• （2）安装机器人手臂 • 1）机器人基座直接安装在地面时，将28mm以上厚度的 铁板埋入混凝土地板面中或用地脚螺栓固定，如图2-7所 示。此钢板必须尽可能稳固以经受的住机器人手臂来的反 作用力。L1、L2有具体的要求，不同型号机器人的跌倒力 矩M、旋转力矩T、安装螺栓尺寸、紧固力矩等不同，请 查安装连接手册。
图2-7基座直接安装在地面
• 2）机器人架台安装在地面时，如图2-8所示。与机器人基 座直接安装在地面上时的要领几乎相同。不同型号机器人 的跌倒力矩M、旋转力矩T、架台质量、安装螺栓尺寸、 紧固力矩、L、L1、L2等不同，请查安装连接手册。
图2-8 机器人架台安装在地面
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3）机器人底板安装在地面时，如图2-9所示。用螺栓孔安装底板在混凝土地 面或铁板上。不同型号机器人的跌倒力矩M、旋转力矩T、底板质量、底板安 装孔、底板尺寸等不同，请查安装连接手册。
• （2）机器人系统的启动 • 在确认机器人工作范围内无人后，合上机器人控制柜上的 电源主开关，系统自动检查硬件。检查完成后若没有发现 故障，系统将在示教器显示如图2-13所示的界面信息。
图2-13 ABB机器人启动界面
• （2）机器人系统的关闭 • 关闭机器人系统需要关闭控制柜上的主电源开关。当机器 人关闭时，所有数字输出都将被置为0，这会影响到机器 人的手爪和外围设备。 • 在关闭机器人系统之前，首先要检查是否有人处于工作区 域内，以及设备是否运行，以免发生意外。如果有程序正 在运行或者手爪握有工件，则要先用示教器上的停止按钮 使程序停止运行并使手爪释放工件，然后再关闭主电源开 关。
二、ABB工业机器人的调试与基本操作
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1、安全操作注意事项 （1）未经许可不能擅自进入机器人工作区域，机器人处于自动模式时，不允许进入其 运动所及区域。 （2）机器人运行中发生任何意外或运行不正常时，立即使用E-Stop键（急停按钮）， 使机器人停止运行。 （3）在编程、测试和检修时，必须将机器人置于手动模式，并使机器人以低速运行。 （4）调试人员进入机器人工作区时，需随身携带示教器，以防他人误操作。 （5）在不移动机器人及运行程序时，须及时释放使能器（Enable Device）。 （6）突然停电后，要手动及时关闭机器人的主电源和气源，任何检修都要切断气源。 （7）严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意修改程序及参数。 （8）万一发生火灾，应使用二氧化碳灭火器灭火。 （9）机器人停机时，必须空机，夹具上不应有物。 （10）机器人气路系统中的压力可达0.6MPa，任何相关检修都必须切断气源。 （11）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， 随意翻阅和修改程序及参数。
（a）卷曲
（b）合臂
图2-5 无底板时机械臂提升姿势
• b.有底板时使用吊绳。在基座的4个吊环上挂着吊绳，为 防止跌倒，再在手臂上的吊环上挂住吊绳并提升起来。有 架台时也用同样方法。不同型号机器人，其提升姿态不同 ，如图2-6（a）、（b）所示。
（b）合臂 （a）卷曲
图2-6有底板时机械臂提升姿势
图2-1 工业机器人安装流程
1、准备工作
