ABB机器人开发利用

1、 ABBRobot电机连接结构ABB机器人本体(机械臂)需要六个自由度，所提供的动力来自于6个三相交流伺服电机，每个交流电机除了三组线圈绕组导线外，还有其他部件的引出 线：一组接PTC，一组接刹车，还有编码器有三组导线。6个电机的刹车电路并联成一路，PTC温度检测6个是串联成一路。 6个编码器的电路与SMB相连。六个电机动力绕组由驱动单元供电。 机器人不工作时，六个电机的刹车电路不通电，电机依靠刹车片摩擦固定，经过减速器后，整个机械机构死锁。工作时，电机通电，刹车电路通电，刹车片松开，电机依靠磁场固定。某个电机温度异常时，PTC总阻值变大，控制器报警停止工作。ABB最新机器人IRC5的介绍之一

2、为了让大家认识世界一流水平的ABB机器人，以下是对ABB最新型系统的一个深入浅出的介绍，务求让你全方位地了解ABB机器人的优异性能。 IRC5 System IRC5系统 常规型号： IRB 1400，IRB 2400，IRB 4400，IRB 6600，IRB7600 IRB 指 ABB 机 器 人， 第一位数(1,2,4,6,7)指机器人大小 第二位数( 4 )指机器人研发顺序号。 无论何型号，机器人控制部分基本相同。 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，常用于焊接或搬运。IRB 4400：承载较大，最大承载为60kg

3、, 常用于搬运或大范围焊接。 IRB 6600：承载较大，最大承载为225kg，常用于搬运或大范围焊接。IRB 7600：承载较大，最大承载为500kg，常用于搬运。IRC5硬件实现多台机器人的协调控制采用模块化设计的IRC5控制器是ABB公司最近推出的第五代机器人控制器，它标志着机器 人控制技术领域的一次最重大的进步与革新。促成这一重大革新的不仅仅是IRC5能够通过MultiMove这一新功能控制多达四台完全协调运行的机器人， 而且还有其具有创新意义的模块化设计，将各种功能进行了逻辑分割，最大程度地降低了模块间的相互依赖性。除此之外，ICR5控制器的特性还包括：配备完善 的通信功能、实现了维

4、护工作量的最小化、具有高可靠性（平均无故障工作时间达80,000小时）以及采用创新设计的新型开放式系统、便携式界面装置示教 器。模块IRC5控制器（灵活型控制器）由一个控制模块和一个驱动模块组成，可选增一个过程模块以容纳定制设备和接口，如点焊、 弧焊和胶合等。配备这三种模块的灵活型控制器完全有能力控制一台6轴机器人外加伺服驱动工件定位器及类似设备。如需增加机器人的数量，只需为每台新增机器 人增装一个驱动模块，还可选择安装一个过程模块，最多可控制四台机器人在MultiMove模式下作业。各模块间只需要两根连接电缆，一根为安全信号传输 电缆，另一根为以太网连接电缆，供模块间通信使用，模块连接简单易

5、行。每个模块，无论属于何种类型，均可安装在采用相同设计和尺寸一致的 机箱内，机箱占地面积为700 x 700mm，高度625mm。机箱底座面积相同，采用直边设计及简单的双电缆连接方式，实现了模块布置上的全面灵活性。各种模块既可垂直叠放，以尽可能减 小占地面积，也可并排放置，甚至可以最大75m的间距进行分布式布置。采用后一种布局还可确保各种模块处于最佳运行位置；例如，可将控制模块机箱放置在中 央区域，将驱动模块和过程模块机箱靠近机器人工作站摆放。另外，模块间相互依赖性已达到最小化，各个模块均自带计算机、电源和标准以太网通信接口，因此可 以在对其他模块干扰程度最低的情况下更换、调换、升级或再装配。

6、控制模块作为IRC5的心脏，自带主计算机，能够执行高级控制算法，为多 达36个伺服轴进行MultiMove路径计算，并且可指挥四个驱动模块。控制模块采用开放式系统架构，配备基于商用Intel主板和处理器的工业PC机 以及PCI总线。由于采用标准组件，用户不必担心设备淘汰问题，随着计算机处理技术的进步能随时进行设备升级。当 前配置为Intel Celeron处理器，频率566MHz，比现有S4Cplus控制器快三倍，可升级至1.2MHz。2004年底之前，将推出采用Pentium-M处 理器的版本，届时性能将进一步提高。其他功能包括：64MB DRAM（为S4Cplus的两倍），可扩展至512M

