加载的程序Stop停止停止运行当前已加载的程序Jog动作模式切换用于切换机器人的动作模式（关节运行模式、笛卡尔运行模式）Mot使能用于机器人在自动模式下的使能控制V-速度加增大机器人的运行时速率V+速度减减小机器人的运行时速率F1未定义预留，未定义F2未定义预留，未定义格力示教器SPAD按键功能表（续）68/14将示教器电缆插头插到控制柜XS4插孔上，连接时注意对准插针和插孔，并将接口旋紧。安装示教器FlexPendant69/14对示教器线缆进行整理并悬挂到示教器线缆支架上。安装示教器FlexPendant70/14将示教器放置到工作站台面上的示教器支架上，工业机器人示教器安装完毕。注：格力机器人示教器SPAD的安装与FlexPendant大同小异安装示教器FlexPendant本次课程到此结束

谢谢观看工业机器人操作与运维任务2.4工业机器人末端工具安装01工具快换装置认知02安装工具快换装置主端口03安装末端工具73/17

工业机器人是一种通用性较强的自动化作业设备，可根据作业要求在法兰盘上安装各种专用末端执行器完成各种动作。

如在工业机器人法兰盘上安装夹爪工具，工业机器人可以成为一台搬运码垛工业机器人，安装涂胶工具则成为一台涂胶工业机器人等。

工业机器人末端执行器是根据不同工艺要求进行设计的，而末端执行器的更换是通过工具快换装置进行的，快换装置的主端口通常安装在工业机器人法兰盘上，快换装置的被接端口位于末端工具上。工具快换装置工业机器人法兰盘快换装置主端口快换装置被接端口末端工具74/17工具快换装置认知主端口与被接端口对接的定位位置有两个：被接端口的限位凹槽与主端口限位钢珠之间的定位，以及被接端口的定位销槽与主端口定位销的定位。此不对称结构的设计，可有效防止周向的误配合，从而实现了整个工具快换装置的精准定位，如下图所示。工具快换装置定位位置限位钢珠限位凹槽定位销定位销槽U型口U型口主端口被接端口75/17工具快换装置认知主端口壳体内设置有活塞，活塞将主端口腔体分隔为两个控制气路，气路1和气路2。气路1气路2

主端口被接端口76/17工具快换装置认知当压缩空气进入气路1时，气体推动活塞上移，钢珠脱离活塞斜面，处于松动的状态，当下拉被接端口时，钢珠会随着被接端口的下移，被挤压到活塞斜面上，此时被接端口便能与工业机器人末端的主端口脱离。气路1气路2

主端口被接端口活塞（上移）

钢珠脱离活塞斜面被接端口与主端口脱离钢珠被挤压到活塞斜面上主端口和被接端口脱离示意图向下拉被接端口77/17工具快换装置认知当需要将被接端口装载到主端口上时，只需切换压缩空气进入气路2，气体将推动活塞下移，钢珠伴随活塞运动向外顶出，滚入被接端口中对应的锁紧凹槽内，工具上的被接端口被锁