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fanuc工业机器人系统维护电子教材
工程一、工业机器人系统构成
第一节:
工业机器人及分类
工业机器人:
是面向工业领域的多关节机械手或多自山度的机器人。
工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原那么纲领行动。
一、工业机器人按臂部的运动形式分为四种:
1、直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;
2、圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;
3、球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;
4、关节型的臂部有多个转动关节。
二、工业机器人按执行机构运动的控制机能乂可分点位型和连续轨迹型。
1、点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;
2.连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。
三、工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类:
1、编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
2、示教输入型的示教方法有两种:
一种是山操作者用手动控制器〔示教操纵盒〕,将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍;
另一种是山操作者直接领动执行机构,按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
在示教过程的同时,工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时,控制系统从程序存储器中检出相应信息,将指令信号传给驱动机构,使执行机构再现示教的各种动作。
示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
四、智能工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人,能在较为复杂的环境下工作;如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能,即成为智能型工业机器人。
它能按照人给的“宏指令〞自选或自编程序去适应环境,并自动完成更为复杂的工作。
第二节:
工业机器人系统构成
图1工业机器人系统
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个根本局部组成。
主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。
大多数工业机器人有3〜6个运动自由度,其中腕部通常有1〜3个运动自山度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。
工业机器人本体山伺服电机驱动的机械机构组成,各环节每一个结合处为一个关节点或坐标系。
绝对值脉冲编码器交流伺服马达的组成交流伺服电机
I抱闸单元
图1机器人驱动伺服马达
1:
业机器人除了本体,还包括机器人工作站,它们共同组成工业机器人应用系统。
如弧焊、点焊、搬运、涂胶、喷漆、去毛刺、切割、激光焊接、测量等。
第三节:
工业机器人系统应用
下面列举FANUC机器人组成的儿种典型应用。
弧焊:
图2工业机器人弧焊应用一
图3工机器人弧焊应用二
点焊:
图5工业机器人点焊应用一
图4工业机器人点焊应用二
搬运:
喷漆:
图6工业机器人搬运站
图7工业机器人喷漆应用
图8工业机器人切割
涂胶:
图9工业机器人涂胶
第四节:
机器人的编程方式
机器人的编程方式分为在线编程和离线编程两种。
在线编程:
在现场使用示教盒编程。
离线编程:
在PC上安装FANUC的编程软件,可以实现离线编程。
图11机器人示教编程图10机器人离线编程
工程二、机器人操作平安事项
第一节:
工业机器人的平安操作规程
1、根本平安规程
