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FANUC焊接机器人培训


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上海林肯电气自动化部 机器人焊接操作基础培训

Trainer:Maggie Mi

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机器人及系统的 基本介绍

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发那科弧焊机器人简介
?

单机的组成

? 主要参数 (手部负重、运动轴数、安装方式、 运动范围和重复定位精度等)

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发那科弧焊机器人种类

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常用弧焊机器人的特点及参数

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常用弧焊机器人的特点及参数

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常用弧焊机器人的特点及参数

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常用弧焊机器人的特点及参数

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林肯机器人焊接系统的 基本组成
?弧焊机器人(FANUC——世界 最大的机器人生产商) ?焊机+ 送丝机(美国林肯电气) ?焊枪 ?清枪站(防飞溅等部件) ?安全系统(围栏、光栅、自动门、门 锁等) ?工作台、工装夹具、变位机 ?排烟系统 ?其它配件

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机器人系统常用焊接电源
Power Wave F355i, Power Wave 455M, Power Wave 455M/STT,
此外还有Power Wave 355M, Power Wave 655R。 ? Total Digital Welder 全数字化焊机 ? Inverter and Chopper 逆变电源 ? Waveform Control (Many waveform inside) 波形控制技术 (内置多种焊接波形) ? Software Updated 焊机控制软件可升级 ? Module Design 模块化设计 ? Reliability Design (IEC60974-1Standard) 高可靠性设计(IEC60974-1标准) ? Full Tested 充分测试实验

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机器人焊接系统选配的送丝机
Power Feed 10R
? 数字控制,与Power Wave?焊接电源配合 使用,能产生极佳的焊接性能。 ? 转速反馈装置能进行送丝速度的校对,从 而实现送丝速度的精确控制。 ? 送丝机制动装置能在几毫秒时间内将送丝 速度从最大值降低到0,从而降低焊丝粘连 在焊接熔池中的机率。 ? 单独的送丝导向提供无故障的送丝以及简 便的焊丝安装、转换和维护。 ? 方便读数的标尺便于精确设置送丝轮压紧 力。

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林肯电气标准机器人弧焊工作站 (SYSTEM10~SYSTEM50)

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设备间的连接、通讯及控制

?

设备间的互相连接

?
?

通讯方式(Arclink数字通讯)
控制工具(示教器)

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PW 455M/R的接线板布局

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PW F355i的接线板布局

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PF 10R 的接线旋钮

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机器人示教器(TP) 作用:
1. 2. 3. 4. 点动机器人 编写及运行机器人程序 查阅机器人状态 进行一切设置

示教器的结构和按键

用于 R-J3iB 控制箱的示教器
ArcTool Version (GMAW)

R-J3iB 示教器
简单的机器人控制和编程 可替换的挂钩

超大的液晶显示屏
轻巧、符合人体工效学设计 的舒适机身 背面带有三位“Live-Man” 转 换按键

相对于以前的示教器具有更结实 耐用的外壳
无状态显示灯

液晶屏:
生动形象的显示

ON/OFF 开关:
控制示教器的开启 和关闭;只有将其 置于“ON”时才能进 行编程。

急停键:
使用此键来停止一 个正在执行的程序 ,关闭机器人伺服 系统的驱动电源, 同时启用机器人制 动闸。

TEACH

RESET 键(复位键):
按此键清除报警信 息。

TEACH

SHIFT键:
与其他键配合使用 执行特定功能。

Jog 键:
TEACH

使用这些键来点 动机器人。
J3

J2

J1

J6

J5

J4

COORD键:
TEACH

用该键来切换机 器人运动的坐标 系 J3
(World,Tool,Joint)
J2

J1

J6

J5

J4

TEACH

速度键:
用这些键来调整机 器人的运动速度。

TEACH

程序键:
用这些键来选择 编程时的菜单选 项。 SELECT 键
显示程序清单

EDIT 键

显示当前使用或编写的程序

DATA 键

显示weld schedules, weld processes, weave schedules, TorchMate data 等

TEACH

功能键:
使用这些键根据屏 幕显示执行特定的 行为和功能。
F1 key

F2 key
F3 key F4 key F5 key

TEACH

NEXT 键: 按下该键显示更多 的对应于F1-F2-F3F4-F5按键的功能 键。

TEACH

光标键:
使用这些键在屏幕 上按一定的方向移 动光标。

TEACH

数字键:

