《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)》課件-8.1 工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境與安全規(guī)程

項(xiàng)目八、工業(yè)機(jī)器人的手動操縱【項(xiàng)目描述】熟練地使用示教器手動操縱機(jī)器人是進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程的基礎(chǔ)。示教器是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中重要的人機(jī)交互部件，它是一種手持裝置。在機(jī)器人工作站及生產(chǎn)線調(diào)試過程中，主要利用示教器進(jìn)行現(xiàn)場編程；在機(jī)器人保養(yǎng)及故障維護(hù)過程中，主要利用示教器進(jìn)行系統(tǒng)測試等工作。同時，保護(hù)人員及設(shè)備安全是進(jìn)行機(jī)器人操作的基本前提。工業(yè)機(jī)器人操作及維護(hù)人員應(yīng)該具備必要的安全防護(hù)知識，學(xué)習(xí)必要的機(jī)器人安全操作規(guī)程。本項(xiàng)目將從機(jī)器人的日常使用與維護(hù)角度出發(fā)認(rèn)識示教器，學(xué)習(xí)如何利用示教器選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，以及如何利用示教器實(shí)現(xiàn)三種運(yùn)動模式的手動操縱。【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識目標(biāo)：了解工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境；掌握工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程；2、素養(yǎng)目標(biāo)：具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；具有高度責(zé)任心和良好的團(tuán)隊(duì)合作能力；培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和一定的創(chuàng)新意識；養(yǎng)成“認(rèn)真負(fù)責(zé)、精檢細(xì)修、文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)”等良好的職業(yè)道德。8.1工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境與安全規(guī)程1、安全標(biāo)準(zhǔn)：

工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和使用過程需要符合多類標(biāo)準(zhǔn)。例如：ABB工業(yè)機(jī)器人既符合機(jī)械安全、使用安全、氣體排放指標(biāo)、弧焊等特種工藝防護(hù)安全等國際標(biāo)準(zhǔn)；也符合人體工程學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)器人雙臂控制驅(qū)動器、可移動式裝置防護(hù)安全標(biāo)準(zhǔn)等歐洲標(biāo)準(zhǔn)；同時還符合了美國關(guān)于工業(yè)機(jī)器人及機(jī)器系統(tǒng)的安全要求、機(jī)器人及機(jī)械設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)、以及工業(yè)機(jī)器人的一般安全要求。一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境2、安全術(shù)語：ABB工業(yè)機(jī)器人的安全術(shù)語可分為安全信號和安全標(biāo)志兩類求。

（1）安全信號：是為了指明危險等級和危險類型，通過簡要描述操作及維修人員未排除險情時會出現(xiàn)的情況，而設(shè)計(jì)出來的一組圖標(biāo)。危險等級如表8-1所示，可以指導(dǎo)操作及維修人員通過圖標(biāo)提示的危險等級來確定防護(hù)級別。一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-1ABB工業(yè)機(jī)器人的安全信號（1）一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-1ABB工業(yè)機(jī)器人的安全信號（2）（2）安全標(biāo)志：

是單獨(dú)或成組粘貼在示教器及控制柜上，包含有關(guān)該工業(yè)機(jī)器人重要信息的一組圖標(biāo)，安全標(biāo)志也可稱為安全標(biāo)簽。可以為操作及維修人員在使用設(shè)備前提供必要的操作提示，如表8-2所示的安全標(biāo)志圖標(biāo)。一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-2ABB工業(yè)機(jī)器人的安全標(biāo)志1一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-2ABB工業(yè)機(jī)器人的安全標(biāo)志2一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-2ABB工業(yè)機(jī)器人的安全標(biāo)志3一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-2ABB工業(yè)機(jī)器人的安全標(biāo)志4一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-2ABB工業(yè)機(jī)器人的安全標(biāo)志5一、工業(yè)機(jī)器人使用安全環(huán)境表8-2ABB工業(yè)機(jī)器人的安全標(biāo)志6

1、安全注意事項(xiàng)

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)安全使用時，一般需要遵守如下原則。①、如果在保護(hù)空間內(nèi)有工作人員，請手動操作機(jī)器人系統(tǒng)；②、當(dāng)進(jìn)入保護(hù)空間時，請始終帶好示教器，以便隨時控制機(jī)器人；

