搬运机器人说明书


搬运机器人说明书

前言
本说明书阐述了此四自由度搬运机器人使用方法。 请仔细阅读并 理解此说明书后使用机器人。 打开包装请先对照装箱清单检查配件是 否齐全,若有遗漏请尽快与我们联系。

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目 录........................................................................................................................................... 2 1.0 概述............................................................................................................................................ 3 1.1 机器人的搬运及安装................................................................................................................ 4 1.1.0 注意事项......................................................................................................................... 4 1.1.2 机器人安装环境 ............................................................................................................. 6 1.1.3 机器人运动范围及安全围栏安装 ................................................................................. 7 1.1.4 机器人的搬运方法 ......................................................................................................... 8 1.1.5 基座安装尺寸............................................................................................................... 10 1.1.6 机器人端持器的安装 ................................................................................................... 11 1.1.7 气路连接....................................................................................................................... 12 1.2 机器人控制柜的搬运与安装 .................................................................................................. 13 1.2.0 注意事项....................................................................................................................... 13 1.2.2 机器人控制箱的内部电气接线 ................................................................................... 15 1.2.3 机器人控制箱的搬运 ................................................................................................... 16 1.2.4 机器人控制箱的外部连接 ........................................................................................... 18 1.3 机器人系统与生产线的连接 .................................................................................................. 21 1.4 机器人操作方法...................................................................................................................... 22 1.4.0 机器人的开关机 ............................................................................................................ 22 1.4.1 操作界面的认识 ............................................................................................................ 23 1.4.2 操作界面的使用方法 .................................................................................................... 24 1.4.3 参数设置的简单说明 .................................................................................................... 31 1.4.4 暂停旋钮的使用 ............................................................................................................ 32 1.5 常见故障分析及处理.............................................................................................................. 33 1.5.0 机器人无法运行 ........................................................................................................... 33 1.5.1 机器人未按既定规划运行 ........................................................................................... 34 1.5.2 机器人系统提示“系统正在运行” ........................................................................... 34 1.5.3 系统异常处理............................................................................................................... 34 1.6 机器人保养与维护.................................................................................................................. 36 1.6.0 机械部件的养护 ............................................................................................................ 36 1.6.1 控制系统的维护 ............................................................................................................ 36 1.7 搬运机器人性能参数.............................................................................................................. 37 1.8 搬运机器人配置清单.............................................................................................................. 38

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1.0 概述
此码垛机器人属四自由度柱面坐标机器人, 柱面坐标机器人的空 间位置机构主要由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成,其动作空 间呈圆柱形。此码垛机器人有四个自由度,除旋转基座、垂直和水平 移动外,还有前端端持器的旋转共四个自由度。

图1

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1.1 机器人的搬运及安装
1.1.0 注意事项
当搬运机器人到其安装位置时, 必须严格按照说明书所述措 施操作,请详细阅读并理解以下说明事项:

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1.1.1 警告标示

此说明书中,请注意以下符号。 为确保机器人的正确安全操作、防止人员伤害和财产损失,必须 特别注意以下提示信息。

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1.1.2 机器人安装环境
请把机器人布置在满足以下条件的地方。 1、请确保安装地面的水平度在±5°以内。 2、确保地面和安装座有足够的刚度。 3、确保平面度以避免安装部件受额外的力。 4、工作环境温度必须在 0℃~45℃之间。 (在低温条件下运行时, 由于润滑脂/油的粘度较高,会引起误差或者过载,请先以低速预热 机器人。 ) 5、相对湿度在 35%~85%之间,无凝露。 6、确保安装位置无易燃、腐蚀性液体和气体。 7、确保安装位置不受过大的振动影响。 8、确保安装位置最小的电磁干扰。 9、确保安装位置有足够的机器人运动空间,并安装安全围栏(机 器人运动范围及安全围栏安装见 1.1.3) 。

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1.1.3 机器人运动范围及安全围栏安装
此机器人运动范围以固定端持器的法兰盘的中心所能到达的范 围来确定。