♦万一发生火灾,请使用二氧化碳灭火器。
♦急停开关(E・Stop)不允许被短接。
♦机器人处于自动模式时,任何人员都不允许进入其运动所及的区域。
♦在任何悄况下,不要使用机器人原始启动盘,用复制盘。
♦机器人停机时,夹具上不应置物,必须空机。
♦机器人在发生意外或运行不正常等情况下,均可使用E-Stop键,停止运行。
♦因为机器人在自动状态下,即使运行速度非常低,其动量仍很大,所以在进行编程、测试及维修等工作时,必须将机器人置于手动模式。
♦气路系统中的压力可达0.6MP,任何相关检修都要切断气源。
♦在手动模式下调试机器人,如果不需要移动机器人时,必须及时释放使能器(EnableDevice)□
♦调试人员进入机器人工作区域时,必须随身携带示教器,以防他人误操作。
♦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。
2、FANUC机器人本卷须知
♦FANUC机器人所有者、操作者必须对自己的平安负责。
FANUC不对机器使用的平安问题负责。
FANUC提醒用户在使用FANUC机器人时必须使用安全设备,必须遵守平安条款。
♦FANUC机器人程序的设计者、机器人系统的设计和调试者、安装者必须熟悉FANUC机器人的编程方式和系统应用及安装。
♦FANUC机器人和其他设备有很大的不同,不同点在于机器人可以以很高的速度移动很大的距离。
第二节:
机器人示教平安
1、示教和手动机器人
进行示教前,操作者必须佩戴平安帽才能操作机器人。
图13作业现场的平安帽
♦请不要带着手套操作示教盘和操作盘。
♦在点动操作机器人时要采用较低的倍率速度以增加对机器人的控制时机。
♦在按下示教盘上的点动键之前要考虑到机器人的运动趋势。
♦要预先考虑好避让机器人的运动轨迹,并确认该线路不受干预。
♦机器人周围区域必须清洁,无油、水及杂质等。
2、生产运行
♦在开机运行前,须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。
♦须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置和状态。
♦必须知道机器人控制器和外围控制设备上的紧急停止按钮的位置,准备在紧急情况下按这些按钮。
♦永远不要认为机器人没有移动其程序就已经完成。
因为这时机器人很有可能
是在等待让它继续移动的输入信号。
3、不可使用机器人的场合
♦燃烧的环境
♦有爆炸可能的环境
♦无线电干扰的环境
♦水中或其他液体中
♦运送人或动物
♦不可攀附
♦其他
4、机器人的通电和关电
通电过程:
〔1〕将操作者面板上的断路器置于ON;
〔2〕接通电源前,检查工作区域包括机器人、控制器等。
检查所有的平安设备是否正常。
〔3〕将操作者面板上的电源开关置于ON
关电过程:
〔1〕通过操作者面板上的暂停按钮停止机器人
〔2〕将操作者面板上的电源开关置于OFF
〔3〕操作者面板上的断路器置于OFF
注意:
如果有外部设备诸如打印机、软盘驱动器、视觉系统等和机器人相连,在关电前,要首先将这些外部设备关掉,以免损坏。
5、手动示教机器人
坐标系
备注
关节坐标示教〔Joint〕
通过TP上相应的键转动机器人的各个轴示教
直角坐标示教〔XYZ〕
沿着笛卡儿坐标系的轴直线移动机器人,分两种坐标系:
1〕通用坐标系〔World〕:
机器人缺省的坐标系:
2〕用户坐标系〔User〕:
用户自定义的坐标系。
工具坐标示教〔Tool〕
沿着当前工具坐标系直线移动机器人。
工具坐标系是匹配在工具方向上的笛卡儿坐标系
第一步,首先进行示教模式选择。
设置示教模式,按TP上的COORD键进行选择。
屏幕循环显示:
JOINTtJOGtTOOLtUSERtJOINT;
状态指示灯循环显示:
JOINTtXYZtTOOLtXYZtJOINTo
第二步,设置示教速度。
按TP上的示教速度键进行设置。
示教速度键:
VFINEtFINEt1%->5%t50%t100%;VFINE到5%之间,
每按一下,改变1%;5%到100%之间,每按一下,改变5%。
SHIFT键+示教速度键:
VFINEtFINEt1%->5%t5O%t1OO%。
注意:
开始的时候,示教速度尽可能的低一些,高速度示教,有可能带来危险
第三步,示教。
〔1〕按下Deadman开关,将TP开关置于ON;
〔2〕按下SHIFT键的同时,按示教键开始机器人示教。
