Festo Robotino 4.0 User manual

Festo Didactic
8101524 de/en/es/fr/zh
05/2019
8101344
Robotino
®4.0
Mobile Robotics
Betriebsanleitung
Operating instructions
Instrucciones de
utilización
Notice d'utilisation
操作说明

Order number: 8101524
Revision level: 06/2019
Authors: Mustafa Ersoy, Dimitrios Tsakas, Christian Deppe
Layout: Frank Ebel
© Festo Didactic SE, Rechbergstraße 3, 73770 Denkendorf, Germany, 2019
[phone] www.festo-didactic.com
[phone] [email protected]
Originalbetriebsanleitung
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vorbehalten, insbesondere das Recht, Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen
durchzuführen.
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Mobiler Roboter Robotino®4.0______________________________________________________________ 5
Robotino®4.0 Mobile Robot System ________________________________________________________ 33
Sistema de robots móviles Robotino®4.0 ____________________________________________________ 61
Système robotique mobile Robotino®4.0 ____________________________________________________ 89
移动机器人系统 Robotino®4.0 __________________________________________________________ 117

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Hinweis
Soweit in dieser Betriebsanleitung nur von Lehrer, Schüler etc. die Rede ist, sind
selbstverständlich auch Lehrerinnen, Schülerinnen etc. gemeint. Die Verwendung
nur einer Geschlechtsform soll keine geschlechtsspezifische Benachteiligung sein,
sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der
Formulierungen.
Vorsicht
Diese Betriebsanleitung muss dem Anwender ständig zur Verfügung stehen.
Vor Inbetriebnahme muss die Betriebsanleitung gelesen werden.
Die Sicherheitshinweise müssen beachtet werden.
Bei Missachten kann es zu schweren Personen- oder Sachschäden kommen.
Note
For the sake of readability throughout these operating instructions, all gender-
specific terms are to be considered to refer to both the feminine and the masculine
form, except when referring to a particular person.
Caution
These operating instructions must always be available to the user.
The operating instructions must be read before commissioning.
The safety instructions must be observed
Non-observance may result in severe personal injury or damage to property.

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Nota
Se sobreentiende que el uso de términos en género masculino incluye también los
correspondientes términos de género femenino. El uso de una sola forma de
género no supone ninguna discriminación específica, sino que sirve para mejorar
la lectura y la compresión de los textos.
Atención
Las presentes instrucciones de utilización deben estar a disposición del usuario en
todo momento.
Deben leerse estas instrucciones antes de la puesta en funcionamiento.
Deben respetarse las instrucciones de seguridad.
De no hacerlo, pueden producirse graves daños físicos y materiales.
Nota
Les termes enseignant, étudiant, etc. employés dans les présentes instructions de
service désignent aussi, bien entendu, les enseignantes, étudiantes, etc. L'emploi
d'un seul genre ne saurait constituer une discrimination sexuelle, mais a
simplement pour but de faciliter la lecture et la compréhension de ce qui est dit.
Attention
Les instructions de service doivent être constamment à la disposition de
l'utilisateur.
Les instructions de service doivent avoir été lues avant la mise en service.
Se conformer aux consignes de sécurité.
Le non-respect peut entraîner de graves dommages corporels ou matériels.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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Inhalt
1 Allgemeine Voraussetzungen zum Betreiben der Geräte __________________________________ 7
2 Sicherheitshinweise und Piktogramme ________________________________________________ 8
2.1 Sicherheitshinweise ________________________________________________________________ 8
2.2 Piktogramme______________________________________________________________________ 9
3 Bestimmungsgemäße Verwendung __________________________________________________ 10
4 Gewährleistung und Haftung _______________________________________________________ 11
5 Für Ihre Sicherheit ________________________________________________________________ 12
5.1 Wichtige Hinweise_________________________________________________________________ 12
5.2 Verpflichtung des Betreibers ________________________________________________________ 13
5.3 Verpflichtung der Auszubildenden____________________________________________________ 13
6 Arbeits- und Sicherheitshinweise____________________________________________________ 14
6.1 Allgemein________________________________________________________________________ 14
6.2 Elektrik__________________________________________________________________________ 14
6.3 Mechanik________________________________________________________________________ 15
7 Technische Daten_________________________________________________________________ 17
7.1 Allgemeine Daten _________________________________________________________________ 17
7.2 Steuerung und Schnittstellen________________________________________________________ 17
7.2.1 Elektrische Anschlüsse _____________________________________________________________ 18
7.2.2 Motor 4 Encoder Pinbelegung _______________________________________________________ 19
7.2.3 Motor 4 Leistungsstecker ___________________________________________________________ 19
7.2.4 Spezifikation Accesspoint___________________________________________________________ 19
8 Lieferung und Auspacken __________________________________________________________ 20
8.1 Lieferung ________________________________________________________________________ 20
8.2 Auspacken_______________________________________________________________________ 20
9 Inbetriebnahme __________________________________________________________________ 20
10 Externe Steuerung mit Robotino®View _______________________________________________ 22
11 Wechseln der Akkupacks___________________________________________________________ 24
12 Zurücksetzen der Netzwerkeinstellungen _____________________________________________ 25
13 Montage und Anschluss der optischen Sensoren _______________________________________ 26

