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ABB机器人实用手册

一、系统安全
以下的安全守则必须遵守,因为机器人系统复杂而且危险性大,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 万一发生火灾,请使用二氧化炭灭火器。 急停开关(E-Stop)不允许被短接。 机器人处于自动模式时,不允许进入其运动所及的区域。 在任何情况下,不要使用原始盘,用复制盘。 搬运时,机器停止,机器人不应置物,应空机。 意外或不正常情况下,均可使用 E-Stop 键,停止运行。 在编程,测试及维修时必须注意既使在低速时,机器人仍然是非常有 力的,其动量很大,必须将机器人置于手动模式。 气路系统中的压力可达 0.6MP,任何相关检修都要断气源。 在 不 用 移 动 机 器 人 及 运 行 程 序 时 , 须 及 时 释 放 使 能 器 (Enable Device)。 调试人员进入机器人工作区时,须随身携带示教器,以防他人无意误 操作。 在得到停电通知时,要预先关断机器人的主电源及气源。 突然停电后,要赶在来电之前预先关闭机器人的主电源开关,并及时 取下夹具上的工件。 维修人员必须保管好机器人钥匙,严禁非授权人员在手动模式下进入 机器人软件系统,随意翻阅或修改程序及参数。

第一章 综述
一、S4C 系统介绍:
全开放式 对操作者友善 最先进系统 最多可接六个外围设备 常规型号: IRB 1400,IRB 2400,IRB 4400,IRB 6400 IRB 指 ABB 机 器 人, 第一位数(1,2,4,6)指机器人大小 第二位数( 4 )指机器人属于 S4 或 S4C 系统。 无论何型号,机器人控制部分基本相同。 IRB 1400:承载较小,最大承载为 5kg,常用于焊接。 IRB 2400:承载较小,最大承载为 7kg ,常用于焊接。
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IRB 4400:承载较大,最大承载为 60kg 常用于搬运或大范围焊 接。 IRB 6400:承载较大,最大承载为 200kg,常用于搬运或大范围 焊接。

二、机器人组成:

机器人由两部分组成: Controller: 控制器。 Manipulator: 机械手。 操作人员通过示教器和操作盘操作机器人。

左边是示教器(Teach Pendant)。
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右边是操作盘 (Operator’s Panel) 。

1、机械手(Manipulator)
? 由六个转轴组成空间六杆开链机构,理论上可达空间任何一点。 ? 六个转轴均有 AC 伺服电机驱动,运动精度(综合)达正负 0.05mm 至正 负 0.2mm。每个电机后均有编码器。 ? 有一个手动松闸按钮,用于维修时使用。 ? 机器人必须带有 24VDC。(机器人配置) ? 带有串口测量板,测量板带有六节 1.2V 的锂电池,起保存数据作用。 六根轴的名称及运动方式:

Axis1: 一轴。 Axis2: 二轴。 Axis3: 三轴。 Axis4: 四轴。 Axis5: 五轴。

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Axis6: 六轴。

2、控制系统:(Controller)

Mains Switch: Teach Pendant: Operator’s Panel: Disk drive:

主电源开关。 示教器。 操作盘。 磁盘驱动器。

S4 系统机器人控制箱有两种型式: 1700?915?530mm 1300?915?530mm S4C 系统机器人控制箱有两种型式: 1300?915?530mm 950?800?540mm

3、外围:
? 操作面板 ? 示教板
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? ? ? ? ? ?

