埃夫特工业机器人拆装与维护(戴晓东)教材配套PPT项目 (14)

图4-2压电加速度传感器结构示意图
图4-3 惯性式磁电速度传感器结构示意图
图4-4 涡流位移传感器示意图
• ③位移传感器：电涡流位移传感器，如图44所示。它基于金属体在交变磁场中的电涡 流效应工作，属于能量控制型传感器。工 作时，将传感器顶端与被测对象表面之间 的距离变化转换成与之成正比的电信号。 这种传感器不仅能测量一些旋转轴系的振 动、轴向位移，还能测量转数。涡流位移 传感器属于非接触式测量，但需要外电源 。
•
（1）按故障发生、发展的过程分类
• 1)突发性故障
•
故障发生之)渐发性故障
•
故障的发生一般与磨损、腐蚀、疲劳等密切相关，其特点
是故障一般发生在元器件有效寿命的后期；有规律，可以预防
；发生概率与设备运转时间有关。
• (2）按故障的性质分类
• 1)自然故障：设备自身原因造成。
• 测取设备在运行中或相对静止条件下的状态信息，通过对信号的处理 和分析，并结合设备的历史状况，定量识别设备及其零部件的技术状 态，并预知有关异常、故障和预测未来技术状态，从而确定必要的对 策的技术，即设备故障诊断技术。在机器设备的评估中，技术鉴定是 确定设备成新率的重要手段。
1、故障及其分类
• 故障：设备（元件、零件、部件、产品或系统）因某种原因丧 失规定功能的现象。
变量之间的关系都可以反映设备的运行状态。如输入功率与输 出功率、示教器输入参数与手部执行参数间关系等； • 2）设备零部件的损伤量：变形量、磨损量、裂纹以及腐蚀情况 等都是判断设备技术状态的特征参量。 • （2）设备运转中的间接特征参量（二次效应参数）：主要是设 备在运行过程中产生的振动、噪声、温度、电量等。 • 设备或部件的输出参数和零部件的损伤量都是故障的直接特征 参量，而二次效应参数是间接特征参量。 使用间接特征参 量进行故障诊断的优点是，可以在设备运行中并且无需拆卸的 条件下进行。不足之处是间接特征参量与故障之间的关系不是 完全确定的。

☞ 结论：不在同一体量。
4. 工业机器人 PK 机械手
PLC 机械手
机器人 控制系统
相同点 ✓ 作用相同，都是自动化制造的辅助设备； 定义类似：机器人=可编程的机械手。 ✓ 区别 控制
机械手：由CNC系统的PLC控制，无独立控制系统； IR：有独立的控制系统。 ✓ 作用 机械手：单功能、固定用途和动作； IR：可操作、可编程，多功能、多用途。 ✓ 驱动 机械手： PLC开关量控制，液压、气动系统为主； IR：轨迹插补控制，必须用伺服驱动系统。
✓ 包装类：分拣、包装（食品、药品行业），码垛等；
目的：保障安全卫生、提高自动化程度。
❖ 服务机器人（Service Robots） ： ✓ 服务于人类非生产性活动的机器人总称； ✓ 作业环境为未知，大多具备“行走”功能，产品技术要 求高，以第二、三代机器人居多； ✓ 市场广阔、潜力巨大，产品占机器人的95%以上。
执行器 回转变位器
本体
连杆
关节
直线变位器
• 电气部分 • 控制器 • 功能与数控系统相同； • 产生机器人运动轨迹控制脉冲； • 控制轴数较多（通常6轴）。 • 操作单元 • 机器人的操作面板；又称示教器； • 结构简单、采用手持式结构。 • 驱动器 • 将控制脉冲转换为电机转角； • 多采用交流伺服驱动系统。
✓ 形态 CNC机床：直线运动轴为主，回转、摆动为辅； IR机床：高精度轮廓加工，多为0.001mm级； IR：粗略轨迹运动，多为0.1mm级。
✓ 控制 CNC机床：一般5轴及以下，准确轮廓运动； IR：一般6轴及以上，粗略轨迹运动。
软件 CNC机床：笛卡尔坐标运动为主，相对简单； IR：多轴摆动空间合成运动，相当复杂。
摆动（Bend）：转动范围一般小于等于270° 。