图2

以最大运动范围设计安全围栏, 应保证安全围栏能将机器人与操 作人员还有其他设备完全隔离开,保证设备之间各自运行互不干扰, 以免发生事故,造成人员伤害和设备损坏。设计方案如下图所示:

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图3

1.1.4 机器人的搬运方法
对机器人进行搬运时请先将机器人防尘外壳拆除, 再通过机器人 上方的两个吊环与前部的两个吊装用螺栓对机器人进行吊装。 吊装时 需将机器人防尘外壳拆除,吊装位置如下图所示:

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图4

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1.1.5 基座安装尺寸
安装机器人时,请使用高强度螺栓通过基座螺栓安装孔固定。基 座安装尺寸如下图所示:

图5

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1.1.6 机器人端持器的安装
作为搬运机器人,机器人端持器根据需要进行合理设计匹 配,通过机器人前端端持器固定法兰盘与机器人进行安装。通常 搬运机器人发货时已配相应的端持器, 只需用高强度螺栓将其与 机器人安装到一起即可。连接尺寸如下图所示:

图6

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1.1.7 气路连接
机器人底座上固定一气源处理三联件,用 ? 的气管接入到三联 8 件的输入接口,输出接口同样用 ? 的气管接到机器人底座的气管接 8 口。将气压调整到 0.4MP 左右即可。压力表位于机械人底座壳体上。

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1.2 机器人控制柜的搬运与安装
1.2.0 注意事项
当搬运机器人控制柜到其安装位置时,必须严格按照说明书 所述措施操作,请详细阅读并理解以下说明事项:

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1.2.1 机器人控制箱安装环境

请把控制柜布置在满足以下条件的地方: 1、环境温度 0℃~45℃之间。 2、相对湿度在 35%~85%之间,无凝露。 2、确保安装位置无易燃、腐蚀性液体和气体。 3、无过大振动。 5、无电气干扰。 6、电源供电电压在规定范围内。 (±10%以内) 7、具备专用接地线。 (100Ω 以下) 8、安装位置位于机器人运动范围以外至少 1m 距离、安全围栏以 外。

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1.2.2 机器人控制箱的内部电气接线
注意事项: 箱内有 220V 伺服电机用电和 DC24V 开关电源用电, 注意区分。 a)工控一体机、开关电源、380V~220V 变压器电气接线示意图:

图7

图 10 中继电器中左侧为启动按钮配套使用的继电器, 右侧两个继 电器左侧为水平轴电机制动继电器、右侧为竖直轴。具体接线参见伺 服单元接线电气图 D1-Model。 b)伺服驱动器 CN1 端子、CN2 端子、水平轴以及竖直轴的制动信 号、伺服电机接线: 其中 CN1 端子连接顺序, 编码器端子 CN2 连线见电气图纸 D2-Model 和 D3-Model。 c)启动、急停、启停按钮,行程开关(即限位开关) 、零位传感器、
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以及其他开关输入量的连接示意图:见电气图纸 D4-Model 特别注意:急停按钮的常开触点、启停按钮的常开触点都作为开 关输入量分别输入 X2.0 和 X2.1。 d)控制板卡各 IO 接线示意图: (见电气图纸 D5-Model)

图8

按照图纸 D5-Model 接线即可。

1.2.3 机器人控制箱的搬运
机器人控制柜的搬运可使用吊车, 在机器人控制柜的上方有两个 吊装环用于搬运机器人时吊装用。请严格遵守以下事项: 1、在吊运过程中严禁人员触摸、支撑机器人,禁止站在提起的机 器人控制柜的下方。 2、吊装前检查机器人控制柜吊环是否松动,如有松动请紧固好松 动吊环后再进行吊装。 3、请检查吊绳是否可靠,强度是否可以吊运 200Kg 的重量。
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4、检查工作做完后,请按照下图所示将吊绳穿入两个吊环。

图9

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1.2.4 机器人控制箱的外部连接
机器人控制柜输入电源接入前请首先保证整个机器人系统线路 已经连接无误。

