1、 S4C IRB 基本操作培训教材 -第 1 页S4C IRB 基本操作培 训 教 材S4C IRB 基本操作培训教材 -第 2 页目 录1、培训教材介绍2、机器人系统安全及环境保护 3、机器人综述4、机器人启动5、用窗口进行工作6、手动操作机器人7、机器人自动生产8、编程与测试9、输入与输出10、系统备份与冷启动11、机器人保养检查表附录 1、机器人安全控制链附录 2、定义工具中心点附录 3、文件管理S4C IRB 基本操作培训教材 -第 3 页1、 培训教材介绍本教材解释 ABB 机器人的基本操作、运行。你为了理解其内容不需要任何先前的机器人经验。本教材被分为十一章，各章分别描述一个特别的
2、工作任务和实现的方法。各章互相间有一定联系。因此应该按他们在书中的顺序阅读。借助此教材学习操作操作机器人是我们的目的，但是仅仅阅读此教材也应该能帮助你理解机器人的基本的操作。此教材依照标准的安装而写，具体根据系统的配置会有差异。机器人的控制柜有两种型号。一种小，一种大。本教材选用小型号的控制柜表示。大的控制柜的柜橱有和大的一个同样的操作面板，但是位于另一个位置。请注意这教材仅仅描述实现通常的工作作业的某一种方法，如果你是经验丰富的用户，可以有其他的方法。其他的方法和更详细的信息看下列手册。使用指南提供全部自动操纵功能的描述并详细描述程序设计语言。此手册是操作员和程序编制员的参照手册。产品手册提
3、供安装、机器人故障定位等方面的信息。如果你仅希望能运行程序，手动操作机器人、由软盘调入程序等，不必要读 8-11 章。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 4 页2、 机器人系统安全及环境保护机器人系统复杂而且危险性大，在训练期间里，或者任何别的操作过程都必须注意安全。无论任何时间进入机器人周围的保护的空间都可能导致严重的伤害。只有经过培训认证的人员才可以进入该区域。请严格注意。以下的安全守则必须遵守。 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，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，
4、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开气源。 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
5、件系统，随意翻阅或修改程序及参数。安全事项在用户指南安全一章中有详细说明。如何处理现场作业产生的废弃物现场服务产生的危险固体废弃物有：废工业电池、废电路板、废润滑油和废油脂、粘油回丝或抹布、废油桶。普通固体废弃物有：损坏零件和包装材料。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 5 页 现场服务产生的损坏零件由我公司现场服务人员或客户修复后再使用；废包装材料，我方现场服务人员建议客户交回收公司回收再利用。 现场服务产生的废工业电池和废电路板，由我公司现场服务人员带回后交还供应商；或由客户保管，在购买新电池时作为交换物。废润滑油及废油脂、废油桶、粘油废棉丝和抹布，由我方现场服务人员建议客户分类收集后
6、交给专业公司处理。3、 机器人综述3.1 S4C 系统介绍：常规型号：IRB140,IRB 1400，IRB 2400，IRB 4400，IRB640,IRB6400 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,S4C plus 系统。无论何型号，机器人控制部分基本相同。IRB 140： 体积小，承载较小，最大承载为 5kg，常用于焊接。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 16kg ，常用于焊接。IRB 4400：承载较大，最大承载为 60kg 常用于搬
7、运或大范围焊接。IRB 640: 4 轴机器人，最大承载量 160kg，常用于堆垛。IRB 6400：承载较大，最大承载为 250kg，常用于搬运或点焊。特殊型号：IRB340,IRB7600,IRB840,IRB540,IRB580IRB 340: 承载很小，最大承载量 1kg, 速度极快，常用于取件。IRB 7600: 承载量很大，最大承载量 500kg, 常用于汽车工业。IRB 540,580:承载量较小，防爆性很好，喷涂专用。3.2 机器人组成：S4C IRB 基本操作培训教材 -第 6 页机器人由两部分组成：Controller: 控制器。Manipulator: 机械手。操作人员通
8、过示教器和操作盘操作机器人。左边是示教器（Teach Pendant）。右边是操作盘 (Operators Panel) 。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 7 页3.2.1 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。 有手动松闸按钮，用于维修时使用。 机器人必须带有 24VDC。 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。3.2.2 控制系统：(Controller)Mains Switch: 主电源开
9、关。Teach Pendant: 示教器。Operators Panel: 操作盘。Disk drive: 磁盘驱动器。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 8 页Transformer: 变压器计算机系统包括:Robot computer board ：机器人计算机板，控制运动与输入 /输出通讯。Memory board： 存贮板，增加额外的内存。Main computer board： 主计算机板，含 8M 内存，控制整个系统。Optional boards： 选项板Communication boards：通讯板, 用于网络或现场总线通讯Supply unit： 供电单元，整流输出电压
10、及短路保护。驱动系统包括：DC link： 将三相交流电转换为三相直流电。Drive module ： 控制 2-3 根轴的转距。Lithium batteries： 锂电池，存贮备用电源。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 9 页Panel unit： 面板单元，处理所有影响安全与操作的信号。I/O units ： 输入/输出单元。Serial measurement board (in the manipulator)：SMB Board 串行测量板，收集并传送电机位置信息。3.2.3 操作盘功能介绍MOTORS ON: 马达上电。Operating mode selector: 操作