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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14 Montage und Anschluss des induktiven Sensors _______________________________________ 28
15 Lieferumfang_____________________________________________________________________ 29
16 Wartung und Reinigung____________________________________________________________ 31
17 Weitere Informationen und Aktualisierungen __________________________________________ 31
18 Entsorgung ______________________________________________________________________ 31

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1Allgemeine Voraussetzungen zum Betreiben der Geräte
Allgemeine Anforderungen bezüglich des sicheren Betriebs der Geräte:
•In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften der DGUV Vorschrift 3 "Elektrische
Anlagen und Betriebsmittel" zu beachten.
•Der Labor- oder Unterrichtsraum muss durch einen Arbeitsverantwortlichen überwacht werden.
–Ein Arbeitsverantwortlicher ist eine Elektrofachkraft oder eine elektrotechnisch unterwiesene
Person mit Kenntnis von Sicherheitsanforderungen und Sicherheitsvorschriften mit aktenkundiger
Unterweisung.
Der Labor- oder Unterrichtsraum muss mit den folgenden Einrichtungen ausgestattet sein:
•Es muss eine NOT-AUS-Einrichtung vorhanden sein.
–Innerhalb und mindestens ein NOT-AUS außerhalb des Labor- oder Unterrichtsraums.
•Der Labor- oder Unterrichtsraum ist gegen unbefugtes Einschalten der Betriebsspannung bzw. der
Druckluftversorgung zu sichern.
–z. B. durch einen Schlüsselschalter
–z. B. durch abschließbare Einschaltventile
•Der Labor- oder Unterrichtsraum muss durch Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD) geschützt werden.
–Betreiben Sie elektrische Geräte (z. B. Netzgeräte, Verdichter, Hydraulikaggregate) nur in
Ausbildungsräumen, die mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung ausgestattet sind.
–Als Fehlerstromschutzeinrichtung ist ein RCD-Schutzschalter mit Differenzstrom ≤ 30 mA, Typ B zu
verwenden.
•Der Labor- oder Unterrichtsraum muss durch Überstromschutzeinrichtungen geschützt sein.
–Sicherungen oder Leitungsschutzschalter
•Es dürfen keine Geräte mit Schäden oder Mängeln verwendet werden.
–Schadhafte Geräte sind zu sperren und aus dem Labor- oder Unterrichtsraum zu entnehmen.
–Beschädigte Verbindungsleitungen, Druckluftschläuche und Hydraulikschläuche stellen ein
Sicherheitsrisiko dar und müssen aus dem Labor- oder Unterrichtsraum entfernt werden.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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2Sicherheitshinweise und Piktogramme
2.1 Sicherheitshinweise
GEFAHR
… weist auf eine
unmittelbar gefährliche Situation hin, die zum Tod oder schweren
Körperverletzungen führt, wenn sie nic
ht vermieden wird.
WARNUNG
… weist auf eine
möglicherweise gefährliche Situation hin, die zum Tod oder schweren
Körperverletzungen führen kann, wenn sie nicht vermieden wird.
VORSICHT
… weist auf eine
möglicherweise gefährliche Situation hin, die zu mittleren und leichten
Körperverletzungen oder zu sc
hwerem Sachschaden führen kann, wenn sie nicht
vermieden wird.
HINWEIS
… weist auf eine
möglicherweise gefährliche Situation hin, die zu Sachschaden oder
Funktionsverlust führen kann, wenn sie nicht vermieden wird.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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2.2 Piktogramme
Warnung vor einer Gefa
hrenstelle
Vor Inbetriebnahme die Betriebsanleitung und Sicherheitshinweise lesen und beachten.
Warnung vor dem Heben schwerer Lasten
Warnung vor Handverletzungen
Warnung vor Einzugsgefahr
Warnung vor explosionsgefährlichen Stoffen
Elektrostatisch gefährdete Bauelemente

