《工业机器人编程与操作》课件-项目二 工业机器人的启动和关闭

项目二

工业机器人的启动和关闭掌握工业机器人的组成学习目标掌握工业机器人的典型结构2.1.1.工业机器人的组成

工业机器人主要由工业机器人本体、控制柜、连接线缆和示教器组成。示教器通过示教器线缆与机器人控制柜连接，工业机器人本体通过动力线缆和控制线缆与机器人控制柜连接，机器人控制柜通过电源线缆与外部电源连接获取供电。2.1.2.工业机器人的典型结构（1）直角坐标工业机器人

直角坐标工业机器人一般做2~3个自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角，可实现自动控制，可重复编程，所有的运动均按程序运行。直角坐标工业机器人一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。直角坐标工业机器人因操作工具的不同，功能也不同，具有高可靠性、高速度和高精度的特点，可工作在恶劣的环境下，可长期工作，且便于操作和维修。（2）平面关节型工业机器人平面关节型工业机器人又称为SCARA工业机器人，是圆柱坐标工业机器人的一种形式。SCARA工业机器人有三个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向；还有一个移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。SCARA工业机器人精度高，动作范围较大，坐标计算简单，结构轻便，响应速度快，但负载较小。2.1.2.工业机器人的典型结构（2）平面关节型工业机器人SCARA系统在X、Y轴方向上具有顺从性，而在Z轴方向具有良好的刚度，此特性特别适合装配工作，例如将一个圆头针插入一个圆孔，SCARA系统首先大量用于装配印制电路板和电子零部件；

SCARA的另一个特点是其中串接的两杆结构类似人的手臂，可以伸进有限空间中作业然后收回。适合搬动和取放物件，如集成电路板等。2.1.2.工业机器人的典型结构（2）平面关节型工业机器人如今SCARA工业机器人广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。它的主要职能是拾取零件和装配。它的第一个轴和第二个轴具有转动特性，第三个轴和第四个轴可以根据不同的工作需要，制造成相应的多种不同形态，并且一个具有转动、另一个具有线性移动的特性。由于其具有特定的形状，决定了其工作范围类似于一个扇形区域。2.1.2.工业机器人的典型结构（3）并联工业机器人并联工业机器人又称为DELTA工业机器人，属于高速、轻载的工业机器人，一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的何服轴确定夹具中心(TCP)的空间位置，实现目标物体的运输、加工等操作。DELTA工业机器人主要用于食品、药品和电子产品等的加工和装配。DELTA工业机器人以其质量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，正在被广泛应用。

2.1.2.工业机器人的典型结构

DELTA工业机器人是典型的空间三自由度并联机构，整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台，这些特点使它具有如下特性：

1)承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能好。2)并行三自由度机械臂结构，重复定位精度高。3)超高速拾取物品，一秒钟多个节拍。

2.1.2.工业机器人的典型结构（4）串联工业机器人串联工业机器人拥有4个或4个以上旋转轴，其中6个轴是最普通的形式，类似于人类的手臂，应用于装货、卸货、喷漆、表面处理、测试、测量、弧焊、点焊、包装、装配、切削机床、固定、特种装配操作、锻造、铸造等。

2.1.2.工业机器人的典型结构

串联工业机器人有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作；可以自由编程，完成全自动化的工作，生产率高，错误率可控制，能代替人完成有害身体健康的复杂工作，比如汽车外壳点焊、金属部件打磨。

2.1.2.工业机器人的典型结构（5）协作工业机器人在传统的工业机器人逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作之时，协作工业机器人也将会慢慢渗入各个工业领域，与人共同工作。

这将引领一个全新的工业机器人与人协同工作时代的来临，随着工业自动化的发展，我们发现需要协助型的工业机器人配合人来完成工作任务，这样比工业机器人的全自动化工作站具有更好的柔性和成本优势。

2.1.2.工业机器人的典型结构2.1.3控制柜的内部组成

本节以ABBIRC5标准控制柜为例，介绍控制柜的组成。ABBIRC5控制器的所有部件都集成在一个机柜中，如图所示。

控制柜内部由机器人系统所需部件和相关附件组成，包括主计算机、机器人驱动器、轴计算机、安全面板、系统电源、配电板、电源模块、电容、接触器接口板、I/0板等。2.1.3控制柜的内部组成1、DSQC1000主计算机其相当于电脑的主机，用于存放系统和数据。2.1.3控制柜的内部组成2、DSQC668轴计算机用于计算机器人每个轴的转数。2.1.3控制柜的内部组成3、DSQC406机器人驱动器用于驱动机器人各个轴的电机。2.1.3控制柜的内部组成4、DSQC643安全面板在控制柜正常工作时，安全面板上所有指示灯点亮，急停按钮可从这里接入。2.1.3控制柜的内部组成5、DSQC661I/0电源板给I/0输入输出板提供电源。2.1.3控制柜的内部组成6、DSQC662配电板给机器人各轴运动提供电源。2.1.3控制柜的内部组成7、DSQC60924V电源模块给24V电源接口板提供电源，24V电源接口板可直接供电外部I/0信号。2.1.3控制柜的内部组成8、电容用于机器人关闭电源后，保存数据后再断电，相当于延时断电功能。2.1.3控制柜的内部组成9、DSQC611接触器接口板机器人I/0信号通过接触器接口板来控制接触器的启停。2.1.3控制柜的内部组成10、DSQC651I/0模块用于外部1/0信号与机器人系统的通讯连接。2.1.3控制柜的内部组成IRC5控制柜下方面板出厂时基本配备的接口包括XS1机器人电源接口和XS2机器人SMB连接接口。2.1.3控制柜的内部组成IRC5紧凑型控制柜面板上的按钮和开关包括机器人电源开关、急停按钮、上电按钮、模式选择开关等。①开关旋钮②模式选择开关③紧急停止按钮④松开抱闸按钮⑤上电按钮2.1.3控制柜的内部组成

