模塊三　工業(yè)機器人電氣安裝調(diào)

第四周模塊三工業(yè)機器人電氣安裝調(diào)項目５工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)的認識

知識點與技能點知識點掌握電氣原理圖的繪制原則認識機器人IRC5控制系統(tǒng)技能點能正確識讀電氣原理圖項目５工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)的認識任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀學習任務描述認識常用電氣元器件識讀工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙學習任務實施控制系統(tǒng)是工業(yè)機器人的重要組成部分，它使工業(yè)機器人按照作業(yè)去完成各種任務。由于工業(yè)機器人的類型較多，其控制系統(tǒng)的形式也是多種多樣的。工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)主要由示教單元、PLC單元和伺服驅動器等單元組成。1．伺服驅動器通常的六軸機器人有6個伺服軸對于的有6個伺服驅動器，驅動器的功能是驅動并控制伺服電動機運動，電機的平穩(wěn)運動需要對驅動器設置合理的參數(shù)，如圖5-1所示。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用學習任務實施任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用圖5-1伺服驅動器實物外觀圖學習任務實施伺服驅動器把上位機的指令信號轉變?yōu)轵寗铀欧妱訖C運行的能量，又叫做伺服控制器或伺服放大器，各端口如表5-1所示。伺服驅動器通常以電動機轉角，轉速和轉矩作為控制目標，進而控制運動機械跟隨控制指令運行，可實現(xiàn)高精度的機械傳動和定位。因此，伺服驅動器是控制單元單元與工業(yè)機器人本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)。通常伺服驅動器的額定工作電壓是三相交流220V，而在企業(yè)動力電源都是三相380V，這就需要伺服變壓器把三相交流380V的電源變成三相交流220V，為伺服驅動器供電。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用學習任務實施2．開關電源開關電源，又稱交換式電源、開關變換器，是一種高頻化電能轉換裝置，如圖5-2所示。其功能是將一個位準的電壓,透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構成。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用圖5-2開關電源學習任務實施開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源。開關電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。開關電源的主要特點是：（1）體積小、重量輕：由于沒有工頻變壓器，所以體積和重量只有線性電源的20～30%。（2）功耗小、效率高：功率晶體管工作在開關狀態(tài)，所以晶體管上的功耗小，轉化效率高，一般為60～70%，而線性電電源只有30～40%。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用學習任務實施3．低壓斷路器低壓短路器通常稱自動開關或空氣開關，如圖5-3所示，具有控制電路和保護電路的復合功能，可用于設備主電路及分支電路的通斷控制。當電路發(fā)生短路、過載或欠壓等故障時能自動分斷電路，也可用作不頻繁地直接接通和斷開電動機電路。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用圖5-3低壓斷路器實體圖學習任務實施（1）工作原理低壓斷路器主要由三個基本部分組成，即觸點、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器，其工作原理如圖所示，低壓斷路器的主觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合后，自由脫扣機構將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。（2）分類低壓斷路器主要分類方法是以結構形式分類，即開啟式和裝置式兩種。開啟式又稱為框架式或萬能式，裝置式又稱為塑料殼式。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用學習任務實施（3）選用原則低壓斷路器的選用與維護是在實際生產(chǎn)中很重要的部分，其中低壓斷路器的選用原則有：1）根據(jù)線路對保護的要求確定斷路器的類型和保護形式--確定選用框架式、裝置式或限流式等。2）斷路器的額定電壓UN應等于或大于被保護線路的額定電壓。3）斷路器欠壓脫扣器額定電壓應等于被保護線路的額定電壓。4）斷路器的額定電流及過流脫扣器的額定電流應大于或等于被保護線路的計算電流。5）斷路器的極限分斷能力應大于線路的最大短路電流的有效值。6）配電線路中的上、下級斷路器的保護特性應協(xié)調(diào)配合，下級的保護特性應位于上級保護特性的下方且不相交。