BASICKNOWLEDGEOFINDUSTRIALROBOT工業機器人基本操作

安全操作規程系統安裝與連接啟動與關閉示教器CONTENTS目錄機器人模式轉換0102050304手動運行模式手動操作方式工業機器人其他常用操作工具與工件數據定義CONTENTS目錄緊急停止后的恢復方法060710080901

安全操作規程一、安全注意事項工業機器人在空間中實現運動，其運動空間便成了危險場所，有可能發生意外事故。因此，工業機器人的安全管理者及從事安裝、操作、保養工業機器人的人員在操作機器人或工業機器人運行期間，要牢記安全第一的原則，在確保自身及相關人員的安全后再進行操作。ABB工業機器人可應用于弧焊、點焊、搬運、去毛刺、裝配、激光焊接、噴涂等方面，這些應用功能必須有相應的工具軟件來實現。一、安全注意事項ABB工業機器人不管應用于何種領域，機器人在使用過程中都應避免出現以下情況：1.處于有燃燒可能的環境2.處于有爆炸可能的環境3.處于無線電干擾的環境4.處于水中或其他液體中5.以運送人或動物為目的6.工作人員攀爬在機器人上面或懸垂于機器人之下操作人員在使用機器人時應需要注意以下事項：（1）避免在工業機器人工作場所周圍做出危險行為，接觸機器人或周邊機械有可能造成人身傷害。（2）在工廠內，為了確保安全，請高度注意“嚴禁煙火”、“高壓電”、“危險”、“無關人員禁止入內”等標識，當電氣設備起火時，使用二氧化碳滅火器，切勿使用水或泡沫。（3）為防止發生危險，著裝應遵守以下事項：①穿工作服；②操作工業機器人時，不要戴手套；③內衣、村衫、領帶不要露在工作服外面；④不要佩戴特大耳環、掛飾等；⑤必須穿好安全鞋、戴好安全帽等；⑥不合適的衣服有可能導致人員傷害。（4）工業機器人安裝場所除操作人員以外，其他人員不能靠近。一、安全注意事項操作人員在使用機器人時應需要注意以下事項：（5）和工業機器人控制柜、工臺、工件及其他的夾具等接觸，有可能發生人身傷害。（6）不要強制扳動、懸吊、騎坐在工業機器人上，以免發生人身傷害或者設備損壞。（7）絕對不要倚靠在工業機器人或其他控制柜上，不要隨意按動開關或者按鈕，否則會發生意想不到的動作，造成人身傷害或者設備損壞。（8）通電中，禁止未受培訓的人員接觸機器人控制柜和示教器，否則誤操作會導致機器人發生意想不到的動作，有可能導致人身傷害或者設備損壞。一、安全注意事項1.防范措施（1）在機器人周圍設置安全防護裝置，以防造成與已通電的機器人發生意外的接觸。在安全防護裝置的入口處張貼一張“遠離作業區”的警示牌。安全防護裝置的門必須要加裝可靠的安全鏈鎖。（2）工具應該放在安全防護裝置以外的合適區域。（3）當往機器人上安裝一個工具時，務必先切斷控制柜及所裝工具上的電源并鎖住其電源開關。示教機器人前須先檢查機器人運動方面的是否存在問題如外部電纜絕緣保護罩是否損壞等，如果發現問題，則應立即糾正，并確認其他所有必須做的工作均已完成。示教器使用完畢后，務必掛回原位置。遇到緊急情況，需要停止機器人時，請按示教器、控制器或控制面板上的急停按鈕。二、安全原則2.對作業人員的要求對機器人進行操作、編程、維護等的工作的人員，稱其為作業人員。作業人員要穿上適合于作業的工作服、安全鞋，戴好安全帽，扣緊工作服的衣扣、領口、袖口，衣服和褲子要整潔，下肢不能裸露，鞋子要防滑、絕緣。作業人員分為:（1）操作人員：能對機器人電源進行ON/OFF操作；能完成從控制柜操作面板啟動機器人程序等相關操作。（2）編程人員：能進行機器人的操作；在安全防護裝置內進行機器人的編程示教、外圍設備的調試等。（3）設備維護人員：可以進行機器人的操作；在安全防護裝置內進行機器人的示教編程、外圍設備的調試等；進行機器人的維護(修理、調整、更換)作業。二、安全原則作業人員職能劃分：操作內容操作人員編程人員設備維護人員總控上電（ON/OFF）

