Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Mirek Göbel
Autor: Martin Theine

Betriebs-/ Montageanleitung

Einschaltvorgang der Roboterstation

Erläuterung ABB S4C Schaltschrank

Die Angaben und Erläuterungen zum ABB S4C Schaltschrank beziehen sich auf die nebenstehende Abb. 1.

Hauptschalter: Einschalten des Industrieroboters
Not-Aus-Schalter: Bewegung des Industrieroboters wird unabhängig vom Betriebsmodus sofort gestoppt
Motoren Ein: versetzen des Industrieroboters in den Zustand "Motoren Ein"
Betriebsartenwahlschalter: Automatik, Einrichtbetrieb, Einrichtbetrieb mit voller Geschwindigkeit
- Automatik: Betriebsart zum Ausführen fertiger Programme. Bewegen des Industrieroboters von Hand ist in diesem Modus nicht möglich
- Einrichtbetrieb: Betriebsart zum Einrichten des Industrieroboters. Industrieroboter lässt sich nur mit reduzierter Geschwindigkeit bewegen
- Einrichtbetrieb mit voller Geschwindigkeit: Betriebsart zum Testen des fertigen Programms mit voller Bewegungsgeschwindigkeit
Betriebsstundenzähler: Anzeige der Betriebsstunden des Industrieroboters
USB-Laufwerk: Zur Übertragung von Roboterprogrammen und Konfigurationsdateien (Systemparameter)
Anschlussbuchse-Teachpendant
Anschluss Kabel-Robotersteuerung
Anschluss Kabel-Robotersteuerung
Anschluss Kabel-I/O-Schnittstelle
Anschluss Spannungsversorgung

Erläuterung ABB S4C Teachpendant

Die nachfolgenden Angaben und Erläuterungen zum ABB S4C Teachpendant beziehen sich auf die Abb. 2.

Anzeige
Menütasten: Ausführen der in der Menüleiste angezeigten Kommandos
Kontrast: Schnelleinstellung des Anzeigenkontrastes
Ziffernblock
Bewegungseinheit: Umschalten zwischen Bewegung des Industrieroboters und sonstigen mechan. Achsen
Bewegungstyp: Neuorientierung oder Linearbewegung
Achsengruppe: Auswahl der Achsengruppe Achse 1-3 oder Achse 4-6
Inkremetell: Schrittweises Bewegen ein bzw. aus
Benutzerdefinierte Tasten (P1-P5): Freiprogramierbare Tasten, welche vom Benutzer belegt werden können
Zustimmtasten: Versetzen des Industrieroboters bei Betätigung bis zur Mittelstellung, in den Zustand "Motoren Ein"
Steuerknüppel: Bewegung des Industrieroboters von Hand. Achsenweises Ansteuern möglich
Not-Aus-Taste: Bewegung des Industrieroboters wird unabhängig vom Betriebsmodus sofort gestoppt
Navigationstasten: Bewegen des Cursors in den einzelnen Fenstern, Löschen, Eingabe und Wechseln zwischen Menüebenen
Funktionstasten: Direktauswahl der in der Funktionsleiste angezeigten Kommandos
Stop-Taste: Unterbricht das aktuell ausgeführte Programm
Andere Fenster: Anzeige weiterer Fenster, wie z.B. Systemparameter, Service, Produktion und Datei-Manager
Ein-/Ausgänge: Fenster zur manuellen Manipulation der Ein- bzw. Ausgänge des Industrieroboters
Programm: Fenster zum Erstellen bzw. Testen neuer Roboterprogramme
Bewegen: Fenster zur manuellen Bewegung des Industrieroboters mittels Steuerknüppel

Einschalten des Industrieroboters

Überprüfen der elektrischen Vebindungsleitungen zwischen Roboterarm und Robotersteuerung auf mögliche Beschädigungen und korrekten Anschluss
Überprüfen der Pneumatikleitungen auf mögliche Beschädigungen und korrekten Anschluss
Einschalten der Robotersteuerung über den Hauptschalter der Robotersteuerung und warten bis die Robotersteuerung vollständig hochgefahren ist
Kugelhahn der Versorgungsleitung öffnen, um Pneumatiksystem mit Druck zu beaufschlagen. Anschließend Einschaltventile der "Baugruppe-Druckluftaufbereitung" für den jeweiligen Industrieroboter öffnen
Die Roboterstation ist nun betriebsbereit