软盘驱动器 计时器 打印插口 电源开关 动力电缆 信号电缆

操作盘功能介绍

MOTORS ON:马达上电。 Operating mode selector:操作模式选择器。 AUTOMATIC:自动模式。用于正式生产, 编辑程序功能被 定。 MANUAL REDUCED SPEED:手动减速模式。 用于机器人编 程 测试。 MANUALFULLSPEED:手动全速模式。只允许训练过的人员在测试程序时使用 。一般情况下,不要使用这种模式。 Duty time counter:机械手马达上电,刹车释放的总时间。

三、软件系统(RoborWare):
? ? ? ? ? ? RoborWare 是 ABB 提供的机器人系列应用软件的总称 RoborWare 目前包括 BaseWare. BaseWare Option.ProcessWare, DeskWare,FactoryWare 五个系列, 每个机器人均配有一张 IRB 或 Key 盘,若干张系统盘和参数盘, 根据每台机器人工作性质另外有应用软件选项盘。 除 IRB 盘或 Key 盘为每台机器人特有其他盘片通用。

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四、手册:
? User Guide ? Product Manul ? RAPID Refurence 用户手册介绍如何操作 产品手册介绍如何维修 编程手册介绍如何编程

?

Instatlation Manul 安装手册介绍如何安装

第二章 示教器功能介绍

Emergency stop button(E-Stop): 急停开关。 Enabling device: Joystick: Display: 使能器。 操纵杆。 显示屏。

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窗口键
Jogging 操纵窗口:手动状态下,用来操纵机器人。 显示屏上显示机器人相对位置及坐标系。 Program 编程窗口:手动状态下,用来编程与测试。

所有编程工作都在编程窗口中完成。 Input/Outputs 输入/输出窗口:显示输入输出信号表。 显示输入输出信号数值。可手动给输出信号赋值。 Misc.其他窗口:包括系统参数、服务、生产以及文件管理窗口。

导航键

List: 将光标在窗口的几个部分间切换。(通常由双实线分开) Previous/Next Page: 翻页。 Up and Down arrows: 上下移动光标。

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Left and Right arrows:

左右移动光标。

运动控制键

Motion Unit:选择操纵机器人或其它机械单元(外轴)。 手动状态下,操纵机器人本体与机器人所控制的其他机械装 置(外轴)之间的切换。

Motion Type:选择操纵机器人的方式是沿 TCP 旋转还是线性移动 TCP。 手动状态下,直线运动与姿态运动切换。 直线运动指机器人 TCP 沿坐标系 X、Y、Z 轴作直线运动。 姿态运动指机器人 TCP 在坐标系空间位置不变,机器人六根 转轴联动改变姿态。 Motion Type:单轴操纵选择,操纵杆只能控制三个方向需切换。 第一组:1、2、3 轴 第二组:4、5、6 轴 Incremental:减速操纵 ON/OFF

其它键

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Stop:

停止键,停止程序的运行。

Contrast: 调节显示器对比度。 Menu Keys: 菜单键,显示下拉式菜单(热键)。 共有五个菜单键。显示包含各种命令的菜单。 Function keys: 功能键,直接选择功能(热键)。 共有五个功能键。直接选择各种命令。 Delete: 删除键。删除显示屏所选数据。 机器人上,所要删除任何数据、文件、目录等,都用此键。 回车键,进入光标所示数据。

Enter:

自定义键

P1-P5:这五个键的功能可由程序员自定义。

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第三章 手动操纵机器人
一、操作安全控制链 ? 安全链是由机器人计算机控制电机上电的双回路。 ? 在电机上电前,每一条回路的所有开关都必须闭合。 ? 安全链中任何一个继电器断开,系统都将断开电机供电并吸合 电机抱闸。 ? 控制面板上的指示灯和示教器的 I/O 窗口均可显示上电状态。

绝对禁止对安全链进行任何形式的短接、定义或修改。

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S4C 系统安全链

S4 系统安全链

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二、开机
1. 旋转主电源开关由 0-1, 即接通 380V 入力。

2. 随后机器人自动进行自诊断,如果没有发现硬/软件故障,就会显示下面 的开机画面。但是自诊断不一定能查出有问题的硬件,而有时开机时发 生的故障信息却是由于应用程序中有错误所造成的。

二、 手动操纵机器人
使动装置: ? 自动模式下不要按使动装置。 ? 手动模式下,使动装置有三个位置。 ? 起始为“0”,机器人马达不上电。
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? 中间为“1”,机器人马达上电。 ? 最终为“0”,机器人马达不上电。 1. 将操作模式选择器置于手动减速模式。