1、RC5标准控制柜面板上的按钮和开关包括机器人电源开关、急停按钮、电机上电按钮、模式选择开关、网络接口和示教器电缆线接口。2.1.3控制柜的内部组成2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接1、共有三条电缆需要连接，动力电缆、SMB电缆和示教器电缆。2、转数计数器电缆连接到机器人本体底座接口。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接3、转数计数器电缆连接到控制柜接口。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接4、电机动力电缆连接到机器人本体底座接口。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接5、电机动力电缆连接到控制柜接口。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接6、用户电缆连接到机器人本体底座接口。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接7、用户电缆连接到控制柜接口。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接8、在控制柜门内侧，贴有一张主电源连接指引。ABB机器人使用380V三相4线制。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接9、主电源电缆从此接口接入。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接10、主电源接地点PE。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接11、主电源开关。接入380V三相电线。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接12、示教器连接到控制柜。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接13、控制柜接口连接完成。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接14、机器人底座接口连接完成。2.1.4、控制柜和工业机器人本体的连接2.1.5启动工业机器人1、将电源线缆与外部电源接通。2、将机器人电源开关由off旋转至on位置。2.1.5启动工业机器人3、机器人开始启动，等待片刻观察示教器，出现图示界面则开机成功。2.1.5启动工业机器人2.2.1示教器的结构

在机器人的使用过程中,为了方便地控制机器人,并对机器人现场编程调试,机器人厂商一般都会配有自己品牌的手持式编程器,作为用户与机器人之间的人机对话工具。机器人手持式编程器常被称为示教器。示教器的结构如图所示,下面介绍各组成部分的功能。1-示教器线缆;2-触摸屏;3-机器人手动运行的快捷按钮;4-紧急停止按钮;5-可编程按键;6-手动操纵杆;7-程序调试控制按钮;8-数据备份用USB接口;9-使能器按钮;10-示教器复位按钮;11-触摸屏用笔2.2.1示教器的结构①示教器线缆:与机器人控制柜连接,实现机器人动作控制。②触摸屏:示教器的操作界面显示屏。③机器人手动运行的快捷按钮:机器人手动运行时,运动模式的快速切换按钮。④紧急停止按钮:此按钮功能与控制柜的紧急停止按钮功能相同。2.2.1示教器的结构⑤可编程按键:该按键功能可根据需要自行配置,常用于配置数字量信号切换的快捷键,不配置功能的情况下该按键无功能,按按下没有任何效果。⑥手动操纵杆:在机器人手动运行模式下,拨动操纵杆可操纵机器人运动。⑦程序调试控制按钮:可控制程序单步/连续调试,以及程序调试的开始和停止。2.2.1示教器的结构⑧数据备份用USB接口:用于外接U盘等存储设备,传输机器人备份数据。提示:在没有连接USB存储设备时,需要盖上USB接口的保护盖,如果接口暴露到灰尘中,机器人可能会发生中断或故障!⑨使能器按钮:机器人手动运行时,按下使能器按钮,并保持在电动机上电开启的状态,才可对机器人进行手动的操纵与程序的调试。2.2.1示教器的结构⑩示教器复位按钮:使用此按钮可以解决示教器死机或是示教器本身硬件引起的其他异常情况。⑪触摸屏用笔:操作触摸屏的工具。

提示：触摸屏只可以用触摸笔或手指指尖进行操作,其他工具(如写字笔的笔尖、螺丝刀尖部等)都不能操作触摸屏,否则会使触摸屏损坏!2.2.1示教器的结构

机器人开机后的示教器默认界面如图所示。2.2.2示教器的主菜单操作界面

点击左上角标出的主菜单按键,示教器界面切换为主菜单操作界面,如图所示。2.2.2示教器的主菜单操作界面操作界面比较常用的选项包括输人输出、手动操纵、程序编辑器、程序数据,校准和控制面板,操作界面各选项功能说明见表。选项名称说明HotEdit程序模块下轨迹点位置的补偿设置窗口输人输出设置及查看I/O视图窗口手动操纵动作模式设置,坐标系选择,操纵杆锁定及载荷属性的更改窗口,也可显示实际位置自动生产窗口在自动模式下,可直接调试程序并运行程序编辑器建立程序模块及例行程序的窗口程序数据选择编程时所需程序数据的窗口备份与恢复可备份和恢复系统校准进行转数计数器和电动机校准的窗口控制面板进行示教器的相关设定事件日志查看系统出现的各种提示信息FlexPendant资源管理器查看当前系统的系统文件系统信息查看控制柜及当前系统的相关信息注销注销用户,可进行用户的切换重新启动机器人的关机和重启窗口2.2.2示教器的主菜单操作界面2.2.3手持示教器的正确姿势手持示教器的正确方法为左手握示教器,四指穿过示教器绑带,松弛地按在使能器按钮上,如图所示,右手进行屏幕和按钮的操作。使能器按钮是工业机器人为保证操作人员人身安全而设置的。当发生危险时,人会本能地将使能器按钮松开或抓紧,因此使能器按钮设置为两挡。轻松按下使能器按钮时为使能器第一挡位,机器人将处于电动机上电开启状态，示教器界面显示如图所示。2.2.3手持示教器的正确姿势

用力按下使能器时为使能器第二挡