KUKA工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)全集

第 1章 概述1
1．1 機(jī)器人的產(chǎn)生及發(fā)展． 1
1．1．1 機(jī)器人的產(chǎn)生與定義 1
1．1．2 機(jī)器人的發(fā)展． 4
1．2 機(jī)器人分類8
1．2．1 機(jī)器人分類 ．8
1．2．2 工業(yè)機(jī)器人 10
1．2．3 服務(wù)機(jī)器人 12
1．3 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用14
1．3．1 技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)品應(yīng)用 14
1．3．2 主要生產(chǎn)企業(yè)16
第 2章 工業(yè)機(jī)器人的組成與性能21
2．1 工業(yè)機(jī)器人的組成及特點(diǎn)．21
2．1．1 工業(yè)機(jī)器人的組成．21
2．1．2 工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)．25
2．2 工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形態(tài) ．27
2．2．1 垂直串聯(lián)機(jī)器人 ．27
2．2．2 水平串聯(lián)機(jī)器人 ．30
2．2．3 并聯(lián)機(jī)器人 32
2．3 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)性能 ．34
2．3．1 主要技術(shù)參數(shù)34
2．3．2 工作范圍與承載能力 36
2．3．3 自由度、速度及精度 38
2．4 KUKA工業(yè)機(jī)器人及性能 ．41
2．4．1 產(chǎn)品與型號(hào) 41
2．4．2 通用型垂直串聯(lián)機(jī)器人 43
2．4．3 專用型垂直串聯(lián)機(jī)器人49
2．4．4 Delta、SCARA機(jī)器人 52
2．4．5 機(jī)器人變位器 53
2．4．6 工件變位器55
第３章 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)61
3．1 機(jī)器人及變位器的基本結(jié)構(gòu)．61
3．1．1 垂直串聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu) 61
3．1．2 垂直串聯(lián)機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu) 64
3．1．3 SCARA、Delta機(jī)器人基本結(jié)構(gòu) 68
3．1．4 工件變位器結(jié)構(gòu)70
3．2 諧波減速器結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品74
3．2．1 諧波齒輪變速原理 ．75
3．2．2 哈默納科產(chǎn)品 78
3．2．3 主要技術(shù)參數(shù) 81
3．2．4 部件型諧波減速器 ．83
3．2．5 單元型諧波減速器 ．85
3．2．6 簡易單元型諧波減速器 89
3．2．7 諧波減速器安裝與維護(hù) 91
3．3 RV減速器結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品 98
3．3．1 RV齒輪變速原理 98
3．3．2 納博特斯克產(chǎn)品 103
3．3．3 主要技術(shù)參數(shù) 105
3．3．4 RV減速器結(jié)構(gòu)與規(guī)格 108
3．3．5 RV減速器的安裝要求 114
3．3．6 基本型RV減速器安裝維護(hù) ． 117
3．3．7 單元型RV減速器安裝維護(hù) ． 120
3．4 垂直串聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)實(shí)例 ． 123
3．4．1 小型機(jī)器人典型結(jié)構(gòu)． 123
3．4．2 中型機(jī)器人典型結(jié)構(gòu)． 128
3．4．3 大型機(jī)器人典型結(jié)構(gòu)． 132
第4章 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)137
