直角坐标机器人说明书.docx

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直角坐标机器人说明书

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用户手册

第一章概述

一、机械局部

二、驱动局部

三、控制系统

第二章设备操作流程

一、设备操作流程

二、常用人机界面说明

第三章驱动器参数设置及报警显示

一、驱动器参数设置

二、报警显示及处置

第四章异常状况及处置　

第五章附件

码垛机器人易损件清单

第一章概述

BAHR直角机器人实验平台是基于德国BAHR公司的直角坐标机器人定位系统开发的专门停止各种搬运码垛的自动化设备。

该设备主要有以下几个特点：

1、运转进程颠簸，无冲击；

2、运转速度快，加减速进程颠簸；

3、搬运载荷大，过载才干强；

4、实时通讯，灵敏性强；

5、定位准确，采用伺服系统驱动；

6、自动化水平高，PLC运动控制；

7、经过触摸屏操作，复杂易用。

BAHR码垛机器人系统主要由BAHR直线定位系统及相关机械结构衔接件、数字伺服驱动系统〔包括伺服驱动器及伺服电机〕、三菱PLC运动控制及相关模块、三菱触摸屏操作四个局部组成。

一、机械局部：

BAHR码垛机器人系统的机械中心部件是德国BAHR公司消费的同步齿型带驱动直线定位单元。

依据码垛需求的状况，我们将整个运动进程分为X方向运动、Y方向运动，Z方向运动。

关于德国BAHR直线定位系统的详细技术目的和结构功用请参考相关说明资料«BAHR直线定位系统选型手册»。

1、X轴定位单元：

X轴定位系统单元由两根QLZ60系列定位系统组成，其中一根为同步带驱动的主定位系统，另一根是由同步轴衔接辅佐定位系统，详细技术目的如下：

1〕、主定位系统：

型号：

QLZ60

长度：

1580㎜

运动行程：

1300㎜

滑块长度：

152㎜

同步带规格：

5M25

2〕、辅佐定位系统：

型号：

QLZ60

长度：

1580㎜

运动行程：

1300㎜

滑块长度：

152㎜

同步带规格：

5M25

2．Y轴定位单元：

Y轴定位单元由一根ELZ60系列定位系统组成，

型号：

ELZ60

长度：

1290㎜

运动行程：

1000㎜

滑块长度：

170㎜

3、Z轴定位单元：

Z轴定位单元由一根EGT40系列定位系统组成，

型号：

EGT40

长度：

870㎜

运动行程：

700㎜

滑块长度：

118㎜

3、定位单元的衔接：

Y轴定位单元和Z轴定位单元之间由法兰机构规格尺寸可参考相关图纸。

4、其他装置附件：

装置附件主要包括

1〕、X轴减速机装置法兰；

2〕、Z轴减速机装置法兰；

3〕、Y轴减速机装置法兰；

4〕、3轴限位开关装置座、原点开关装置座；

5〕、水平轴衔接板

6〕、拖链和拖链装置支架；

7〕、配套梯形螺母；

8〕、连轴器：

关于装置附件的尺寸可参考相关图纸或厂家资料。

二、驱动局部

BAHR码垛机器人系统采用日本三菱公司消费的全数字式交流伺服电机及驱动器系统做为动力系统，关于三菱伺服的详细功用特点请参考相关技术资料。

为确保足够的任务扭矩和惯量婚配，驱动电机的输入端婚配有精细行星减速机，关于行星减速器的功用特点请参考相关技术资料。

1、X轴驱动系统

伺服电机规格：

400W

行星减速器规格：

HF-KP43

2、Y轴驱动系统：

伺服电机规格：

400W

行星减速器规格：

HF-KP43

3、Z轴驱动系统：

伺服电机规格：

400KW

三、控制系统概述

BAHR码垛机器人的控制系统局部是整个码垛机器人的灵魂，码垛机器人的控制系统包括电器系统、PLC及扩展单元控制系统、三菱触摸屏与PLC之间的通讯和PLC与整个消费线之间的通讯。

1〕、电器系统

电器系统包括主电控柜PLC及扩展单元、触摸屏，PLC与触摸屏之间经过RS232衔接通讯。

电控柜的输入电压是单相220V。

电器系统控制原理及接线请参考附录中相关图纸，各种电器元器件的规格型号请参考附录中电器元件表。

主电控柜和操作台之间有一条异地电源控制线衔接，以方便停止异地电源控制，如急停、上电等。

2〕、PLC及扩展单元

BAHR码垛机器人的控制系统中心是PLC及扩展单元。

可编顺序控制器〔PLC〕是综合了计算机技术、自动化控制技术和通讯技术的一种新型的、通用的自动控制装置。

它具有功用强、牢靠性高、操作灵敏、编程简便以及适宜于工业环境等一系列优点，在工业自动化、进程控制、机电一体化、传统产业技术改造等方面的运用越来越普遍，已成为现代工业控制的三大支柱之一。