示教输入
编程输入
穿孔带输入 穿孔卡输入 磁带输入
键盘输入
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三、工业机器人智能传感器
CHENLI 2021/3/7
1．接近觉传感器
接近觉传感器能使机器人手爪感知与物体的接 近程度，当近到一定距离时能使高速搜索物体的手 爪向控制系统发出减速信号，以减少手爪和物体的 冲击。
接近觉传感器有光学、超声波和电磁等几种， 一般装在手爪上。
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CHENLI 2021/3/7
焊接机器人
一、焊接机器人系统的组成 焊接机器人系统一般由以下几个部分组
成：机器人操作机、变位机、控制器、焊 接系统、焊接传感器、中央控制计算机和 相应的安全设备等。
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机器人操作机是焊接机器人系统的执行机构 变位机作为机器人焊接生产线及运动形式
① 直角坐标式 ② 圆柱坐标式 ③ 球坐标式 ④ 多关节式
CHENLI 2021/3/7
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3．机器人运动功能
CHENLI 2021/3/7
① 点位控制型：用于搬运和装卸物件，点焊及具 有固定位置零件的装配工作。
② 连续轨迹控制型：主要用于电弧焊和喷涂等. 4．机器人程序输入方式
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一汽“红旗”轿车机器人焊接线
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搬运、码垛机器人
自动搬运工作站由搬运机器人和周边设备组成。 搬运机器人可用于搬运重达几公斤至1 t以上的
CHENLI 2021/3/7
工业机器人
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CHENLI 2021/3/7
到目前为止，工业机器人是最成熟、应用最 广泛的一类机器人，全世界目前已经销售110万台， 这是1999年的统计，已经进行使用的是75万台。 日本在工业机器人领域的发展是首位的，成为机 器人的王国； 美国发展得也很迅速，目前在新安装的台数方面 已经超过了日本； 中国刚开始进入产业化的阶段，已经研制出多种 工业机器人样机，已有小批量在生产中使用。

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任务一 了解安全概要
• 2) 故障排除期存在的危险 • 这意味着在故障排除期间必须无条件地考虑这些注意事项: • (1) 所有电气部件必须视为是带电的。 • (2) 操纵器必须能够随时进行任何运动。 • (3) 由于安全电路可能已经断开或已绑住以启用正常禁止的功能, 因此
系统必须能够执行相应操作。
项目一 工业机器人安全操作与保养
• 任务一 了解安全概要 • 任务二 解读安全操作规范 • 任务三 填写保养单
任务一 了解安全概要
• 一、案例回放
• (1) 2016 年, 在东莞劲胜现场一名技术人员在维修、调整机器人外部 设备时, 机器人突然动作, 技术人员未来得及避让机器人, 被机器人压 伤手臂, 如图1 -1 所示。
• (2) 机器人的安装区域内禁止进行任何的危险作业。
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任务二 解读安全操作规范
• (3) 如任意触动机器人及其外围设备, 将会有造成伤害的危险。请采取 严格的安全预防措施, 在工厂的相关区域内应安放, 如“易燃” “高 压” “止步” 或“闲人免进”等相应警示牌。忽视这些警示可能会 引起火警、电击或由于任意触动机器人和其他设备会造成伤害, 未经 许可的人员不得接近机器人和其外围的辅助设备。
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任务三 填写保养单
• (3) 机器人运行1 个月之后, 机器人本体法兰盘座应当检查下是否有松 动, 如松动进行紧固, 以后逐月进行检查。
• (4) 机器人运行3 个月之后, 机器人本体各轴挡块固定检查下是否有松 动, 如松动进行紧固, 以后每季度进行检查。
• (5) 机器人本体上的线缆和气管。 • 机器人本体上的线缆每日检查, 是否有松动、老化等现象, 如有进行及

ER12-4-2000 工业机器人电气使用维护手册
目录
第 1 章 安全...............................................................................................................................1 1.1 安全须知................................................................................................................ 1 1.2 安全准则................................................................................................................ 1 1.3 各工作过程中的安全注意事项............................................................................ 2 1.3.1 机器人安装和连接的安全............................................................................ 2 1.3.2 机器人启动前的安全.................................................................................... 3 1.3.3 机器人启动的安全........................................................................................ 4 1.3.4 试车安全........................................................................................................ 4 1.3.5 示教过程中的安全........................................................................................ 5 1.3.6 自动运行时的安全........................................................................................ 6 1.3.7 维修时的安全................................................................................................ 6 1.3.8 点检和维护时的安全.................................................................................... 7