这些键用来输 入数值: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
减号 (-), 小数点 (.) 逗号 (,)

TEACH

确认键:
使用该键确认一个 数值的输入,或者 从一个菜单中确认 选择一个项目。

TEACH

STEP 键: 在T1 或 T2 模式中, 使用该键在以下两 种执行模式间切换 : 单步模式 (每次执行 程序中的一行) 连续模式 (连续运行 程序)
在屏幕顶端有状态显示表明STEP键 是否开启:

TEACH

FWD (前进) 键:
在STEP开启时使 用该键来执行下 一个程序语句。 连续运行程序时, 使用该键驱使机器 人开始执行编好的 程序。

TEACH

BWD (后退) 键:

用该键执行以前的 程序语句。

TEACH

WELD ENBL 键:
运行一个程序时, 使用该键来控制是 否开启焊接过程

有状态显示模式来显示是否启 用了 Weld Enabled:

TEACH

焊丝运动键:
Wire “+”
使焊丝经由焊枪送出

Wire “–”

使焊丝经由焊枪回抽

TEACH

ITEM 键: 用该键 在一个列表 中选择一个项目
例: 1. 要在一个TP 程序列表 中选择一行, 按下ITEM, 输入要选行的编号后 按下 ENTER
2. 要在一个System Variables 清单中选择一 行,按下ITEM 键,输 入要选行的编号后按 下 ENTER

TEACH

BACK SPACE 键: 使用该键能立即删 除光标前的字母和 数字

TEACH

PREV 键:
用该键能显示上一 级屏幕界面

TEACH

MENUS键:
用该键显示菜单屏 幕:
下面是按下 MENUS后出现的 列表: 1.UTILITIES > 2.TEST CYCLE > 3.MANUAL FCTNS > 4.ALARM > 5.I/O > 6.SETUP > 7.FILE > 8.USER 9.SELECT 10.EDIT 11.DATA > 12.STATUS > 13.POSITION 14.SYSTEM > 15.BROWSER

TEACH

HOLD 键:
用该键可停止机器 人的运动

TEACH

FCTN 键:
用该键显示补充菜 单
按下 FCTN键后出现的 典型项目:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

ABORT (ALL) Disable FWD/BWD CHANGE GROUP QUICK/FULL MENUS SAVE PRINT SCREEN etc. . .

R-J3iB 示教器

状态指示区:
显示系统状态

TEACH

Diag/Help 键:

按下该键可以获得 1、关于如何使用 当前屏幕的信息 2、使用 DIAGnostics 键显示如下信息: 报警信息说明、起 因和纠正办法

TEACH

POSN键:
按下该键显示要查找 的位置信息

TEACH

STATUS键:
按下该键显示机 器人当前的焊接 状态值。

TEACH

MOVE MENU键:
按下该键,会出现 系统宏程序的列表 ,可执行宏程序的 调用

TEACH

MAN FCTN 键:
按该键显示手动操 作功能屏幕

TEACH

Display键:
该键与SHIFT键一起 使用,改变屏幕显 示格式,从单对话 框转换到双对话框 或三对话框格式、 单对话框带扩展状 态。

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机器人坐标系
?关节坐标系(Joint) ?直角坐标系(World) ?工具坐标系(Tool) ?其它坐标系