BAHR码垛机器人选用的PLC是三菱公司推出的最新型机－Q系列PLC，是一款性价比高、功用完备、极具竞争优势的通用控制器。

其特点是结构紧凑，集成了开关量控制、模拟量控制、高速计数与脉冲输入等功用于一身，指令丰厚，援用功用块的编程方式使编程愈加简便。

　　可编顺序控制器的特点：

1、运用简便

〔1〕运用灵敏、装置简便

　　规范的积木式硬件结构与模块化的软件设计，使PLC不只顺应大小不同、功用冗杂的控制要求，而且顺应工艺流程变化较多的场所。

它的装置和现场接线简便，可按积木方式扩大和删减其系统规模，组分解灵敏的控制系统。

〔2〕编程简化

　　PLC采用电气操作人员习气的梯形图方式编程，直观易懂。

因此，不只顺序开发速度快，而且顺序的可读性强，软件维护方便。

为了简化编程任务，PLC将编程任务主要集中到了设计思想的自身而不是如何完成设计思想，最新设计的PLC还针对详细效果设计了步进顺控指令、流程图指令等指令系统，大大加快了系统开发速度。

〔3〕操作方便，维修容易

工程师编好的顺序十分明晰直观，只需看好操作说明书，操作人员经短期培训就可以运用。

另外，PLC具有完善的监视和诊断功用，对其外部任务形状、通讯形状、I/O点状态和异常形状等均有清楚的提示，使维修人员能及时、准确地判别缺点点，迅速交流缺点模块或插件，恢复消费。

2.牢靠性高

PLC的牢靠性高，主要是由于它在硬件及软件两方面都采取了严厉的措施。

3．抗电磁搅扰功用好，环境顺应性强

　Q系列PLC是按直接运用于工业环境而设计的产品在规则的机械振动、冲击以及额外的电源电压与频率变化、电源瞬时中缀、电源电压降高等要素作用下，均能正常任务。

因此可直接装置在工业现场，不用采取另外的特殊措施。

另外由于其结构精巧，所以耐热、防潮、抗震等功用也很好。

4．功用完善

　PLC的基本功用包括逻辑运算、定时、计数、数制换算、数值计算，步进控制等。

其扩展功用还有A/D、D/A转换、PID闭环回路控制、高速计数、通讯联网、中缀控制及特殊功用函数运算等功用，可以经过上位机停止显示、报警、记载、人机对话，使控制水平大大提高。

5．成熟的工控网络体系，通讯便捷，易于远程实时监控

随着计算机网络通讯技术的成熟开展，以及工业控制的实践需求，近年来工控网络通讯技术失掉了少量运用。

3〕触摸屏

人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁，用户可以自在的组合文字、按钮、图形、数字等来处置或监控管理及应付随时能够变化信息的多功用显示屏幕。

随着机械设备的飞速开展，以往的操作界面需由熟练的操作员才干操作，而且操作困难，不易掌握，无法提高任务效率。

但是运用人机界面可以明白指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的复杂生动，并且可以增加操作上的失误，即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。

运用人机界面还可以使机器的配线规范化、复杂化同时也能增加PLC控制器所需的I/O点数，降低消费的本钱。

同时由于面板控制的小型化及高功用，相对的提高了整套设备的附加价值，有了普遍的运用。

触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就遭到关注，它的复杂易用，弱小的功用及优秀的动摇性使它十分适宜用于工业环境，甚至可以用于日常生活之中，运用十分普遍，比如：

自动化移载机设备，天车升降控制，消费线监控等，甚至可用于智能大厦管理、会议室声光控制、温度调整。

随着科技的飞速开展，越来越多的机器与现场操作都趋向于运用人机界面，PLC控制器弱小的功用及复杂的数据处置也呼唤一种功用与之婚配而操作又简便的人机的出现，触摸屏的应运而生无疑是21世纪自动化范围里的一个庞大的改造。

GT1575-VTBA系列触摸屏是专门面向PLC运用的，它不同于一些复杂的仪表式或其它的一些复杂的控制PLC的设备其功用十分弱小，运用十分方便，十分适宜现代工业越来越庞大的任务量及功用的需求，日益成为现代工业必不可少的设备之一。

