中型搬運(yùn)機(jī)器人主臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(160N)說明書

1、中型搬運(yùn)機(jī)器人主臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（160N）說明書前言本說明書闡述了此四自由度搬運(yùn)機(jī)器人使用方法。 請仔細(xì)閱讀并理解此說明書后使用機(jī)器人。1.0 概述此碼垛機(jī)器人屬四自由度柱面坐標(biāo)機(jī)器人，柱面坐標(biāo)機(jī)器人的空間位置機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)基座、 垂直移動和水平移動軸構(gòu)成，其動作空間呈圓柱形。此碼垛機(jī)器人有四個(gè)自由度，除旋轉(zhuǎn)基座、垂 直和水平移動外，還有前端端持器的旋轉(zhuǎn)共四個(gè)自由度。圖11.1 機(jī)器人的搬運(yùn)及安裝1.1.0 注意事項(xiàng)當(dāng)搬運(yùn)機(jī)器人到其安裝位置時(shí)，必須嚴(yán)格按照說明書所述措施操作，請?jiān)敿?xì)閱讀并理解以下說 明事項(xiàng)：21.1.1 警告標(biāo)示此說明書中，請注意以下符號。 為確保機(jī)器人的正確安全操作、防止人員

2、傷害和財(cái)產(chǎn)損失，必須特別注意以下提示信息。31.1.2 機(jī)器人安裝環(huán)境請把機(jī)器人布置在滿足以下條件的地方。 1、請確保安裝地面的水平度在5以內(nèi)。 2、確保地面和安裝座有足夠的剛度。 3、確保平面度以避免安裝部件受額外的力。 4、工作環(huán)境溫度必須在 045之間。 （在低溫條件下運(yùn)行時(shí)，由于潤滑脂/油的粘度較高， 會引起誤差或者過載，請先以低速預(yù)熱機(jī)器人。 ） 5、相對濕度在 35%85%之間，無凝露。 6、確保安裝位置無易燃、腐蝕性液體和氣體。 7、確保安裝位置不受過大的振動影響。 8、確保安裝位置最小的電磁干擾。 9、確保安裝位置有足夠的機(jī)器人運(yùn)動空間，并安裝安全圍欄（機(jī)器人運(yùn)動范圍及安全圍欄

3、安裝 見 1.1.3） 。1.1.3 機(jī)器人運(yùn)動范圍及安全圍欄安裝此機(jī)器人運(yùn)動范圍以固定端持器的法蘭盤的中心所能到達(dá)的范圍來確定。圖2 以最大運(yùn)動范圍設(shè)計(jì)安全圍欄， 應(yīng)保證安全圍欄能將機(jī)器人與操作人員還有其他設(shè)備完全隔離 開，保證設(shè)備之間各自運(yùn)行互不干擾，以免發(fā)生事故，造成人員傷害和設(shè)備損壞。設(shè)計(jì)方案如下圖 所示：4圖31.1.4 機(jī)器人的搬運(yùn)方法對機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)時(shí)請先將機(jī)器人防塵外殼拆除， 再通過機(jī)器人上方的兩個(gè)吊環(huán)與前部的兩個(gè) 吊裝用螺栓對機(jī)器人進(jìn)行吊裝。吊裝時(shí)需將機(jī)器人防塵外殼拆除，吊裝位置如下圖所示：圖551.1.5 基座安裝尺寸安裝機(jī)器人時(shí)，請使用高強(qiáng)度螺栓通過基座螺栓安裝孔固定?；?/p>

