ER系列机器人技术基础(20151202)

工业机器人分类：方式二
气压驱动 按驱动形式 液压驱动 直流伺服驱动 电驱动 交流伺服驱动
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埃斯顿机器人介绍
工业机器人分类：方式三
弧焊机器人 点焊机器人 搬运机器人 按用途划分 装配机器人 喷涂机器人
抛光机器人
……
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说
明
数字量模块：8路输入；8路输出 数字量模块：16路输入 数字量模块：14路输出 模拟量模块：4路输入；4路输出 模拟量模块：4路输入 模拟量模块：4路输出 Profibus主站模块 Profibus从站模块 串行通讯模块：RS-232-A(两个端口) 串行通讯模块：RS-485-A 、RS-422-A (两个端口) CANOpen通讯模块 总线连接模块（耦合器） 编码器接口模块 32
大臂部分 平衡缸
J2轴 底座部分 ER170机器人（垂直多关节）
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J1轴
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埃斯顿机器人介绍
2）水平多关节机器人（SCARA ）
作业空间与占地面积比很大，使用起来 方便； 沿升降方向刚性好，尤其适合平面装配 作业。
SCARA-Selective Compliance Assembly Robot Arm —选择顺应性装配机器手臂
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机器人基础知识
4. 轨迹之间的过度 Overlap
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机器人基础知识
5. 奇异点 Singularities在运动学逆解的过程中出现多个解. 操作机有多种不同形态可以
CP242控制器
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机器人控制系统
2. 输入输出单元
控制器通过输入输出单元与外界进行信息交互，通过对数据信息、状态信息 及控制信息的分析与判断，从而实现自动控制功能。 模 块 型 号
DM272/A DI260/A DO272/A AM280/A AI240/A AO240/A FM260/A FM265/A SM210 SM230 FM200/A BL210/B MM240/A
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机器人基础知识
2. 机器人坐标系
TCP 关节坐标系(Joint) 直角坐标系(World) 工具坐标系(Tool)
用户坐标系( USER )
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机器人基础知识
2.1 TCP TCP即工具坐标系的原点，一般定义在工具中心点。
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埃斯顿机器人介绍
3）并联机器人（Delta）
作业空间相对较小，速度快、使 用起来方便； 适合平面快速分拣和堆垛作业。
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Z
A B
沿直角坐标系Z方向运动
绕直角坐标系X方向旋转 绕直角坐标系Y方向旋转
C
绕直角坐标系Z方向旋转
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机器人基础知识
2.4 工具坐标系(TOOL) 工具坐标系把机器人腕部法兰盘所持工具的有效方向作为Z 轴，并把坐标定义 在工具的尖端点。 设定为工具坐标系时，机器人控制点沿设定在工具尖端点的X，Y，Z 轴做平 行移动，按住轴操作键时，各轴的动作请参考下表。
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机器人控制系统
4. 电气控制系统
电气控制系统主要包括配电系统、控制系统、安全逻辑及驱动控制。
电气控制系统框图
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机器人控制系统
4.1 机器人控制及驱动单元
机器人控制单元
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机器人基础知识
轨道轴：用于扩展机器人的运动空间，最多可扩展三个轴。此类附加轴通 常设定为机器人轴。
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机器人基础知识
7. 机器人的专业术语 自由度数：衡量机器人适应性和灵活性的重要指标，一般等于机器人的关节数。 负荷能力：机器人在满足其它性能要求的前提下，能够承载的负荷重量。 运动范围：机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。 绝对精度：指机器人到达指定点的精确程度。 重复精度：指机器人重复到达同样位置的精确程度。 运动速度：单关节速度；TCP合成速度。
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机器人控制系统
4.2 伺服单元
伺服驱动单元
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机器人控制系统
4.3 控制器专用输入输出信号图
DM272A:0作为机器人专用输入输出信号模块。专用输入信号包括：示教器使 能、急停信号、安全门信号、远程模式请求信号、远程启动信号、远程暂停信号及 复位信号。
满足同样的条件.