2. 切换至操纵窗口。

3. 检查运动控制键中的 Motion unit, Motion type 的设置。

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Unit: 运动单元,机器人或外轴。最多可控制六个外轴。 IRB 定义为机器人,外围设备自我定义。 Motion:运动类型。 Linear:直线运动。机器人工具姿态不变,机器人沿坐标轴直线移动。 选择不同坐标系,移动方向将改变。 Reorient:方位运动。 机器人工具中心点(TCP)不变,机器人沿坐标轴转动。 Axes(Group1,2):单轴运动。

Coord:选择坐标系。 World 大地坐标系。 Base 基础坐标系。 Tool 工具坐标系。 Wobj 工件坐标系。 Tool:工具选择。自我定义。 Wobj:工件坐标系选择。自我定义。 Joystick lock:操纵杆方向锁定。 Incremental:速度选择。 No(Nomal 正常) Small(慢) Medium(中等) Large(快) User(用户自定义)

4. 选择所需的座标系(Coord)。 右面是 Joystick direction(操纵杆)摇动的方向与 World 座标系 的对应关系。

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机器人可以建立的座标系有“World 座标系”,“Base 座标系”, “Tool 座标系” ,“Wobj 工件坐标系”,“Wirst 腕坐标系”等。 其相互关系如下:

Wrist coordinates
W o b j c o o r d in a t e s

World 座标系:

Base 座标系:

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Tool 座标系:

选择机器人所安装的工(夹)具(Tool)。 如果要以 TCP(Tool Control Point)为中心旋转,其操纵方向为。

如果要进行单轴操纵,其操纵方向为

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第四章 自动生产操纵
一、开机上电,将操作模式选择器置于减速手动模式。 二、调入程序
RAPID 语言所编写的简单程序都是由三个最基本的部分组成。

Program:

程序。

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Main routine: 主程序,主程序必不可少并总是程序执行的起点。 Subroutine: 子程序。 Program data: 程序中所使用的数据。

以下利用系统磁盘“Controllerparmenters”中,\Demo 目录下的练习程 序“Exercise.prg”,说明如何调入程序。

1. 切换至编程窗口。

如果内存中没有程序,就会显示以下窗口。

2. 将磁盘插

入磁盘驱 菜单键并 1.Open 选

动器。 3. 按下 File 选择 项。

4. 系统将显示以下窗口,可以通过 Unit 功能键在磁盘驱动器和 RAM

驱动器中切换以找到所需程序。

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5. 经普通的目录操作找到并选择好程序后按 OK 功能键,即调入程

序,调入时机器人操作系统同时进行程序的语法检查和编译,对有 错误的程序会给出相应的信息。根据系统版本的不同,下面的窗口 可能会跳过。

6. 再按回车键即会显示程序内容。

三、启动程序

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1. 如果当前是在其它窗口的,请用窗口键切换到编程窗口。 2. 按 Test 功能键,进入编程测试窗口。 3. PP(程序运行指针)至关重要,它指示出一旦启动程序,程序将从哪

里起执行。

Start:连续执行程序。 FWD: 单步正向执行程序。 BWD: 单步逆向执行程序。 Instr->:切换到编程编写窗口。

4. 利用导航键中的 List 键切换到窗口的上半部,更改程序测试时的机器

人运动速度(以百分比表示)。

5.

按下使能器不放,再按下 Start 或 FWD 功能键即可运行程序。

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四、停止程序
? 按下停止键即停止程序的运行,注意:正常情况下应该用这种方法停 止程序的运行,不要靠释放使能器强行终止运行。

五、自动运行
1. 将操作模式选择器置于自动模式。

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2. 按下 OK 功能键进入生产窗口。

Program name: 程序名。 Routine name: 子程序名。 Program pointer: 程序运行指针。

3. 按下操作盘上的“MOTOR ON”按钮,令马达上电。 4. 按下 Start 或 FWD 功能键即可运行程序。

六、错误信息
? 无论何时何种错误,一旦发生,系统会立即弹出错误信息窗口。

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Error code number: Category of error: Reason for error: Message log:

对应每个错误系统给出的唯一的错误代码。 错误类別。 错误发生的原因。 记录错误发生的时间,简单的原因。

按下 Check 功能键还能看到系统提供的排除该错误的方法和建议。

七、关机
注意:机器人所有的输出信号都会因关机而消失,夹具上的工件可能 因此而掉下来。 1. 首先停止程序的运行。 2. 然后旋转主电源开关由 1-0,切断 380V 入力。 建议:除非停电不要关机,这样能保证后备电池的寿命。

第六章、文件管理
一、打开文件管理窗口:
在 250mm/s 手动状态下/其他窗口/ File Manger/回车,出现文件管理窗 口

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Directory Program Program Moduel Up

子目录 程序 模块 使屏幕回到上一层子目录

二、 格式化磁盘:
文 本 编 辑 窗 口

1. 在 250mm/s 手动状态下/其他窗口/FileManager/Options/Format/回车 2. /(切换键/定义名称/OK/切换键/)选择格式化磁盘 flp1/OK ? Format 一张盘片需一分钟,注意不要 Format ram1disk。 3. 按切换键,回车键后,进入文本编辑窗口,可输入名称,输入错误, 用删除键删除,输入完毕按 OK 键。 ? Cancel 键小心使用,会自动切换到前一个窗口,造成白输入。

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第七章 编程与测试
一、程序的组成:

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应用程序是由三个不同部分组成: 1. 一个主程序。 2. 几个子程序(例行程序)。 3. 程序数据。 除此之外,程序储存器还包括系统模块。USER 模块与 BASE 模块在 机器人冷启动后自动生成。

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二、编程窗口:

1. File Open New Save program Save program as Print ...... Prefence Check program Close Save moduel Save moduel as 打开一个现有文件。 新建一个程序。 存储更改后的现有程序。 存储一个新程序。 打印程序。 定义用户化指令集。 检验程序。光标会提示。 在工作内存中关闭程序。 存储更改后的现有模块。在 Moduel 窗口) 存储一个新模块。(在 Moduel 窗口)

? 打开一个现有文件: 编程窗口/File/Open/回车/选择文件/OK/进入指令编辑窗口。 ? 新建一个程序: 编程窗口/File/New/回车/进入文件编辑窗口,输入文件名/OK/进入指 令编辑窗口。

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2. Edit Cut 剪切。注意可能丢失指令。 Copy 复制。 Paste 粘贴,将剪切或复制的指令粘贴。 Go to top 将光标移至顶端。 Go to buttom 将光标移至末端。 Mark 定义一块,涂黑部分。 Change selocted 修改指令。可直接选到位打回车。 Show value 输入数据。可直接选到位打回车。 Modpos 修改机器人位置。功能键上有。 Search ...... 寻找指令,程序复杂时很有用。 3. 功能键: Copy、Paste、Modpos 在 Edit 中可以找到。 Test 为编程与测试切换键。 IPLhide 分为 IPL1 与 IPL2。 IPL1 为指令目录。 IPL2 中有 Most commt1、Most commt2、 Most commt3 为用户化定义指令,在 File Preference 中定义。

三、基本运动指令:
MoveL p1,v100,z10,tool1; Move L: 线性运动。(Linear) Move J:关节轴运动。(Joint) Move C:圆周运动。(Circular) p1: 目标位置。 v100: 规定在数据中的速度。 z10: 规定在转弯区尺寸。 tool1: 工具。(TCP) 在光标指在此指令时,打回车,再按 OptArg 键,可选择参变量。 〔 \ Conc 〕
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协作运动。机器人未移动至目标点,已经开始执行下一个指令。 〔To Point〕 在采用新指令时,目标点自动生成*。 〔\V〕 定义速度 mm/s。 〔\T〕 定义时间 s。不管速度只考虑时间。 〔\Z〕 定义转弯区尺寸 mm。 〔\Wobj〕 采用工件系坐标系统。 速度选择:mm/s ? 将光标移至速度数据处,回车,进入窗口。选择所需速度. ? vmax 速度为 v5000,可自定义速度。 ? 最大可定义至 v7000,但机器人未必能达到。 转弯区尺寸选择:mm ? 将光标移至转弯区尺寸数据处,回车,进入窗口。 ? 选择所需转弯区尺寸,可自定义。 ? fine 指机器人 TCP 达到目标点,在目标点速度降为零。机器人动作有 停顿,焊接时必须用。 ? zone 指机器人 TCP 不达到目标点,机器人动作圆滑、流畅。