7）斷路器的長延時脫扣電流應小于導線允許的持續(xù)電流。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用學習任務實施4．航空插頭航空插頭是一種很常用的部件，主要作用是：在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間架起溝通的橋梁，從而使電路接通，實現(xiàn)預定的功能。外形如圖所示。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.1工業(yè)機器人電氣元器件的認識及選用圖5-5航空插頭示意圖學習任務實施1．電氣系統(tǒng)圖電氣系統(tǒng)圖主要有電氣原理圖、電氣元件布局圖、電氣安裝接線圖（1）電氣原理圖。電氣原理圖是電氣系統(tǒng)圖的一種，用來表明電氣設備的工作原理及各電氣元件的作用、關系的一種表達方式，是根據(jù)控制電路的工作原理繪制的，具有結構簡單、層次分明的特點。一般由主電路、控制電路、檢測與保護電路、配電電路等幾大部分組成。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.2電氣系統(tǒng)圖介紹學習任務實施（2）電氣元件布局圖主要用來表明各種電氣設備在機械設備上和電氣控制柜中的實際安裝位置，如圖5-7所示。為機電設備的制造、安裝、維護、維修提供必要的資料。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.2電氣系統(tǒng)圖介紹任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀a）b）圖5-7電氣元件布局圖學習任務實施電氣元件布置安裝圖的設計遵循以下原則：1）必須遵循相關國家標準設計和繪制電氣元件布置安裝圖。2）布置相同類型的電氣元件時，應把體積較大和較重的安裝在電氣控制柜或面板的下方。3）發(fā)熱的原件應該安裝在電氣控制柜或面板的上方或后方，但繼電器一般安裝在接觸器的下面，以方便與電動機、接觸器的連接。4）需要經(jīng)常維護、整定和檢修的電氣元件、操作開關、監(jiān)視儀器儀表，其安裝位置應高低適宜，以便工作人員操作。5）強電、弱點應該分開走線，注意屏蔽層的連接欸，防止干擾的竄入。6）電氣元件的布置應考慮安裝間隙，并盡可能做到整齊、美觀。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.2電氣系統(tǒng)圖介紹（3）電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖為進行裝置、設備或成套裝置的布線提供各個項目之間電氣連接的詳細信息，包括連接關系、線纜種類和敷設電路。如圖5-8所示。一般情況下，電氣安裝接線圖和電氣原理圖需配合使用。繪制電氣安裝接線圖應遵循的主要原則如下：1）必須遵循相關國家標準繪制電氣安裝接線圖。2）各電氣元件的位置、文字符號必須和電氣原理圖中的標注一致，同一個電氣元件的各部件必須畫在一起，各電氣元件的位置應與實際安裝位置一致。3）不在同一安裝板或電氣柜上的電氣元件或信號的電氣連接一般應通過端子排連接，并按照電氣原理圖中的接線編號連接。4）走向相同、功能相同的多根導線可用單線或線束表示，應標明導線的規(guī)格、型號、顏色、根數(shù)和穿線管的尺寸。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀圖5-8電氣安裝接線實物圖學習任務實施（1）電氣原理圖中電器元件的布局有以下規(guī)則：1）電氣原理圖中電器元件的布局，應根據(jù)便于閱讀的原則安排。主電路安排在圖面左側或上方，輔助電路安排在圖面右側或下方。無論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按動作順序從上到下，從左到右排列。2）電氣原理圖中，當同一電器元件的不同部件分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標注統(tǒng)一的文字符號。對于同類器件，要在其文字符號后加數(shù)字序號來區(qū)別。3）電氣原理圖中，所有電器的可動部分均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態(tài)畫出。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.3電氣原理圖的的識讀方法學習任務實施4）電氣原理圖中，應盡量減少線條和避免線條交叉。各導線之間有電聯(lián)系時，在導線交點處畫實心圓點。根據(jù)圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉繪制，一般逆時針方向旋轉90°，但文字不可倒置。5）圖紙上方的1、2、3等數(shù)字是圖區(qū)的編號，它是為了便于檢索電氣線路，方便閱讀分析從而避免遺漏設置的。圖區(qū)編號也可設置在圖的下方。6）圖區(qū)編號下方的文字表明它對應的下方元件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個元件或某部分電路的功能，以利于理解全部電路的工作原理。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.3電氣原理圖的的識讀方法學習任務實施（2）看電氣原理圖的一般方法是先看主電路，明確主電路控制目標與控制要求，再看輔助電路，并通過輔助電路的回路研究主電路的運行狀態(tài)。