fanuc机器人弧焊FANUC焊接机器人控制系统的应用分析与探究

2023-06-28 09:46:53

　　FANUC冲压机器人掌控技术的应用领域分析与探求

　　国际金属加工网

　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业众所周知研讨会

　　【编者按】本文针对FANUC冲压机器人掌控技术的原理，对FANUC机器人掌控技术结构和各部份的机能展开了阐述，对其出现的一些众所周知机械故障处理及日常维护注意事项展开了分析。

冲压作为工业生产制造过程中的“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工方式，同时由于冲压烟尘、韦尔泰宗、金属飞溅的存在，冲压的工作环境非常恶劣，冲压产品质量的好坏对产品产品质量起着决定性的作用，加之目前经济形势下，成本增加逐步上升。机器人冲压的应用领域代表了汽车工业的一个新发展方向。 (参看发那科将携小型加工中心亮相东博展)

　　FANUC掌控技术概述

　　FANUC机器人主要应用领域在比亚迪公司商用车一厂和商用车三厂的邱隘车间，是比亚迪最早引进的冲压机器人，也是比亚迪公司最先用到具有附加轴的冲压机器人。

　　其掌控技术选用32位CPU掌控，以提高机器人体育运动控制算法演算和坐标变换的演算速度。选用64位数字转换器驱动力模块，同步掌控6轴体育运动，体育运动精度大大提高，最多可掌控到21轴，进一步改善了机器人动态特性。支持app程式设计技术，技术人员可透过app程式设计软件设置参数，优化机器人体育运动程序。驱动力器内部结构相对网络化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜、易维护保养等特点。

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FANUC掌控技术内部结构分析

　　驱动力器是机器人的核心部份，实现对机器人的动作操作方式、讯号通讯、状况监控等机能。下面以FANUC—F-200iB为例，对其掌控技术内部结构和各部份的机能展开分析：

　　电源供给模块断路器向电源重新分配模块输入230V直流电，透过该模块的控制系统电源重新分配机能对掌控箱内部各工作GX620输入210V直流电及±15V、+24V直流电。

　　安全为保护电路由断路器直接向外旋模块供电，并接入内部各工作台卡形成为保护电路，对整个控制系统展开电路为保护。

　　转换器放大器不仅提供转换器电机驱动力和抱闸电源，并且与绝对值编解码器实现动态统计数据转换，与INS13ZD机间选用光纤传输统计数据，展开动态讯号循环反馈。

输入/输入模块标配为ModuleA/B，另外也可透过在ExpressCard加装Profibus板、过程工作台与PLC及西向设备展开通讯。

　　INS13ZD模块整个掌控技术的中枢部份，包括SSD、CPU、FROM/SRAM组件及转换器卡，负责驱动力器内部及西向设备的讯号处理和交换。

　　外旋电子元件用来对紧外旋止控制系统、转换器放大器的电磁电阻器以及预备充电展开掌控。

　　微创器包括机器人程式设计在内的所有操作方式都能由该设备完成，驱动力器状况和统计数据都显示在微创盒的显示器上。

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　　图2、掌控内部结构

　　机械故障案例分析

机器人驱动力器停机检修后，对驱动力器送电，机器人报转换器机械故障，机械故障标识符为SERVO-062。对此机械故障展开登位：按MENUS→SYSTEM→F1, [TYPE]→找master/cal→F3，RES_PCA →F4, YES后，机器人仍然报转换器机械故障。

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

　　1) 机器人编解码器上统计数据储存的电池组缺电或者已经损毁：拆卸编解码器脉冲统计数据储存的电池组加装盒，电池组袋中装有4节普通1.5V的1号洛佐韦组，对每八秒组的电流展开测量，均在1.4V以下，电池组电流明显偏低，于是更换新电池组，再次对机械故障展开登位，机器人仍然报SERVO-062机械故障。