第二章设备操作流程

BAHR码垛机器人是专业设备，要求必需具有专业知识的人员才干停止操作，这些专业知识主要包括：

伺服运动控制、PLC控制及编程、机械传动、电器控制、电工基础等。

一、设备操作流程

一）、正常任务时：

1、当主电控柜供电后，区分按系统供电按钮与伺服驱动器供电按钮，使码垛设备处于任务形状。

2、供电后触摸屏处于显示形状，显示设备形状信息如：

限位指示、原点指示、运转方式、伺服电机任务状况。

3、进入操作界面，按下搜索原点按钮。

4、各轴运动导轨区分执行搜索原点运动，终了3次后，整个码垛系统便确定了原点的位置即任务的初始位置。

5、顺序按下自动运转与形状启动按钮。

6、码垛机器人处于运转形状。

7、按下顺序1-5或循环启动末尾运转。

二〕、维护设备时：

1、主电控柜供电后，按系统供电按钮与伺服驱动器按钮使设备处于任务形状。

2、进入操作界面，顺序按手动运转与形状启动按钮。

3、经过手动调理按钮，调理使导轨运动到需求的位置，停止机械手维护。

二、常用人机操作界面说明：

1、显示界面

　显示界面显示了设备的形状信息〔如：

X轴原点指示灯、Z轴原点指示灯、Y轴原点指示灯、自动运转指示灯、手动运转指示灯、形状指示灯等〕及报警信息〔各轴限位信息、驱动器报警信息等〕

2、自动运转界面

自动运转是指设备依照编好的任务顺序自动停止搬运操作，设备自动运转前应做好以下预备任务

1〕、保证机械手前端设备和后端设备能动摇运转，信号交接准确无误。

2〕、机械手各轴位于原点位置。

3〕、依据运动进程编写运动顺序。

设备的运动顺序在设备交付运用时曾经编写终了，普通不需求重新停止编写，但由于搬运机械手采用的控制系统是一款开放式的控制系统，设备操作者可以依据运转的实践状况修正运动顺序。

但我们不建议随意改动运转顺序，假设确实需求修正，请与厂家联络。

4、自动运转的操作步骤

1〕、搜索原点，使各轴均处于原点位置。

2〕、自动启动，确定其任务方式。

3〕、形状启动，保证操作的正确性，防止误操作。

4〕、等候任务信号。

5、手动操作界面

1〕、手动操作主要是在设备调试、维护阶段运用。

2〕、可以调整各个轴的位置，使维护愈加方便。

3〕、可以控制机械手开合，确定其任务形状能否正常。

第三章　驱动器参数设置及报警显示

一、伺服驱动器复杂操作说明

1、按键功用

2．参数设置操作方法

二、驱动器局部参数设置

X轴电机驱动器参数设置

Y轴电机驱动器参数设置　　

Z轴电机驱动器参数设置　

三、罕见伺服报警信息

第四章　缺点及恢复

一、限位报警

1、由于操作人员的错误操作，能够招致导轨运动进程中超出正常运动范围，为防止导轨因超出运动行程而发生碰撞，形成机械结构的损伤，在导轨两侧有效行程外均装置有行程开关，行程开关的作用就是对导轨的运动停止限位。

行程开关外部连线为24V常闭衔接，假设运动导轨碰到行程开关，行程开关会由常闭形状变为常开形状，发生限位信号，经过输入信号线的衔接，PLC控制系统接纳到后会发生限位报警信息，显示在触摸屏上，并控制此轴导轨驱动器因此中止任务，运动导轨也会也此中止运动。

2、一切导轨限位开关的24V输入端均为公共端，当公共线断开后，触摸屏会出现一切轴都出现限位报警的现象。

二、伺服驱动器报警

　当伺服驱动器任务时出现不测状况，会发生伺服驱动器报警，并中止脉冲输入，所在轴导轨也会因此中止任务。

第五章附　　件

一、单台码垛机器人主要零部件清单

1、机械局部机器人定位系统〔X轴、Y轴、旋转轴〕，清单如下：

称号

规格型号

数量

制造商/供应商

Z轴定位单元

EGT40，总长870

1套

德国BAHR

X轴定位单元

QLZ60，总长1580-9

1套

德国BAHR

QLZ60，总长1580-0

1套

德国BAHR

Y轴定位单元

ELZ，总长1290

1套

德国BAHR

电缆拖链及装置支架

3套

中国

电机装置附件

3套

中国

2、控制系统，电器系统，清单如下：

称号

规格型号

数量

产地

控制器

三菱PLC扩展单元HMI伺服

1套

日本

电控柜

电控柜

1台

中国

电控柜附件

空开/接触器/电线等

一套

中国