4．1 KRC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與硬件 ． 137
4．1．1 KRC系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 137
4．1．2 KRC4系統(tǒng)硬件與網(wǎng)絡(luò)． 140
4．1．3 KRC4系統(tǒng)控制部件與安裝 143
4．2 KRC4系統(tǒng)主要部件與功能 ． 145
4．2．1 電源及機(jī)柜控制單元 ． 145
4．2．2 IR控制器 148
4．2．3 伺服驅(qū)動(dòng)器 150
4．2．4 編碼器及安全信號(hào)連接模塊 152
4．3 KRC4系統(tǒng)連接． 154
4．3．1 系統(tǒng)連接總圖 154
4．3．2 電源連接電路 156
4．3．3 控制信號(hào)連接電路 ． 159
4．3．4 驅(qū)動(dòng)器及編碼器連接電路 162
4．3．5 網(wǎng)絡(luò)總線連接電路 ． 165
4．3．6 控制柜外部連接 167
4．4 KRC4-Smallsize系統(tǒng)與連接 171
4．4．1 部件安裝與連接 171
4．4．2 主要部件與連接 173
4．4．3 控制柜外部連接 177
第5章 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制182
5．1 運(yùn)動(dòng)控制與坐標(biāo)系 182
5．1．1 機(jī)器人基準(zhǔn)與控制模型． 182
5．1．2 關(guān)節(jié)軸、運(yùn)動(dòng)組與關(guān)節(jié)坐標(biāo)系 185
5．1．3 機(jī)器人基準(zhǔn)坐標(biāo)系 ． 187
5．1．4 機(jī)器人作業(yè)坐標(biāo)系 ． 189
5．1．5 坐標(biāo)系方向及定義 ． 193
5．2 典型產(chǎn)品的坐標(biāo)系定義 196
5．2．1 FANUC機(jī)器人坐標(biāo)系 ． 196
5．2．2 安川機(jī)器人坐標(biāo)系 199
5．2．3 ABB機(jī)器人坐標(biāo)系． 202
5．2．4 KUKA機(jī)器人坐標(biāo)系 ． 205
5．3 機(jī)器人姿態(tài)及定義 208
5．3．1 機(jī)器人與工具姿態(tài)208
5．3．2 機(jī)器人姿態(tài)及定義210
5．3．3 典型產(chǎn)品的姿態(tài)參數(shù) ．212
5．4 機(jī)器人移動(dòng)要素與定義 215
5．4．1 機(jī)器人移動(dòng)要素 215
5．4．2 目標(biāo)位置與到位區(qū)間定義 216
5．4．3 移動(dòng)速度與加速度編程．219
5．5 機(jī)器人作業(yè)與控制 221
5．5．1 機(jī)器人焊接作業(yè) 221
5．5．2 點(diǎn)焊機(jī)器人作業(yè)控制 ．223
5．5．3 弧焊機(jī)器人作業(yè) 226
5．5．4 搬運(yùn)及其他機(jī)器人作業(yè)．230
第6章 KRL程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 233
6．1 KRL程序結(jié)構(gòu)與格式 233
6．1．1 機(jī)器人程序與編程233
6．1．2 KRL程序結(jié)構(gòu) 235
6．1．3 KRL主程序格式238
6．1．4 KRL子程序、函數(shù)、中斷格式 240
6．1．5 KRL數(shù)據(jù)表格式243
6．1．6 局域程序與全局程序 ．245
6．2 KRL程序基本語法248
6．2．1 名稱、注釋、行縮進(jìn)與折合 248
6．2．2 指令格式及指令總表 ．251
6．2．3 程序數(shù)據(jù)及分類 256
6．3 KRL程序數(shù)據(jù)定義258
6．3．1 數(shù)據(jù)格式與數(shù)據(jù)聲明 ．258
6．3．2 簡單數(shù)據(jù)定義260
6．3．3 數(shù)組數(shù)據(jù)定義264
6．3．4 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)定義267
6．3．5 枚舉數(shù)據(jù)定義269
6．4 KRL表達(dá)式與函數(shù)270
6．4．1 表達(dá)式、運(yùn)算符與優(yōu)先級(jí) 270
