工業(yè)機器人綜合實訓 課件 項目2 工業(yè)機器人系統(tǒng)的安裝

工業(yè)機器人技術(shù)綜合實訓項目2工業(yè)機器人系統(tǒng)的安裝任務一工業(yè)機器人系統(tǒng)的認知關(guān)節(jié)機器人定義01工業(yè)機器人本體基本結(jié)構(gòu)02控制器和示教器03認識工業(yè)機器人系統(tǒng)04認知電源線及各種通訊線纜05確定安裝方案0601關(guān)節(jié)機器人定義關(guān)節(jié)機器人定義關(guān)節(jié)機器人(Robotjoints)，也稱關(guān)節(jié)手臂機器人或關(guān)節(jié)機械手臂，是當今工業(yè)領域中最常見的工業(yè)機器人的形態(tài)之一。適合用于諸多工業(yè)領域的機械自動化作業(yè)，比如，自動裝配、噴漆、搬運、焊接等工作。工業(yè)機器人主要由工業(yè)機器人本體、控制器和示教器三部分組成。這本教材就是以ABB公司出產(chǎn)IRB120機器人（如圖2-2）為例進行學習。02工業(yè)機器人本體基本結(jié)構(gòu)工業(yè)機器人本體基本結(jié)構(gòu)工業(yè)機器人本體，又稱執(zhí)行機構(gòu)主體，用來完成機器人的各項作業(yè)。工業(yè)機器人本體主要由機械臂、驅(qū)動裝置和傳動單元組成。1.工業(yè)機器人本體機械噪音及異響檢查工業(yè)機器人本體基本結(jié)構(gòu)常見的六軸關(guān)節(jié)機器人的機械結(jié)構(gòu)，六個伺服電機直接通過減速器、同步帶輪等驅(qū)動六個關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)。六軸工業(yè)機器人一般有6個自由度，常見的六軸工業(yè)機器人包含旋轉(zhuǎn)（S軸），下臂（L軸）、上臂（U軸）、手腕旋轉(zhuǎn)（R軸）、手腕擺動（B軸）和手腕回轉(zhuǎn)（T軸）。6個關(guān)節(jié)合成實現(xiàn)末端的6自由度動作。ABB工業(yè)機器人IRB120一共有六個關(guān)節(jié)軸，如果圖所示。工業(yè)機器人本體基本結(jié)構(gòu)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)發(fā)出指令時，需要借助驅(qū)動元件使執(zhí)行元件產(chǎn)生動作。因此，驅(qū)動元件相當于人體的肌肉或脈絡一樣。目前工業(yè)機器人的驅(qū)動裝置主要有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動三種基本類型。一般情況下，工業(yè)機器人主要由電氣驅(qū)動，且多數(shù)使用交流伺服電機進行工作，控制功能好，響應快，適用于高性能、運動軌跡要求嚴格的機器人。而液壓和氣壓適合于重載、運動精度不高的場合。工業(yè)機器人本體基本結(jié)構(gòu)驅(qū)動裝置在控制執(zhí)行元件的過程中，必須借助傳動單元使機械臂末端的執(zhí)行器產(chǎn)生相應的空間運動和姿態(tài)變換。目前工業(yè)機器人廣泛采用的機械傳動單元是減速器，20kg以下的機器關(guān)節(jié)，主要采用諧波減速器。而對于20kg以上的機器關(guān)節(jié)，主要用RV減速器。此外，機器人還采用齒輪傳動、鏈條（帶）傳動、直線運動單元等進行傳動。與一般的減速器相比，工業(yè)機器人上的傳動單元是一種精密減速器，他能夠使機器人伺服電機在合理的速度下運轉(zhuǎn)，并能精確將轉(zhuǎn)速調(diào)整至機器人手臂需要的作業(yè)速度。RV減速機由一個行星齒輪減速機的前級和一個擺線針輪減速機的后級組成，RV減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動機械。03控制器和示教器控制器和示教器依據(jù)控制系統(tǒng)的開放程度，將機器人控制器分3類：封閉型、開放型和混合型。目前市場上基本上都是封閉型系統(tǒng)或混合型系統(tǒng)為主。作為工業(yè)機器人的“大腦”，控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機器人完成一定動作或作業(yè)任務的裝置，決定著機器人主要功能和性能，在機器人系統(tǒng)中也是更新和發(fā)展最快的部分，其基本功能有：示教功能、記憶功能、位置伺服功能、坐標設定功能、與外圍設備聯(lián)系功能、傳感器接口、故障診斷安全保護功能。示教器（即示教盒）是工業(yè)機器人重要的控制及手持裝置。要操作工業(yè)機器人，就必須使用機器人示教器。示教器是進行機器人的手動操縱、程序編寫、參數(shù)配置以及監(jiān)控的手持裝置，也是控制機器人執(zhí)行所有標準作業(yè)的人機交互接口。04認識工業(yè)機器人系統(tǒng)認識工業(yè)機器人系統(tǒng)1.工業(yè)機器人本體標號關(guān)節(jié)軸圖示

