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1、精选优质文档-倾情为你奉上课题名称SCARA机器人的调试与维护 院/专 业 机械工程学院/ 机电一体化班 级学 号学生姓名毕 业 论 文 指导教师：2016年7月29日专心-专注-专业摘 要本论文是关于小型水平多关节机器人YK400XH的调试以及常见的一些故障消除分析。YK400XH是雅马哈公司旗下的一款四轴机器人，研究这款机器人有助于我更好的了解工业机器人。当然，调试的过程中离不开控制器，本次选用的控制器类型是RCX240控制器，该类型控制器可通过手持编程器或者PC进行一些编程调试功能，同时也能够进行一些参数的设置。为了使机器人的寿命更加长久，特地在最后对YK400XH的日常维护做了介绍。关
2、键词： 四轴机器人 RCX240控制器 故障消除分析AbstractThis thesis is about small horizontal multi-joint robot YK400XH debugging and some common fault analysis. YK400XH Yamahas a four axis robot, the robot research helps me to better understand industrial robots. And, of course, in the process of debugging is dependent
3、on the controller, the controller to choose the type is RCX240 controller, this type of controller can be some programming through hand-held programmer or PC debugging, but also can carry on some parameters Settings. In order to make the robots last longer, especially in the daily maintenance of YK4
4、00XH is presented.Key words: four axis robot RCX240 controller Fault analysis目录第一章 绪论1.1 引言20世纪50年代，世界上第一台可编程机器人诞生。起初，这种带存储的机器人只能实现点到点之间的示教再现运动。直到60年代，美国AMF公司成功设计并且制造出了一种圆柱坐标形式的机器人，它标志着世界上最早的工业机器人的问世。随着工业生产的需要，工业机器人被逐渐运用到汽车、摩托车、电机、电子等各个行业。同时，这些行业也极大的促进了机器人产业的发展。我国目前机器人产业尚未成形，机器人可靠性以及标准化程度不及国外产品。但在国家
5、政策的促进下，我国正在慢慢接近国际化轨道。现在，很多工业机器人都选用SCARA设计方案，SCARA机器人不但结构紧凑、工作空间大、操作灵活，还具有高性价比和高重复定位精度的特色。1.2 工业机器人定义机器人可以理解为仿人的机器也可以理解为仿动物的机器，它本身就有一定的模糊性，故其定义是多样性的。1987年国际标准化组织(ISO)对工业机器人定义为：“是一种可以自动控制，能够重复编程，具有多功能、多自由度的操作机。它能够搬运工件、材料或者操持工具，来完成各种作业”。机器人技术结合了很多学科的发展成果，它代表了现代化高技术的发展前沿。1.3 SCARA机器人“Selective Complianc
6、e Assembly Robot Arm”简称SCARA机器人，它的全称为“选择柔顺性的装配机械手”。SCARA机器人在垂直方向上具有良好的刚度，水平方向上具有良好的柔顺性。SCARA机器人依靠较高的重复定位精度，在装配行业得到普遍运用。它通过一对旋转关节在X-Y平面内实现快速定位和一个旋转关节、一个移动关节在Z方向上做旋转以及伸缩运动。在自动装配生产线上SCARA机器人拥有自己的定位抓取、快速安放的优点。图1.1为SCARA机器人的主体结构简图，它由各关节、手臂、执行器、基座、机架及驱动装置等组成。它的手臂工作区域可看似为一扇形。 1-机架 2-机座升降臂关节驱动装置 3-升降臂及关节 4-
7、大臂关节5-大臂关节驱动装置 6-大臂 7-小臂关节 8-小臂关节驱动装置9-小臂 10-末端执行器 11-末端执行器关节及驱动装置图1.1 SCARA机器人主体结构简图1.4 SCARA机器人的发展SCARA工业机器人凭借轻巧方便的构造，能够完成高定位精度和高速度的工作步骤，正逐渐运用于电子电机、电子产品、包装、金属制品业等产业当中。可与外围控制单元相配合，迅速生成机器人工作站，在生产线上完成锁螺丝、组装、移载、焊锡、搬运、包装等重要工作程序，甚至能够在复杂精密的产线制程当中也能轻易的达到需求规范。目前4轴和6轴工业机器人在市场上占主流地位，其4轴水平多关节SCARA机器人在电子制造业中具备