4、座安裝尺寸如下圖所示：圖61.1.6 機(jī)器人端持器的安裝作為搬運(yùn)機(jī)器人，機(jī)器人端持器根據(jù)需要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)匹配，通過機(jī)器人前端端持器固定法 蘭盤與機(jī)器人進(jìn)行安裝。通常搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)貨時(shí)已配相應(yīng)的端持器，只需用高強(qiáng)度螺栓將其與機(jī)器 人安裝到一起即可。連接尺寸如下圖所示：圖761.1.7 氣路連接機(jī)器人底座上固定一氣源處理三聯(lián)件，用 ?8 的氣管接入到三聯(lián)件的輸入接口，輸出接口同樣 用 ?8 的氣管接到機(jī)器人底座的氣管接口。將氣壓調(diào)整到 0.4MP 左右即可。壓力表位于機(jī)械人底座殼 體上。1.2 機(jī)器人控制柜的搬運(yùn)與安裝 1.2.0 注意事項(xiàng)當(dāng)搬運(yùn)機(jī)器人控制柜到其安裝位置時(shí)，必須嚴(yán)格按照說明書所述措施

5、操作，請?jiān)敿?xì)閱讀并理解 以下說明事項(xiàng)：1.2.1 機(jī)器人控制箱安裝環(huán)境請把控制柜布置在滿足以下條件的地方： 1、環(huán)境溫度 045之間。 2、相對濕度在 35%85%之間，無凝露。 2、確保安裝位置無易燃、腐蝕性液體和氣體。 3、無過大振動。 5、無電氣干擾。 6、電源供電電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。 （10%以內(nèi)）77、具備專用接地線。 （100 以下） 8、安裝位置位于機(jī)器人運(yùn)動范圍以外至少 1m 距離、安全圍欄以外。1.2.2 機(jī)器人控制箱的內(nèi)部電氣接線注意事項(xiàng)：箱內(nèi)有 220V 伺服電機(jī)用電和 DC24V 開關(guān)電源用電，注意區(qū)分。 a)工控一體機(jī)、開關(guān)電源、380V220V 變壓器電氣接線示意圖：

6、圖 10 圖 10 中繼電器中左側(cè)為啟動按鈕配套使用的繼電器， 右側(cè)兩個(gè)繼電器左側(cè)為水平軸電機(jī)制動繼 電器、右側(cè)為豎直軸。具體接線參見伺服單元接線電氣圖 D1-Model。 b)伺服驅(qū)動器 CN1 端子、CN2 端子、水平軸以及豎直軸的制動信號、伺服電機(jī)接線： 其中 CN1 端子連接順序，編碼器端子 CN2 連線見電氣圖紙 D2-Model 和 D3-Model。 c)啟動、急停、啟停按鈕，行程開關(guān)（即限位開關(guān)） 、零位傳感器、以及其他開關(guān)輸入量的連接 示意圖：見電氣圖紙 D4-Model 特別注意： 急停按鈕的常開觸點(diǎn)、 啟停按鈕的常開觸點(diǎn)都作為開關(guān)輸入量分別輸入 X2.0 和 X2.1。

7、d)控制板卡各 IO 接線示意圖： （見電氣圖紙 D5-Model）8圖 12 按照圖紙 D5-Model 接線即可。1.2.3 機(jī)器人控制箱的搬運(yùn)機(jī)器人控制柜的搬運(yùn)可使用吊車， 在機(jī)器人控制柜的上方有兩個(gè)吊裝環(huán)用于搬運(yùn)機(jī)器人時(shí)吊裝 用。請嚴(yán)格遵守以下事項(xiàng)： 1、在吊運(yùn)過程中嚴(yán)禁人員觸摸、支撐機(jī)器人，禁止站在提起的機(jī)器人控制柜的下方。 2、吊裝前檢查機(jī)器人控制柜吊環(huán)是否松動，如有松動請緊固好松動吊環(huán)后再進(jìn)行吊裝。 3、請檢查吊繩是否可靠，強(qiáng)度是否可以吊運(yùn) 200Kg 的重量。 4、檢查工作做完后，請按照下圖所示將吊繩穿入兩個(gè)吊環(huán)。圖 1391.2.4 機(jī)器人控制箱的外部連接機(jī)器人控制柜輸入電源