SHIFT键和示教键的任何一个松开,机器人就会停止运动。
注意:
示教机器人人前,请确认工作区域内没有人。
模式开关和示教动作的关系
模式开关
平安栅栏
〔
*1〕
*
S
FSPD
TP有效/无效
TP
Dead-
man
机器人的状态
可以启动的设备
程序指定的动作速度
AUTO
开启
ON
有效
握紧
急停〔栅栏开启〕
松开
急停〔Deadman、栅栏开启〕
无效
握紧
急停〔栅栏开启〕
松开
急停〔栅栏开启〕
关闭
ON
有效
握紧
报警、停止〔AUTO下TP
无效〕
松开
报警、停止〔Deadman〕
无效
握紧
可以动作
外部启动
程序速度
松开
可以动作
外部启动
程序速度
T1
开启
ON
有效
握紧
可以动作
仅限TP
T1速度
松开
急停(Deadman)
无效
握紧
急停〔T1XT2TTP无效〕
松开
急停〔T1\T2下TP无效〕
关闭
ON
有效
握紧
可以动作
仅限TP
T1速度
松开
急停(Deadman)
无效
握紧
急停〔T1\T2下TP无效〕
松开
急停〔T1XT2TTP无效〕
T2
开启
ON
有效
握紧
可以动作
仅限TP
程序速度
松开
急停(Deadman)
无效
握紧
急停〔T1\T2下TP无效〕
松开
急停〔T1\T2下TP无效〕
关闭
ON
有效
握紧
可以动作
仅限TP
程序速度
松开
急停(Deadman)
无效
急停〔T1XT2TTP无效〕
松开
急停〔T1\T2下TP无效〕
工程三、工业机器人本体维保
第一节:
保养周期
根据作业环境调整保养周期。
[类拣境*
II类环境*
保养周期
每4000小时或1年
每30004、时或1年
*1类应用环境:
搬运、装配、堆垛.抓取。
*11类应用环境:
弧焊、点焊、铸造、切割、冲压、清洗、喷涂。
FANUC机器人保养周期:
1、定期保养机器人可以延长机器人的使用寿命,FANUC机器人的保养周期
可以分为日常三个月,六个月,一年,三年。
具体内容如下:
保养周期
检查和保养内容
备注
日常
1.不正常的噪音和震动,马达温度
2.周边设备是否可以正常工作
3.每根轴的抱闸是否正常
有此型号机器只有J2、J3抱闸
三个月
1•控制局部的电缆
2.控制器的通风
3.连接机械本体的电缆
4•接插件的固定状况是否良好
5.拧紧机器上的盖板和各种附加件
6.去除机器上的灰尘和杂物
六个月
更换平衡块轴承的润滑油。
其他参见三个月保养内容
某此型号机器人不需要,具体见随机的机械保养手册。
—年
更换机器人本体上的电池。
其他参见六个月保养内容。
二年
更换控制柜电池。
其他参见六个月保养内容。
三年
更换机器人减速器的润滑油。
其他参见一年保养内容
第二节:
保养备件
〔1〕润滑油脂
〔2〕保养备件包:
SMB电池、冷却风扇、防尘过滤网、接触器触点、马达上电灯、保险丝。
第三节:
本体标准保养
本体标准保养
〔1〕常规检查
A•本体清洁,根据现场工作对机器人本体进行除尘清洁。
B.本体和6轴工具端固定检查,检查本体及匸具是否固定良好。
C.各轴限位挡块检查。
D.电缆状态检查,检查机器人信号电缆、动力电缆、用户电缆、本体电缆的使用状况与磨损情况。
E.密封状态检查,检查本体齿轮箱,手腕等是否有漏油,渗油现象。
〔2〕功能测量
A.达温度检查,通过专业的红外线温度枪确认马达在运转时的温度是否正常,并通过数值来比较各轴马达与标准值是否一致。
B•噪音检查,通过噪音检测仪来检查马达或减速箱在手动运行状态下是否有异常,从而作为检查部件状态的一个标准。
C.重复精度检查,通过使用白分表来确认机器人的重复精度是否正常。
D•机械零位测量,检测机器人的当前零位位置与标准标定位置是否一致。
F.电机抱闸状态检查,检测翻开电机抱闸电压值,测试各轴电机抱闸功能。
〔3〕保养件更换
A•本体油品更换,机器人齿轮箱.平衡缸或连杆油品更换。
B.机器人SMB板检查及电池更换,检查SMB板的固定连接是否正常,更换电池。
第四节:
FANUC机器人坐标系〔FRAMES〕的设置
1、坐标系的分类
坐标系统
特点
WorldFrame〔通用坐标系〕
一个不可设置的缺省坐标系。
其原点是用户坐标系和点动坐标系的参考位置,位于机器人内预先定义的位置。
ToolFrame〔工具坐标系〕
直角坐标系,TCP位于其原点。
UserFrame〔用户坐标系〕
是程序中记录的所有位置的参考坐标系,用户可于任何地方定义该坐标系。
JogFrame〔点动坐标系〕
为控制点动控制而设的坐标系。