③、注意旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動的工具，例如切削刀具。確保在接近機(jī)器人之前，這些已經(jīng)停止運(yùn)動；注意工件和機(jī)器人系統(tǒng)的高溫表面。機(jī)器人電機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn)后溫度很高；④、注意夾具并確保夾好工件。如果夾具打開，工件會脫落并導(dǎo)致人員傷害或設(shè)備損壞。夾具非常有力，如果不按照正確方法操作，也會導(dǎo)致人員傷害；二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程

1、安全注意事項(xiàng)

⑤、注意液壓、氣壓系統(tǒng)以及帶電部件。即使斷電，這些電路上的殘余電量也很危險。

2、示教器的安全使用機(jī)制

示教器是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的重要部件之一，它是一款高品質(zhì)手持終端，它配備高靈敏度的先進(jìn)電子設(shè)備。為避免操作不當(dāng)引起的故障或損壞，請?jiān)诓僮鲿r遵循以下規(guī)則。

①、小心搬運(yùn)。切勿摔打、拋擲或用力撞擊示教器。這樣會導(dǎo)致破損或故障；②、如果示教器受到撞擊，始終要驗(yàn)證并確定其安全功能（使能裝置和緊急停止）工作正常且未損壞；二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程

2、示教器的安全使用機(jī)制

③、設(shè)備不使用時，請將其置放于立式壁架（卡座）上存放，防止意外脫落；④、使用和存放示教器時始終要確保電纜不會將人絆倒；⑤、切勿使用鋒利的物體（例如螺絲刀或筆尖）操作觸摸屏，這樣可能會使觸摸屏受損，請用你的手指或觸摸筆。⑥、定期清潔觸摸屏，灰塵和小顆粒可能會擋住觸摸屏造成故障。

⑦、切勿使用溶劑、洗滌劑清潔示教器，請使用軟布醮少量水或中性清潔劑進(jìn)行清潔。

⑧、沒有連接USB設(shè)備時務(wù)必蓋上USB端口的保護(hù)蓋，如果端口暴露在灰塵中，那么它會中斷或發(fā)生故障。二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程3、重新啟動鎖定的示教器

在因?yàn)檐浖e誤或誤用而鎖定示教器的情況下，可以使用控制桿或者使用重置按鈕（位于帶有USB端口的示教器背面）解除鎖定。示教器解除鎖定的操作如表8-3所示。

表8-3示教器解除鎖定的操作二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程步驟操作參考信號1將控制桿向右完全傾斜移動三次?？刂茥U必須移動到其極限位置。2將控制桿向左完全傾斜移動一次。3將控制桿向下完全傾斜移動一次。4隨即顯示一個對話框，點(diǎn)擊Reset（重置）。重新啟動FlexPendant

4、控制柜的安全保護(hù)機(jī)制

控制柜是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)最重要的部件，它是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的心臟，為避免操作不當(dāng)引起故障或損壞，請?jiān)诓僮鲿r遵循以下規(guī)則。

（1）控制柜提供了四種安全保護(hù)機(jī)制：表8-4控制柜的安全保護(hù)機(jī)制二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程安全保護(hù)保護(hù)機(jī)制GS（常規(guī)模式）在任何操作模式下，都有效AS（自動模式）在自動操作模式下有效SS（上級安全）在任何操作模式下，都有效ES（緊急停止）在急停按鈕被按下有效

4、控制柜的安全保護(hù)機(jī)制

（2）控制柜可以連續(xù)監(jiān)控硬件和軟件功能，如果檢測到任何問題或錯誤，將啟動如表8-5所示的故障應(yīng)對機(jī)制。表8-5故障應(yīng)對機(jī)制5、手動模式（減速、全速）下的安全注意事項(xiàng)

手動模式用于對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行編程和調(diào)試。手動模式可為分兩種：手動減速模式（簡稱手動模式）和手動全速模式。二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程如果故障…那么…簡單且易于解決發(fā)出簡單的程序停止指令（SYSSTOP）。輕微并且可能解決發(fā)出SYSHALT指令，實(shí)施安全停止。嚴(yán)重，如導(dǎo)致硬件損壞發(fā)出SYSFAIL指令，導(dǎo)致實(shí)施緊急停止，必須重新啟動控制器才能返回正常操作。

5、手動模式（減速、全速）下的安全注意事項(xiàng)