電氣原理圖中所有電器元件都應采用國家標準中統(tǒng)一規(guī)定的圖形文字符號表示。主電路一般是電路中的動力設備，它將電能轉變?yōu)闄C械運動的機械能，典型的主電路就是從電源開始到電動機結束的那一條電路。輔助電路包括控制電路、保護電路、照明電路。通常來說，除了主電路以外的電路都可以稱之為輔助電路。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.3電氣原理圖的的識讀方法學習任務實施1）識讀主電路的步驟①看清主電路中的用電設備。用電設備指消耗電能的用電器或電氣設備，看圖首先要看清楚有幾個用電路，分清它們的類別、用途。接線方式及工作要求。②看清楚用電設備是用什么電氣元件控制的?？刂朴秒娫O備的方法很多，有的直接用開關控制，有的用各種啟動器，有的用接觸器控制。③了解主電路所用的控制器及保護電器。前者是指常規(guī)的接觸器以外的其他控制元件，如電源開關、萬能轉換開關。后者是指短路保護器件及過載保護器件。一般來說，先分析完主電路，即可分析控制電路。、④看電源。要了解電源電壓的等級，是380V還是220V是從母線匯流排供電還是配電屏供電，還是從發(fā)電機組接出來的。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.3電氣原理圖的的識讀方法學習任務實施2）識讀輔助電路的步驟輔助電路包含控制電路、信號電路和照明電路。①分析控制電路。根據(jù)主電路中各電機和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的其他控制環(huán)節(jié)，將控制電路“化整為零”，按功能不同劃分成若干個局部控制電路來進行分析。②看電源。首先看清電源的種類，是直流還是交流。其次，要看清輔助電路的電源是從什么地方接來的及其電壓等級。電源一般是從主電路的兩條相線上接來的，其電壓為380V。也有從主電路的一條相線和一條零線上接來的，電壓為單相220V.此外，也可以從專用的隔離電源變壓器接來的。輔助電路中的一切電氣元件的線圈額定電壓必須與輔助電路電源電壓一致。否則，電壓低時，電路元件不動作；電壓高時，則會把電氣元件燒壞。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.3電氣原理圖的的識讀方法學習任務實施③了解控制電路中所采用的各種繼電器、接觸器的用途，如采用了一些特殊的繼電器，還應了解它們的動作原理。④根據(jù)輔助電路來研究主電路的動作情況。⑤研究電氣元件之間的相互關系。電路中的一切電氣元件都不是孤立存在的而是相互聯(lián)系，相互制約的。這種相互控制的關系有時表現(xiàn)在一條回路中，有時表現(xiàn)在幾條回路中。⑥研究其他電氣設備和電氣元件，如整流設備、照明燈等。任務5.1工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)圖紙識讀5.1.3電氣原理圖的的識讀方法學習任務描述認識工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識學習任務實施工業(yè)機器人由主體、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機座和執(zhí)行，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走。大多數(shù)工業(yè)機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動，用以使執(zhí)行產(chǎn)生相應的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序對驅動系統(tǒng)和執(zhí)行發(fā)出指令信號，并進行控制。任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)學習任務實施1．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的功能對機器人控制系統(tǒng)的一般要求機器人控制系統(tǒng)是機器人的重要組成部分，用于對操作機的控制，以完成特定的工作任務，其基本功能如下：?記憶功能：存儲作業(yè)順序、運動路徑、運動方式、運動速度和與生產(chǎn)工藝有關的信息。?示教功能：離線編程，在線示教，間接示教。在線示教包括示教盒和導引示教兩種。?與外圍設備聯(lián)系功能：輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡接口、同步接口。?坐標設置功能：有關節(jié)、絕對、工具、用戶自定義四種坐標系。?人機接口：示教盒、操作面板、顯示屏。?傳感器接口：位置檢測、視覺、觸覺、力覺等。?位置伺服功能：機器人多軸聯(lián)動、運動控制、速度和加速度控制、動態(tài)補償?shù)取?故障診斷安全保護功能：運行時系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、故障狀態(tài)下的安全保護和故障自診斷。任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)學習任務實施2．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成如圖5-9所示，工業(yè)機器人主要由以下部分組成。