軸1

軸2

軸3

軸4

軸5

軸6認識工業(yè)機器人系統(tǒng)1.工業(yè)機器人本體標號接口名稱圖示

電動機動力電纜接口

轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器電纜接口

用戶電纜接口

壓縮空氣接口認識工業(yè)機器人系統(tǒng)2.工業(yè)機器人控制柜標號名稱圖示

電源總開關(guān)

急停開關(guān)

通電/復位

機器狀態(tài)E

F

G

H

I

認識工業(yè)機器人系統(tǒng)3.示教器標號名稱圖示

連接電纜

觸摸屏

急停開關(guān)

手動操作搖桿

USB接口

使能器按鈕

觸摸屏用筆

示教器復位按鈕05認知電源線及各種通訊線纜認知電源線及各種通訊線纜圖示線纜名稱作用

06確定安裝方案確定安裝方案1.檢查安裝位置和場地2.搬運和安裝機器人本體3.確定電氣接線安裝順序確定安裝方案根據(jù)工業(yè)機器人最大的運動空間以及工裝夾具運行范圍，在工業(yè)機器人的周圍1米以上的距離設置安全圍欄，以保證工作時不會產(chǎn)生干擾。圍欄一側(cè)要設置一個安全門。控制柜和操作位置要設置于看見機器人主體動作的地方，保證異常發(fā)生時無法及時發(fā)現(xiàn)。安裝工業(yè)機器人的場地要求水平度在±5°以內(nèi)，地面或安裝座要有足夠的剛度，確保場地的平面度以免機器人基座部分受額外的力，工作環(huán)境溫度必須在0℃-45℃之間。相對濕度必須在35%-85%之間，無凝露。安裝機器人基座和臺架時，要使用高強度螺栓通過螺栓孔固定。1.檢查安裝位置和場地確定安裝方案當使用起重機或叉車搬運機器人時，絕對不能人工支撐機器人機身。由于機器人機身是由精密零件組成的，所以在搬運時一定不能讓機器人受到大的沖擊和振動。搬運及安裝機器人時，也要保證周邊環(huán)境溫度在10℃-60℃內(nèi)、相對濕度在35%-85%內(nèi)。2.搬運和安裝機器人本體確定安裝方案將動力電纜分別接到機器人本體底座接口和控制柜接口將SMB電纜分別接到機器人本體底座接口和控制柜接口按照控制柜門上貼的主電源接線說明制作380V三相四線的電源電纜，然后接到主電源開關(guān)上將示教器電纜連接到控制柜接口上檢查所接電纜線路，尤其是檢查主電源電路，確認一切正常后，閉合電源開關(guān)進行調(diào)試54321感謝您的聆聽工業(yè)機器人技術(shù)綜合實訓項目2工業(yè)機器人系統(tǒng)的安裝任務二工業(yè)機器人系統(tǒng)的安裝工業(yè)機器人參數(shù)01IRC5控制柜簡介02IRC5控制柜結(jié)構(gòu)03工業(yè)機器人本體安裝04安裝IRC5控制柜05本體與控制柜電氣連接0601工業(yè)機器人參數(shù)（1）工業(yè)機器人自由度（2）工業(yè)機器人工作范圍（6）工業(yè)機器人精度工業(yè)機器人參數(shù)在編制工業(yè)機器人程序時，應先模擬現(xiàn)場位置﹐得出機器人的最佳安裝位置﹐包括機器人的安裝高度。還要注意以下情況：（3）工業(yè)機器人工作速度（4）工業(yè)機器人工作載荷（5）工業(yè)機器人分辨率工業(yè)機器人參數(shù)工業(yè)機器人的自由度是指確定機器人手部在空間的位置和姿態(tài)時所需要的獨立運動參數(shù)的數(shù)目。工業(yè)機器人工裝夾具的運動以及手指關(guān)節(jié)的自由度一般不包括在內(nèi)。