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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3Bestimmungsgemäße Verwendung
Alle Komponenten und Anlagen des Lernsystems Automatisierung und Technik von Festo Didactic sind nur
zu benutzen:
•für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb
•in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand
Die Komponenten und Anlagen sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten
sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei ihrer unsachgemäßen Verwendung Gefahren für
Leib und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen des Systems entstehen.
Das Ausbildungsunternehmen und/oder die Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die
Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die in dieser Betriebsanleitung beschrieben sind, beachten.
Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des
Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch dieser Komponenten und
Anlagen außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche
Schäden vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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4Gewährleistung und Haftung
Grundsätzlich gelten unsere „Allgemeinen Verkaufs- und Lieferbedingungen“. Diese stehen dem Betreiber
spätestens seit Vertragsabschluss zur Verfügung.
Gewährleistungs- und Haftungsansprüche bei Personen- und Sachschäden sind ausgeschlossen, wenn sie
auf eine oder mehrere der folgenden Ursachen zurückzuführen sind:
•Nicht bestimmungsgemäße Verwendung des mobilen Robotersystems Robotino®4.0.
•Unsachgemäßes Montieren, in Betrieb nehmen, Bedienen und Warten des mobilen Robotersystems
Robotino®4.0.
•Betreiben des mobilen Robotersystems Robotino®bei defekten Sicherheitseinrichtungen oder nicht
ordnungsgemäß angebrachten oder nicht funktionsfähigen Sicherheits- und Schutzvorrichtungen.
•Nichtbeachten der Hinweise in der Betriebsanleitung bezüglich des Transports, der Lagerung,
der Montage, der Inbetriebnahme, des Betriebs, der Wartung und des Rüstens des mobilen
Robotersystems Robotino®4.0.
•Eigenmächtige bauliche Veränderungen am mobilen Robotersystem Robotino®4.0.
•Mangelhafte Überwachung von Roboterteilen, die einem Verschleiß unterliegen.
•Katastrophenfälle durch Fremdkörpereinwirkung und höhere Gewalt.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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5Für Ihre Sicherheit
5.1 Wichtige Hinweise
Grundvoraussetzung für den sicherheitsgerechten Umgang und den störungsfreien Betrieb des mobilen
Robotersystems Robotino®4.0 ist die Kenntnis der grundlegenden Sicherheitshinweise und der
Sicherheitsvorschriften.
Diese Betriebsanleitung enthält die wichtigsten Hinweise, um das mobile Robotersystem Robotino®4.0
sicherheitsgerecht zu betreiben. Insbesondere die Sicherheitshinweise sind von allen Personen zu
beachten, die mit dem mobilen Robotersystem Robotino®4.0 arbeiten. Darüber hinaus sind die für den
Einsatzort geltenden Regeln und Vorschriften zur Unfallverhütung zu beachten.
WARNUNG
Störungen, die die Sich
erheit beeinträchtigen können, sind umgehend zu beseitigen!
VORSICHT
Durch unsachgemäße Reparaturen oder Veränderung
en können unvorhersehbare
Betriebszustände
entstehen. Führen Sie keine Reparaturen am Gerät durch.
Ä
nderungen an der Verkabelung oder Umbauten in der Steuerungseinheit auf eigene
Gefahr unter Verlust der
Gewährleistung. Verwenden Sie ausschließlich originale Ersatz-/
Verschleiß