8、接入前請首先保證整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)線路已經(jīng)連接無誤。1、控制柜與機(jī)器人的連接機(jī)器人控制柜端線路已經(jīng)連接完畢，均已接到控制柜右側(cè)的航空接頭。后只需將機(jī)械手部分電 路的接頭連接到控制柜右側(cè)即可。2、控制柜輸入電源的接入請接入三相 380V 電源，按照以下步驟接入初級電源： （1）將初級電源側(cè)斷路器關(guān)掉，切斷初級電源后進(jìn)行連接，以免發(fā)生觸電事故。 （2）將機(jī)器人控制柜初級電源輸入端空氣開關(guān)關(guān)斷，切斷控制柜電源輸入。 （3）選擇有一定余量的電纜，按照圖示要求小心的接好電纜。 （4）用專用工具檢查初級電源連接是否正確無誤。 （5）打開初級電源斷路器，檢測機(jī)器人控制柜電源輸入端空氣開關(guān)輸入電源是否正確。 （6

9、）機(jī)器人控制柜電源輸入端空氣開關(guān)輸入正確電源后，將空氣開關(guān)開通，機(jī)器人可以正常10工作。 1.3 機(jī)器人系統(tǒng)與生產(chǎn)線的連接 機(jī)器人控制柜已接好一條與生產(chǎn)線通信線纜，只需將入料信號接入即可。注意在與生產(chǎn)線通信 信號的連接過程中必須保證機(jī)器人系統(tǒng)與生產(chǎn)線系統(tǒng)都處于斷電狀態(tài)，避免發(fā)生觸電事故造成人員 傷害和設(shè)備損壞。如需添加其他通信信號請與我們聯(lián)系。1.4 機(jī)器人操作方法請?jiān)敿?xì)閱讀此操作說明并理解后對機(jī)器人進(jìn)行操作，此操作說明詳細(xì)介紹了機(jī)器人的操作方法 和操作注意事項(xiàng)，但不可能把所有情況都考慮到，如遇未介紹到的問題請與我們聯(lián)系。1.4.0 機(jī)器人的開關(guān)機(jī)在確認(rèn)機(jī)器人系統(tǒng)連接安裝無誤后，可以操作機(jī)器人

10、了。機(jī)器人人開機(jī)前，請確認(rèn)急停開關(guān)已 拍下，旋鈕開關(guān)處在暫停位置。因?yàn)榭傞_關(guān)需要在控制柜的門關(guān)閉之后操作，故需要在關(guān)閉電器柜 的門之前打開控制柜內(nèi)的四個(gè)伺服開關(guān)。 然后將機(jī)器人外部供電電源接通， 打開機(jī)器人系統(tǒng)總開關(guān)， 總開關(guān)位于控制柜左上角，即屏幕左上角。 這樣控制柜的上電即完成。 工控機(jī)是通過上電開機(jī)的，稍等一會便可進(jìn)入工控機(jī)待機(jī)畫面。開機(jī)完畢后 控制軟件自動啟動。正常狀態(tài)下，屏幕的工作狀態(tài)及報(bào)警信息區(qū)域內(nèi)會顯示“P 軸伺服異?！钡膱?bào)警信息。 通過控制柜前面板上的綠色啟動按鈕啟動伺服驅(qū)動器，按下后伺服驅(qū)動器啟動，電機(jī)通電。此 時(shí)面板上警告信息會變?yōu)樘崾净亓愕男畔?。若上次關(guān)機(jī)前沒有回零時(shí)，則

11、一定要在硬件回零之后， 方可進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 面板上的紅色按鈕為急停按鈕，可在緊急狀態(tài)下斷開驅(qū)動器電源，保證操作工以及機(jī)械臂的安 全。黑色旋鈕為啟停旋鈕，功能與軟件的暫停相同。11若工作中按下了急停按鈕，則需要重啟機(jī)械手系統(tǒng)。并在開機(jī)之后進(jìn)行硬件回零！在回零過程 中，可能會遇到系統(tǒng)軟限位的情況，此時(shí)可按照 1.4.2，將 6 區(qū)域中的參數(shù)設(shè)置中的軟限位解除，在 回零完畢后，務(wù)必將軟限位選擇啟用！1.4.1 操作界面的認(rèn)識123456圖 17 操作界面主要由六個(gè)區(qū)域組成，其中區(qū)域 1 為指令顯示區(qū)域，區(qū)域 2 為坐標(biāo)顯示以及反饋顯 示區(qū)域，區(qū)域 3 為機(jī)器人手控面板操作區(qū)域，區(qū)域 4 為限位狀