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TCP 的创 建

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操作机器人注意事项
1.示教和手动机器人时: 1)请不要带手套操作示教盘和操作面板。 2)在点动操作机器人时要采用较低的倍率速度以增加对机器人的控 制机会。 3)在按下示教盘上的点动键之前要考虑到机器人的运动趋势。 4)要预先考虑好避让机器人的运动轨迹,并确认该线路不受干涉。 2.生产运行时: 1)在开机运行前,须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务 。 2)须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置 和状态。 3)必须知道机器人控制器和外围控制设备上的紧急停止按钮的位置 ,准备在紧急情况下按这些按钮。 4)永远不要认为机器人没有移动其程序就已经完成。因为这时机器 人很有可能是在等待让它继续移动的输入信号。

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上机实践操作

? ? ?

熟悉如何上电开机 熟悉示教器的使用 熟练机器人的运动

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程序的选用、创建及编写

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程序的选用及创建
? 选用已创建的焊 接程序 (Select)
FILE JOINT 10% 61276 bytes free 2/4 No Program name Comment 1 SAMPLE1 [SAMPLEPRG1] 2 SAMPLE2 [SAMPLEPRG2] 3 TEST1 [TESTPRG1] 4 TEST2 [TESTPRG2] [TYPE] CREATE DELETE COPY DETAIL LOAD SAVE PRINT > . 1 Words 2 Upper Case 3 Lower Case JOINT 10%

? 为新建焊接程序 创建程序名 (Select---Create -输入程序名)

4 Options ---Insert---. ---Create Teach Pendant Program--Program Name[ ] . . PRG MAIN SUB TEST

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程序的详细设置
Program Detail JOINT 10% 5/10 Create Date: 10-MAR-1994 Modification Date: 10-MAR-1994 Copy source [**************] Positions: FALSE Size:: 312Byte 1 Program name: [ SAMPLE2 ] 2 Sub Type: [ None ] 3 Comment: [*************] Group Mask: [ 1,*,*,*,* ] 4 Write protection: [ OFF ] 5 Ignore pause: [ OFF ] END PREV NEXT

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机器人的

三种运动轨迹及表示方法
? 点对点运动(J) ? 直线运动(L) ? 圆弧运动(C)

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三个基本 “点” 的
简要介绍及创建
? 零位(Zero Position) ? SAFEHOME点 ? 工具坐标系原点( TCP)

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典型焊接程序的编写
(EDIT)
? 直线轨迹的焊缝焊接程序 ? 圆弧状轨迹的焊缝焊接程序 ? 方盒子焊接程序的建立

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直线焊接的编程
Sample:
Call Home JP [1] 100% CNT100 JP[2] 100% CNT100 JP[3] 100% CNT100 LP[4] 100mm/sec FINE Arc Start[1] LP[5] 20mm/sec FINE Arc End[1] JP[6] 50% CNT100 JP[7] 50% CNT100 JP[1] 50% CNT100

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圆弧焊接编程
示例:
Call SafeHome JP[1] 100% CNT100 JP[2] 100% CNT100 LP[3] 500mm/sec FINE Arc Start[1] 5. CP[4] CP[5]100mm/sec FINE 6. CP[6] CP[7] 100mm/sec FINE Arc End[1] 7. JP[8] 100% CNT100 8. Call SafeHome 1. 2. 3. 4.

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方盒子焊接编程
1. JP[1] 100% CNT 100 2. JP[2] 100% CNT 100 3. JP[3] 100% FINE Arc Start[1] 4. LP[4] 500mm/sec CNT 100 5. JP[5] 500mm/sec CNT 100 6. LP[6] 500mm/sec CNT 100 7. JP[7] 500mm/sec CNT 100 8. LP[8] 500mm/sec CNT 100 9. JP[9] 500mm/sec CNT 100 10.LP[10] 500mm/sec FINE Arc End[1] 11.JP[11] 100% CNT 100 12.JP[1] 100% CNT 100

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编程时常用的 中高级指令及功能

? EDCMD (F5)
( Insert, Delete, Copy, Paste, Undo)

