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FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中,是奇瑞公司***早引进的焊接机器人,也是***先用到具有附加轴的焊接机器人。其控制系统采用32位CPU控制,以提高机器人运动插补运算和坐标变换的运算速度;采用64位数字伺服驱动单元,同步控制6轴运动,运动精度大大提高,***多可控制21轴,进一步改善了机器人动态特性;支持离线编程技术,技术人员可通过离线编程软件设置参数,优化机器人运动程序;控制器内部结构相对集成化,这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护***等特点。其控制原理如图1所示。
控制原理
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、信号通信和状态监控等功能。下面以FANUC F-200iB为例,对其控制系统内部结构(见图2)和各部分的功能进行分析:
控制原理
(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&plu***n;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及外围设备进行通信。
(5)主控单元 整个控制系统的***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。
故障案例分析
FANUC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和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,与机器人主板通信也正常,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、末端执行器线路和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和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和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。
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