8、更多优势，轻量化的结构设计能减少安装空间的占用，为用户节约更多成本。SCARA机器人可以被制造成各种大小，最常见的工作半径在100毫米至1000毫米之间，此类的SCARA机器人的净载重量在1千克至200千克之间。1.5 我国SCARA机器人的现状和前景我国虽然研究机器人起步较晚，但是政府十分重视这块领域，特别是政府实行了八六三计划后，机器人的研究与发展有了极大的进步。目前，我国工业机器人已在汽车、机械生产制造、电子电器、石油化工等领域有普遍的运用。根据我国现有的经济发展状况，我国将在智能化机器人、机器人化机械、开放式机器人控制器领域投入巨大研究成本。在工业生产推进、政府部门支持下，我国的工业机
9、器人正在逐渐形成产业化。 1.6 本论文的研究意义及内容SCARA机器人的广泛应用能够带动我国的工业化水平，不但在生产效率上得到改善，而且能够促进我国科学技术的发展。在市场的极大需求下，SCARA机器人正逐渐趋于高定位精度、高速度的发展方向。本论文是关于水平多关节机器人小型机型YK400XH的调试以及故障消除，该类机型机械手臂长400mm，最大载重3kg。YK400XH机型结构简单、占地面积小、灵活性高，它通过RCX240控制器在VIP的编程环境下对该类型机器人进行调试。本论文有利于人们对SCARA机器人有更好的了解和学习。如下图所示，图1.2为YK400XH实体图，图1.3为RCX240控制
10、器主体。 图1.2 YK400XH实体 图1.3 RCX240 控制器主体RCX240控制器能够同步控制最大轴数为四轴，可控制的机器人有单轴机器人FLIP-X、线性单轴机器人PHASER、直交机器人XY-X、水平多关节机器人YK-XG、拾放型机器人YP-X。该控制器的驱动方式为AC全数字伺服驱动，外部插槽4个，外部输入输出类型有:可选输入输出（NPN/PNP）、CC-LINK、DEVICENET、PROFIBUS、ETHERNET、IVY、跟踪、照明控制，它们的特点如表1.1所示。RCX240控制器所采用的程序语言为雅马哈BASIC（JIS B8439(SLIM语言)标准），能够最多有8个任务
11、，当执行任务时，优先执行高级任务。提示方式为手动数据输入（坐标值输入）、直接示教、示教再现。表1.1 外部输入输出类型可选输入输出（NPN/PNP）CC-LINKDEVICENETPROFIBUSETHERNETIVY跟踪照明控制通用输入24点专用输入16点，通用输入96点 专用输入16点，通用输入96点 专用输入16点，通用输入96点 IEEE802.3标准照相机输入（2ch）、照相机触发器输入、PC连接用输入AB相输入、照明触发器输入照明触发器输入通用输出16点专用输出16点，通用输出96点专用输出16点，通用输出96点专用输出16点，通用输出96点10Mbps（10BASE-T）照明电源
12、输出照明电源输出第二章 RCX240控制器操作规范2.1 功能概要YAMAHA 机器人控制器RCX 系列是根据多年实践经验开发的机器人专用控制器。RCX 系列外形小巧，是配备了丰富功能的多轴控制器。其主要功能如下：1多任务功能可指定最多8个任务的优先级并同时执行。但是，正在执行优先级较高任务时，优先级较低任务将停止执行。也可进行I/O 并行处理和中断处理。从而极大提高包含周边装置在内机器人总体系统的工作效率。2机器人语言本系列机器人使用依据JIS B 8439（工业机器人程序语言SLIM）类似BASIC 语言的高级机器人语言。也可对多任务等复杂动作进行简单地编程。此外，还采用了执行速度很快的编
13、译方式。（SLIM 是Standard Language for Industrial Manipulators 的缩写）（编译方式指的是在执行机器人语言前进行语法检查等操作，然后转换为中间代码并制作执行文件（对象文件）的方式。）3动作命令圆弧插补移动可根据作业环境任意设置拾放作业的空中动作。可有效缩短周期时间。4维护通过软件伺服实现了装置的标准化。可连接YAMAHA 机器人的大多数机型。2.2 RCX240外观及各部分图2.1 RCX240平面图表2.1 RCX240各个部分名称及功能序号名称功能1XM/YM/ZM/RM伺服马达驱动用连接器。2ROB I/O XY/ZR用于伺服马达的反馈及传
14、感器信号的连接器。3SAFETY用于紧急停止等安全上使用的输入输出连接器。4RPB用于连接手持编程器的连接器。5COMRS-232C 接口专用连接器。6STD.DIO专用输入输出及标准通用输入输出连接器。7OP.1, 2, 3, 4安装在选配件端口上的连接器。8BATT XY/ZRABS 电池连接器。9RPB SEL手持编程器的选择开关触点。10RGEN P/ /N再生电阻用连接器。11ACIN L/N/L1/N1控制电源、主电源（用于驱动马达的电源）。12FG接地端子()。请执行 D 种接地施工。13LED表示控制器或机器人的状态。“PWR”LED ：电源接通时亮灯。“SRV”LED ： 马达电源接通时亮灯，马达电源关闭时熄灯。“ERR”LED ：发生重大错误时及紧急停止时亮灯。14电池座安装 ABS 电池。15背面风扇（背面）在控制器内部保持一定的内部温度。安装时，在背面空出 30mm 以上的距离，不可堵塞背面风扇。2.3 RCX240轴的组成框架如下图2.2所示，RCX