11、模式选择器。AUTOMATIC: 自动模式。用于正式生产， 编辑程序功能被锁定。MANUAL REDUCED SPEED:手动减速模式。 用于机器人编程测试。MANUAL FULL SPEED: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。(选配项)Duty time counter:机械手马达上电，刹车释放的总时间。3.2.4 示教器功能介绍S4C IRB 基本操作培训教材 -第 10 页Emergency stop button(E-Stop): 急停开关。Enabling device: 使能器。Joystick: 操纵杆。Display: 显示屏。窗口
12、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。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 11 页导航键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。Left and Right arro
13、ws: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)。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 12 页手动状态下，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Incremen
14、tal:点动操纵 ON/OFF其它键Stop: 停止键，停止程序的运行。Contrast: 调节显示器对比度。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 13 页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。Enter: 回车键，进入光标所示数据。自定义键P1-P5：这五个键的功能可由程序员自定义。3.3 软件系统(RobotWare)： RobotWare 是
15、ABB 提供的机器人系列应用软件的总称 RobotWare 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。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 14 页3.4 手册： User Guide 用户手册介绍如何操作 Product Manul 产品手册介绍如何维修 RAPID Refurence编程手册介绍如何编程4、机器人启动4.1
16、 合上电源合上电源前，要检查确认无人处于机器人周围的防护区内。合上主电源开 关系统自动检查机器人硬件，当检查完成且无故障被检测到，系统将在示教器上显示如下信息在自动模式下，生产窗口将在几秒钟后出现。机器人通常以上次电源关闭时相同的状态启动。程序指针保持不变；全部数字输出都置为断电以前的值，或者置为系统参数中指定的值。当开机后程序重新启动时，是正常的开关机： 机器人慢慢地回到编程路径（有偏差），然后在程序的路径上继续。 运动设定和数据自动被设定到断电前相同的值。 机器人将继续对中断作出反应。 在断电前激活的机械单元将在程序开始后自动被激活。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 15 页 弧焊和
17、点焊过程自动被重置。但是，如果程序正好执行到焊接数据有变化时，新数据将在接缝上过早被激活。限制： 全部文件和串行通道都被关闭(可由用户程序控制)。 全部模拟输出都被置为 0，软伺服置为缺省值上(可由用户程序控制)。 焊缝跟踪不能被重置。 独立的轴不能被重置。 如果在中断例行程序或错误处理程序执行时发生断电，程序路径不可能重新开始。 如果在中央处理器非常忙的时候发生断电，有可能由于系统无法正常关机而导致无法重新启动。机器人在这种情况下将告诉用户重新开始不可能。启动时的故障机器人启动时将对机器人功能进行广泛的检查。如果发生错误，会在示教器上以一般文本信息格式进行报告，并在机器人的事件记录中进行记录
18、。欲了解详细信息，请参阅产品手册。4.2 操作面板下图为操作面板的功能描述S4C IRB 基本操作培训教材 -第 16 页MOTORS ON 指示灯状态：持续亮： 程序待命状态。快速闪烁(4Hz)： 机器人不同步，电机已上电。慢速闪烁(1Hz)： 运行链断开，电机未上电。4.3 紧急制动及紧急制动的复位当急停键有效后，电机电源被迅速切断而停止程序运行。排除引起急停的因素后，复位急停键并重新按下 MOTORS ON 即可恢复系统。5、 用窗口进行工作在本章中我们学习如何打开一个窗口并使用它，如下图，以INPUT/OUTPUT(输入/输出窗口)为例进行说明。按 键进入 INPUT/OUTPUT(输
19、入/输出窗口)。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 17 页 输入/输出窗口中 I/O 列表的显示取决于系统中信号的定义及系统中有多少 I/O 板。 通过导航键或编辑键可以选择 I/O 信号。按回车键可查询该信号的连接及设置信息 选择输出信号时可用功能键改变输出状态。6、手动操作机器人6.1 将操作模式选择器置于手动减速模式。6.2 切换至操纵窗口。6.3 检查运动控制键中的 Motion unit, Motion type 的设置。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 18 页External Unit: 外轴运动单元，机器人最多可控制六个外轴。Robot: 机器人。Linear： 直
20、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。Reorientation：旋转运动。机器人工具中心点位置不变，机器人沿坐标轴转动。Axes(Group1,2)：单轴运动。6.4 坐标系，工具，速度设定机器人可以建立的坐标系有“World 坐标系”,“Base 坐标系” ,“Tool 坐标系” ， “Wobj 工件坐标系”，“Wirst 腕坐标系”等。其相互关系如下： Wobj cordinatesWrist coordinatesS4C IRB 基本操作培训教材 -第 19 页Coordinate：摇杆操作坐标系。World 大地坐标系。Base 基础坐标