2) 驱动力器内转换器放大器工作台坏：检查和转换器放大器LED“D7”上方的2个DC信道电流检验螺钉，证实DC链路电流。如果检验到的DC信道电流高于50V，就可判断转换器放大器工作台处在异常状况。实际检验发现DC信道电流高于50V，所以推断转换器放大器工作台处在恒定状况。进一步对转换器放大器工作台上P5V、P3.3V、SVEMG、OPEN的LED颜色展开观察，证实电源电流输入恒定，没有内部紧外旋止讯号输入，与机器人SSD通讯也恒定，排除转换器放大器工作台损毁。

3) 公交线路损毁：对机器人驱动力器与机器人本体的内部电缆连线RM1、RP1展开检查和，RM1为机器人转换器电机电源、抱闸掌控线，RP1为机器人转换器电机编解码器讯号以及掌控电源公交线路、末端开伞器公交线路、编解码器上统计数据储存的电池组公交线路等公交线路。拔掉插头RP1，对端子5、6、18 用万用表测量+5V、+24V掌控电源均恒定。接下来对编解码器上统计数据储存的电池组公交线路展开检查和。机器人每个轴的转换器电机脉冲编解码器掌控端由1-10个端子组成，端子8、9、10为+5V电源，端子4、7为统计数据保持电池组电源，端子5、6为反馈讯号，端子3为接地，端子1、2空。拔掉M1电机的脉冲掌控插头M1P，万用表测量端子4、7，电流为0，同样的方法检查和M2~M7电机全部为0，由此可以判断编解码器上统计数据储存的电池组公交线路损毁。顺着公交线路，发现正负电源双绞线的一端插头长期埋在积水中，公交线路已腐蚀严重。

2、机械故障处理：更换公交线路后登位，对机器人展开全轴零点复归“ZERO POSITION MASTER”，导入备份程序后恢复正常，机械故障排除。

　　机器人在邱隘生产线中运用的特点

　　冲压机器人在高质高效的冲压生产中，发挥了极其重要的作用，其主要特点：

　　1、性能稳定和冲压产品质量稳定,保证其均一性。冲压参数如冲压电流、电流、冲压速度及冲压干伸长度等对冲压结果起决定作用。选用机器人冲压时对于每条焊缝的冲压参数都是恒定的，焊缝产品质量受人的因素影响较小,降低了对工人操作方式技术的要求，因此冲压产品质量是稳定的。而人工冲压时，冲压速度、干伸长等都是变化的，因此很难做到产品质量的均一性。

　　2、改善了工人的劳动条件。选用机器人冲压工人只是用来装卸工件，远离了冲压韦尔泰宗、烟雾和飞溅等，对于点焊来说工人不再搬运笨重的手工焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。

3、提高劳动生产率。机器人没有疲劳，一天可24小时连续生产，另外随着高速高效冲压技术的应用领域，使用机器人冲压，效率提高的更加明显。

　　4、产品周期明确，容易掌控产品产量。机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。

　　5、可缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。可实现小批量产品的冲压自动化。机器人与专机的最大区别就是他可以透过修改程序以适应不同工件的生产。

　　结论

做为日系机器人的主要品牌之一，其在掌控原理上与其它品牌机器人大致相同，但其掌控部份组成结构有着自己的风格，体现亚洲人的使用习惯，比较适合国内使用。我国冲压机器人技术的研究应用领域虽然较晚，但借鉴于国外的成熟技术，得到了迅速的发展。09年我公司与哈工大合作开发的奇哈机器人诞生，似乎看到了企业与科研合作的力量，觉得当企业进入的时候，特别是这种应用领域型企业开始参与设备的研究的时候，门就慢慢打开了。但冲压机器人是个机电一体化的高技术产品，单靠企业的自身能力是不够的，需要政府对机器人生产企业及使用国产机器人控制系统的企业给予一定的政策和资金支持，加速我国国产机器人的发展。

　　( 文章来源：互联网 )

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