7、B；256MB固态闪存，也是S4Cplus的两倍；可选装20GB或更大容量的硬盘，采用托架式 安装，以利于快速更换。通过USB（通用串行总线）可外接大容量外部存储器。完善的通信功能是IRC5控制器的一个特性。PCI总线扩展 槽中可安装几乎任何常见类型的现场总线板卡，其中包括满足ODVA标准、可使用众多第三方装置的单信道500kBaud DeviceNet，支持最高速率为12Mbps的双信道Profibus DP以及可使用铜线和光纤接口的双信道Interbus。另 外一个插槽可安装一块三信道以太网卡，其中一个信道可供ABB作为标准选购件提供的Ethernet IP现场总线使用。另外两个信道可连接

8、驱动模块和模块前部的操作员面板。后者可接插外部PC机（便携式电脑），执行系统配置和编程及下载等任务，比使用示 教器更加高效。另外还有一个插槽可用来安装串行接口卡。每个模块均内置24v直流电源，控制模块中还配备了UPS后备电源，可提供20秒 的安全关机时间。该UPS电源为无电池电源系统，是IRC5控制器众多“零维护”特性之一。该UPS电源的名称为Ultracap，是一种拥有专利技术的 电容型电源系统，至少可持续使用8年，相当于控制器的使用寿命。ABB是唯一在机器人产品中使用此类电源系统的厂家。控制模块机箱中安装 的另外一种板卡是急停装置等安全设备的接口卡。机箱（尤其是灵活型控制器的机箱）中留有大

9、量空间，可用来安装辅助电源、I/O、过程设备和其他定制设备， 所有这些设备均可安装在独立的板卡上，以方便组装与调换及用户日后的定制，帮助用户降低内部后勤成本。使用和安装的便利性是IRC5控制 器的主要设计宗旨之一。模块间双电缆连接设计就是一个典型的方便安装的特性。此外，通过控制模块可“一次”连接多达四台机器人，从机箱前部可方便地操作所 有接线。现场总线和厂内网络以太网接线设置在机箱底座上，便携式电脑的服务通道和外接大容量存储器的USB端口设置在LHS的操作员面板上。主电源开关、 模式选择开关和急停按钮也装配在该面板上，这些组件均可拆卸并远距离布置，如布置在工作站区域的附近。一个控制模块可连接多

10、达四个驱动模 块，每个驱动模块均自带轴计算机和伺服驱动卡。轴计算机采用Motorola 250MHz PowerPC，其速度为S4Cplus的六倍，能够计算多达9个伺服轴的位置与速度（S4Cplus可计算7个伺服轴），而且能够对多达14个轴进行位 置测量。共能容纳九个伺服驱动卡，采用六合一捆绑方式（6轴机器人），以尽量减少接线、组件和PCB数量，附加轴可单独供应。控制模块和 驱动模块除了可以采用独立式机箱外，还可选用组合式机箱，即紧凑型控制器，此类机箱的底座同样是700 x 700mm，但高度为900mm，容量比S4Cplus“一体式”机箱小25%以上。紧凑型控制器具备的硬件和性能与采用离散化

11、模块的灵活型控制器相同， 但缩小了为定制I/O板及类似器件预留的空间。另外，紧凑型控制器还可以与过程模块“叠放布置”。紧凑型控制器是单机器人安装的合理选择，不仅如此，通过 增加驱动模块予以扩展后，还能应用于多机器人和MultiMove方案。从IRC5开发之初起，客户始终是开发工作的中心强调在设计 中体现高可靠性和维护便利性。减少部件数量是产品设计中提高可靠性的方法之一，如六合一伺服驱动器，使连接器、组件及PCB的数量分别比S4Cplus减 少54%、7%和42%。冷却风扇数量也减至7个，而S4Cplus为9个，主计算机CPU未设置风扇。全封闭式机箱无须设置空气过滤器。其他延长设备寿 命的方法有