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为了精确确定 p1、p2、p3、p4 点,可以采用函数 offs,反馈一个参变 量。 offs(p,x,y,z)代表一个离 p1 点 X 轴偏差量为 x,Y 轴偏差量为 y,Z 轴偏差量为 z 的点。 将光标移至目标点,回车,选择 Func,采用切换键选择所用函数。 MoveC p1,p2,v100,z1,tool1;
P0 P1

P2

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?

画一个半径为 80mm 的圆:

P

MoveJ MoveL MoveC MoveC MoveJ

p0,v500,z1,tool1; offs(p,80,0,0),v500,z1,tool1; offs(p,0,80,0),offs(p,-80,0,0),v500,z1,tool1; offs(p,0,-80,0),offs(p,80,0,0),v500,z1,tool1; p0,v500,z1,tool1;

四、输入输出群指令:
? do 指机器人输出信号。 ? di 指输入机器人信号。 ? 输入输出信号有两种状态,1 为接通,0 为断开。 Set do1; 将一个输出信号赋值为 1。 Reset do1; 将一个输出信号赋值为 0。 Wait DI di1/maxtime:=5/Timeflag:=flag1; 等待输入信号 Di1 值为 1,等待时间为 5 秒,5 秒内得到相应信号则 执行下一句指令,并将 flag1 置为 flase。 超过 5 秒未得到相应信号则将 flag1 置为 ture,不执行下面的指 令,并显示相应信息。 ? 最大等待时间单位为秒,最大等待时间为五分钟。 Wait Until di=1; 等待一个输入信号值为 1,才执行下一行指令。

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五、通信指令(人机对话):
TP TP TP TP ERASE; WRITE WRITE “ ABB ”; WRITE ABB; 清屏指令。 书写指令。 显示 ABB。 显示所赋于 ABB 的值。

TP Read num “reg1”; 在示教板上赋予机器人变量数据。 Wait Time 3; 等待一断时间,再执行下一行指令。时间单位为秒。

六、程序流程指令:
IF 判断执行指令。 符合<exp>条件, 执行“Yes-part” 指令。

IF < exp > THEN “ Yes-part ” ENDIF IF < exp > THEN “ Yes-part ” ELSE “ Not-part ” ENDIF IF < exp1 > THEN “ Yes-part1 ” ELSEIF < exp2 > THEN “ Yes-part2 ” ELSE “ Not-part ” ENDIF

符合<exp>条件, 执行“Yes-part”指令。 不符合<exp>条件, 执行“Not-part” 指令。

符合<exp1>条件, 执行“Yes-part1”指令。 符合<exp2>条件, 执行“Yes-part2”指令。 不符合<exp1>、<exp2>条件, 执行“Not-part”指令。

WHILE 循环至不满足条件后,执行 END WHILE 以下指令。

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WHILE reg1< 5 DO reg1:=reg1+1; ENDWHILE 应

循环至符合条件 reg1> 5, 才执行 ENDWHILE 后指令。 避免进入死循环。

七、其他常用指令:
:= 赋值指令。

ABB := 5; ABB := reg1+reg3; ABB := “ WELCOME ”; ProcCall; 调用一个例行程序指令。

八、测试
1. 手动减速状态/编程窗口/File/Check Program ? 检查程序语法 2. 编程窗口/Test ? 切换至程序测试窗口

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Start FWD BWD Modpos Instr>

启动程序,机器人按程序指令运行。 机器人按程序指令顺序向前运行一个指令。 通过程序指针与光标确定当前指令行。 机器人按程序指令顺序向后运行一个指令。 通过程序指针与光标确定当前指令行。 修正机器人运行位置。 切换至指令窗口。