6．4．2 算術(shù)、邏輯、比較運(yùn)算．272
6．4．3 標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)與特殊運(yùn)算 ．275
6．5 系統(tǒng)變量、定時(shí)器與標(biāo)志278
6．5．1 系統(tǒng)變量與編程 278
6．5．2 定時(shí)器與編程282
6．5．3 標(biāo)志與編程 283
第7章 KRL指令與編程示例 ．286
7．1 機(jī)器人移動(dòng)要素定義286
7．1．1 作業(yè)形式與坐標(biāo)系選擇．286
7．1．2 程序點(diǎn)定義 289
7．1．3 到位區(qū)間、速度及加速度定義290
7．1．4 工具姿態(tài)控制方式定義．294
7．2 基本移動(dòng)指令編程 296
7．2．1 指令格式與基本說明 ．296
7．2．2 PTP指令編程 299
7．2．3 LIN指令編程 ．301
7．2．4 CIRC指令編程．303
7．3 樣條插補(bǔ)指令編程 306
7．3．1 樣條插補(bǔ)功能與使用 ．306
7．3．2 指令格式與編程示例 ．308
7．3．3 附加指令與編程 311
7．4 基本DI DO指令編程313
7．4．1 I O信號(hào)及處理 ．313
7．4．2 DI DO基本指令編程 ．316
7．4．3 脈沖輸出指令編程317
7．5 控制點(diǎn)輸出指令編程320
7．5．1 終點(diǎn)及連續(xù)移動(dòng)起點(diǎn)輸出．320
7．5．2 同步輸出指令編程322
7．5．3 控制點(diǎn)操作指令編程 ．325
7．6 循環(huán)處理指令編程 327
7．6．1 DIG循環(huán)讀入指令編程 ．327
7．6．2 AI AO循環(huán)處理指令編程．329
7．7 程序控制指令編程 332
7．7．1 執(zhí)行控制指令編程332
7．7．2 循環(huán)執(zhí)行指令編程336
7．7．3 分支控制指令編程339
7．8 中斷程序編程 ．341
7．8．1 中斷定義、啟用與使能．341
7．8．2 機(jī)器人停止及位置記錄 345
7．8．3 軌跡刪除與重新啟動(dòng)． 348
第8章 機(jī)器人手動(dòng)操作與示教編程． 351
8．1 操作部件與功能 351
8．1．1 控制柜面板 351
8．1．2 Smart PAD示教器 353
8．2 系統(tǒng)基本操作與設(shè)定 355
8．2．1 啟動(dòng) 關(guān)機(jī)與示教器熱插拔 355
8．2．2 操作界面與信息顯示． 356
8．2．3 主菜單、顯示語言與用戶等級(jí) 359
8．2．4 系統(tǒng)啟動(dòng)方式與設(shè)定． 360
8．2．5 操作模式與安全防護(hù)． 362
8．2．6 狀態(tài)欄圖標(biāo)及操作 ． 364
8．2．7 幫助文件與使用 368
8．3 機(jī)器人手動(dòng)操作 369
8．3．1 手動(dòng)移動(dòng)選項(xiàng)設(shè)定 ． 369
8．3．2 3D鼠標(biāo)操作設(shè)定 372
8．3．3 機(jī)器人手動(dòng)操作 374
8．4 用戶程序創(chuàng)建與項(xiàng)目管理 ． 377
8．4．1 文件管理器及操作 ． 377
8．4．2 程序選擇、打開與顯示 379
8．4．3 用戶程序模塊創(chuàng)建 ． 381
8．4．4 項(xiàng)目管理操作 384
8．5 程序輸入與編輯 386
8．5．1 程序指令輸入 386
8．5．2 程序注釋與程序編輯． 389
8．6 機(jī)器人移動(dòng)指令示教 391
8．6．1 移動(dòng)指令輸入與編輯． 391
8．6．2 樣條類型定義指令輸入 393
8．6．3 型值點(diǎn)與樣條段輸入． 396
8．6．4 樣條插補(bǔ)附加指令輸入 398
8．6．5 樣條插補(bǔ)指令編輯 ． 400
8．7 其他常用指令輸入與編輯 ． 402
8．7．1 DO控制指令輸入與編輯 ． 402
8．7．2 同步輸出指令編輯 ． 404
8．7．3 WAIT指令編輯 405
8．7．4 AO指令編輯． 406
第9章 機(jī)器人自動(dòng)運(yùn)行與監(jiān)控407
9．1 機(jī)器人程序本地運(yùn)行 407
9．1．1 程序運(yùn)行方式及說明 ． 407
9．1．2 程序自動(dòng)運(yùn)行操作 ． 409
