工业机器人主要由机器人本体、控制柜、示教器以及连接电缆组成(见图 1-1)。
图 1-1 工业机器人各部分组成
机器人本体也称为机械臂、机械手,是用来完成各种作业的执行机械。它由基座、腰部、臂部(大臂和小臂)和手腕 4 部分组成,由 4 个独立旋转“关节”(腰关节、肩关节、肘关节、腕关节)串联而成(见图 1-2)。
图 1-2 机械臂的组成
机械臂是由六个转轴组成的空间六杆开链机构,理论上可达到运动范围内空间的任何一点。六个转轴均有AC伺服电机驱动,每个电机后均有编码器。每个转轴均带有一个齿轮箱。同时,机械臂带有串口测量板(SMB),测量板中有可充电的镍铬电池,起保存数据作用(见图 1-3)。
图 1-3 工业机器人的六杆开链机构
ABB IRC5 控制柜集成了运动控制技术、TrueMove(在任何速度下,始终按照编程路径运动)和QuickMove(以最佳的加速方式确保最短的运动节拍)等技术。它是精度、速度、周期、可编程性以及与外部设备同步性等机器人性能指标的重要保证。IRC5 常见的控制柜类型分为PMC面板嵌入型、单机柜型、紧凑型(见图 1-4)。
图 1-4 工业机器人的各类控制柜
示教器是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用的手持装置(见图 1-5)。
图 1-5 工业机器人示教器
控制柜电缆分为示教器电缆、电源线、动力电缆(见图 1-6)。
图 1-6 控制柜电缆
工作站采用ABB IRB 120 桌面式工业机器人作为核心设备,基本技术参数如图 1-7所示。
图 1-7 工业机器人技术参数
(1)轴数。是指机器人可以独立运动的坐标轴数目。轴数等于关节数。
(2)有效载荷。是指机器人在工作范围内的位姿上所能承受的最大重量(负载重量+末端执行器重量)。
(3)重复定位精度。是指在同一环境、同一目标动作、同一命令下,机器人连续重复运动若干次时,其位置的分散情况,是关于机器人的统计数据。
(4)最大速度。是指工业机器人主要自由度上的最大稳定速度;手臂末端的最大合成速度。机器人最大工作速度越高对机器人的最大加速率和最大减速率的要求越高。
(5)工作范围。IRB 120 工业机器人的俯仰和水平工作范围如图 1-8 和图 1-9 所示。
图 1-8 工业机器人的俯仰工作范围
图 1-9 工业机器人的水平工作范围
由于机器人系统复杂而且危险性大,在使用期间,对机器人进行任何操作都必须注意安全。
在关闭气源开关时,要注意机器人气路系统中的压力可达 0.6MPa,因此任何相关检修都要先切断气源(见图 1-10)。
图 1-10 气源开关
在手动模式下调试机器人时,如果不需要移动机器人,必须及时释放使能器(Enable Device)(见图 1-11)。
图 1-11 释放使能器
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(见图 1-12)。
图 1-12 切换模式开关
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(见图1-13)。
图 1-13 随身携带示教器
机器人处于自动模式时,任何人员都不允许进入机器人运动区域,以防被误伤(见图 1-14)。
图 1-14 机器人运动区域
机器人在发生意外或运行不正常的情况下,均可使用急停开关键(E-Stop键),停止运行(见图 1-15)。
图 1-15 急停开关键(E-Stop键)
急停开关在任何情况下都不允许被短接(见图 1-16)。
图 1-16 急停开关
机器人停机时,夹具上不应置物,应保持空机状态(见图 1-17)。
图 1-17 机器人空机状态
在得到停电通知时,要预先切断机器人的主电源及气源开关;突然停电时,要赶在来电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(见图 1-18)。
图 1-18 主电源及气源开关
发生火灾时,请使用二氧化碳灭火器(见图 1-19)。
图 1-19 二氧化碳灭火器