teile.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
© Festo Didactic 8101524 13
5.2 Verpflichtung des Betreibers
Der Betreiber verpflichtet sich, nur Personen mit dem mobilen Robotersystem Robotino®4.0 arbeiten zu
lassen, die:
•mit den grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung vertraut und in die
Handhabung des mobilen Robotersystems Robotino®4.0 eingewiesen sind,
•das Sicherheitskapitel und die Warnhinweise in diesem Handbuch gelesen und verstanden haben.
Das sicherheitsbewusste Arbeiten des Personals soll in regelmäßigen Abständen überprüft werden.
5.3 Verpflichtung der Auszubildenden
Alle Personen, die mit Arbeiten an dem mobilen Robotersystems Robotino®4.0 beauftragt sind, verpflichten
sich, vor Arbeitsbeginn:
•das Sicherheitskapitel und die Warnhinweise in dieser Betriebsanleitung zu lesen,
•die grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung zu beachten.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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6Arbeits- und Sicherheitshinweise
6.1 Allgemein
WARNUNG
S
chweres Trainingsgerät!
Häufiges Heben und Tragen kann zu Schäden der Wirbelsäule führen.
Nehmen Sie Hilfe in Anspruc
h.
VORSICHT
•
Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an
dem mobilen Robotersystem Robotino®4.0 arbeiten.
•
Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Komponenten,
insbesondere auch alle Hinweise zur Sicherheit!
•
Verpacken Sie das mobile Robotersystem Robotino®4.0 ausschließlich im vollständig
ausgeschalteten Zustand.
•
Tragen Sie Ihre persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Sicherheitsschuhe),
wenn Sie an den Schaltungen arbeiten.
6.2 Elektrik
WARNUNG
Spannungsfrei schalten!
•
Schalten Sie die Spannungsversorgung aus, bevor Sie an der Schaltung arbeiten.
•
Beachten Sie, dass elektrische Energie in einzelnen Komponenten gespeichert sein
kann. Informationen hierzu finden Sie in den Datenblättern und Betriebsanleitungen
der Komponenten.
Warnung!
Kondensatoren im Gerät können noch geladen sein, selbst wenn das Gerät von allen
Spannungsquellen getrennt wurde.
•
Trennen Sie nach dem Laden das Netzteil von Robotino®4.0. Sollte das Ladegerät
von Netz getrennt werden, jedoch mit Robotino®4.0 verbunden bleiben, können die
Akkus über das Ladegerät entladen/zerstört werden.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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WARNUNG
Explosions
- und Brandgefahr!
Stellen Sie sicher, dass die Akkus zu keinem Zeitpunkt kurzgeschlossen werden.
VORSICHT
•
Herstellen bzw. Abbauen von elektrischen Anschlüssen
–Stellen Sie elektrische Anschlüsse nur in spannungslosem Zustand her.
–Bauen Sie elektrische Anschlüsse nur in spannungslosem Zustand ab.
•
Verwenden Sie nur Schutzkleinspannungen (SELV), maximal 24 V DC.
HINWEIS
Erden Sie das Robotino
®4.0 Gehäuse („Kommandobrücke“), bevor Sie es öffnen.
Gehäuse
abnehmen, keine elektrischen Bauteile berühren, elektrostatische Entladung
beachten
(engl. electrostatic discharge, ESD).
6.3 Mechanik
VORSICHT
•
Transportieren Sie den Robotino®4.0, indem Sie Ihn an den Haltegriffen tragen.
•
Montieren Sie alle Komponenten fest auf dem Chassis oder den vorgesehenen
Befestigungsvorrichtungen.
•
Greifen Sie nur bei Stillstand in das mobile Robotersystem Robotino®4.0.
•
Setzen Sie die Kommandobrücke immer senkrecht auf, um den hochstehenden
Steckkontakt nicht zu beschädigen.
•
Sichern Sie die Ladung, bevor Sie Arbeiten am Montageturm ausführen.