模式選擇（實訓、演示）

示教器基本操作

操作面板上啟動機器人

操作面板復位復位報警

操作面板緊急停止

程序編制

機器人本體維護（機械、電氣）

示教器維護

控制器維護

二、安全原則02系統安裝與連接控制柜作為機器人的“控制大腦”其內部由機器人系統所需部件和相關附加部件組成，包括電源開關、急停按鈕、伺服驅動器、軸計算機板、安全面板、電源、電容、USB接口等。

控制柜內部結構DSQC1000主計算機DSQC60924V電源模塊一、控制柜內部結構DSQC611接觸器接口板IO模塊DSQC651（1）DSQC1000主計算機，它相當于計算機的主機，用于存放系統和數據。（2）DSQC60924V電源模塊，用于給24V電源接口板提供電源，24V電源接口板直接給外部I/O供電。（3）DSQC611接觸器接口板，機器人1O信號通過接觸器接口板來控制接觸器的啟停。（4）IO模塊掛在DeviceNet下，可用于外部10信號與機器人系統間的通信連接。一、控制柜內部結構控制柜部分部件功能表序號部件名稱主要功能1電源開關實現機器人控制器的啟動或關閉2急停按鈕緊急情況下，按下急停按鈕停止機器人動作3上電/復位按鈕解除機器人緊急停止狀態恢復正常狀態4自動/手動半速/手動全速切換機器人運行狀態5USB接口USB接口6示教器接口連接機器人示教器7機器人伺服電纜接口用于連接機器人與控制器接口8機器人編碼器電纜接口連接機器人本體，用于控制柜與機器人本體間數據交換9伺服驅動器接收控制柜主控計算機傳送的驅動信號，驅動機器人本體動作10軸計算機板處理機器人本體零位和機器人當前位置數據，并傳輸存儲于主計算機11安全面板操作面板的急停鍵、示教器急停鍵及外部安全信號的處理12電容確保機器人電源關閉后系統數據有足夠時間完成保存，相當于延時斷電13電源給機器人各個運動軸提供電源14DeviceNet接口DeviceNet通信15ProfibusDP接口Profibus通信一、控制柜內部結構下面以ABB機器人RB1410為例，介紹機器人本體與控制柜之間的連接方法。機器人本體與控制柜間的連接主要有XSI機器人動力電纜的連接、XS2機器人編碼器連接電纜(SMB)的連接、主電源電纜的連接。1．XS1和XS2的連接（1）將XSI機器人動力電纜端連接到機器人本體底座接口，動力電纜另一端連接到控制柜上對應的接口XS1連接至機器人本體和控制器二、系統連接（2）將XS2機器人編碼器連接電纜(SMB)一端連接到機器人本體底座接口，電纜的另一端連接到控制柜對應接口上XS2連接到機器人本體和控制器二、系統連接在控制柜門內側，貼有一張主電源連接指引圖，ABB機器人使用的是380V三相四線制，不同型號的機器人的輸入電壓可能不同，請查看對應的電氣圖。主電源的連接操作如下:（1）將主電源電纜從控制柜下方接口穿入主電源電纜二、系統連接接三相電源線二、系統連接（2）主電源電纜中的地線接入到控制柜上的接地點PE處（3）在主電源開關上，接入380V三相電源線主電源電纜接地03示教器示教器是人機交互接口，操作者可通過它對機器人進行編程調試或手動操縱機器人移動。A-連接電纜B-觸摸屏C-急停開關D-手動操作搖桿E-數據備份用USB接口F-使能器按鈕G-觸摸屏用筆放置位H-示教器復位按鈕ABB機器人示教器主要結構一、認識示教器A-預置按鈕（1-4）：通過預置按鈕可配置快捷操作功能B-選擇機械單元：自由切換機械臂C-線性運動與重定位運動切換鍵D-單軸運動軸1-3與軸4-6切換E-增量模式：搖桿沒運動一次，機器人移動固定距離或旋轉固定角度F-程序啟動按鈕：開始執行程序G-步進按鈕：按下，程序運行至下一條指令H-步退按鈕：按下，程序退后之上一條指令I-停止指令：按下，程序停止運行示教器的主要按鈕一、認識示教器ABB機器人示教器界面A-菜單欄B-狀態欄：顯示與系統有關的重要信息，電機開啟/關閉、機器人運行狀態等C-操作員窗口：顯示機器人程序消息，提示操作員進行適當操作，幫助程序有效執行D-快捷菜單欄：對系統進行快捷E-任務欄：通過ABB菜單可打開多個任務視圖（最多六個），但一次僅可操作一個一、認識示教器

