焊接机器人控制系统应用分析与探究

2017-08-29 来源：中国贸易网责任编辑：万纳机械浏览数：未显示中贸商网-贸易商务资源网

核心提示：产品优势机器人切割工作站整套作业流程完全由机器人配以等离子切割电源来完成，只有上、下料和工件定位需要人工辅助，如此，一台机器人的切割工作效率相当于 2-3 个熟练工人，更重要的是相对人工切割，切割效率大大提高、劳动强度极大降低，同时保证割口规整、干净，极大降低了对割口的后续打磨处理，切割质晕和割口的一致性、精度都明显优于人工切割，同样还可以实现坡口，异型口等难度较大的切割工作。这些优势对后续的组对和焊接的高质顺利实施至关重要。机器人弧焊工作站整套作业流程完全由机器人配以弧焊焊接系统来完成，小

　　二、控制系统内部结构分析

　　控制器是机器人的核心部分，实现对机器人的动作操作、信号通讯、状态监控等功能。下面以FANUC—F-200iB为例，对其控制系统内部结构和各部分的功能进行分析：

　　1)电源供给单元

　　变压器向电源分配单元输入230V交流电，通过该单元的系统电源分配功能对控制箱内部各工作板卡输出210V交流电及±15V、+24V直流电。

　　2)安全保护回路

　　由变压器直接向急停单元供电，并接入内部各控制板卡形成保护回路，对整个系统进行电路保护。

　　3)伺服放大器

　　不仅提供伺服电机驱动和抱闸电源，并且与**值编码器实现实时数据转换，与主控机间采用光纤传输数据，进行实时信号循环反馈。

　　4)输入/输出模块

　　标配为ModuleA/B，另外也可通过在扩展槽安装Profibus板、过程控制板与PLC及外围设备进行通讯。

　　5)主控单元

　　整个控制系统的中枢部分，包括主板、CPU、FROM/SRAM组件及伺服卡，负责控制器内部及外围设备的信号处理和交换。

　　6)急停电路板

　　用来对紧急停止系统、伺服放大器的电磁接触器以及预备充电进行控制。

　　7)示教器

　　包括机器人编程在内的所有操作都能由该设备完成，控制器状态和数据都显示在示教盒的显示器上。

　　控制内部结构

　　图2 控制内部结构

　　三、故障案例分析

　　机器人控制器断电检修后，对控制器送电，机器人报伺服故障，故障代码为SERVO-062。对此故障进行复位：按MENUS→SYSTEM→F1，［TYPE］→找 master/cal→F3，RES_PCA →F4，YES 后，机器人仍然报伺服故障。

　　1、故障分析和检查：故障代码SERVO-062的解释为SERVO2 BZAL alarm（Group：%d Axis：%d），故障可能原因分析如下：

　　1）机器人编码器上数据存储的电池无电或者已经损坏：拆卸编码器脉冲数据存储的电池安装盒，电池盒内装有4节普通1.5V的1号干电池，对每节电池的电压进行测量，均在1.4V以下，电池电压明显偏低，于是更换新电池，再次对故障进行复位，机器人仍然报SERVO-062故障。

　　2）控制器内伺服放大器控制板坏：检查伺服放大器LED“D7”上方的2个DC链路电压检测螺丝，确认DC链路电压。如果检测到的DC链路电压高于50V，就可判断伺服放大器控制板处于异常状态。实际检测发现DC链路电压低于50V，所以初步判断伺服放大器控制板处于正常状态。进一步对伺服放大器控制板上P5V、P3.3V、SVEMG、OPEN的LED颜色进行观察，确认电源电压输出正常，没有外部紧急停止信号输入，与机器人主板通讯也正常，排除伺服放大器控制板损坏。

　　3）线路损坏：对机器人控制器与机器人本体的外部电缆连线RM1、RP1进行检查，RM1为机器人伺服电机电源、抱闸控制线，RP1为机器人伺服电机编码器信号以及控制电源线路、末端执行器线路、编码器上数据存储的电池线路等线路。拔掉插头RP1，对端子5、6、18 用万用表测量+5V、+24V控制电源均正常。接下来对编码器上数据存储的电池线路进行检查。机器人每个轴的伺服电机脉冲编码器控制端由1-10个端子组成，端子8、9、10为+5V电源，端子4、7为数据保持电池电源，端子5、6为反馈信号，端子3为接地，端子1、2空。拔掉M1电机的脉冲控制插头 M1P，万用表测量端子4、7，电压为0，同样的方法检查M2~M7电机全部为0，由此可以判断编码器上数据存储的电池线路损坏。顺着线路，发现正负电源双绞线的一端插头长期埋在积水中，线路已腐蚀严重。

　　2、故障处理：更换线路后复位，对机器人进行全轴零点复归“ZERO POSITION MASTER”，导入备份程序后恢复正常，故障排除。

产品优势

机器人切割工作站整套作业流程完全由机器人配以等离子切割电源来完成，只有上、下料和工件定位需要人工辅助，如此，一台机器人的切割工作效率相当于 2-3 个熟练工人，更重要的是相对人工切割，切割效率大大提高、劳动强度极大降低，同时保证割口规整、干净，极大降低了对割口的后续打磨处理，切割质晕和割口的一致性、精度都明显优于人工切割，同样还可以实现坡口，异型口等难度较大的切割工作。这些优势对后续的组对和焊接的高质顺利实施至关重要。

机器人弧焊工作站整套作业流程完全由机器人配以弧焊焊接系统来完成，小件只需要人工辅助上件、下件和定位夹紧，大件可实现搬运机器人自动上件、下件和定位夹紧，大大降低劳动成本，提高焊接效率，一致性、精度高，极大降低出现焊接废件的频率。