1、控制柜与机器人的连接 机器人控制柜端线路已经连接完毕, 均已接到控制柜右侧的航空 接头。后只需将机械手部分电路的接头连接到控制柜右侧即可。

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图 14

2、控制柜输入电源的接入

请接入三相 380V 电源,按照以下步骤接入初级电源: (1)将初级电源侧断路器关掉,切断初级电源后进行连接,以 免发生触电事故。 (2)将机器人控制柜初级电源输入端空气开关关断,切断控制 柜电源输入。 (3)选择有一定余量的电缆,按照图示要求小心的接好电缆。 (4)用专用工具检查初级电源连接是否正确无误。 (5)打开初级电源断路器,检测机器人控制柜电源输入端空气 开关输入电源是否正确。
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(6)机器人控制柜电源输入端空气开关输入正确电源后,将空 气开关开通,机器人可以正常工作。

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1.3 机器人系统与生产线的连接
机器人控制柜已接好一条与生产线通信线缆, 只需将入料信号接 入即可。 注意在与生产线通信信号的连接过程中必须保证机器人系统 与生产线系统都处于断电状态, 避免发生触电事故造成人员伤害和设 备损坏。如需添加其他通信信号请与我们联系。

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1.4 机器人操作方法
请详细阅读此操作说明并理解后对机器人进行操作, 此操作说明 详细介绍了机器人的操作方法和操作注意事项, 但不可能把所有情况 都考虑到,如遇未介绍到的问题请与我们联系。

1.4.0 机器人的开关机
在确认机器人系统连接安装无误后,可以操作机器人了。机器人 人开机前,请确认急停开关已拍下,旋钮开关处在暂停位置。因为总 开关需要在控制柜的门关闭之后操作, 故需要在关闭电器柜的门之前 打开控制柜内的四个伺服开关。然后将机器人外部供电电源接通,打 开机器人系统总开关, 总开关位于控制柜左上角, 即屏幕左上角。 这 样控制柜的上电即完成。 工控机是通过上电开机的,稍等一会便可进入工控机待机画面。 开机完毕后 控制软件自动启动。正常状态下,屏幕的工作状态

及报警信息区域内会显示“P 轴伺服异常”的报警信息。 通过控制柜前面板上的绿色启动按钮启动伺服驱动器, 按下后伺 服驱动器启动,电机通电。此时面板上警告信息会变为提示回零的信 息。若上次关机前没有回零时,则一定要在硬件回零之后,方可进入 正常工作状态。 面板上的红色按钮为急停按钮,可在紧急状态下断开驱动器电 源,保证操作工以及机械臂的安全。黑色旋钮为启停旋钮,功能与软
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件的暂停相同。 若工作中按下了急停按钮, 则需要重启机械手系统。 并在开机之 后进行硬件回零!在回零过程中,可能会遇到系统软限位的情况,此 时可按照 1.4.2,将 6 区域中的参数设置中的软限位解除,在回零完 毕后,务必将软限位选择启用!

1.4.1 操作界面的认识

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图 10

操作界面主要由六个区域组成, 其中区域 1 为指令显示区域, 区 域 2 为坐标显示以及反馈显示区域, 区域 3 为机器人手控面板操作区 域,区域 4 为限位状态显示区域,区域 5 为报警信息以及工作状态显 示区域,区域 6 为软件操作区域。

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1.4.2 操作界面的使用方法
1、区域 1 的使用 区域 1 是路径显示区域,当前指令为机器人正在进行的动作指 令,下条指令为机器人将要进行的动作指令。 2、区域 2 的使用 区域 2 为当前机器人各轴坐标显示区域, 以及电机编码器反馈信 息显示区域,示教程序时将当前点存入响应点位。 3、区域 3 的使用 区域 3 为机器人单步动作操作区域,可手动执行水平向前向后, 竖直向上向下,底座向左向右,手爪向左向右等动作,还可以手动进 行手爪开闭,旋转气缸旋转,流水线开关控制等。禁用按钮为保护机 器人工作状态,将其他按钮置为不可用状态。 4、区域 4 的使用 区域 4 为限位状态的显示, 用于显示各个限位开关的状态是否正 常。正常运行过程中机器人不会处于硬限位状态,如果某个轴处在硬 限位状态此轴显示会由绿色变成红色,此时机器人处于锁止状态,且 软件无法操作处于死机状态,需将对应的限位开关短接,使系统恢复 正常状态后将机器人移动至正常位置,然后将短接的线拿掉,然后回 零即可正常使用。 5、区域 5 的使用 区域 5 为报警信息以及工作状态显示区域, 显示系统是否工作正