（5）手腕连接体与手腕体的拆卸 1）如图所示，将手腕连接体按图所示从手腕体上移除；
2）如图所示，用扳手拆掉螺钉5再将密封圈压板30②从手腕体上拆除；
3）如图所示，将密封圈30①从手腕体如图所示位置拆除并清洗油封部分
（6）6轴轴承杯的拆卸
1）如图所示，先将O型圈从O型槽内取出，然后用轴卡钳将轴卡21①从轴 承杯上卸下，最后将轴承22从轴承杯上拆卸；
验。
（1） 5轴缓冲块及5、6轴零标保护套的拆卸 用扳手将螺钉27拆卸并将两个零标保护套从手腕体上取出。
（2）5、6轴盖板及手腕体两侧小盖板的拆卸
如图1-2和1-3所示，用扳手拆掉螺钉21并将盖20和24从手腕体上拆除，然 后再用扳手拆掉螺钉23并将小盖板22从手腕体上拆除。
（3）5轴同步带的拆卸 如图1-4所示，用活动扳手拆掉螺钉和螺母并卸下同步带。
2.过程与方法
能根据实训指导书的要求，采取小组合作的方式完成机器手手腕部分的拆卸。 在小组合作过程中，能合理安排工作过程，分配工作任务，注重安全规范。 能总结并展示机器手手腕部分拆卸工作的收获与体验。
3.情感、态度与价值观
乐观、积极地对待机器手手腕部分拆卸工作；严格遵守安全规范并严格按实 训指导书要求的拆卸步骤进行工作；爱护劳动工具；不挑剔团队交给自己的 工作任务并承担自己的责任；能积极探讨拆卸工艺的合理性和可能存在的问 题。
Байду номын сангаас
2.过程与方法
能根据实训指导书的要求，采取小组合作的方式完成机器手电机座拆卸的装 配。在小组合作过程中，能合理安排工作过程，分配工作任务，注重安全规 范。能总结并展示机器手电机座分装拆卸工作的收获与体验。
3.情感、态度与价值观
乐观、积极地对待机器手电机座分装的拆卸工作；严格遵守安全规范并严格 按实训指导书要求的拆卸步骤进行工作；爱护劳动工具；不挑剔团队交给自 己的工作任务并承担自己的责任；能积极探讨拆卸工艺的合理性和可能存在 的问题。

准备工作
2.2 本体使用及维护
2.2.1 安装与搬运 1 ABB工业机器人安装调试步骤
工业机器人是精密的机电设备，其运输和安装有着特别的要求，ABB工业机器人 有自己的安装和链接指导手册，工业机器人的安装调试步骤和流程如表2-3和图2-6所 示。
检查安装位置和机器人的运动范围 检查和装备安装场地 搬运机器人手臂 安装机器人手臂 安装机器人工具 机器人和控制器连接
2.1 了解ABB工业机器人
(1) 工业机器人本体（图2-2）
2.1 了解ABB工业机器人
IRB 120本体由六根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任何一点。六根转轴均有AC 伺服电机驱动，每个电机后均有编码器。每根转轴均带 有一个齿轮箱，机械手运动精度(综合)达正负0.05mm至 正负0.2mm，带有手动松闸按钮，用于维修时使用。机 械手带有串口测量板(SM B)，测量板带有六节可充电的 镍铬电池，起保存数据作用。
2.1 了解ABB工业机器人
(1) 紧凑轻量，IRB 120在紧凑空间内凝聚了ABB产品系列的全部功能与技术。其
重量。减至仅25kg，结构设计紧凑，几乎可安装在任何地方，比如工作站内部，机械设
备上方，或生产线上其他机器人的近旁。 (2) 这款6轴机器人最高荷重3kg（手腕(五轴)垂直向下时为4kg），工作范围达
2.1 了解ABB工业机器人
(2) 示教器（FlexPendant）
如图2-3及图2-4所示，IRB 120机器人示教器由硬件和软件组成，其通过集成线 缆和接头连接到控制器。但操作示教器时，通常会手持该设备。惯用右手者用左手 持设备，右手在触摸屏上执行操作。而惯用左手者可以通过将显示器旋转180 度，使 用右手持设备。