在手動模式下，避免操作不當(dāng)引起的故障或損壞，請?jiān)诓僮鲿r遵循以下規(guī)則。

（1）操作速度：在手動模式下，機(jī)器人只能減速（250mm/s或更慢）運(yùn)行（移動）。只要在安全保護(hù)空間之內(nèi)工作，就應(yīng)始終以減速模式進(jìn)行操作；手動全速模式下，機(jī)器人以預(yù)設(shè)速度移動，手動全速模式應(yīng)僅用于所有人員都位于安全保護(hù)空間之外的，而且操作人員必須經(jīng)過特殊訓(xùn)練，深知潛在的危險。

（2）忽略安全保護(hù)機(jī)制：在手動模式下操作時，將忽略自動模式安全保護(hù)停止（AS）機(jī)制；

二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程

5、手動模式（減速、全速）下的安全注意事項(xiàng)

（3）使能機(jī)制：在手動模式下，機(jī)器人的電機(jī)將由示教器上的使能器啟動，即只有按下使能開關(guān)才能使機(jī)器人運(yùn)動。（4）“止-動”功能：要在手動全速模式下運(yùn)行程序，為安全起見，必須同時按住使能開關(guān)和Start（啟動）按鈕以啟動“止-動”功能。該功能允許在手動全速模式下步進(jìn)或運(yùn)行程序。

6、自動模式下的安全注意事項(xiàng)

自動模式用于在生產(chǎn)中運(yùn)行機(jī)器人程序。在自動模式下，使能開關(guān)斷開，機(jī)器人在沒有人工干預(yù)的情況下進(jìn)行運(yùn)行。在自動模式下，避免操作不當(dāng)引起的故障或損壞，請?jiān)诓僮鲿r遵循以下規(guī)則。二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程6、自動模式下的安全注意事項(xiàng)

（1）操作速度：在自動模式下，機(jī)器人以預(yù)設(shè)的速度運(yùn)行（移動）。機(jī)器人自動運(yùn)行時，所有人員都位于安全保護(hù)空間之外時，而且操作人員必須經(jīng)過特殊訓(xùn)練，深知潛在的危險。（2）有效安全保護(hù)機(jī)制：自動模式操作情況下，常規(guī)模式安全停止（GS）機(jī)制、自動模式安全停止（AS）機(jī)制、上級安全停止（SS）機(jī)制和緊急停止（ES）機(jī)制都處于活動狀態(tài)。（3）系統(tǒng)鏈干擾：自動模式下的機(jī)器人作為生產(chǎn)線的一部分，一旦出現(xiàn)故障，會影響整個系統(tǒng)。此時，生產(chǎn)線人員必須準(zhǔn)備備用機(jī)器人，以便替換故障機(jī)器人。二、工業(yè)機(jī)器人使用安全規(guī)程1、機(jī)器人系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)

（1）機(jī)器人系統(tǒng)開機(jī)：

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)開機(jī)操作的步驟如下：①、檢查線纜，確認(rèn)輸入電壓正常；②、將控制柜上的電源開關(guān)，旋轉(zhuǎn)到開機(jī)狀態(tài)；③、等待示教器初始化進(jìn)入系統(tǒng)主界面。

（2）機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)操作的步驟如下：①、確定機(jī)器人本體已經(jīng)停止動作；

三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----機(jī)器人的開關(guān)機(jī)

（2）機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)：

②、依次在示教器中選擇“ABB”按鈕→“重新啟動”→

“高級”→“關(guān)閉主計(jì)算機(jī)”；

三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作圖8-1機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)（1）----機(jī)器人的開關(guān)機(jī)

（2）機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)：

三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作圖8-1機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)（2）----機(jī)器人的開關(guān)機(jī)

（2）機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)：

③、最后關(guān)閉控制柜上的電源開關(guān)。

三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作圖8-1機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)機(jī)（3）----機(jī)器人的開關(guān)機(jī)2、機(jī)器人系統(tǒng)重新啟動

（1）需要重新啟動機(jī)器人系統(tǒng)的情況：①、安裝了新的硬件；②、更改了機(jī)器人系統(tǒng)配置參數(shù)；③、出現(xiàn)系統(tǒng)故障（SYSFAIL）；④、RAPID程序出現(xiàn)程序故障