任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)圖5-9機器人控制系統(tǒng)的組成學習任務實施2．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成如圖5-9所示，工業(yè)機器人主要由以下部分組成。（1）控制計算機；（2）示教盒；（3）操作面板（4）硬盤和軟盤存儲存；（5）數(shù)字和模擬量輸入輸出（6）打印機接口；（7）傳感器接口；8）軸控制器（9）輔助設備控制；（10）通信接口；（11）網(wǎng)絡接口任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)學習任務實施3．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)分類（1）程序控制系統(tǒng)：給每一個自由度施加一定規(guī)律的控制作用，機器人就可實現(xiàn)要求的空間軌跡。（2）自適應控制系統(tǒng)：當外界條件變化時，為保證所要求的品質(zhì)或為了隨著經(jīng)驗的積累而自行改善控制品質(zhì)，其過程是基于操作機的狀態(tài)和伺服誤差的觀察，再調(diào)整非線性模型的參數(shù)，一直到誤差消失為止。這種系統(tǒng)的結構和參數(shù)能隨時間和條件自動改變。（3）人工智能系統(tǒng)：事先無法編制運動程序，而是要求在運動過程中根據(jù)所獲得的周圍狀態(tài)信息，實時確定控制作用。（4）點位式：要求機器人準確控制末端執(zhí)行器的位姿，而與路徑無關。?（5）軌跡式：要求機器人按示教的軌跡和速度運動。（6）控制總線：國際標準總線控制系統(tǒng)。采用國際標準總線作為控制系統(tǒng)的控制總線，任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)學習任務實施（7）自定義總線控制系統(tǒng)：由生產(chǎn)廠家自行定義使用的總線作為控制系統(tǒng)總線。（8）編程方式：物理設置編程系統(tǒng)。由操作者設置固定的限位開關，實現(xiàn)起動，停車的程序操作，只能用于簡單的拾起和放置作業(yè)。（9）在線編程：通過人的示教來完成操作信息的記憶過程編程方式，包括直接示教模擬示教和示教盒示教。（10）離線編程：不對實際作業(yè)的機器人直接示教，而是脫離實際作業(yè)環(huán)境，示教程序，通過使用高級機器人，編程語言，遠程式離線生成機器人作業(yè)軌跡。任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)學習任務實施1．系統(tǒng)構成任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.2ABB機器人控制系統(tǒng)的認識圖5-10系統(tǒng)構成學習任務實施2．主控制器特點IRC5控制器的特性主要包括：配備完善的通信功能、實現(xiàn)了維護工作量的最小化、具有高可靠性以及采用創(chuàng)新設計的新型開放式系統(tǒng)、便攜式界面裝置示教器。IRC5控制器由一個控制模塊和一個驅動模塊組成，可選增一個過程模塊以容納定制設備和接口，如點焊、弧焊和膠合等。任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.2ABB機器人控制系統(tǒng)的認識A-控制模塊B-驅動模塊圖5-11IRC5控制器M2004學習任務實施任務5.2工業(yè)機器人IRC5控制系統(tǒng)的認識5.2.2ABB機器人控制系統(tǒng)的認識圖5-12電氣控制系統(tǒng)示例IRC5控制系統(tǒng)可達長達8000小時的平均無故障運行時間，每天24小時每周7天連續(xù)運行計算，可連續(xù)運行9年以上，具有高可靠性和最小維護量。1．簡述題（1）識讀電氣原理圖主電路的步驟是什么？（2）識讀電氣原理圖輔助電路的步驟是什么？（3）繪制電氣元件布局圖時需要注意什么？（4）工業(yè)機器人系統(tǒng)構成包含哪些？2．操作題（1）根據(jù)給定的電氣原理圖，繪制電氣元件布局圖和電氣元件接線圖。（2）以現(xiàn)有型號六軸多關節(jié)機器人為例，完成工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)交流供電電路的安裝與調(diào)試。思考與練習第四周項目５工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)的認識