12、態(tài)顯示區(qū)域，區(qū)域 5 為報(bào)警信息以及 工作狀態(tài)顯示區(qū)域，區(qū)域 6 為軟件操作區(qū)域。1.4.2 操作界面的使用方法1、區(qū)域 1 的使用 區(qū)域 1 是路徑顯示區(qū)域，當(dāng)前指令為機(jī)器人正在進(jìn)行的動作指令，下條指令為機(jī)器人將要進(jìn)行 的動作指令。 2、區(qū)域 2 的使用 區(qū)域 2 為當(dāng)前機(jī)器人各軸坐標(biāo)顯示區(qū)域，以及電機(jī)編碼器反饋信息顯示區(qū)域，示教程序時(shí)將當(dāng) 前點(diǎn)存入響應(yīng)點(diǎn)位。123、區(qū)域 3 的使用 區(qū)域 3 為機(jī)器人單步動作操作區(qū)域， 可手動執(zhí)行水平向前向后， 豎直向上向下， 底座向左向右， 手爪向左向右等動作，還可以手動進(jìn)行手爪開閉，旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)，流水線開關(guān)控制等。禁用按鈕為 保護(hù)機(jī)器人工作狀態(tài)，將其他

13、按鈕置為不可用狀態(tài)。 4、區(qū)域 4 的使用 區(qū)域 4 為限位狀態(tài)的顯示，用于顯示各個(gè)限位開關(guān)的狀態(tài)是否正常。正常運(yùn)行過程中機(jī)器人不 會處于硬限位狀態(tài)，如果某個(gè)軸處在硬限位狀態(tài)此軸顯示會由綠色變成紅色，此時(shí)機(jī)器人處于鎖止 狀態(tài)，且軟件無法操作處于死機(jī)狀態(tài)，需將對應(yīng)的限位開關(guān)短接，使系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)后將機(jī)器人 移動至正常位置，然后將短接的線拿掉，然后回零即可正常使用。 5、區(qū)域 5 的使用 區(qū)域 5 為報(bào)警信息以及工作狀態(tài)顯示區(qū)域，顯示系統(tǒng)是否工作正常，以及是否有來料。若系統(tǒng) 運(yùn)行正常則指示燈為綠色，否則為紅色。系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的警報(bào)信息、系統(tǒng)狀態(tài)都將顯示下面 的部分。若有來料，則入料指示燈顯示

14、有紅色變?yōu)榫G色。 6、區(qū)域 6 的使用 （1）區(qū)域 6 為軟件操作區(qū)域，其中【關(guān)于】為機(jī)器人版本信息和單位信息，點(diǎn)擊后顯示如下：圖 18 （2）點(diǎn)擊【參數(shù)設(shè)置】鍵會彈出如下對話框：圖 19 點(diǎn)擊輸入框后彈出數(shù)字鍵盤即如下對話框：13圖 20 A、點(diǎn)擊數(shù)字即可輸入對應(yīng)的數(shù)字，輸入用戶參數(shù)密碼，點(diǎn)擊【確認(rèn)】鍵進(jìn)入如下用戶參數(shù)設(shè) 置對話框：圖 21 其中 【手動速度】設(shè)置區(qū)域可以設(shè)置電機(jī)單動時(shí)的直線快移速度，底座旋轉(zhuǎn)速度和手爪旋轉(zhuǎn)速度。 【時(shí)間參數(shù)】設(shè)置區(qū)域可以設(shè)定機(jī)器人工作頻率、氣缸單程時(shí)間、旋轉(zhuǎn)氣缸單程時(shí)間、工進(jìn)占 空比、T1:(T1+T2)、抓物抬升時(shí)間比。 【過程控制】設(shè)置區(qū)域可以設(shè)置引弧高