Kalibrierung

Bei der Kalibrierung werden die Nullpositionen (Kalibrierpositionen) aller Achsen des Industrieroboters eingestellt und in der Robotersteuerung gespeichert. Die Nullpositionen der Achsen dienen als Grundlage für die Positionierung des Indsutrieroboters. Ist der Industrieroboter nicht oder falsch kalibriert, hat dies eine falsche bzw. ungenaue Positionierung bei der Umsetzung von Handhabungsaufgaben zur Folge. Die Kalibrierung des Industrieroboters erfolgt in zwei aufeinander folgenden Stufen.

Kalibrierung der Resolver (Feinkalibrierung): Alle Achsen des Industrieroboters werden in die Kalibrierposition bewegt und die aktuellen Resolverwerte werden abgespeichert.
Aktualisierung der Umdrehungszähler: Definieren der Zähler für die Motorumdrehungen. Hierzu werden alle Achsen der Industrieroboter in die Nähe der Kalibrierposition bewegt und die Umdrehungszähler aktualisiert.

Anzeigen des Zustandes der Kalibrierung

Taste "Andere Fenster" am Teachpendant der Robotersteuerung drücken
Auswahl von "Ansicht --> Kalibrierung" über die Menütasten am Teachpendant

In der Anzeige erscheint ein Fenster, in dem der aktuelle Zustand aller mechanischen Einheiten im Robotersystem angezeigt werden. Nachfolgende Zustände der Kalibrierung sind möglich:

synchronisiert: Alle Achsen des Industrieroboters sind vollständig kalibriert und deren Position ist in der Robotersteuerung bekannt. Der Industrieroboter ist betriebsbereit
Umdrehungszähler nicht aktualisiert: Die Achsen des Industrieroboter sind "feinkalibriert", jedoch sind die Umdrehungszähler einer oder mehrerer Achsen nicht aktualisiert. Vorgang "Umdrehungszähler aktualisieren" muss ausgeführt werden.
nicht kalibriert: Eine oder mehrere Achsen des Industrieroboters sind nicht "feinkalibriert". Vorgang "Kalibrieren (Feinkalibrieren)" muss durchgeführt werden. Wird in der Regel von einem Servicetechniker durchgeführt (Spezielles Messgrät erforderlich).
unsynchronisiert: Die Position mindestens einer externen mechan. Achse ist nicht bekannt. Externe mechan. Achse muss mittels Synch.-Schalters synchronisiert werden. Für den Betrieb der Roboterstation ABB IRB1400 M98 in der aktuellen Konfiguration nicht relevant. (Stand: 28.08.20)

Umdrehungszähler aktualisieren

Vorbereitung:

Taste "Bewegen" am Teachpendant drücken, um das Fenster "Bewegen von Hand" zu öffnen
Nachfolgende Einstellungen vornehmen bzw. prüfen:
- Koordinatensystem: Welt
- Werkzeuge: tool()
- Werkobjekt: wobj()
Industrieroboter über den Steuerknüppel des Teachpendants in die Kalibrierposition bewegen (siehe Abb. 3)

Vorgehen:

Taste "Andere Fenster" auf Teachpendant der Robotersteuerung drücken und anschließend "Service" auswählen
Auswahl von "Ansicht --> Kalibrierung" über die Menütasten am Teachpendant
Einheit "IRB" mittels Navigationstasten des Teachpendants auswählen
Anwählen einzelner oder aller Achsen des Industrieroboters über die Funktionstasten des Teachpendants
Ausgewählte Achsen durch Drücken von "OK" bestätigen
Durchführen der Aktualisierung der Umdrehungszähler durch Auswahl von "Kalib: Umdr.Zähler aktualisieren"
"IRB synchronisiert" wird angezeigt