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知識點與技能點知識點掌握電氣安裝工具的使用方法掌握電控柜的安裝調(diào)試的方法技能點能正確對電控柜進行安裝與調(diào)試項目6工業(yè)機器人電控柜安裝與調(diào)試任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務描述認識與使用常用的電氣安裝調(diào)試工具掌握電控柜的安裝原則掌握電控柜各組件的安裝方法學習任務實施1．壓線鉗壓線鉗，是用來壓制水晶頭的一種工具。常見的電話線接頭和網(wǎng)線接頭都是用壓線鉗壓制而成的。如果使用了接線端子，那么壓線鉗將是必不可少的。6.1.1常用工具的認識和使用圖6-1壓線鉗任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施將壓線片從壓線片上剪下，將導線進行剝線處理，裸線長度約1.5mm，與壓線片的壓線部位大致相等。將壓線片的開口方向向著壓線槽放入，并使壓線片尾部的金屬帶與壓線鉗平齊。將導線插入壓線片，對齊后壓緊。將壓線片取出，觀察壓線的效果，掰去壓線尾部的金屬帶即可使用。6.1.1常用工具的認識和使用任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.1常用工具的認識和使用任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.1常用工具的認識和使用2．剝線鉗剝線鉗是內(nèi)線電工、電動機修理、儀器儀表電工常用的工具之一，如圖6-2所示。用來供電工剝除電線頭部的表面絕緣層。剝線鉗可以使得電線被切斷的絕緣皮與電線分開，還可以防止觸電。圖6-2剝線鉗任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.1常用工具的認識和使用3．電絡鐵電絡鐵是電子制作和電器維修的必備工具，如圖6-4所示，主要用途是焊接元件及導線，（1）分類按機械結構可分為內(nèi)熱式電烙鐵和外熱式電烙鐵，按功能可分為無吸錫電烙鐵和吸錫式電烙鐵，根據(jù)用途不同又分為大功率電烙鐵和小功率電烙鐵。任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.1常用工具的認識和使用圖6-4電絡鐵圖6-5外熱式電烙鐵任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.1常用工具的認識和使用（3）焊接技術在電子制作中，必然會遇到電路和元器件的焊接，焊接的質(zhì)量對制作的質(zhì)量影響極大。所以，學習電子制作技術，必須掌握焊接技術。1）焊前處理焊接前，應對元器件引腳或電路板的焊接部位進行焊接處理，一般有“刮”、“鍍”、“測”三個步驟。2）焊接作好焊前處理之后，就可正式進行焊接。①焊接方法②焊接質(zhì)量焊接時，應保證每個焊點焊接牢固、接觸良好。錫點應光亮、圓滑無毛刺，錫量適中。③焊接材料對于不易焊接的材料，應采用先鍍后焊的方法，例如，對于不易焊接的鋁質(zhì)零件，可先給其表面鍍上一層銅或者銀，然后再進行焊接。具體做法是，先將一些CuSO4（硫酸銅）或AgNO3（硝酸銀）加水配制成濃度為20%左右的溶液。任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.1常用工具的認識和使用4．直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源能為負載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源，當交流供電電源的電壓或負載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會保持穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源可以分類兩類，包括線性和開關型。任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.2電控柜的設計原則將伺服驅動器、可編程控制器、濾波器等電器元件集成到電柜中，使各電氣元件與機械手本體實現(xiàn)分離，這是針對以電氣元件與機械手本體為一體的所出現(xiàn)的在運輸過程中，接線剝落、元件容易在運輸中損壞、卸載后又要重新安裝的問題而改進設計的。電柜可完成對被控對象的集中操作和監(jiān)視，提高了自動化程度，同時將被控對象的運行狀態(tài)等信息上傳至控制中心。安裝刀開關，使它在整個電源的通斷中起到控制作用。采用自復式熔斷器對電路有限流作用，起到了閘開關、熔斷器、熱繼電器和欠壓繼電器的組合作用，是一種能自動切斷電路故障的保護電路。任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.3電氣元件在電柜中的擺放設計1．機械結構外部接插件、顯示器件等安防位置應整齊，特別是板上各種不同的接插件需從機箱后部直接伸出時，更用從三維角度考慮器件的安放位置。板內(nèi)部接插件放置上應考慮總裝時機箱內(nèi)線束的美觀。2．散熱板上有發(fā)熱較多的器件時應考慮加散熱器甚至風機，并與周圍電解電容、晶振等怕熱元器件隔開一定的距離；豎放的板子應把發(fā)熱元器件放置在板的最上面，雙面放元器件時底層不得放發(fā)熱元器件。任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試學習任務實施6.1.3電氣元件在電柜中的擺放設計3．電磁干擾元器件在電路版上排列的位置要充分考慮抗電磁干擾問題。4．布線在元器件布局時，必須全局考慮電路板上元器件的布線，一般的原則是布線最短，應將有連線的元器件盡量放置在一起。任務6.1工業(yè)機器人電控柜的安裝與調(diào)試任務6.2電控柜安裝學習任務描述掌握元器件的安裝掌握電控柜安裝接線方法學習任務實施1．劃線打孔電控柜的口徑和數(shù)量應按所穿線的數(shù)量和防水接頭的型號來確定。穿線孔的位置：孔中心到電柜后板的距離為50mm，開孔孔距為70mm?？筛鶕?jù)需開孔的數(shù)量和電柜尺寸做適當調(diào)整。用鉛筆在電柜上標出位置，再選用合適的擴孔器在電柜上打孔，打孔完畢后用銼刀將毛刺修理干凈。