9．1．3 程序自動(dòng)運(yùn)行顯示 ． 412
9．2 機(jī)器人程序遠(yuǎn)程運(yùn)行 414
9．2．1 控制參數(shù)與控制程序 ． 414
9．2．2 控制信號(hào)與時(shí)序要求 ． 417
9．2．3 程序遠(yuǎn)程運(yùn)行操作 ． 420
9．3 機(jī)器人工作區(qū)間設(shè)定與監(jiān)控 ． 422
9．3．1 作業(yè)邊界與作業(yè)區(qū)域定義 422
9．3．2 工作區(qū)間的輸入設(shè)定 ． 424
9．3．3 工作區(qū)間的程序設(shè)定 ． 426
9．4 控制系統(tǒng)狀態(tài)顯示 427
9．4．1 機(jī)器人實(shí)際位置顯示． 427
9．4．2 系統(tǒng)輸入 輸出信號(hào)顯示 429
9．4．3 標(biāo)志、定時(shí)器狀態(tài)顯示． 432
第 10章 機(jī)器人安裝與調(diào)試434
10．1 機(jī)器人運(yùn)輸與安裝． 434
10．1．1 產(chǎn)品安全使用標(biāo)識(shí) 434
10．1．2 機(jī)器人搬運(yùn)與安裝 436
10．1．3 工具及控制部件安裝 440
10．2 機(jī)器人零點(diǎn)設(shè)定與校準(zhǔn) 442
10．2．1 KUKA機(jī)器人調(diào)試要求 442
10．2．2 機(jī)器人零點(diǎn)與校準(zhǔn) 444
10．2．3 零點(diǎn)校準(zhǔn)測頭及安裝 446
10．2．4 零點(diǎn)自動(dòng)測定與校準(zhǔn) 448
10．2．5 零點(diǎn)直接設(shè)定與刪除 452
10．3 軟極限、負(fù)載及坐標(biāo)系設(shè)定 454
10．3．1 關(guān)節(jié)軸軟極限設(shè)定 454
10．3．2 機(jī)器人負(fù)載設(shè)定 456
10．3．3 機(jī)器人坐標(biāo)系與設(shè)定 458
10．4 工具移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)設(shè)定 460
10．4．1 坐標(biāo)系定義與數(shù)據(jù)輸入460
10．4．2 TOOL CS原點(diǎn)示教 462
10．4．3 TOOL CS方向示教 464
10．4．4 BASE CS示教 ．467
10．5 工件移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)設(shè)定 469
10．5．1 坐標(biāo)系定義與數(shù)據(jù)輸入469
10．5．2 BASE CS示教 ．471
10．5．3 TOOL CS示教．473
10．6 外部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)定 ．475
10．6．1 機(jī)器人變位器坐標(biāo)系設(shè)定 ．475
10．6．2 工件變位器坐標(biāo)系設(shè)定477
10．6．3 工件變位器的BASE CS設(shè)定 ．479
第 11章 機(jī)器人故障診斷與維修483
11．1 機(jī)器人一般故障與處理 483
11．1．1 機(jī)器人檢查與故障分析483
11．1．2 機(jī)器人常見問題與處理485
11．1．3 電源連接與檢查 487
11．2 指示燈檢查與故障處理 489
11．2．1 CSP指示燈檢查與處理 490
11．2．2 CCU指示燈檢查與處理 490
11．2．3 驅(qū)動(dòng)器、RDC、SIB檢查與處理 493
11．2．4 CCU_SR指示燈檢查與處理 497
11．3 系統(tǒng)報(bào)警顯示與處理 500
11．3．1 系統(tǒng)報(bào)警與簡單故障處理 500
11．3．2 伺服驅(qū)動(dòng)控制與保護(hù) 502
11．3．3 伺服驅(qū)動(dòng)報(bào)警與處理 505
11．4 控制系統(tǒng)的部件更換．508
11．4．1 風(fēng)機(jī)、后備電池更換 507
11．4．2 電源單元、驅(qū)動(dòng)器及CCU更換 510
11．5 機(jī)器人日常檢修與維護(hù) 513
11．5．1 日常檢修與定期維護(hù) 513
11．5．2 控制部件定期維護(hù)514
11．5．3 機(jī)器人潤滑脂更換516
參考文獻(xiàn) 519