2、设置工具坐标系
〔1〕缺省设定的丄具坐标系的原点位于机器人J6轴的法兰上。
根据需要把工具坐标系的原点移到工作的位置和方向上,该位置叫工具中心点TCP〔ToolCenterPoint〕o
〔2〕工具坐标系的所有测量都是相对于TCP的,用户最多可以设置10个工具坐标系,它被存储与系统变量$MNUTOOLNUMo
〔3〕设置方法:
三点法、六点法、直接输入法。
3、设置用户坐标系
〔1〕可于任何位置以任何方位设置的坐标系。
〔2〕最多可以设置10个用户坐标系,它被存储与系统变量$MNUFRAMEo
〔3〕设置方法:
三点法、四点法、直接输入法。
4、设置点动坐标系
〔1〕可于任何位置以任何方位设置的坐标系。
〔2〕最多可以设置10个点动坐标系。
〔3〕设置方法:
三点法、直接输入法。
工程四、工业机器人控制器维保
第一节:
控制柜标准保
控制柜标准保养
(1)常规检查:
A.控制柜清洁,对机器人控制柜外观清洁,控制柜内部进行除尘。
B.控制柜各部件牢固性检查,检查控制柜内所有部件的紧固状态。
C.示教器清洁,示教器及电缆清洁与整理。
D.电路板指示灯状态,检查控制柜内各电路板的状态灯,确认电路板的状态。
E.控制柜内部电缆检查,控制柜内所有电缆插头连接稳固,电缆整洁。
(2)控制柜测量:
A.电源电压测量,测量机器人进线电压、驱动电压、电源模块电压,并通过示波器来采样各电压的波形,从而对电压进行整体分析。
B•平安回路检测,检查平安回路(AS,GS,ES)的运行状态是否正常。
C.示教器功能检测,检测所有按键有效性,急停回路是否正常,测试触摸屏和显示屏功能。
D.系统标定补偿值检侧,检测机器人标定补偿值参数与出厂配置值是否一致
E.系统备份和导入检测,检查机器人是否可以正常完成程序备份和重新导入功能。
F•硬盘空间检测,优化机器人控制柜硬盘空间,确保运转空间正常
G湿度检查,通过对控制柜及环境湿度的检查,确保机器人在允许的使用内正常运转。
(3)保养件更换:
A.驱动风扇单元更换,驱动单元冷却风扇更换。
B•防尘过滤网更换,控制柜防尘过滤网更换。
C•辅助接触器触点更换,控制柜辅助接触器常开和常闭触点更换。
D.保险丝更换,控制柜保险丝更换。
E电机上电指示灯更换,控制柜操作面板电机上电按钮内指示灯更换。
第二节:
FANUC控制柜常规型号
R-30iBA柜:
Teachpendarrt(/Pendant)
R-30/BB柜:
Operatorspanel
USBpot
@7
R-30/AA柜〔别离式〕:
R-30/AB柜:
图ISR-30iAB柜
R-30/AMate柜:
第三节:
FANUC控制器组成
示教盒(TeachPendant);
操作面板及其电路板(OperatePanel);主板(MainBoard);主板电池(Battery);
I/O板(I/OBoard);电源供给单元(PSU)紧急停止单元(E・StopUnit);伺服放大器(ServoAmplifier):
变压器(Transformer);风扇单元(FanUnit);线路断开器(Breaker);再生电^(RegenerativeResistor)等。
B柜部件:
◎
图19控制器组成
控制器操作面板:
模式开关
报警复位
报警灯
电源指示灯
急停按钮
GYCUr/unFKMtRnexrzwa
RS-232-C串口
board
illlllnnn
图17控制柜操作面板布局
R73/CElectrical
ContrailerInternalComporients
ServoAmp
FanUM
CrcutBreaker
©
再生电
变压器
图19控制柜后部布局
R-30iAMate柜部件:
主板
急停单元
热交换机
图23A型柜内部布局
第四节:
机器人示教盒
示教盒〔以下简称TP〕的作用:
1〕移动机器人
2〕编写机器人程序
3〕试运行程序
4〕生产运行
5〕查看机器人状态〔I/O设置,位置信息等〕
6〕手动运行
TP种类
彩色TP
单色TP
图20示教盒分类
-□■■■
LED指示灯
ON/OFF开关
TP操作键
这里以常用的单色示教盒为例来说明它的操作。
ON:
TP有效:
OFF:
TP无效。
十TP无效时•示
教、编程、手动运行不能被
图21示教盒正面布局
DEADMAN开
十TP
[DEADMAN]开关被按下•机器人才能运动,一旦松开,机器人立即停止运动并报警。
图22示教盒反面布局
单色TPLED指示灯
LED指示灯