Programmier- und Simulationsumgebung in RoboDK

	1. Schritt	2. Schritt	3. Schritt
Abbildung
Vorgehen	RoboDk über Desktop-Verknüpfung oder Startmenü öffnen Öffnen der RoboDK-Vorlage: "ABB_IRB1400_Station_Robotiklabor_blanko.rdk" RoboDK-Datei über "Speichern unter" mit neuem Dateinamen im entspr. SVN-Ordner speichern	Erstellen eines Programms mit dem Namen "haupt" über die Grafische-Programmieroberfläche Nach Fertigstellung aller Unterprogramme, wird dem Programm "haupt" das Aufrufen aller Unterprogramme in der Reihenfolge in der diese ausgeführt werden sollen hinzugefügt	Erstellen des Roboterprogramms mittels Grafischer-Programmieroberfläche in RoboDK (siehe Abbildung rote Markierung) Alternativ stellt RoboDK verschiedene APIs zur Verfügung, um die Programmierung dirket im Quelltext umzusetzen RoboDK APIs: Matlab C# und C++ Python
Bemerkung	Wichtig: RoboDK-Vorlage der Roboterstation ABB IRB1400 M98 (Dateiname: ABB_IRB1400_Station_Robotiklabor_blanko.rdk) nicht überschreiben! siehe RoboDK-Vorlage im SVN: Roboterstation ABB IRB1400 M98 - blanko	Dieser Schritt ist zwingend erforderlich, damit im weiteren Verlauf ein vollständiges Roboterprogramm mit dem in RoboDK integriertem RAPID-Compiler erzeugt werden kann.	siehe RoboDK Dokumentation im Web: RoboDK-Basic Guide RoboDK-API Documentation

Erstellen der Roboterprogramme und Übertragung auf die Robotersteuerung

	1. Schritt	2. Schritt	3. Schritt
Abbildung
Vorgehen	Rechte Maustaste auf den entspr. Roboter und im Pop-Up-Menü "Postprozessor wählen" anklicken Im Pop-up-Fenster "ABB RAPID S4C" auswählen	Rechte Maustaste auf das Programm "haupt" und im Pop-up-Menü "Roboterprogramm generieren" auswählen Roboterprogramm wird anschließend automatisch generiert	Im Programmreiter das entspr. Unterprogramm auswählen Name der "PROC" in Name des Unterprogramms ändern (siehe Abbildung links rot unterstrichener Bereich) Vollständiges "MODUL" des Unterprogramms(siehe Abbildung rechts grün unterstrichener Bereich) aussschneiden und in Programm "haupt.prg" an entspr. Stelle einfügen (siehe Abbildung links)
Bemerkung		Falls Unterprogramm ohne die Grafische-Programmieroberfläche erstellt wurden, so müssen diese separat generiert werden. Ist dies nicht der Fall, können die Schritte 3 und 4 übersprungen werden.	Dieser Schritt muss für alle Unterprogramme durchgeführt werden, welche nicht mit der Grafischen-Programmieroberfläche erstellt wurden. "PERS tooldata ..." nur bei Bedarf mit kopieren, wenn diese nicht bereits im Programm "haupt.prg" vorhanden sind.

	4. Schritt	5. Schritt
Abbildung
Vorgehen	Überprüfung der Struktur des Programms "haupt.prg", welches das Hauptprogramm darstellt	Ändern des Werkzeuggewichts von 20 kg auf max. 5 kg (siehe Abbildung rot unterstrichener Bereich)
Bemerkung	Das Programm "haupt.prg" sollte die in der Abbildung dargestellte Struktur aufweisen. Roter Bereich: Werkzeugdaten und erforderliche Frames (Koordinatensysteme) Grüner Bereich: Alle Unterprogramme in Form von Prozeduren ("PROC") Blauer Bereich: Hauptprozedur "PROC main()" in der alle Unterprozeduren aufgerufen werden	Dieser Schritt ist zwingend erforderlich, da es sonst zur Fehlermeldung beim Ausführen des Roboterprogramms kommt.