15、度和安全高度。 （引弧高度在此處未使用。安全高度是指 在進(jìn)行搬運(yùn)動作時(shí)為防止機(jī)械臂與空間障礙物相撞， 拉升運(yùn)動過程中的躲避高點(diǎn)， 再向傾倒點(diǎn)運(yùn)動） 注意：安全高度必須高于托盤的高度。 【碼垛方式】設(shè)置區(qū)域可以選擇示教層數(shù)、碼垛層數(shù)，物品高度。此控制中需將示教層數(shù)和碼14垛層數(shù)設(shè)置為 1。物品高度可設(shè)置為 0. 【軟限位設(shè)置】區(qū)域可以選擇軟限位開啟還是關(guān)閉（默認(rèn)為開啟） 。 【擴(kuò)展參數(shù)】區(qū)域可以設(shè)置托盤高度，B 軸安全轉(zhuǎn)角（當(dāng)放盤位置低于流水線位置時(shí)，為防止 機(jī)械臂與流水線相撞，B 再運(yùn)行出安全轉(zhuǎn)角后再下降） 。 注意：修改參數(shù)后需要重啟軟件！ B、點(diǎn)擊數(shù)字輸入系統(tǒng)參數(shù)密碼，點(diǎn)擊【確認(rèn)】鍵進(jìn)入如

16、下系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置對話框：圖 22 【參數(shù)設(shè)定】對話框里面需要根據(jù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)確定機(jī)構(gòu)尺寸、絲杠導(dǎo)程和各軸減速比，所有參 數(shù)請不要隨意更改。 注意：修改參數(shù)后需要重啟軟件！ 【IO 測試】對話框顯示各軸零點(diǎn)、限位以及控制器輸入輸出信號的狀態(tài)，如下圖：圖 2315【電機(jī)調(diào)整】對話框可以對各軸電機(jī)的運(yùn)動精度進(jìn)行檢測，如下圖：圖 24 C、點(diǎn)擊數(shù)字輸入示教界面密碼，點(diǎn)擊【確認(rèn)】鍵進(jìn)入如下設(shè)置界面圖 25 【等待點(diǎn)】 ：為機(jī)械手在工作過程中等待入料的點(diǎn)。存點(diǎn)過程見【流水線】 。 【流水線】 ：為生產(chǎn)線末端抓取點(diǎn)的坐標(biāo)，在示教時(shí)，在回零的前提下，在機(jī)器人動作操作界面 通過手動調(diào)整手爪位置到末端抓取位置，進(jìn)入上

17、圖設(shè)置界面，點(diǎn)擊零點(diǎn)右側(cè)的保存按鈕，可將此點(diǎn) 坐標(biāo)存入零點(diǎn)。 【傾倒點(diǎn)】 ：旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的點(diǎn)，在此點(diǎn)完成傾倒的動作。 【放盤點(diǎn)】 ：存放托盤的點(diǎn)。 （3） 【手動】操作鍵對機(jī)器人進(jìn)行單步操作的鍵。 （4） 【自動】操作鍵讓機(jī)器人自動運(yùn)行的操作鍵，在點(diǎn)擊“自動”前請先將控制柜前面板上的16旋鈕開關(guān)由“暫?！贝虻健斑\(yùn)行”狀態(tài)，自動運(yùn)行過程中可通過旋鈕開關(guān)對機(jī)器人進(jìn)行暫停和運(yùn)行 狀態(tài)的切換。 （5） 【回零】鍵點(diǎn)擊以后進(jìn)入對機(jī)器人回零操作的界面：圖 26 點(diǎn)擊【P 軸回零】機(jī)器人端持器軸會進(jìn)行慢速找零運(yùn)行狀態(tài)（在各軸回零操作前請將機(jī)器人調(diào) 整到回零合理范圍內(nèi)） ， 【回零狀態(tài)】會在回零過程中顯示