功能
FAULT〔异常〕
显示一个报警岀现。
HOLD〔暂停〕
显示暂停键被按下。
STEP〔单段〕
显示机器人在单步操作模式下。
BUSY〔处理〕
显示机器人正在工作,或者程序被执行,或者打印机和软盘驱动器正在被操作。
RUNNING〔实行〕
显示程序正在被执行。
I/OENBL
显示信号被允许。
PRODMODE〔生产模式〕
显示系统正处于生产模式,当接收到自动运行启动信号时,程序开始运行。
TESTCYCLE〔测试循环〕
显示REMOTE/LOCAL设置为LOCAL,程序正在测试执行。
JOINT〔关节〕
显示示教坐标系是关节坐标系。
XYZ〔直角〕
显示示教坐标系是通用坐标系或用户坐标系。
TOOL〔工具〕
显示示教坐标系是工具坐标系
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卜Ql■申
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暂停
复位键
退格惟
回车键
工程选择
切换示教坐标系
■H
切换
用户键
爪步/连续切换
下一页-功能键切换
图27示教盒按钮布苣
速度倍率
SHFH
(J1)
UD
8
9
7
(J3)
6
5
3
0
-Z
BACKSPACE
编辑
编辑
下一页-功能惟切换
FWD/BWD顺/反
1
FWD/BWD顺/反向执行程序
TP按钮介绍
按键
描述
00000
FCF5用于选择TP屏幕上显示的内容,每个功能键在当前屏幕上有唯一的内容对应。
功能键下一页切换
MENUg
显示屏幕菜单
SELECT
s
显示程序选择界面
EDIT
0
显示程序编辑界面
DATA
(DAT才
显示程序数据界面
fctn园
显示功能菜单
DISPH
只存在于彩屏示教盒。
与SHIFT组合可显示DISPLAY界面,此界面可改变显示窗口数量;单独使用可切换当前显示窗口
™H
与SHIFT组合使用可从前往后执行程序,程序执行过程中SHIFT键松开程序暂停
BWD
与SHIFT组合使用可反向单步执行程序,程序执行过程中SHIFT键松开程序暂停
STEP
(STE:
i
在单步执行和连续执行之间切换
HOLD
暂停机器人运动
PREV
PREV
显示上一屏幕
RESET
^ESET
1
消除告警
BACKSPACEg
i
去除光标之前的字符或者数字
ITEM
[item
i
快速移动光标至指定行
enterg
确认键
i
光标键
DIAG
HELP
单独使用显示帮助界面,与SHIFT组合显示诊断界面
GROUP
POWER
FAULT
运动组切换
电源指示灯
报警指示灯
SHIFT
用于点动机器人,示教位置,执行程序,左右两个按键功能一致
与SHIFT组合使用可点动机器人
COORD
单独使用可选择点动坐标系,每按一次此键,当前坐标系依次显示JOINT,JGFRM,WORLD,TOOL,USER;与SHIFT组合使用可改变当前TOOL、JOG、USER坐标系号
加减速度倍率键
工程五、机器人系统保养检查与维护
第一节:
机器人的保养
1、检查设备的外表有没有灰尘附着
2、外部电缆磨损,压损,各接头是否固定良好,有无松动
3、冷却风扇是否正常工作
4、各操作按钮支动作是否正常
5、机器人动作是否正常
第二节机器人三个月保养〔包括日常保养〕
1、各接线端子是否固定良好
2、机器人本体的底座是否固定良好
3、内部有灰尘的清扫
第三节:
机器人一年保养〔包括日常、三个月保养〕
1、检查控制箱内部各基板接头有无松动
2、内部各线有无异常情况〔如断,有无灰尘,各接点情况〕
3、检查本体内配线是否断线
4、机器人的电池电压是否正常〔正常为3.6V〕
5、各轴机器人马达的刹车是否正常
6、5轴的皮带轻紧度是否正常
7、4\5\6轴减速机加油机器人专用油
8、各设备的电压是否正常
第四节:
机器人三年保养〔包括日常、三个月、一年保
养〕
1、1、2、3轴减速机更换油〔机器人专用油〕
2、机器人本体电池更换〔机器人专用电池〕日常保养三个月担当保养■点检作业事项山使用者点检。
年度保养、点检作业事项需山代理商或专业人员点检■调整、保养、或是更换。
以下是电池位置图:
TieBand
Battery少亍'丿—(CarefulPosition)
(位医1二注意)
O
BatteryBox
/
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