1.2工业机器人通用机械部件装调与维护
举例：
如何计算三自由度串联机器人的末端区域性作业空间？
计算步骤如下：
① 首先计算从末端开始的两个外侧旋转关节的作业空间面积；
② 然后通过对旋转基座关节或移动关节的关节变量进行积分，计算出区域性作业空
间的大小。在这里，对于普遍使用的旋转式基座关节，末端区域性作业空间计算涉
1.1工业机器人装调维护流程
3 联机调试 (1) 联机试验 1) 电气设备的试验要求应按有关规范的施工及验收规范进行，对于控制的电气控 制设备应首先对程序软件进行模拟信号调试正常无误后，再进行调试； 2) 空载试验：机器人各部件安装完成后，进行空载运行试验。空载试验应符合有 关规范的技术要求； 3) 满负荷联动调试（试验）：所有设施（加工、供电等）的设备及空载试验完 毕后，机器人生产厂家必须进行系统联动调试进行生产性试验。系统联动调试应 在有生产运行经验的工程技术人员指导、用户技术人员参加下进行。 4) 进行满负荷联动调试试验前，应编制试验大纲，报送用户批准后实施； 5) 在完成满负荷联动调试后，应编制试验报告，将测定和观察的主要参数编制成 《XXX工业机器人调试试验报告》报送给用户。
1.2工业机器人通用机械部件装调与维护
(2) 作业空间 1) 基本概念 通常，机器人操作器（末端执行器）的作业空间是指操作器执行所有可能的运动时末端 包容过的全部体积，是由操作器的几何形状和关节运动的自由度和约束决定的。它是衡量机 器人作业能力的重要指标。 2) 作业空间计算 许多串联机器人操作器的关节分成区域性结构和方向性结构，区域性结构关节实现末端 在空间中的位置定位，而方向性结构关节实现末端的姿态。串联机器人末端的区域性作业空 间的计算可由已知构型和关节运动约束计算获得。

2)在恢复机器人运动时,应要求撤除传感区域的阻断,此时不应使机器人 系统重新启动而自动操作。 3)应具有指示现场传感装置正在运动的指示灯,其安装位置应易于观察。 这些指示灯可以集成在现场传感装置中,也可以是机器人控制接口的一部 分。
任务一 工业机器人系统的管理与维护
(7)警示方式 在机器人系统中,为了引起人们注意潜在危险的存在,应采 取警示措施。警示措施包括栅栏或信号器件。它们用于识别通过上述 安全防护装置没有阻止的残留风险,但警示措施不应是前面所述安全防 护装置的替代品。
模块四 工业机器人管理与维护
任务一 工业机器人系统的管理与维护
知识目标:
1.了解工业机器人的系统安全和工作环境安全管理。 2.熟悉工业机器人的主机及控制柜主要部件的备件管理。 3.掌握工业机器人的维护和保养。
能力目标:
1.能够对工业机器人系统进行日常管理。 2.能进行工业机器人控制柜的检查与维护。
任务一 工业机器人系统的管理与维护
(1)人为因素 热插拔硬件非常危险,许多主板故障都是热插拔引起的。 带电插拔主板卡及插头时用力不当容易造成对接口、芯片等的损害,从 而导致主板损坏。 (2)内因 随着使用机器人时间的增长,主板上的元器件就会自然老化,从而 导致主板故障。
(3)环境因素 由于操作者的保养不当,机器人主机主板上布满了灰尘,可 能造成信号短路。此外,静电也常常造成主板上芯片(特别是CMOS芯片) 被击穿,引起主板故障。
任务一 工业机器人系统的管理与维护
3)机器人系统的安全防护可采用一种或多种安全防护装置:固定式或联 锁式防护装置,包括双手控制装置、智能装置、握持-运行装置、自动停 机装置、限位装置等;现场传感安全防护装置,包括安全光幕或光屏、安 全垫系统、区域扫描安全系统、单路或多路光束等。机器人系统安全 防护装置的作用如下: ① 防止各操作阶段中与该操作无关的人员进入危险区域。 ② 中断引起危险的来源。