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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VORSICHT
Warnung vor Einzugsgefahr!
•
Fassen Sie nie an die Räder von Robotino®4.0! Je nach Programm könnten die Räder
plötzlich zu drehen anfangen. Um den Widerstand am Rad zu erhöhen, drücken Sie
Robotino®4.0 auf den Boden (z. B. bei Übungen zum Thema PID-Controller).
Beachten Sie die Warnzeichen an den Rädern, die auf diese Verletzungsgefahr
hinweisen.
•
Stellen Sie bei der Demontage von Radkappen sicher, dass keine Haare oder
Kleidungsstücke von den Rädern erfasst werden.
VORSICHT
Warnung vor Handverletzungen
Robotino
®4.0 besteht aus einer präzisen lasergeschnittenen und geschweißten
Edelstahlkonstruktion.
Achten Sie beim Arbeiten mit Robotino
®4.0 auf eventuell scharfe Kanten
(Kabeldurchführungen, mechanische Mont
age/Demontage).

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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7Technische Daten
7.1 Allgemeine Daten
Parameter Wert
Höhe 325 mm
Durchmesser 450 mm
Gesamtgewicht (Leergewicht) 20 kg
Gesamtgewicht (inkl. 4 Akkupacks) 22,8 kg (ca. 700 g pro Akkupack)
Zuladung max. 30 kg (zentriert)
Schutzart IP 00
Akkuspannung 18 V
Gehäusewerkstoff Edelstahl, PA6
Freiheitsgrade 3
translatorisch in x- und y-Richtung
rotatorisch um die z-Achse
Änderungen vorbehalten
7.2 Steuerung und Schnittstellen
Parameter Wert
Antrieb
Räder
Motoren
3x omnidirektionale Räder mit 120 mm Durchmesser
3x DC-Motoren, maximal 3.600 1/min, mit Drehgebern
und Getriebe, Übersetzungsverhältnis: 32:1
Steuerung Embedded PC nach COM Express Spezifikation
Intel i5 der 8. Generation, 2,5 GHz Takt, bis zu 4,2 GHz im
Turbo Modus, 4 physische Kerne mit Hyperthreading
Integrierte UHD Graphics 630
Arbeitsspeicher: 8 GB RAM
Festplatte: 64 GB SSD
Betriebssystem: Linux Ubuntu 18.04 LTS (64 Bit)
Motorregelung: Mikrocontroller mit 32 Bit-
Mikroprozessor und separater Ethernet-Schnittstelle
Änderungen vorbehalten