通常我們用左手持示教器，右手操作示教筆，示教器整體放在左手小臂內側。手持示教器標準姿態二、正確操作示教器

使能按鈕位于示教器搖桿的右側，分為兩檔。在手動狀態下第一檔按下后機器人將處于電機開啟狀態。只有使能按鈕被按下并保持在“電機開啟”狀態才可以對機器人進行手動操作和程序調試。第二檔按下時機器人會處于防護停止狀態。當發生危險時，人本能地將使能按鈕松開或按緊，這兩種情況下機器會立刻停止，保證人身與設備的安全。二、正確操作示教器04啟動與關閉機器人系統的電源總開關、急停按鈕、通電/復位按鈕、機器人狀態開關都位于控制柜上，旋轉電源總開關即可開機。一、啟動機器人ABB機器人關機需先通過示教器界面進行系統關閉，后旋轉電源總開關即可關機。具體操作步驟如下：二、關閉機器人1.單擊“ABB菜單欄”2.單擊“重新啟動”ABB機器人關機需先通過示教器界面進行系統關閉，后旋轉電源總開關即可關機。具體操作步驟如下：二、關閉機器人3.單擊“高級”，如圖所示4.單擊“關閉主計算機”，再單擊“下一個”ABB機器人關機需先通過示教器界面進行系統關閉，后旋轉電源總開關即可關機。具體操作步驟如下：二、關閉機器人5.再次單擊“關閉主計算機”6.紅色旋鈕延逆時針方向由ON切換到OFF05機器人模式轉換ABB工業機器人運行模式主要分為自動模式、手動模式、手動全速模式。A-自動模式B-手動模式C-手動全速模式一、運行模式

在自動運行模式下，按下控制柜上電按鈕后無須再手動按下使能鍵按鈕，機器人依次自動執行程序語句并且以程序語句設定速度進行移動，自動模式主要應用于工業生產，程序編輯功能將被鎖定，自動模式下有附加保護機制，可以確保安全。具體操作步驟如下：二、自動運行模式1.在控制柜面板上旋轉鑰匙至“自動運行”并確認二、自動運行模式2.單擊“PP移至Main”，在彈出界面內單擊“是”單擊控制柜上的上電按鈕，指示燈變為常亮狀態，示教器界面顯示“電機開啟”在手動模式下主要進行機器人程序的編寫及調試、示教點位的修改等操作，手動模式下只有當操作人員長按使能鍵時才能進行機器人的運動操作，值得注意的是在手動模式下機器人只能減速移動，速度通常為250mm/s。只要操作者在安全保護空間之內工作，就應以手動速度進行操作。具體操作步驟如下：三、手動運行模式1.在控制柜面板上旋轉鑰匙至“手動運行”標識處2.長按示教器的使能按鈕，配合搖桿完成機器人空間運動三、手動運行模式06手動運行模式

工業機器人在手動運行模式下移動時主要有兩種運動模式：默認模式和增量模式。在默認模式下，手動操作桿的撥動幅度越小，機器人運行速度越慢；反之，手動操作桿的撥動幅度越大，機器人運行速度越快。手動狀態下機器人的最大運行速度可以通過示教器進行設置。對初學者而言，在默認模式下操作機器人時應將機器人最大運行速度調低。一、兩種運動模式1.單擊示教器界面右下角的手動運行快捷設置菜單按鈕二、操作桿速率設定2.單擊視圖右上角手動操作按鈕3.單擊“顯示詳情”按鈕二、操作桿速率設定4.“顯示詳情”按鈕展開后，左下角位置框內顯示為“操作桿速率”，單擊“-”和“+”即可調節搖桿速率當增量模式選擇“無”時（默認模式有效），工業機器人運行速度與手動操縱桿的幅度成正比；選擇增量大小后，運行速度是穩定的，可以通過調整增量大小控制機器人步進速度。簡單理解“即使用增量模式，搖桿每搖動一次，機器人延運動方向運動固定的距離或旋轉固定角度值。”增量模式使用及設置具體操作步驟如下：三、增量模式1.單擊示教器界面右下角的手動運行快捷設置菜單按鈕三、增量模式2.單擊視圖右上角增量模式操作按鈕3.單擊“大”“中”“小”增量按鈕之一，即選擇該增量模式07