21、系。Tool 工具坐标系。Wobj 工件坐标系。Tool：工具选择。Wobj：工件坐标系选择。Incremental：点动速度选择。No(Nomal 正常)Small(慢)Medium(中等)Large(快)6.5 按下使能键(Enabling Device),摇动摇杆操作机器人。使动装置： 自动模式下无效。 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。 中间为“1” ，机器人马达上电。 最终为“0” ，机器人马达不上电。6.5.1 沿直线移动机器人工具设置运动方式为直线。操纵机器人沿 Base 坐标系的方向移动：S4C IRB 基本操作培训教材 -第 20 页操纵机器
22、人沿 Tool 坐标系的方向移动： 按 TOOL 选择所需的工具为 gun1。机器人将沿 gun1 的方向移动(改变 gun1 的方向可获得特定的移动效果)S4C IRB 基本操作培训教材 -第 21 页6.5.2 旋转移动机器人工具将 移动方式置为旋转选择工（夹）具（Tool）。机器人将以如图所示方式绕选定工具的中心点(TCP)旋转。6.5.3 单轴移动机器人如果要进行单轴操纵，其操纵方向为S4C IRB 基本操作培训教材 -第 22 页6.5.4 沿坐标系调整工具方向工具的 Z 方向可以用 Align 功能调整到与选定坐标系的一个方向一致。调整时，选定坐标系三个方向中与当前工具 Z 方向夹
23、角最小的方向是调整的目标方向。如下图所示，若想将工具 Z 方向调整为垂直(与 World Z 方向一致)。 首先手动调整工具 Z 方向到接近垂直。 选择 Special: Align 系统将显示可用于调整的参照坐标系如下： 选择期望的参照坐标系 World 按下使动健，轻碰一下摇杆，机器人将自动移动到期望的方向后停止运动。 按 OK 完成调整。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 23 页6.5.5 操纵外部轴设置运动方式为外部轴。选择 Unit，按功能键选择要操纵的外轴。如果系统有超过 5 个外轴，按回车键，功能键上可显示其他的外轴。6.5.6 点动移动机器人点动移动(incrementa
24、l)功能是用来精确的调整机器人位置。如下图进入点动状态。当机器人处于点动状态时，每动一下摇杆，机器人移动一步；摇杆倾斜超过 1 秒钟后，机器人以每秒 10 步的速度连续移动，直到摇杆复位。点动步长选择No: 连续运动，速度与摇杆倾斜角度成比例。Small: 步长约 0.05 mm 或 0.005 度Medium: 步长约 1 mm 或 0.02 度Large: 步长约 5 mm 或 0.2 度User: 用户自定义步长S4C IRB 基本操作培训教材 -第 24 页7、机器人自动生产7.1 开机上电，将操作模式选择器置于减速手动模式。7.2 调入程序RAPID 语言所编写的简单程序都是由三个最
25、基本的部分组成。Program： 程序。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。7.3 以下利用系统磁盘“Controller parmenters”中,Demo 目录下的练习程序“Exercise.prg”,说明如何调入程序。7.3.1 切换至编程窗口。如果内存中没有程序，就会显示以下窗口。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 25 页7.3.2 将磁盘插入磁盘驱动器。7.3.3 按下 File 菜单键并选择 1.Open 选项。7.3.4 系统将显示以下窗口，可以通过 Unit
26、 功能键在磁盘驱动器和 RAM驱动器中切换以找到所需程序。7.3.5 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。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 26 页7.3.6 再按回车键即会显示程序内容。7.4 启动程序 如果当前是在其它窗口的，请用窗口键切换到编程窗口。 按 Test 功能键，进入编程测试窗口。 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
27、逆向执行程序。Instr-：切换到编程编写窗口。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 27 页 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）。 按下使能器不放，再按下 Start 或 FWD 功能键即可运行程序。7.5 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。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 28 页7.6 机器人自动运行1. 将操作模式选择器置于自动模式。2. 按下 OK 功能键进入生产窗口。Program name： 程序名。Routine name： 子程序
28、名。Program pointer：程序运行指针。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 29 页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。7.7 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。Error code number： 对应每个错误系统给出的唯一的错误代码。Category of error： 错误类別。Reason for error： 错误发生的原因。Message log： 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。7.8 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。S4C IRB 基本操作培训教材 -第 30 页8、编程与测试8.1 程序的组成：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。