Sicherheitskreis und Schutzraum

Schnittstelle zum Einbinden externer Sicherheitseinrichtungen

Bei der Einbindung von externen Sicherheitseinrichtungen wird zwischen zwei Arten von Sicherheitseinrichtungen unterschieden.

Allgemeine Sicherheitsgeräte (GS)
Sicherheitseinrichtungen bei Automatikbetrieb (AS)

Beide Arten von Sicherheitseinrichtungen werden über die A81 Panel Unit der ABB S4C Robotersteuerung eingebunden (siehe Abb. 4 roter Rahmen und/oder techn. Daten im SVN der HSHl). Der Anschluss GS ist zum einbinden von externen Verriegelungseinrichtungen wie z.B. Lichtschranken oder eines Sicherheits-Laserscanners. Dieser Anschluss ist in allen Betriebsarten aktiv. Zum Einbinden von externen Verrieglungseinrichtungen, welche nicht im Handbetrieb aktiv sein sollen, ist der Anschluss AS vorgesehen. Somit ist der Anschluss AS lediglich im "Automatikbetrieb" aktiv.

Wichtig:
Die Einbiundung externer Sicherheitseinrichtungen (z.B. Sicherheits-Laserscanner, Lichtschranken, etc.) muss laut Hersteller der Industrieroboter immer zweikanalig ausgeführt werden! Dies bedeutet, dass ein Anschluss von externen Sicherheitseinrichtungen über die Schraubklemmenleiste X3 und X4 der A81 Panel Unit (siehe Abb. 4 roter Rahmen) erfolgen muss.

Um das außer Kraft setzen der externen Sicherheitseinrichtungen durch einen Kabelbruch o.Ä. zu verhindern, ist die Unterbrechung des Sicherheitskreises der ABB S4C Robotersteuerung immer als "Öffner" auszuführen. Im Falle des eingebundenden Leuze Sicherheits-Laserscanners RSL410 erfolgt dies über zwei Relais des Herstellers Finder, welche so angeschlossen sind, dass diese als "Öffner" fungieren (siehe techn. Dokumentation im SVN der HSHL)

Einbinden des Sicherheits-Laserscanners
siehe Schaltplan im SVN
...

Starten von Sensor-Studio

	1. Schritt	2. Schritt	3. Schritt	4. Schritt
Abbildung
Vorgehen	Starten von Sensor Studio der Firma Leuze über Verknüpfung auf dem Desktop oder dem Startmenü Auswählen von "Geräteauswahl mit Gerätesuche und Verbindungsaufbau (Online)" Bestätigung der Auswahl durch Anklicken von "Weiter>"	Gerät RSL 400 durch Anklicken der entspr. Zeile auswählen Bestätigung der Auswahl durch Anklicken von "Weiter>"	Gerätesuche entsprechend der Abbildung über die Pull-down-Menüs konfigurieren 1. Schnittstelle --> 2. Adapter --> 3. "Starten" --> 4. gefundenes Gerät auswählen Bestätigung der Auswahl durch Anklicken von "Weiter>" Warten bis Sensor Studio vollständig gestartet ist	Ändern der Berechtigungsebene über das Icon "Berechtigungsebene ändern" (in der Abbildung rot unterstrichen) Einstellungen im Pop-up-Fenster nach Passwort-Datei festlegen Anschließend kann der Sicherheits-Laserscanner und das Schutzfeld der Roboterstation über den Reiter "Konfiguration" und die entsprechenden Icons (in der Abbildung grün unterstrichen) konfiguriert werden
Bemerkung	Soll nicht direkt eine Verbindung zum Sicherheits-Laserscanner hergestellt werden, so kann alternativ "Geräteauswahl ohne Kommunikationsverbindung (Offline)" angewählt werden.		Wird kein Gerät während der Suche gefunden, Spannungsversorgung der Sicherheits-Laserscanners und Ethernet-verbindung zum PC überprüfen.	siehe Passwort-Datei im SVN: Passwort Leuze-RSL410 siehe Bedienungsanleitung im SVN: Bedienungsanleitung Leuze-RSL410