手動操縱方式標準工業機器人是由6個伺服電機分別驅動機器人的6個關節軸。而通過操縱桿每次移動機器人的一個關節，該種運動被稱之為單軸運動。工業機器人出廠時，對各關節軸的機械零點進行了設定，在機器人機械本體上六個關節軸處有同步的標記位置，該標記位作為各關節軸運動的基準。一、單軸運動1．工業機器人的坐標系ABB工業機器人用笛卡爾直角坐標系來定義三維空間，機器人目標和位置是通過沿坐標系軸的測量來定位。在機器人系統中可以定義多個坐標系，每一個坐標系都適用于特定類型的控制或編程。工業機器人系統常用的坐標系有大地坐標系、基坐標系、工具坐標系和工件坐標系。（1）大地坐標系大地坐標系也稱全局坐標系，其坐標原點在工作單元或者工作站中有固定位置。通常用于處理若干個機器人或有外部軸移動的機器人。(2）基坐標系基坐標系一般位于機器人基座，坐標原點定義在機器人安裝面與第一轉動軸的交點處，X軸與機器人出廠時小臂方向一致，Z軸豎直向上，Y軸按右手法則確定。二、線性運動和重定位運動二、線性運動和重定位運動(3）工具坐標系

工具坐標系（ToolCenterPiontFrame，縮寫為TCPF）將機器人第六軸法蘭盤上攜帶工具的參照中心點設置為坐標系原點，創建一個坐標系，該參照點稱為TCP（ToolCenterPiont），即工具中心點。執行程序時，機器人就是將TCP移至編程位置。如果改變了工具，機器人的移動將隨之改變。ABB機器人自帶名為Tool0的工具坐標系。針對不同工具，建立不同的工具坐標系有助于機器人編程工藝步的有效實現。如果改變了工具，機器人的移動參照也隨之改變。（4）工件坐標系工件坐標系定義工件相對于大地坐標系的位置。也就是說機器人系統內可以擁有若干工件坐標系，對機器人進行編程時就是在工件坐標系中創建目標和路徑。工業機器人各個坐標系間的關系：三、線性運動和重定位運動1．線性運動機器人的線性運動是指TCP在空間中沿坐標軸做線性運動，在手動操縱機器人進行線性運動過程中，可以根據需求選擇不同工具對應的坐標系。2．重定位運動通常通過使用重定位運動來完成空間定點的機器人姿態調整，以便滿足使用需要。同時重定位運動也可用來檢驗工具數據的準確性。在手動操縱機器人進行重定位運動過程中，可以根據需求選擇不同工具對應的坐標系。在沒有選擇更改坐標系的情況下，系統默認為工具坐標系tool0，tool0為機器人出廠默認的工件坐標系。三、線性運動和重定位運動08工具與工件數據定義工具數據tooldata用于描述安裝在機器人第6軸上的工具的TCP、質量、重心等參數。不同工具以上參數一般不相同，在使用不同的工具前，應先配置相應tooldata數據，tooldata數據是機器人系統的一個程序數據類型，編輯工具數據可以對相應的工具坐標系進行修改。一、工具數據定義為了讓機器人以用戶所需要的坐標系原點和方向為基準進行運動，用戶可以自由定義工具的坐標系。工具坐標系定義即定義工具坐標系的中心點TCP及坐標系各軸方向，其設定方法包括N（3≤N≤9）點法、TCP和Z法、TCP和Z，X法。具體如下：（1）N（3≤N≤9）點法：機器人工具的TCP通過N種不同的姿態同參考點接觸，得出多組解，通過計算得出當前工具TCP與機器人安裝法蘭中心點（默認TCP）相對位置，其坐標系方向與默認工具坐標系（tool0）一致。（2）TCP和Z法：在N點法基礎上，增加Z點與參考點的連線為坐標系Z軸的方向，改變了默認工具坐標系的Z方向。一、工具數據定義（3）TCP和Z，X法：在N點法基礎上，增加X點與參考點的連線為坐標系X軸的方向，Z點與參考點的連線為坐標系Z軸的方向，改變了默認工具坐標系的X和Z方向。通常設定工具坐標系采用“六點法”即采用TCP和Z，X法（N=4）。工具數據定義方法：①首先在機器人工作范圍內找到一個精確的固定點作為參考點。②然后在工具上確定一個精確的固定點作為參考點。③手動操縱機器人，以四種不同的姿態將工具上的參考點盡可能與固定點剛好重合接觸。機器人前三個點的姿態相差盡量大些，這樣有利于TCP精度的提高。為了獲得更準確的TCP，第四點是用工具的參考點垂直于固定點，第五點是工具參考點從固定點向將要設定為TCP的X方向移動，第六點是工具參考點從固定點向將要設定為TCP的Z方向移動。一、工具數據定義