? INST (F1)
( Program control, arc start/end, timer, wait, Weaving, IF,JMP,PR,R, Offset, DO,DI)

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EDCMD 类操作指令
1. JP[1] 100% fine 2. JP[2] 100% fine 3. LP[3] 100% fine Arcstart Insert, Delete, Copy, Paste, Replace, Renumber, Undo

INST F1

EDCMD F5

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INST 类操作指令
1. Program control, 3. Timer 5.Weaving, 7. PR[] 2. Arc start/end, 4.Wait, 6. IF/JMP, 8. Next page

1. JP[1] 100% fine 2. JP[2] 100% fine 3. LP[3] 100% fine

INST F1

EDCMD F5

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要点的复习
? 新程序创建的步骤 ? 直线和圆弧程序的编写 ? 程序中各术语的灵活运用和修改

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上机实践

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焊接基础及参数的设置

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林肯电气弧焊机器人 常用焊接工艺
1.GMAW:用外加气体作为电弧介质并保护电
弧和焊接区的电弧焊,根据保护气体的不同又可 分为MIG和MAG两种。

2. 多种焊接模式(CV,STT, Rapid arc…)

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机器人焊接效果决定因素
1. 焊接程序 2. 焊接模式及参数的选用 3. 母材工件的准备 4. 保护气体等等

在此我们将集中在….

波形控制技术 Arclink数字通讯技术

调用焊接程序简单。 适用性广。 焊接质量得到进一步改 善。 焊接效率得到提高。 用户的特殊应用成为可 能。 Arclink 技术使设备间的 通讯更快速,实现更加 精密的整合。

能够从预存的焊接程序中 选用所需的模式。 能够按照用户要求对焊接 输出波形进行修改。 单一电源能完成不同的焊 接方法:SMAW, GMAW, FCAW, GMAW-P, GTAW, SAW…

高速处理器 – 反馈来自焊接电弧的电子信 号。 – 根据反馈信息,实时对焊接 输出波形进行修改。 处理器必须高速,精确和可靠。 – 1970’s – 处理速度达到千次 /秒 – 1990’s -处理速度达到百万 次/秒

Waveform Controlled Machines
电弧

波形存储

高速放大器

计算机接口

波形控制中的焊接程序
适用大多数焊接应用。 每一种波形都被赋予一个模式 号。 波形能够通过Wave DesignerTM软件加以修正。 新的焊接波形可以通过电脑写 入电源。

工艺控制
Pulse-on-Pulse(双脉冲) --在铝材焊接中能形成更好的焊缝成型和清理效 果 STT --有效控制热输入,飞溅和烟尘 Power Mode --提高电弧在低规范时的稳定性 Rapid Arc --提高焊接速度,减少飞溅 Tandem MIG --提高焊接速度

Power Mode TM

video

Power Mode
一种新的GMAW 焊接工艺 结合了波形控制 技术和传统的 “下降特性”的 优点 具有稳定的电弧 和熔深(弧长稳定)

Power ModeTM---优势

电弧在小电流时的稳定确保熔滴在最 佳条件下短路过渡。 略微下降的输出特性,优化焊接电弧 极佳的起弧特性 预设电弧能量 电源对熔滴过渡反应更快。

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STT
-Surface Tension Transfer
STT(表面张力过渡)是一个受控的 GMAW 短路过渡工艺,通过调节电流 控制热输入,而不影响送丝速度,从 而获得优良的电弧性能、良好的熔深 、低热量输入控制,并且减少飞溅和 烟雾。非常适合薄板的焊接,而且焊 接速度快、焊接质量好。

Surface Tension Transfer TM (STT ?)

video

S.T.T. = Surface Tension Transfer 表面张力过渡 通过控制电流完成的短路 过渡 有别于传统的 CC 和 CV 在整个焊接过程中电流得 到精确的控制 电流的大小是基于电弧对 热量的瞬间要求