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常, 以及是否有来料。 若系统运行正常则指示灯为绿色, 否则为红色。 系统运行过程中产生的警报信息、系统状态都将显示下面的部分。若 有来料,则入料指示灯显示有红色变为绿色。 6、区域 6 的使用 (1)区域 6 为软件操作区域,其中【关于】为机器人版本信息 和单位信息,点击后显示如下:

图 11

(2)点击【参数设置】键会弹出如下对话框:

图 12

点击输入框后弹出数字键盘即如下对话框:

图 13

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A、 点击数字即可输入对应的数字, 输入用户参数密码, 【确 点击 认】键进入如下用户参数设置对话框:

图 14

其中 【手动速度】设置区域可以设置电机单动时的直线快移速度,底 座旋转速度和手爪旋转速度。 【时间参数】设置区域可以设定机器人工作频率、 气缸单程时间、 旋转气缸单程时间、工进占空比、T1:(T1+T2)、抓物抬升时间比。 【过程控制】设置区域可以设置引弧高度和安全高度。 (引弧高度 在此处未使用。 安全高度是指在进行搬运动作时为防止机械臂与空间 障碍物相撞,拉升运动过程中的躲避高点,再向倾倒点运动)

注意:安全高度必须高于托盘的高度。
【码垛方式】设置区域可以选择示教层数、码垛层数,物品高度。
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此控制中需将示教层数和码垛层数设置为 1。物品高度可设置为 0. 【软限位设置】 区域可以选择软限位开启还是关闭 (默认为开启) 。 【扩展参数】区域可以设置托盘高度,B 轴安全转角(当放盘位 置低于流水线位置时,为防止机械臂与流水线相撞,B 再运行出安全 转角后再下降) 。 注意:修改参数后需要重启软件! B、点击数字输入系统参数密码,点击【确认】键进入如下系统 参数设置对话框:

图 15

【参数设定】 对话框里面需要根据机器人结构确定机构尺寸、 丝 杠导程和各轴减速比,所有参数请不要随意更改。 注意:修改参数后需要重启软件! 【IO 测试】对话框显示各轴零点、限位以及控制器输入输出信号 的状态,如下图:
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图 16

【电机调整】对话框可以对各轴电机的运动精度进行检测,如下图:

图 17

C、点击数字输入示教界面密码,点击【确认】键进入如下设 置界面

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图 18

【等待点】为机械手在工作过程中等待入料的点。 : 存点过程见 【流 水线】 。 【流水线】 :为生产线末端抓取点的坐标,在示教时,在回零的前 提下,在机器人动作操作界面通过手动调整手爪位置到末端抓取位 置,进入上图设置界面,点击零点右侧的保存按钮,可将此点坐标存 入零点。 【倾倒点】 :旋转气缸进行旋转的点,在此点完成倾倒的动作。 【放盘点】 :存放托盘的点。 (3) 【手动】操作键对机器人进行单步操作的键。 (4) 【自动】操作键让机器人自动运行的操作键,在点击“自动” 前请先将控制柜前面板上的旋钮开关由“暂停”打到“运行”状态, 自动运行过程中可通过旋钮开关对机器人进行暂停和运行状态的切
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换。 (5) 【回零】键点击以后进入对机器人回零操作的界面:

图 19

左上四个按钮分别对应四个轴的硬件回零(H 水平,V 竖直,B 底座,P 手抓) 。 以下两种情况需要硬件回零: 1) 2) 系统在未进行软件回零的前提下断电! 系统运行过程中出现驱动器报警的情况!