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（1）检查安装位置和机器人的运动范围 安装工业机器人的第一步就是安装的车间的全面考察，包括厂房布局、地面 状况、供电电源等基本情况。然后就是通过手册，认真研究本机器人的运动 范围，从而设计布局方案，如图2-2所示，确保安装位置有足够机器人运动的 空间。 1）在机器人的周围设置安全围栏，以保证机器人最大的运动空间、即使在臂 上安装手爪或焊枪的状态也不会和周围的机器产生干扰。 2）设置一个带安全插销的安全门。 3）安全围栏设计布局合理。 4）控制柜、操作台等不要设置于看不见机器人主体动作之处，以防异常发生 时无法及时发现。
图2安全而设计的。使能器的 上的三级按钮（默认不按为一级不得电、按一下为二级得 电、按到底为三级不得电）。在手动状态下按下去，机器 人将处于电机开启状态。只有在按下使能按钮并保持在“ 电机开启”的状态才可以对机器人进行手动的操作和程序 的调试。当发生危险时（出于惊吓）人会本能地将使能按 钮松开或按紧，这两种情况下机器人都会马上停下来，保 证了人身与设备的安全。
3、用控制器操作
• （1）和控制器连接 • 1）控制柜的搬运 • 控制柜上一般有吊环，可以使用起重机搬运，如图2-10所 示；也可以使用叉车搬运，如图2-11所示。
图2-11用叉车搬运控制柜 图2-10用起重机搬运控制柜
• 2）控制柜的安装 • 控制柜位置要距离墙壁20厘米以上，保证控制柜通风良好 。控制柜一般置于地面，如需要也可安装在高处，但一定 要加装固定螺钉，以防掉落或倾倒。参考安装连接手册连 接控制柜与本体、控制柜与电源间线缆。 • 3）示教器与控制柜连接。参考安装连接手册中线缆图操 作连接。 • 4）I/O连接设置。参考安装连接手册中I/O设置图操作连接 。
项目二 工业机器人安装调 试和基本操作
学习目标
• 1.掌握工业机器人运输和安装方法； • 2.熟悉工业机器人调试操作； • 3.熟悉工业机器人的开机、人工操纵、关机 等基本操作； • 4.掌握ABB机器人示教操作方法； • 5.了解ABB机器人示教基本指令。
一、工业机器人的安装
• 工业机器人是精密机电设备，其运输和安 装有着特别的要求，每一个品牌的工业机 器人都有自己的安装与连接指导手册，但 大同小异。工业机器人一般的安装流程如 图2-1所示，个步骤操作要认真参阅手册相 关部分。
图2-2 工业机器人安装布局
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（2）检查和准备安装场地 1）机器人本体的安装环境要满足以下要求： ①当安装在地面上时，地面的水平度在±5°以内。 ②地面和安装座要有足够的刚度。 ③确保平面度以免机器人基座部分受额外的力。如果实在达不到，使用衬垫调整平面 度。 ④工作环境温度必须在0℃-45℃之间。低温启动时，油脂或齿轮油的粘度大，将会产 生偏差异常或超负荷，须此时实施低速暖机运转。 ⑤相对湿度必须在35%-85%RH之间，无凝露。 ⑥确保安装位置极少暴露在灰尘、烟雾和水环境中。 ⑦确保安装位置五易燃、腐蚀性液体和气体。 ⑧确保安装位置不受过大的振动影响。 ⑨确保安装位置最小的电磁干扰。 2）基座的安装：安装机器人基座时，认真阅读安装连接手册，清楚基座安装尺寸、基 座安装横截面、紧固力矩等要求，使用高强度螺栓通过螺栓孔固定。 3）机器人架台的安装：安装机器人架台时，认真阅读安装连接手册，清楚基座安装尺 寸、基座安装横截面、紧固力矩等要求，使用高强度螺栓通过螺栓孔固定。
• 3）机械臂的搬运方法 • 机器人出厂时已调整到易于搬运的姿态。可以用叉车或起 重机搬运。首先根据机器人重量选择适当承重的叉车或起 重机。注意研究叉车或起吊绳位置，确保平衡稳定。 • ①叉车搬运示意图2-4所示。
图2-4 叉车搬运机器人示意图
• ②使用起重机搬运时常见以下两种情况： • a.无底板时使用吊绳。在手臂上安装一个吊环，并在其上 挂住吊绳提升起来。有架台时也用同样方法。不同型号机 器人，其提升姿态不同，如图2-5（a）、（b）所示。