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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7.2.1 Elektrische Anschlüsse
Parameter Wert Nr. in
Abb.
Benennung
Schnittstellen 2x USB 2.0 (1 x belegt mit Accesspoint)
1x RJ-45 (belegt mit Accesspoint)
2x 12 V WAGO-734-162 (max. 2 A gesamt)
4x USB 3.0 (1 x belegt Kamera)
2x PCI Express Slots (Gen3 4x, Erweiterungen)
1x HDMI
2x Digital E/A Stecker
1x Analog Eingangsstecker
1x Relais-Stecker
1x Wago 721-462 2pol Motor-4 Leistungsstecker
1x MPE RM 2,54 2x3pol Motor-4 Encoder
WLAN nach Spezifikation 5 GHz und 2,4 GHz als Client
oder Access Point im Bridge Modus
1
2
3
4
5
6
7, 8
9
10
11
12
–
-XF2, -XF3
-XF1
-XD5-1, -XD5-2
-XF4, -XF5, -XF6, -XF9
–
-XF7
-XD1, -XD2
-XD3
-XD4
–
–
Änderungen vorbehalten
Parameter Wert
Digitale Ein-/Ausgänge
Eingänge: 8
Ausgänge: 8
max. 24 V DC
max. 2 A pro Ausgang
max. 2 A gesamt
Analoge Eingänge 8
Relais Wechselschalter 2
Kamera USB 3.0 angesteuerte Stereokamera (Intel®RealSense™ Tiefenkamera D435)
mit zwei Farbkameras (1080p-Auflösung)
Infrarotprojektor und RGB-Tiefenkamera Architektur mit On-Board Verarbeitung
Änderungen vorbehalten

Mobiler Roboter Robotino®4.0
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7.2.2 Motor 4 Encoder Pinbelegung
Pin Funktion
1 GND 0 V
2 I (30-3)
3 A
4 VCC 5 V
5 B
6 n.c.
Änderungen vorbehalten
7.2.3 Motor 4 Leistungsstecker
Pin Funktion
Links (Ansicht auf Stecker) +(PWM 0-24 V)
Rechts (Ansicht auf Stecker) GND (PWM)
Änderungen vorbehalten
7.2.4 Spezifikation Accesspoint
Parameter Wert
WLAN-Standards 5 GHz (IEEE802.11 ac/n/a)
2,4 GHz (IEEE802.11 b/g/n)
Sendeleistung CE:
max. 23 dBm (5 GHz)
max. 20 dBm (2,4 GHz)
Schnittstellen 10/100 Mbps-WAN/LAN-Port
USB2.0-Port
Micro USB-Port
(Spannungsversorgung)
Spannungsversorgung 5 V
max. 2 A
Änderungen vorbehalten

Mobiler Roboter Robotino®4.0
20 © Festo Didactic 8101524
8Lieferung und Auspacken
8.1 Lieferung
Prüfen Sie bei der Warenannahme, ob der Umfang der Lieferung mit dem Lieferschein, der Bestellung und
der Auftragsbestätigung übereinstimmt. Melden Sie mögliche Abweichungen unverzüglich Festo Didactic.
8.2 Auspacken
Entfernen Sie zum Auspacken des Robotinos®4.0 den Hartschaumeinsatz aus der Transportverpackung.
Achten Sie beim Herausnehmen des Robotinos®4.0 darauf, dass keine Teile beschädigt werden. Fassen Sie
den Robotino®immer an den beiden Haltegriffen, um eine Beschädigung der Steuerungseinheit, der
Elektronik und des Kollisionsschutzsensors zu vermeiden.
Nach dem Auspacken muss der Robotino®auf mögliche Beschädigungen überprüft werden.
Beschädigungen sind unverzüglich dem Spediteur und Festo Didactic zu melden.
9Inbetriebnahme
Bitte befolgen Sie diese Anweisungen für die erste Inbetriebnahme Ihres Robotinos®4.0.
1. Laden
Die Festool Akkupacks werden teilgeladen ausgeliefert. Entnehmen Sie das Festool Ladegerät aus der
Verpackung und laden Sie die mitgelieferten Akkupacks vollständig auf, um die volle Leistung zu
gewährleisten. Damit Robotino®4.0 jederzeit mobil bleiben kann, werden die Akkumulatoren außerhalb
von Robotino®4.0 geladen.
Akkupack mit Akkuhalterung