18、是否回零結(jié)束等狀態(tài)。 點(diǎn)擊【軟件回零】 ，各軸按照規(guī)劃共同回到零位。 注意：機(jī)器人各軸全部進(jìn)行回零操作以后才可以進(jìn)行示教及其運(yùn)行的操作。 （6） 【停止】鍵已外接到控制柜面板旋鈕開關(guān)。 （7） 【退出】鍵用于關(guān)閉軟件退出操作使用。1.5 常見故障分析及處理機(jī)器人屬精密自動化設(shè)備，請嚴(yán)格按照說明書所述步驟進(jìn)行操作，以免產(chǎn)生運(yùn)行故障。1.5.0 機(jī)器人無法運(yùn)行1、急停按鈕是否旋起 如果急停已拍下，系統(tǒng)會提示請先將急停按鈕打開。 2、通過軟件界面觀察各個(gè)限位是否正常 首先將機(jī)器人動力電源切斷，即控制柜左上方中間空氣開關(guān)斷掉，觀察軟件里硬限位是否都處 在未接通狀態(tài)， 如硬限位有紅色報(bào)警則需手動將機(jī)器人

19、運(yùn)轉(zhuǎn)到脫離硬限位的正常狀態(tài)， 再重新回零。 3、檢查機(jī)器人電源是否接通 首先將初級電源斷掉， 逐級檢測電源輸入無誤后， 接通初級電源檢測各電源節(jié)點(diǎn)供電是否正常， 如檢測出線路故障必須將初級電源斷掉以后在進(jìn)行修改，以免發(fā)生觸電事故或燒毀機(jī)器人系統(tǒng)。 4、檢查機(jī)械故障17電源線路檢查無誤后，如機(jī)器人還不能運(yùn)行，再對機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行檢查。檢查傳動機(jī)構(gòu)是 否有異物卡住，或運(yùn)動范圍內(nèi)是否產(chǎn)生運(yùn)動干涉。定期對傳動系統(tǒng)進(jìn)行潤滑。1.5.1 機(jī)器人未按既定規(guī)劃運(yùn)行1、機(jī)器人運(yùn)行前未進(jìn)行回零操作 機(jī)器人在運(yùn)行之前需進(jìn)行回零操作，否則系統(tǒng)會提示請先進(jìn)行回零，回零前保證機(jī)器人在回零 正常范圍之內(nèi)。 2、觀察伺服驅(qū)

20、動是否正常 打開機(jī)器人控制柜，觀察各個(gè)驅(qū)動器是否顯示正常即處于“run”狀態(tài)。1.5.2 機(jī)器人系統(tǒng)提示“系統(tǒng)正在運(yùn)行”機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件須嚴(yán)格按照說明書敘述操作，如出現(xiàn)誤操作系統(tǒng)基于安全保護(hù)會提示“系 統(tǒng)正在運(yùn)行” ，此時(shí)點(diǎn)擊確定后即可回到正常操作狀態(tài)。1.6 機(jī)器人保養(yǎng)與維護(hù)此機(jī)器人屬精密自動化設(shè)備，所使用機(jī)械部件及控制系統(tǒng)需定期進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。1.6.0 機(jī)械部件的養(yǎng)護(hù)機(jī)器人主要運(yùn)動部件和傳動部件需定期進(jìn)行檢查磨損情況并進(jìn)行潤滑保養(yǎng)， 及時(shí)更換存在安全 隱患的磨損較重部件。對傳動系統(tǒng)通過操作界面的“送潤滑油”鍵進(jìn)行潤滑，此鍵設(shè)置為長按方式 既在按鍵被按下時(shí)開啟，松開按鍵即停止供油，由于供油油泵效率較高所以每次只需長按 5 秒以內(nèi) 即可否則會出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。1.6.1 控制系統(tǒng)的維護(hù)機(jī)器人控制系統(tǒng)需定期進(jìn)行檢查維護(hù)， 檢查各動力線路和信號線路是否有焦化現(xiàn)象或損壞現(xiàn)象， 及時(shí)更換受損線路，防止出現(xiàn)短路和觸電事故的發(fā)生。檢查各接