作范圍是指機器人手臂末端或手腕中心所能到達的所有點的空間區(qū)域。其所形成的空間區(qū)域形狀取決于機器人的自由度數(shù)和各運動關(guān)節(jié)的類型與配置。機器人在工作載荷條件下、勻速運動過程中，機械接口中心或工具中心點在單位時間內(nèi)所移動的距離或轉(zhuǎn)動的角度。工業(yè)機器人自由度工業(yè)機器人工作范圍工業(yè)機器人工作速度工作載荷也稱為承載能力，是指機器人在工作范圍內(nèi)任何位置上所能承受的最大負載，一般用質(zhì)量、力矩、慣性矩表示。工業(yè)機器人分辨率是指能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動距離或最小轉(zhuǎn)動角度。工業(yè)機器人精度是指定位精度和重復定位精度。定位精度是指機器人的工裝夾具實際到達位置與目標位置之間的差異，用反復多次測試的定位結(jié)果的代表點與指定位置之間的距離來表示。工業(yè)機器人工作載荷工業(yè)機器人分辨率工業(yè)機器人精度工業(yè)機器人參數(shù)ABB公司出產(chǎn)的IRB120機器人的具體參數(shù)如圖工業(yè)機器人參數(shù)02IRC5控制柜簡介IRC5控制柜簡介IRC5為ABB所推出的第五代機器人控制器，該控制器采用模塊化設計概念，配備符合人機工程學的全新Windows界面裝置，并通過MultiMove功能實現(xiàn)多達4臺的工業(yè)機器人的完全同步控制。03IRC5控制柜結(jié)構(gòu)控制柜的外部結(jié)構(gòu)一般有示教器插頭、伺服電纜插頭、附加軸SMB插頭、SMB插頭、主電源插頭、主電源開關(guān)、安全面板接口、狀態(tài)切換開關(guān)、急停按鈕、IO模塊接口、上電/復位按鈕等。控制柜內(nèi)部則由機器人系統(tǒng)所需部件和相關(guān)附件組成，包括主計算機、機器人驅(qū)動器、軸計算機、安全面板、系統(tǒng)電源、配電板、電源模塊、電容、接觸及接口板、IO板等構(gòu)成。IRC5控制柜結(jié)構(gòu)打開控制柜上方的蓋子，可看到內(nèi)部的模塊IRC5控制柜結(jié)構(gòu)從左側(cè)打開蓋子，查看內(nèi)部的模塊從右側(cè)打開蓋子，查看內(nèi)部的模塊IRC5控制柜結(jié)構(gòu)控制柜內(nèi)的模塊分布情況控制柜門上的模塊分布情況04工業(yè)機器人本體安裝拆箱后將工業(yè)機器人本體從底座上拆下工業(yè)機器人本體安裝拆箱后狀態(tài)拆卸固定螺絲將機器人本體固定到實訓臺面，并將固定機器人姿態(tài)支架拆卸工業(yè)機器人本體安裝固定到實訓臺05安裝IRC5控制柜動力電纜接入SMB電纜接入示教器電纜接入電源電纜接入1.2.3.4.安裝IRC5控制柜安裝IRC5控制柜機器人本體與控制柜之間需要連接三條電纜：動力電纜、SMB電纜和示教器電纜，具體連接方式安裝IRC5控制柜將動力電纜標注為XP1的插頭接入控制柜1.動力電纜接入將動力電纜標為R1.MP的插頭接入機器人本體底座的插頭上安裝IRC5控制柜將SMB電纜（直頭）接頭插入到控制柜XS2端口2.SMB電纜接入將SMB電纜（彎頭）接頭插入到機器人本體底座SMB端口。安裝IRC5控制柜將SMB電纜（直頭）接頭插入到控制柜XS2端口2.SMB電纜接入將SMB電纜（彎頭）接頭插入到機器人本體底座SMB端口。安裝IRC5控制柜將示教器電纜（紅色）的接頭插入到控