精确控制的热输入 飞溅较少/几乎没有 焊接烟尘较少 全位置焊接 焊接保护气低成本化(高含量或纯CO2) 焊接质量极佳 对坡口装配精度要求不高

STT 在汽车行业中的典型规范
母材厚度 焊接接头 焊接位置 焊丝直径
焊丝类型 气体 焊接速度 飞溅

.030” (.75mm)--- .250” (6.25mm) 坡口焊—搭接焊—角焊 平焊-横焊 –立向下焊 .035(1.0mm)---.045(1.2mm)--.052(1.4mm) L-50---L-56 100% CO2---75-25---74-24-2 最快可达 80”(2000mm)/min. 最少化

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Rapid Arc

RapidArc?— 高速气保护焊接技术

使用该工艺,最高实际焊接速度可 达2m/min(80IPM),与传统的脉冲 MIG焊相比,提高了25%的生产效率。

Rapid Arc TM 快弧焊

video

Rapid Arc 是在波形控 制基础上将传统脉冲 和短路过渡的独特结 合。 在较低的焊接电压下 仍能保持稳定的电弧 和较低的飞溅以及焊 道成型。 适合薄板高速焊接— 2mm板平位置搭接, 速度可达2M/分钟。

Rapid ArcTM---优势

高速焊接---在较低的焊接电压下具有稳 定的电弧,确保焊接速度得到提高。比 传统脉冲平均快20-25%。 较少的飞溅---确保焊后减少清理工作量 全位置焊接---短路和脉冲的有机结合使 全位置焊接成为可能。 较低的热输入---减少在薄板焊接时的 “焊穿”现象 适用1.5?4mm薄板的焊接。

Pulse-On-Pulse

video

薄 板 ( 1.2~2.0 ) 铝 焊 接 样 件

Pulse-On-PulseTM---优势

极佳的电弧热量控制---更适合铝薄板 的焊接。 更加出色的清理功能---大脉冲提供更 多的热量,从而提高对母材表面氧化 层的清理功能。(小脉冲用来冷却焊接熔池) 均匀的焊道表面成型---表面波纹无需 通过焊枪的摆动来产生。 更少的焊接技能培训---操作简单

Amps

Tandem MIG

极佳的焊道成型

焊接速度: 2500mm/min

Tandem MIG

2 x 焊接电源 2 x 焊接送丝机 2 x 焊枪/1 x 双丝焊枪 2 x 送丝系统

优势
快速焊接(最快可达5000mm/min.) 更少的焊接工位 不易焊穿 对坡口装配精度要求不高 极佳的焊趾润湿性 飞溅较少 在焊接厚板时,熔深较大

注:领弧控制熔深,跟弧控制焊缝的外观成型。

工艺比较

高熔敷率

典型熔敷率可达20 ~ 40 lbs/hr

焊接速度得到提高

.045(1.2mm) / GMAW 焊接速度1000 mm/min

.045(1.2mm) / GMAW 焊接速度1500 mm/min

单丝MIG焊时,由于 能量集中在一点上, 从而电弧无法在高速 时控制熔池

波形控制软件
软 件
Wave DesignerTM --按客户要求设计 的波形 ArcScope --显示实际的焊接 电弧参数 Weld Manger --客户设置/调整焊 接参数

带有波形控制技术的林肯产品
产 品

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焊接参数的种类及设置
1. 常用焊接参数的设置 (DATA—Weld schedule/Weld process) 2. 其它焊接参数的设置 (Menus—set up—F1 type — weld system/weld process/weld equipment)
? 详细界面及设置内容参照培训教材。

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基 本 焊接参数及修改
DATA\Weld\Sched\\\\\\\\\\\\\\JOINT\\10\% 1/7 1 Weld Schedule: 2 [****************] 2 Process select: 1 [GMAW Steel ] 3 WFS 300.00 ipm 4 VOLTS 23.500 V ( Trim:0.5~1.5) 5 Arc Control 10.000 (Pinch) 6 Travel speed 35 IPM 7 Delay Time 0.00 sec Feedback Avg Voltage 0.0 V Feedback Avg Current 0.0 A [ TYPE ] SCHEDULE HELP >