將電柜內(nèi)外的鐵屑清理干凈。6.2.1電控柜安裝準備工作任務6.2電控柜安裝學習任務實施2．安裝鋸齒線槽線槽又名走線槽、配線槽、行線槽，用來將電源線、數(shù)據(jù)線等線材規(guī)范的整理，固定在墻上或者天花板上的電工用具。電線槽包括一基座及一上蓋。該基座為上窄下寬的形狀，且具有一開口朝上的容置空間，如圖6-8所示。電線置于電線槽中不會露出開口外，使上蓋可輕易的套蓋在基座上，基座的上窄下寬形狀有美化環(huán)境的效果。一般有塑料材質(zhì)和金屬材質(zhì)兩種，可以起到不同的作用。6.2.1電控柜安裝準備工作任務6.2電控柜安裝學習任務實施6.2.1電控柜安裝準備工作圖6-8鋸齒線槽實物任務6.2電控柜安裝學習任務實施（1）線槽安裝方法及要求線槽應平整，無扭曲變形，內(nèi)壁無毛刺，各種附件齊全。線槽的接口應平整，接縫處應緊密平直。槽蓋裝上后應平整，無翹角，出線口的位置準確。線槽經(jīng)過變形縫時，線槽本身應斷開，線槽內(nèi)用連接板連接，不得固定。不允許將穿過墻壁的線槽與墻上的孔洞一起抹死。線槽的所有非導電部分的鐵件均應相互連接和跨接，使之成為一連續(xù)導體，并做好整體接地。6.2.1電控柜安裝準備工作任務6.2電控柜安裝學習任務實施當線槽的底板對地距離低于2.4m時，線槽本般和線槽蓋板均必須加裝保護地線。2.4m以上的線槽蓋板可不加保護地線。線槽經(jīng)過建筑物的變形縫時，線槽本身應斷開，槽內(nèi)用內(nèi)連接板搭接，不需固定。保護地線和槽內(nèi)導線均應留有補償余量。固定方法視環(huán)境和工具而定，常規(guī)用方錘打鋼釘固定，用氣動的鋼釘槍或者電動釘槍固定線槽應該是較快速的辦法。（2）線槽的安裝順序先放置四周的鋸齒線槽，再放置中間的鋸齒線槽，最后進行固定。6.2.1電控柜安裝準備工作任務6.2電控柜安裝學習任務實施3．安裝接線端子接線端子是為了方便導線的連接而應用的，它其實就是一段封在絕緣塑料里面的金屬片，兩端都有孔可以插入導線，有螺絲用于緊固或者松開，比如兩根導線，有時需要連接，有時又需要斷開，這時就可以用端子把它們連接起來，并且可以隨時斷開，而不必把它們焊接起來或者纏繞在一起，很方便快捷。6.2.1電控柜安裝準備工作任務6.2電控柜安裝學習任務實施6.2.1電控柜安裝準備工作圖6-9接線端子型號JTSL-1022圖6-10利達電器接線端子型號JXP-10/12Z任務6.2電控柜安裝學習任務實施6.2.1電控柜安裝準備工作圖6-11接線端子實物圖任務6.2電控柜安裝學習任務實施1．安裝伺服驅動器伺服驅動器又稱為"伺服控制器"、"伺服放大器"，如圖6-12所示，是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位。6.2.2電控柜安裝元器件圖6-12伺服驅動器任務6.2電控柜安裝學習任務實施如何正確安裝伺服驅動器，介紹方法步驟如下：（1）安裝位置：室內(nèi)，無水、無粉塵、無腐蝕氣體、良好通風；（2）如何安裝：垂直安裝，通風良好；6.2.2電控柜安裝元器件任務6.2電控柜安裝學習任務實施2．安裝PLC可編程邏輯控制器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。為保證可編程控制器工作的可靠性，盡可能地延長其使用壽命，在安裝時一定要注意周圍的環(huán)境，其安裝場合應該滿足以下幾點：1）環(huán)境溫度在0～55℃范圍內(nèi)。2）環(huán)境相對濕度應在35％～85％范圍內(nèi)。3）周圍無易燃和腐蝕性氣體。4）周圍無過量的灰塵和金屬微粒。5）避免過度的震動和沖擊。6）不能受太陽光的直接照射或水的濺射。6.2.2電控柜安裝元器件任務6.2電控柜安裝學習任務實施（1）PLC系統(tǒng)的安裝FX系列可編程控制器的安裝方法有底板安裝和DIN導軌安裝兩種方法。1）底板安裝2）DIN導軌安裝（2）PLC系統(tǒng)的接線PLC系統(tǒng)的接線主要包括電源接線、接地、I/O接線及對擴展單元接線等。1）電源接線2）接地3）控制單元輸入端子接線4）控制單元輸出端子接線6.2.2電控柜安裝元器件任務6.2電控柜安裝學習任務實施3．安裝斷路器如圖6-13所示，安裝斷路器的注意事項：1）被保護回路電源線，包括相線和中性線均應穿入零序電流互感器。2）穿入零序互感器的一段電源線應用絕緣帶包扎緊，捆成一束后由零序電流互感器孔的中心穿入。這樣做主要是消除由于導線位置不對稱而在鐵芯中產(chǎn)生不平衡磁通的現(xiàn)象。3）由零序互感器引出的零線上不得重復接地，否則在三相負荷不平衡時生成的不平衡電流，不會全部從零線返回，而有部份由大地返回，因此通過零序電流互感器電流的向量和便不為零，二次線圈有輸出，可能會造成誤動作。4）每一保護回路的零線，均應專用，不得就近搭接，不得將零線相互連接，否則三相的不平衡電流，或單相觸電保護器相線的電流，將有部分分流到相連接的不同保護回路的零線上，會使二個回路的零序電流互感器鐵芯產(chǎn)生不平衡磁動勢。5）斷路器安裝好后，通電，按試驗按鈕試跳.6.2.2電控柜安裝元器件任務6.2電控柜安裝學習任務實施6.2.2電控柜安裝元器件圖6-13斷路器實物圖任務6.2電控柜安裝學習任務實施4．安裝開關電源先要統(tǒng)計一下用電設備所需要的電壓等級與功率，選擇開關電源。從左到右，從上到下，按照電路電氣元件的順序安裝。因此電源應安裝在電柜的左上方。5．