3. 选择运行模式:在测试窗口按切换键。 ? Cont 连续运行,程序执行完毕,自动循环执行。 ? Cycle 单次运行,程序执行完毕,自动停止。 4. 选择运行速度: ? ? ? ? ? 100%为程序内定速度或 250 mm/s。 -%、+%在 1%至 5%之间以 1%递增或递减。 -%、+%在 5%至 100%之间以 5%递增或递减。 运行速度调整可在程序运行时同步进行。 在焊接中,只改变空行程速度,焊接速度不变。

5. 按 Special/Move……/选择程序测试起点 ? PP “》”指针(待执行指令) ? Course 光标(黑色背景部分) 6. 电机上电(Enable)/FWD 或 Start 开始程序测试。 ? 可选择 Special/simulate/add 进行电机断电方式测试(机器人不动) ? 机器人将按程序运行,注意安全。 7. 修正工作点。 ? 将光标移动到需要修正的工作点上按 Modpos 键修正工作点。 ? 注意操作窗口所选的 Tool 及 Wobj 必须与工作点所在的指令行一 致。 8. 删除一个指令行 ? 将光标移至所要删除的指令行/按删除键/用 OK 确认。

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9. 增加一个指令行 ? 按 Instr>键进入指令窗口/选择指令/被选择的指令生成在光标所指 指令行的下一行。如果光标在程序第一行会出现一个提示窗口选择 新指令生成在程序第一行或下一行,用 OK 确认。 10. 运行正确,按 S-Stop 键停止测试。

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第八章
一、输入输出窗口:

输入与输出

? 在输入输出窗口或编程窗口不能更改或定义输入输出信号,所有 操作只能在系统参数中进行。 ? 窗口显示所有用户信号,对 DO 信号可以手动用功能键赋值 1 或 0。 当手动赋值时,与机器人配合的外围设备可能运动,注意安全!

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附录 1
一、机器人本体:
? ? ? ? ? ? ? ? ?

机器人保养检查表

检查动力电缆与通讯电缆。 检查各轴运动状况。 检查各轴密封。 检查机器人零位。 检查机器人标定数据。 检查机器人电池。(大于 7.2V) 检查机器人各轴马达与刹车。 检查机器人各轴电缆。 机器人各轴加润滑油。

二、机器人控制柜:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 检测控制柜温度。 检查主机板、存储板、计算板以及驱动板。 检查程序存储电池。(大于 3.6V) 检查变压器以及保险丝。 检查机器人三相电源。 检查 I/O 板以及保险丝。 检查安全链。 检测示教板操作。 检查电扇及空调。 检测软盘读取口。

三、其他:
? 清洁机器人。 ? 机器人软件备份。 ? 检查机器人工作位置。

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附录 2
介质: 工作压力: 氮气 25 Mpa

专用充气工具

使用说明:
1. 松开并紧螺母 D(顺时针方向松 1/2 圈即可)。关闭放气塞 B。 2. 软管 C 连接氮气瓶,接头 E 与气阀相连后,拧紧并紧螺母 D(逆时针方 向) 3. 旋工作手柄 A(顺时针方向旋足),气缸气打开,观察压力表上压力, 松开氮气瓶上气阀,即可向气缸内充气。 4. 充气完毕,关闭氮气瓶上气阀,旋工作手柄 A(逆时针方向不能旋 足),气缸气阀自动关闭,打开放气塞 B,放尽充气装置内氮气,压力 表显示压力为零。 5. 松开并紧螺母 D,拆下接头 E,软管 C 即可。

A-工作手柄 C-连氮气瓶接头 E-与气阀相连接头

B-放气塞 D-并紧螺母 F-压力表

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