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机器人基础知识
6.机器人附加轴 附加轴可参与机器人的插补运动，分为机器人轴、外部轴和简单轴。 变位机：专用焊接辅助设备适，用于回转的工件焊接变位，以达到理想的加 工 位置和焊接速度。此类附加轴通常设定为外部轴。
埃斯顿ER系列机器人技术基础
研发中心电气工程部
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南京埃斯顿机器人工程有限公司

内 容
一 二 三 四 埃斯顿机器人介绍 机器人基础知识 机器人控制系统 安全与维护事项
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三 机器人控制系统
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机器人控制系统
机器人控制系统主要包括控制器和示教器。控制器主要完成机器人的运动学 与动力学运算，示教器主要完成机器人的示教与程序编辑。 1. 控制器 控制器作为机器人的运动控制中心，在机器人应用系统中，实现机器人的运 动控制以及外围设备控制，接收示教器指令，发送终端控制信号等。
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机器人基础知识
2.5 用户坐标系(USER) 用户根据需要采用三点法自定义的坐标系即用户坐标系。
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机器人基础知识
3. DH参数 DH参数用于描述机器人杆件参数及关节角度，也称为机器人的数学模型。
电 气 回 路
驱 动 器
控 制 器 安 全 板
航空插头 41
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专用输入信号图
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机器人控制系统
专用输出信号包括：系统报警、机器人使能状态、程序执行状态、示教器连 接状态、急停信号状态等。
专用输出信号图
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机器人控制系统 电柜正面布局
轴名称 TX TY TZ TA
动 作 沿工具坐标系TX方向运动 沿工具坐标系TY方向运动 沿工具坐标系TZ方向运动 绕工具坐标系TX方向旋转
TB
TC
绕工具坐标系TY方向旋转
绕工具坐标系TZ方向旋转
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机器人基础知识
工具坐标的移动，以工具的有效方向为基准，与机器人的位置、姿势无关， 所以进行相对于工件不改变工具姿势的平行移动操作时最为适宜。
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机器人控制系统
输入输出扩展模块
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机器人控制系统
数字量输入信号接线图 数字量输出信号接线图
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机器人基础知识
1. 机器人的系统组成
示教器 控制柜 机械本体 外围设备
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机器人基础知识 机器人核心部件
控制器
伺服驱动器
交流伺服电机
高精密减速机
机械本体
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A5 A6
手腕上下运动 法兰左右回转
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机器人基础知识
2.3 直角坐标系（World）
设定为直角坐标系时，机器人控制点沿X、Y、Z 轴平行移动，直角坐标系下 各轴运动方向如下图所示：
轴名称
X Y
动作
沿直角坐标系X方向运动 沿直角坐标系Y方向运动
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一 埃斯顿机器人介绍
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埃斯顿机器人介绍
工业机器人分类：方式一
直角坐标型 按手臂机 构结构型 式
圆柱坐标型
极坐标型
垂直多关节型
水平多关节型
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埃斯顿机器人介绍
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机器人基础知识
2.2 关节坐标系(Joint)
机器人各轴进行单独动作，称关节坐标系。设定关节坐标系时，机器人的A1、 A2、A3、A4 、A5、A6各轴分别运动，关节坐标系下各轴运动方向如下图所示：
轴名称 A1 A2 A3 A4 动作 腰部左右旋转 大臂前后运动 小臂上下旋转 手腕左右旋转
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机器人控制系统
3. 示教器 示教器是实现机器人控制和人机交互的重要工具。通过示教器可以完成机器人 的轨迹示教、程序编辑及程序执行等操作。 ER系列机器人有三种示教器可选：T20、T55、T70。示教器上设有用于对机器人 进行示教和编程所需的操作键和按钮。
T20示教器
T55示教器
T70示教器
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埃斯顿机器人介绍
结构介绍
J2、J3、 J4轴电机 电机线缆、I/O、 气管
J2轴
J1轴
前 臂 J4轴 后 臂
1轴电机及电机 线缆、I/O、气 管
J3轴（上、下）
底 座
ER5-4B-800（SCARA）机器人 （水平多关节机器人） 9
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埃斯顿机器人介绍
埃斯顿机器人类型
1）垂直多关节坐标型
机构紧凑，动作灵活 360º立体空间 能绕过基座周围的一些障 碍物；
相邻关节轴线垂直或水平
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结构介绍
J6轴 J5轴 J4轴 本体管线包
手腕部分 小臂部分 J3轴
结构介绍
基 座 主动摆杆 J1、J2、J3轴
被动摆杆
J4轴
ER3-4C-1130（Delta）机器人 (并联机器人)
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埃斯顿机器人介绍
4）平行四边形（ Palletizer）码垛
作业空间大 速度快 大负载
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埃斯顿机器人介绍
结构介绍
小臂部分 大臂部分 平行四连 杆结构 平行四连 杆结构 手腕部分
平衡缸 J3轴 J4轴
J2轴
J1轴
底座部分
ER180 ER300 (码垛机器人)
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二 机器人基础知识
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