安裝繼電器、風扇、保險絲（1）繼電器的安裝1）安裝方向2）使用插座3）清洗工藝4）運輸和安裝6.2.2電控柜安裝元器件任務6.2電控柜安裝學習任務實施（2）風扇的安裝風扇冷卻模塊是電控柜中不可或缺的組成部分，它起著控制機柜內(nèi)溫度，冷卻設備的重要作用。在電氣柜機柜設計過程中，通?？紤]以下幾點：1）電氣柜和主設備箱體通常采用分體式或電氣柜內(nèi)置式結構2）電氣柜通常采用自然通風設計，不要忘記加防塵網(wǎng)，慮網(wǎng)，防護等級較主設備箱體較低。3）主設備箱體防護等級較高，設計時要充分考慮機柜的密封性。6.2.2電控柜安裝元器件任務6.2電控柜安裝學習任務實施（3）安裝保險絲安裝保險絲的正確方法是：1）固定熔絲應加平墊片。2）熔絲端頭繞向應與螺釘旋轉方向一致，而且熔絲端頭繞向不重疊。3）固定熔絲的螺釘不要擰得過緊或過松，以接觸良好又不損傷熔絲為佳。4）當一根熔絲容量不夠，需要多根并聯(lián)使用時，彼此不能絞扭在一起，且應計算好熔絲的大小。5）不要將熔絲拉得過緊或過于彎曲，以稍松些為好。6.2.2電控柜安裝元器件任務6.2電控柜安裝學習任務實施1．電控柜內(nèi)電路接線配線應符合的要求按圖施工，接線正確。導線與電氣元件間采用螺釘連接、插拔、或壓接線等到，均應牢固可靠。電控柜內(nèi)的導線不應有接頭，導線芯線應無破損傷。每個接線端子的每側接線宜為1根，得超過2根。對于插拔式接線端子，不同截面的兩根導線不得接在同一接線端子上；對于螺釘式接線端子，當接兩根導線時，中間應加平墊片。電路接地應設專用螺栓。動力配線電路采用電壓不低于500V的銅芯絕緣導線，在滿足載流量和電壓降及有足夠機械強度的情況下，可采用不小于0.5mm2截面的絕緣導線。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施2．連接可動部位的導線應符合的要求對連接門上的電器、控制臺板等可動部位的導線應符合下列規(guī)定：應采取多股軟導線，敷設長度應有適當余量.線束應有外套塑料管等加強絕緣層。與電器連接時，端部就厙終端緊固附件絞緊，不得松散、斷股。在可動部位兩端就用卡子固定。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施3．引入電控柜電纜應符合的要求引入電控柜的電纜，應符合下列要求：引入電控柜內(nèi)的電纜應排列整齊，編號清晰，避免交叉，固定牢固，不得使所接的端子排受機械受力。電纜在進入電控柜后，應該用卡子固定和扎緊，并應接地。用于靜態(tài)保護、控制等邏輯回路的控制電纜，應采用屏蔽。其屏蔽層應按設計要求的接地方式接地。橡膠絕緣的芯線應外套絕緣管保護。電控柜內(nèi)的電纜芯線應按垂直或水平有規(guī)律的配置，不得任意歪斜，交叉連接。備用芯線長度應有適當裕度。強弱電回路不應使用同一根電纜，并應分別成束分開排列。直流回路中有水銀接點的電器，電源正極應接到水銀側接點的一端。在油污環(huán)境，應采用耐油的絕緣導線，橡膠或塑料絕緣導線應采取防護措施。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施4．檢查電控柜電控柜裝配完，應按下列要求進行檢查：電控柜的固定極接地應可靠，電控柜漆層應完好，清潔、整齊。電控柜內(nèi)安裝電器元件應齊全完好，安裝位置正確，固定牢固。電控柜內(nèi)接線應準確，連接可靠，標志齊全清晰，絕緣符合要求。電控柜門鎖可靠。電控柜冷卻、照明裝置齊全。電控柜的安裝質(zhì)量驗收要求應符合國家現(xiàn)行有關標準規(guī)范的規(guī)定。電控柜應有防潮、防塵和耐熱性能，按國家現(xiàn)行標準要求驗收。電控柜內(nèi)及管道安裝完成后，應作好封堵。操作及聯(lián)動試驗，符合設計要求。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施5．電線電纜安裝前檢查電線電纜安裝前檢查：電纜型號、規(guī)格、長度、絕緣強度、耐熱、耐壓、正常工作進載流量、電壓降、最小截面積、機械性能應符合技術要求。電纜外觀不應受損。電纜封嚴密。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施6．接線配線檢查接線配線，應按下列要求進行檢查：接線配線規(guī)格應符合規(guī)定；排列整齊，無機械損傷；標志牌應裝設齊全、正確、清晰。電纜的固定、彎曲半徑、有關距離和單芯電力電纜的金屬護層的接線、相序排列等應符合要求。電纜終端、電纜接頭應安裝牢固，接觸良好。接地應良好；接地電阻應符合設計。電纜終端的相色應正確，電纜支架等的金屬部件防腐層應完好。電纜內(nèi)應無雜物，蓋板齊全。連接牢固，沒有以外松脫的風險。接標志與圖紙一致。線纜識別標記應清晰、耐久。電纜鋪設應無接頭。線纜顏色區(qū)別與圖紙一致。引出電控柜的控制線應用插頭、插座。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施7．連線時要做到以下六個“注意”（1）注意順序所謂的順序是指按照給定的電路圖中器件的順序連接實物圖，在連接實物圖的過程中各個器件的順序不能顛倒。一般的畫序：電源正極→開關→用電器→電源負極。（2）注意量程電路中若有電表，那么電表的量程必須注意選擇，不要造成量程不當。如果電源是兩節(jié)干電池，則電壓表的量程為3V，再根據(jù)其它條件估算電路中的最大電流，確定電流表的量程。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施（3）注意正負由于電表有多個接線柱且有正負接線柱之分，我們要在正確選擇量程的基礎上，看準是用正接線柱還是負接線柱，保證電流從電流表和電壓表的正接線柱流進，從負接線柱流出。