④機器人可以通過幾個位置點的位置數據確定工具坐標系TCP的位置和坐標系的方向數據，然后將工具坐標系的這些數據保存在數據類型為tooldata的程序數據中，被程序進行調用。注意：如果通過一次示教所獲的的工具坐標系參數未能達到使用要求精度，可多次對同一修改點進行示教并保存，直至工具坐標系參數能夠滿足要求為止。一、工具數據定義二、工件坐標系定義1.單擊示教器左上角的“主菜單”2.單擊“手動操縱”選項二、工件坐標系定義3.在“手動操縱”中單擊“工件坐標”選項4.單擊“新建……”按鈕，即可進入“新數據聲明”界面，新建工件坐標系二、工件坐標系定義5.在“新數據聲明”界面中，單擊名稱后“…”按鈕，系統會彈出鍵盤，用戶可自行定義名稱，然后對工件數據進行設定，最后單擊“確定”6.選中創建的“工件”，單擊左下角“編輯”，再次單擊“定義”二、工件坐標系定義7.單擊“用戶方法”后箭頭，選擇“3點”8.如圖所示，坐標原點為A，由A點到B點連線定義X軸，由A點到C點定義Y軸二、工件坐標系定義9.通過手動操作，將機器人移動到上圖的A點,在示教器操作界面，選中“用戶點X1”，然后單擊“修改位置”10.通過手動操作，將機器人移動到上圖的B點，選中“用戶點X2”，然后單擊“修改位置”,通過手動操作，將機器人移動到上圖的C點，選中“用戶點Y1”，然后單擊“修改位置”09工業機器人其他常用操作一、機器人系統時間設置ABB工業機器人可對系統時間進行設定：1.單擊示教器ABB菜單欄2.進入主界面后選擇“控制面板”選項，選擇“日期與時間”，進行日期與時間設置一、機器人系統時間設置ABB工業機器人可對系統時間進行設定：3.單擊進入“日期和時間”選項，進入“控制面板-日期與時間”界面進行設置為了避免操作人員對機器人系統文件誤刪除所引起的故障，通常在操作前應先備份當前機器人系統。此外，當機器人系統無法重啟時，可以通過恢復機器人系統的備份文件解決。機器人系統備份包含系統參數和所有存儲在運行內存中的RAPID程序。但要主要的是系統備份具有唯一性，即備份系統、恢復系統只能在同一個機器人中進行，不能將一個機器人的備份系統恢復到另一個機器人中，否則會引起故障。二、機器人系統備份1.單擊示教器ABB菜單欄二、機器人系統備份2.進入主界面后選擇“備份與恢復”選項3.單擊“備份當前系統…”，進入備份界面中，單擊“ABC…”按鈕可設置系統備份文件的名稱，單擊“…”按鈕選擇存放備份備份文件的位置二、機器人系統備份4.單擊“備份”按鈕，即可對機器人系統進行備份5.界面出現“創建備份請等待！”，等待界面消失即完成對機器人系統備份三、機器人系統恢復1.將外部存儲設備與示教器相連接，單擊示教器ABB菜單欄2.進入主界面后選擇“備份與恢復”選項3.單擊“恢復系統…”4.單擊進入備份恢復界面中，單擊“…”按鈕可以選擇恢復備份文件的位置5.選定恢復備份的文件夾，后單擊“確定”6.如圖所示恢復路徑選擇成功，單擊“恢復”7.在跳出的“恢復”對話框中選擇“是”工業機器人出廠時，已對各個關節軸的機械零點進行了設置，在機器人本體六個關節軸上有標記位，該零點作為各關節軸運動的基準。機器人零點信息是指，機器人各軸處于機械零點時各軸電機編碼器對應的讀數，零點信息存儲在本體串行測量板