• 机器人系统启动后，在按下示教器上的使能键给机器人上 电后，就可以摇动摇杆来控制机器人的运动。 • 摇杆可以控制机器人分别在3个方向上运动，也可以控制 机器人在3个方向上同时运动。 • 机器人的运动速度与摇杆的偏转量成正比，偏转越大，机 器人运动速度越快，但最高速度不会超过250mm/s。 • 除在自动模式下，机器人各轴伺服没有上电或正在执行程 序时不能手动操纵机器人之外，无论打开何种窗口，都可 以用摇杆来操纵机器人。
2、实际安装
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（1）搬运机器人手臂 1）搬运、安装和保管注意事项 ①当使用起重机或叉车搬运机器人时，绝对不能人工支撑机器人机身。 ②搬运中，绝对不要爬在机器人上或站在提起的机器人下方。 ③在开始安装之前，请务必断开控制器电源及元电源，设置施工中标志。 ④开动机器人时，务必在确认其安装状态是否异常等安全后，接通马达电源，并将机 器人的手臂调整到指定的姿态，此时小心不要接近手臂并被夹紧挤压。 ⑤机器人机身是由精密零件组成的，所以在搬运时，务必避免让机器人受到过分的冲 击和振动。 ⑥用起重机和叉车搬运机器人时，请事先清除障碍物等，以确保安全地搬运到安装位 置。 ⑦搬运及保管机器人时，其周边环境温度在10℃-60℃内、相对湿度在35%-85%RH内 ，无凝露。
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1）运动单元及运动模式 对机器人进行手动操纵时，首先要明确选择运动单元以及运动方式。 机器人系统可能不仅由机器人本体单独构成，它可能还包含有其他的机械单 元，如外部轴（变位机等），也可以被选为运动单元进行单独操作。每个运 动单元都有一个标志或名字，这个名字在系统设定时已经进行定义。 ABB机器人具有线性运动、重定位运动和单轴运动3种运动方式。 ①线性运动 大多数情况下，选择在从A点移动到B点时，机器人的运动轨迹 为直线，所以称为直线运动，也称为线性运动。其特点是焊枪（或工件）姿 态保持不变，只是位置改变。 ②重定位运动 重定位运动方式是焊枪（或工件）姿态改变，而位置保持不变 。 在实际操作中，机器人的运动方式由选择的运动模式和坐标系决定。 ③单轴运动 通过摇杆控制机器人单轴运动的步骤如下：
图2-9机器人底板安装在地面
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（3）安装机器人工具 不同功能的工业机器人的末端工具不同，焊接机器人是焊枪、喷涂机器人是喷枪、码 垛机器人则是手爪。这些工具安装时请参考相关手册。 先进的机器人系统安装的是机器人工具快换装置，通过使机器人自动更换不同的末端 执行器或外围设备,使机器人的应用更具柔性。这些末端执行器和外围设备包含例如点 焊焊枪、抓手、真空工具、气动和电动马达等。工具快换装置包括一个机器人侧用来 安装在机器人手臂上，还包括一个工具侧用来安装在末端执行器上。工具快换装置能 够让不同的介质例如气体、电信号、液体、视频、超声等从机器人手臂连通到末端执 行器。机器人工具快换装置的优点是生产线更换可以在数秒内完成，维护和修理工具 可以快速更换，大大降低停工时间；通过在应用中使用多个末端执行器，从而使柔性 增加；使用自动交换单一功能的末端执行器，代替原有笨重复杂的多功能工装执行器 。机器人工具快换装置，使单个机器人能够在制造和装备过程中交换使用不同的末端 执行器增加柔性，被广泛应用于自动点焊、弧焊、材料抓举、冲压、检测、卷边、装 配、材料去除、毛刺清理、包装等操作。 另外，工具快换装置在一些重要的应用中能够为工具提供备份工具，有效避免意外事 件。相对人工需数小时更换工具，工具快换装置自动更换备用工具能够在数秒钟内就 完成。同时，该装置还被广泛应用在一些非机器人领域，包括托台系统、柔性夹具、 人工点焊和人工材料抓举。