（4）注意交叉根據(jù)電路圖連接實物圖時，一般要求導線不能交叉，注意合理安排導線的位置，力求畫出簡潔、流暢的實物圖。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝學習任務實施（5）注意符號根據(jù)實物圖畫電路圖時，電路中的各個電器原件一定要用統(tǒng)一規(guī)定的物理符號。（6）注意連接根據(jù)實物圖畫電路圖時，線路要畫得簡潔、美觀、整齊，導線應注意橫平豎直及導線器件間不能斷開。6.2.3電控柜連接任務6.2電控柜安裝1．壓線鉗的用途是什么？2．剝線鉗的作用是什么？3．簡述電絡鐵進行焊接的步驟。4．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本組成有哪些？各自起什么作用？5．電控柜連線時需要注意什么？6．電控柜接線配線以及對線纜需要做哪些檢查？思考與練習第四周項目6工業(yè)機器人電控柜安裝與調(diào)試

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知識點與技能點知識點掌握工業(yè)機器人電控柜的運輸與安裝方法掌握工業(yè)機器人電氣連接方法技能點能進行電控柜的運輸、安裝與電氣連接項目7工業(yè)機器人現(xiàn)場的安裝任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝學習任務描述掌握工業(yè)機器人電控柜的運輸與安裝方法學習任務實施控制柜內(nèi)部元件接線完成后，需要將控制柜搬運到合適位置。小型的控制柜可以直接搬運到合適位置。標準型控制柜需要采用吊運或是叉車搬運的方式。1．用運輸?shù)蹙哌\輸?shù)踹\一般是在控制柜的上面安裝有吊環(huán)，方便吊運使用。吊運是吊運的角度設定為60°最為合適。7.1.1工業(yè)機器人控制柜的運輸任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝1.按照圖中的吊裝方式，將控制柜移動到安裝的位置。2.按照圖中的位置要求，對機器人的安裝位置進行布置。3.A和B為示教器的安裝方式。C和D為示教器電纜架子的安裝方式。學習任務實施2．用叉車運輸用叉車搬運根據(jù)實際大小采用不同的搬運方式。為了保證控制柜搬運過程中的安全，在采用叉車搬運時，必須對控制柜加以固定。搬運控制柜時，只能從控制柜的正面或背面進叉車，并注意控制柜下部的接插口。叉車搬運時，如果外部包裝有底板，可以直接使用外部包裝的底板進行搬運。7.1.1工業(yè)機器人控制柜的運輸任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝學習任務實施（1）使用叉車搬運控制柜時，應遵守下列防范措施：1）注意搬運過程中搬運者與他人的人身安全。2）確認控制柜底部接插件已取下。若未取下，搬運過程中會有損壞的風險。3）確認叉車寬度與控制柜底座寬度的大小關系。4）確認作業(yè)環(huán)境的安全，保證控制柜能被安全地搬運到安裝場地。5）搬運過程中應盡量放低控制柜的高度，并避免控制柜傾倒和移動。7.1.1工業(yè)機器人控制柜的運輸任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝學習任務實施7.1.1工業(yè)機器人控制柜的運輸任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝圖7-1用叉車運輸控制柜學習任務實施（2）腳輪套件如圖所示，腳輪套件用于裝在機器人控制系統(tǒng)的控制箱支座或叉孔處。有助于腳輪套件方便地將機器人控制系統(tǒng)從柜組中拉出或推入。如果重物固定不充分或者起重裝置失靈，則重物可能墜落，并由此造成人員受傷或者財產(chǎn)損失。應檢查吊具是否正確固定并僅使用具備足夠承載力的起重裝置；禁止人員在懸掛重物下停留。其操作步驟如下：1）用起重機或叉車將機器人控制系統(tǒng)至少升起40cm。2）在機器人控制系統(tǒng)的正面放置一個橫向支撐梁。橫向支撐梁上的側板朝下。3）將一個內(nèi)六角螺栓由下穿過帶剎車的萬向腳輪、橫向支撐梁和機器人控制系統(tǒng)。4）從上面用螺母將內(nèi)六角螺栓連同平墊圈和彈簧墊圈擰緊。7.1.1工業(yè)機器人控制柜的運輸任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝學習任務實施7.1.1工業(yè)機器人控制柜的運輸任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝1-帶剎車的萬向腳輪2-不帶剎車的萬向腳輪3-后橫向支撐梁4-前橫向支撐梁圖7-2腳輪套件學習任務實施5）以同樣的方式將第二個帶剎車的萬向腳輪安裝在機器人控制系統(tǒng)正面的另一側。6）以同樣的方式將兩個不帶剎車的萬向腳輪安裝在機器人控制系統(tǒng)的背面。7）將機器人控制系統(tǒng)重新置于地面上。7.1.1工業(yè)機器人控制柜的運輸任務7.1工業(yè)機器人控制柜的安裝學習任務實施1．控制柜的固定控制柜運輸后，需要放置。對控制柜的放置空間也有一定的要求。（1）必須直立地儲放、搬運和安裝置放控制柜。多個控制柜放置時請注意間隔一定距離以免通風口排熱不暢。如圖7-5所示。（2）某控制柜的放置尺寸如圖7-6所示，盡量按照放置尺寸安裝控制柜的位置，這樣可以保證良好的散熱且檢查維修方便。7.1.2工業(yè)