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焊接实践操作

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机器人及设备的 简 单 维 护

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设备及数据的简单维护
? 程序的复制 ? 文件的备份 ? 电池的更换 ? 润滑油的更换 ? 错误编码(Error code) 的认知

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程序的复制
步骤: SELECT---选中要复制的程序名—COPY 显示界面:
. 1 Words 2 Upper Case 3 Lower Case ---Insert---. ---Copy Teach Pendant Program--From: [ To : [ ] JOINT 10%

].

. PRG MAIN SUB TEST

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文件的备份及加载

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选择存储设备
MENU-7FILE
FILE JOINT 10% MC** 1* * (all files) 2* KL (all KAREL source) 3* CF (all command files) 4 * TX (all text files) Press DIR generate directory [TYPE] [DIR] LOAD [BACKUP] [UTIL] > . JOINT 10%

MENU-7FILEF5 UTIL-SET DEVICE

1 Floppy disk 2 Mem Card(MC:) 3 FILE 1* * (all files) 2* KL (all KAREL source) 3* CF (all command files) 4 * TX (all text files) Press DIR generate directory [TYPE] [DIR] LOAD [BACKUP] [UTIL] >

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备份及加载
. JOINT 10%

? 文件备份
MENU-7FILEF4BACK UP-TP Programs/System files/All of above

1 Floppy disk 2 Mem Card(MC:) 3 FILE 1. TP Programs 1* * (all fi 2* KL (all K 2. System files 3* CF (all 4 * TX (all t

3. All of above

[TYPE] [DIR] LOAD [BACKUP] [UTIL] > JOINT 10%

? 文件的加载
MENU-7FILEF2DIR- 选择要加载 的文件—LOAD.

1 ** 5*LS 2*TP 6*DT 3*VR 7* PC 4*SV FILE MC: *.* 1/17 1 PROGRAM1 TP 2 PROGRAM1 TP 3 PROGRAM1 TP 4 PROGRAM1 TP. . . [TYPE] [DIR] LOAD [BACKUP] [UTIL] >

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更换控制器主板电池

? 通常两年更换一次 ? 步骤为:
通电开机——等待30秒——关电——取下旧 电池——换上新的FANUC 原装电池——插 好主板插头

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更换机器人本体电池
? 通常每年更换一次 ? 具体步骤:
打开机器人电源——按下急停按钮——打开 电池盒盖子取出旧电池——换上FANUC 原 装电池——盖好盖子并上好螺丝。

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Zero master的设定
? ? ? ? ? ? 首先必须将系统变量$MASTER_ENB设置成1或2。 (途径: Menus---system---F1Type---variables) 按 MENUS—6. SYSTEM—F1 TYPE—Master/Cal。 将机器人运动到所有轴都处于0度的位置上。 选择“2 ZERO POSITION MASTER“并按下F4yes 键,Master的数据就被设置成功了。 选择“6 CALIBRATE“并按下F4键(yes),校准被 执行完毕。 Master确立完成后,一定要按下“Done”。

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更换润滑油
? 更换减速器和齿轮盒润滑油
(每三年或工作10000小时) 具体步骤:关电—拔掉出油口塞子—从进油口处 添加润滑油直到出油口处有油流出为止—让被加 油的轴反复转动—重新装好出油口塞子。

? 更换平衡块轴承润滑油(S-430,R-2000)
(每半年或工作1920个小时) 具体步骤:直接从加油嘴处添加润滑油。

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ERROR CODE 的认知和处理
例: SRVO-002 SVAL 1 Teach pendant E-stop

编号

内容表述

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实践操作
? 文件的备份及加载 ? 程序的复制 ? 总结复习

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