。

（2）ABB工業(yè)機(jī)器人的重啟類型：表8-6三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----系統(tǒng)重新啟動2、機(jī)器人系統(tǒng)重新啟動

表8-6重啟類型（3）重新啟動機(jī)器人系統(tǒng)的操作步驟：①、確定機(jī)器人本體已經(jīng)停止動作；②、在示教器的“重新啟動”界面中選擇“某類重啟”；三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作類型別稱保護(hù)機(jī)制熱啟動重啟使用當(dāng)前的設(shè)置重新啟動當(dāng)前系統(tǒng)關(guān)機(jī)關(guān)閉主計(jì)算機(jī)關(guān)閉主機(jī)B-啟動恢復(fù)到上次自動保存的狀態(tài)重啟并嘗試回到上一次的無錯狀態(tài)，一般在當(dāng)前系統(tǒng)故障時使用P-啟動重置RAPID重啟并將用戶加載的RAPID程序全部刪除I-啟動重置系統(tǒng)重啟并將機(jī)器人系統(tǒng)恢復(fù)到出廠狀態(tài)----系統(tǒng)重新啟動2、機(jī)器人系統(tǒng)重新啟動

（3）重新啟動機(jī)器人系統(tǒng)的操作步驟：③、等待系統(tǒng)重啟后，示教器初始化進(jìn)入系統(tǒng)主界面。

需要指出的是，各類重啟操作后，不能關(guān)閉電源，關(guān)機(jī)操作除外。3、緊急情況處理

（1）緊急停止系統(tǒng)

機(jī)器人操縱區(qū)域內(nèi)有工作人員、末端操作器傷害了工作人員或操作了機(jī)器設(shè)備時，應(yīng)該立即按下任意緊急停止按鈕，例外：示教器和控制柜上的急停開關(guān)。三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（1）緊急停止系統(tǒng)

緊急停止系統(tǒng)的操作步驟如下：①、按下示教器或控制柜上的急停開關(guān)；三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（1）緊急停止系統(tǒng)②、觀察示教器觸摸屏的信息欄，此處顯示機(jī)器人系統(tǒng)已處于“緊急停止”狀態(tài)；三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（2）緊急停止?fàn)顟B(tài)的恢復(fù)處理從緊急停止?fàn)顟B(tài)恢復(fù)是一個簡單卻非常重要的步驟，當(dāng)系統(tǒng)存在的危險完全排除后才能進(jìn)行此恢復(fù)操作，被“鎖住”的急停開關(guān)必須通過旋轉(zhuǎn)才可以打開，最后還需要按下電機(jī)“開”按鈕，系統(tǒng)才能從緊急停止?fàn)顟B(tài)恢復(fù)正常操作。

緊急停止?fàn)顟B(tài)的恢復(fù)操作步驟如下：①、旋轉(zhuǎn)急停開關(guān)，使其復(fù)位，示教器顯示系統(tǒng)處于“緊急停止后等待電機(jī)開啟”狀態(tài)；

三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（2）緊急停止?fàn)顟B(tài)的恢復(fù)處理三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（2）緊急停止?fàn)顟B(tài)的恢復(fù)處理

②、按下控制柜上的電機(jī)“開”按鈕；三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（2）緊急停止?fàn)顟B(tài)的恢復(fù)處理

③、示教器顯示“防護(hù)裝置停止”，表明系統(tǒng)已經(jīng)恢復(fù)；三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（3）制動閘釋放機(jī)器人各軸均帶有制動閘，機(jī)器人停止時，制動閘使能。某些情況下，我們需要手動釋放制動閘，控制柜上的制動閘釋放按鈕可以完成此功能。

在釋放制動閘時應(yīng)該注意以下事項(xiàng)：①、機(jī)器人的制動閘應(yīng)該在帶電情況下手動釋放，如有必要，請使用高架起重機(jī)、叉車或類似設(shè)備來保護(hù)機(jī)器人手臂；

②、當(dāng)控制柜電源開關(guān)為“開”時，即使系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)，電源依然供電，當(dāng)工廠或車間電力中斷時，使用電池為制動系統(tǒng)供電；③、機(jī)器人型號不同，制動閘釋放按鈕的位置也不同。三、工業(yè)機(jī)器人的安全操作----緊急情況處理（3）制動閘釋放

制動閘釋放按鈕的使用方法如下：