水平轴、竖直轴回零方向为由正向负,即在手抓足够靠前,足够 高的时候,点击 【H 轴回零】【V 轴回零】按钮可以进行水平和竖 、 直两轴的回零操作。底座和手抓回零旋转方向为由负向正,即顺时针 方向回零。故需将其位置转到零位之前。然后点击【B 轴回零】【P 、 轴回零】 。各个轴的移动通过手动来完成。在各个轴回零的过程中, 其他按钮不可用。一个轴回零结束后,会提示该轴回零结束。其他按 钮变为可用状态。待四轴回零均结束后,方可进入正常工作状态。 点击【软件回零】 ,各轴按照规划共同回到零位。 注意:机器人各轴全部进行回零操作以后才可以进行示教及其运
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行的操作。 (6) 【停止】键已外接到控制柜面板旋钮开关。 (7) 【退出】键用于关闭软件退出操作使用。

1.4.3 参数设置的简单说明
大部分系统参数均已设置好。无需改动。可以改动的参数有:输 入用户参数界面密码(默认为 1)进入后 左侧的【工作频率】【气 、 缸单程时间】【旋转气缸单程时间】 、 ,右侧的【安全高度】等。 【工作频率】为每小时工作次数。最高工作频率在大约 300 次左右。 【气缸单程时间】为夹持气缸的夹紧或松开时间。 【旋转气缸单程时间】为旋转气缸旋转单程所需要的时间。 【安全高度】为机械手在流水线侧以及放盘侧的抬升高度。此处的数 值与真实距离不同。可先按照真实数据设定,后进行调整。

输入系统参数密码(默认值为 2)进入后 的参数为电机运动参数等, 基本不用改动。

输入示教界面密码(默认值为 3)进入后为 各个工作点的设置。在 需要改动工作点位置时,即需要改动此处。设置五个点:流水线 1, 流水线 2,等待点,倾倒点,放盘点。各点含义与名字相同。机械手 通过手动运动到相应位置后,进入本界面后点击相应位置右侧的【保 存】按钮即可保存此点的信息。

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1.4.4 暂停旋钮的使用
暂停旋钮的作用是在系统自动运行过程中,使机械手暂停于 某个状态。它发挥作用是在本动作完成之后,即在正常运行中, 暂停旋钮 旋动之后,机械手不会立刻停止,而是继续运动到本动 作结束之后,再停止。 (动作的划分是通过,点到点以及气缸的动 作进行的。即气缸打开或者关闭均为一个动作,机械手由一点运 行到另一点也是一个动作。 )在机械手进入暂停状态之后,旋动暂 停旋钮,可继续之前的动作。

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1.5 常见故障分析及处理
机器人属精密自动化设备,请严格按照说明书所述步骤进行操 作,以免产生运行故障。

1.5.0 机器人无法运行
1、急停按钮是否旋起 如果急停已拍下,系统会提示请先将急停按钮打开。 2、通过软件界面观察各个限位是否正常 首先将机器人动力电源切断,即控制柜左上方中间空气开关断 掉,观察软件里硬限位是否都处在未接通状态,如硬限位有红色报警 则需手动将机器人运转到脱离硬限位的正常状态,再重新回零。 3、检查机器人电源是否接通 首先将初级电源断掉,逐级检测电源输入无误后,接通初级电源 检测各电源节点供电是否正常, 如检测出线路故障必须将初级电源断 掉以后在进行修改,以免发生触电事故或烧毁机器人系统。 4、检查机械故障 电源线路检查无误后,如机器人还不能运行,再对机器人机械系 统进行检查。检查传动机构是否有异物卡住,或运动范围内是否产生 运动干涉。定期对传动系统进行润滑。

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1.5.1 机器人未按既定规划运行
1、机器人运行前未进行回零操作 机器人在运行之前需进行回零操作, 否则系统会提示请先进行回 零,回零前保证机器人在回零正常范围之内。 2、观察伺服驱动是否正常 打开机器人控制柜,观察各个驱动器是否显示正常即处于“run” 状态。

1.5.2 机器人系统提示“系统正在运行”
机器人控制系统软件须严格按照说明书叙述操作, 如出现误操作 系统基于安全保护会提示“系统正在运行” ,此时点击确定后即可回 到正常操作状态。