12、：选用无电池UPS电源、驱动模块风扇速控装置、可延长轴承使用寿命的硬盘自动转速降低功能以及符合工业耐用性标准的处理器和组件等。大部分部件通过前开式铰链门即可方便地维护，铰链门采用防尘密封装置，机箱满足IP-54防护等级。机箱中的所有装置无须断开电缆即可装卸。只有变压器和冷却风扇需要通过机箱后盖才可操作。风扇模块采用卡扣式固定装置，便于更换。上 述所有措施最终造就了长达80,000小时的平均无故障运行时间（按每天24小时每周7天连续运行计算，可连续运行9年以上），在这一方面机器人行业的任 何竞争对手均都无法与ABB匹敌。高可靠性和最小维护量是ABB公司馈赠用户的“一份厚礼”，从而使用户能集中所有

13、精力和资源，充分利用ABB机器人工作 站实现最佳生产绩效。示教器同步控制四台机器人实质上是一项复杂的任务，但是，新型操作员界面装置或示教器的诞生，使该任务的实施变得易如反掌。该装置的物理设计和布局以及触摸屏上常见的菜单型Windows“点击”页面，具有很强的用户友好性。该 装置重量不足1.3kg，采用了人机工程学设计，无论操作员手掌大小，均同样适合左手或右手单手操作。另外，该装置采用7.7英寸（640 x 480像素）图形化彩色触摸屏，可视角度为180度，无论左右手操作均可一览无遗。触摸屏的使用使按钮数量实现最小化，只需8个按钮即可实现快速访问，固 定式和可分配式各4个。该装置唯一的附加设备是

14、ABB特有的、可对机器人进行直观微动控制的3向操纵杆和一个急停装置。因此，布局干净利落、简单易用。另 外，该装置极其坚固可靠，满足IP54防护等级；触摸屏也十分耐用、清洁方便，可防止1米以外的弧焊飞溅损伤。无论控制一台机器人还是四 台机器人，每个控制模块仅需一台示教器装置，通过一根电缆连接，因此可将杂乱的电缆连接缩小为一个整体单元。另外，示教器支持“热插拔”功能，程序装入控 制器后即可将装置拆下，可避免擅改和擅用现象。另外，还允许若干个IRC5工作站共享一台示教器装置，使客户进一步削减投资和提高精益化水平。示 教器按照单机装置设计，其作用并不局限于控制器计算机的显示器，因此不会降低后者的性能。

15、示教器采用开放式系统PC架构，自配计算能力，软件与微软公司联 合开发，采用Windows .NET操作系统。示教器是全球第一个开放式机器人界面装置，ABB则是是全球首家采用Windows.NET的工业自动化和机器人公司，在整个制造业可 能也是第一家。该操作系统功能极其强大，具备很强的防病毒功能，可全天候24小时连续安全运行。各种定制应用程序可使用包括C#语言在内 的各种微软标准开发工具创建，支持中文、日文和韩文等各种亚洲文字，增强了IRC5产品在远东市场的吸引力。用户可充分利用触摸屏上的各种图形和图标进行 操作，用手指而不是鼠标在熟悉的Windows界面中启动或点击工具栏、状态栏和软按钮来创建

16、各种页面。用户可在各种窗口中设置必要的信息及满足窗口特定用途的软按钮数量，避免屏幕显示多余信息，使显示界面更加干净利落、使用更加轻松便利。显示页面采用了熟悉的图标和图形，进一步增强了示教器的“友好性”，用户无需经过强化培训也可直观地创建各种页面。运行于示教器中的应用程序可用于执行机器人工作站的各项操作，包括设置、程序装载、过程开发、微调、工作站操作、报告和维修等。示教器可内建用户验证系统，为从程序员和过程工程师到工作站主管和生产操作员乃至维护服务人员等各用户组分配不同的访问级别。尽 管通过示教器可对各种程序进行编辑，但是由于PC机计算能力更强、软件工具范围更广，使用PC机进行编辑效率更高。控制模块可与PC机相连，不存在任何复 杂的设