1.5.3 系统异常处理
若【系统状态】指示灯为红色则系统异常。查看【系统状态】和【报 警信息】两栏。根据提示进行相应处理。以下为常见报警: 1) “系统上次关机未回零,请手动回零!” 系统在不是零点的位置断电 (写有 “凌康数控” 的控制板断电) 之后, 系统需要进行硬件回零(各个轴单独回零) ! 另外在电机运行过程中出现过载情况,也需要进行硬件回零。过载时 往往导致坐标不再准确! 要求在关机之前,软件回零,以避免不必要的麻烦!! !
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2) “系统急停,请先回到零位! ” 当 急停 被按下后,系统提示软件回零。点击【回零】按钮弹出界面 中的【软件回零】即可! 3)"停机前请先进行软件回零。" 在关机前,一定要软件回零!使机械手处于零位状态关电源。 4) 【系统状态】为: “系统异常”【报警信息】为“某轴伺服异常” , 。 电机顺序为 H(水平)、V(竖直) 、B(底座) 、P(手抓)分别对应控 制柜中从左到右四个电机。此种情况通常由于电机过载导致。检查控 制柜中的驱动器。显示信息若不是“run” ,重启相应驱动器!然后, 如果【系统状态】仍为“系统异常”【报警信息】为空。则点击【退 , 出】按钮,退出系统。然后双击 “我的设备\硬盘\启动”文件夹下的 Manipulator.exe 文件。如果在重启驱动器后,系统报警消失,则系统 恢复正常。 电机过载,驱动器重启后,需要在硬件回零之后,方可进入正常工作 即可!

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1.6 机器人保养与维护
此机器人属精密自动化设备, 所使用机械部件及控制系统需定期 进行保养和维护。

1.6.0 机械部件的养护
机器人主要运动部件和传动部件需定期进行检查磨损情况并进 行润滑保养,及时更换存在安全隐患的磨损较重部件。 机械结构润滑主要有两种,一是滑道和滚珠丝杠两部分的润滑。 主要通过向油嘴中注入较稀的润滑脂(常用润滑脂即可)来实现,可 同时向滑道涂抹少量润滑脂。半月一次即可。另一种情况为滚动轴承 的润滑,半年一次即可。

1.6.1 控制系统的维护
机器人控制系统需定期进行检查维护, 检查各动力线路和信号线 路是否有焦化现象或损坏现象,及时更换受损线路,防止出现短路和 触电事故的发生。检查各接插件是否有松动现象,及时紧固松动连接 保证机器人正常运行。如有不明问题请与我们联系。

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1.7 搬运机器人性能参数
1、机器人负载重量范围:30kg(不含抓手重量) ; 2、 产能: ≥300 盘/小时 (满载运行, 垂直 600mm, 水平 1600mm,120 度旋转时) ; 3、机械手运动过程如下:

4、设备工作制度:330 天/年(或 8000 小时/年) ,24 小时连续运 行。 5、机器人运动范围:见图 2; 6、机器人重复定位精度:± 1mm。

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1.8 搬运机器人配置清单
名称 机架 上下支撑梁 支撑梁:Q235 减速机 减速机 直线导轨 1 直线导轨 2 滚珠丝杠 1 滚珠丝杠 2 旋转支撑 标准件 润滑系统 同步带 伺服电机 伺服电机 伺服电机 伺服驱动器 伺服驱动器 安川 安川 安川 安川 安川 2kW 3kW 400W SGDV SGDM HIWIN HIWIN HIWIN HIWIN 洛阳轴承 520mm 760mm S=10mm S=10mm 住友 1:87 1 1 2 2 1 1 1 若干 1 3 2 1 1 1 2 品牌 A3、45#钢 前臂:铝合金 100Kg 1 参数 700Kg 数量 1

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名称 伺服驱动器 航空插头 电缆 防尘外壳 开关电源 电气元件 控制柜

品牌 安川

参数 SGDM

数量 1 3

绿灯行

若干 1

施耐德电气

24V10A

1 若干 1

Atoml1.6G 工业级无风扇主板, 内存 1G,电子盘 512MB,Win 主控制器 CE, 寸触摸屏 800*600c 分辨 15 率 控制器 4 轴控制,24 点入,6 点出

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