焊接是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工方式藏崇，同時由于焊接煙塵凯楔、弧光和金屬飛濺的存在哪审，焊接的工作環(huán)境非常惡劣饶深，隨著人工成本的逐步提升餐曹，以及人們對焊接質(zhì)量的精益求精，焊接機(jī)器人得到了越來越廣泛的應(yīng)用敌厘。

機(jī)器人在焊裝生產(chǎn)線中運(yùn)用的特點(diǎn)

焊接機(jī)器人在高質(zhì)台猴、高效的焊接生產(chǎn)中發(fā)揮了極其重要的作用，其主要特點(diǎn)如下：

1.性能穩(wěn)定俱两、焊接質(zhì)量穩(wěn)定饱狂，保證其均一性

焊接參數(shù)如焊接電流、電壓舶酒、焊接速度及焊接干伸長度等對焊接結(jié)果起決定性作用装魁。人工焊接時，焊接速度缰橘、干伸長等都是變化的逐程，很難做到質(zhì)量的均一性；采用機(jī)器人焊接赞拼，每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的飒自，焊縫質(zhì)量受人為因素影響較小，降低了對工人操作技術(shù)的要求，焊接質(zhì)量非常穩(wěn)定确奄。

2.改善了工人的勞動條件

采用機(jī)器人焊接后麸媒，工人只需要裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光闪铸、煙霧和飛濺等胚览；點(diǎn)焊時，工人不再需要搬運(yùn)笨重的手工焊鉗需五，從大強(qiáng)度的體力勞動中解脫出來鹉动。

3.提高勞動生產(chǎn)率

機(jī)器人可一天24h連續(xù)生產(chǎn)，隨著高速宏邮、高效焊接技術(shù)的應(yīng)用泽示，使用機(jī)器人焊接，效率提高地更加明顯蜜氨。

4.產(chǎn)品周期明確械筛，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量

機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，因此安排生產(chǎn)計(jì)劃非常明確飒炎。

5.可縮短產(chǎn)品改型換代的周期埋哟，降低相應(yīng)的設(shè)備投資

可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化。機(jī)器人與專機(jī)的最大區(qū)別就是它可以通過修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)郎汪。

FANUC機(jī)器人控制系統(tǒng)

1.概述

FANUC機(jī)器人主要應(yīng)用在奇瑞公司乘用車一廠和乘用車三廠的焊裝車間中赤赊，是奇瑞公司最早引進(jìn)的焊接機(jī)器人，也是最先用到具有附加軸的焊接機(jī)器人煞赢。其控制系統(tǒng)采用32位CPU控制抛计，以提高機(jī)器人運(yùn)動插補(bǔ)運(yùn)算和坐標(biāo)變換的運(yùn)算速度；采用64位數(shù)字伺服驅(qū)動單元照筑，同步控制6軸運(yùn)動嫡澄，運(yùn)動精度大大提高，最多可控制21軸言丧，進(jìn)一步改善了機(jī)器人動態(tài)特性崔狂；支持離線編程技術(shù)，技術(shù)人員可通過離線編程軟件設(shè)置參數(shù)辕寺，優(yōu)化機(jī)器人運(yùn)動程序；控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對集成化臊瞬，這種集成方式具有結(jié)構(gòu)簡單误扯、整機(jī)價格便宜且易維護(hù)保養(yǎng)等特點(diǎn)。

2.內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

控制器是機(jī)器人的核心部分银景，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的動作操作骇瓦、信號通信和狀態(tài)監(jiān)控等功能。下面以FANUC F-200iB為例，對其控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)（見圖2）和各部分的功能進(jìn)行分析：

（1）電源供給單元  變壓器向電源分配單元輸入230V交流電庶咨，通過該單元的系統(tǒng)電源分配功能對控制箱內(nèi)部各工作板卡輸出210V交流電及±15V岁九、＋24V直流電。

（2）安全保護(hù)回路  由變壓器直接向急停單元供電检碗，并接入內(nèi)部各控制板卡形成保護(hù)回路据块，對整個系統(tǒng)進(jìn)行電路保護(hù)。

（3）伺服放大器  不僅提供伺服電機(jī)驅(qū)動和抱閘電源折剃，并且與絕對值編碼器實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換另假，與主控機(jī)間采用光纖傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時信號循環(huán)反饋怕犁。

（4）輸入/輸出模塊  標(biāo)配為ModuleA/B边篮，另外也可通過在擴(kuò)展槽安裝Profibus板、過程控制板與PLC及外圍設(shè)備進(jìn)行通信奏甫。

（5）主控單元  整個控制系統(tǒng)的中樞部分戈轿，包括主板、CPU阵子、FROM/SRAM組件及伺服卡思杯，負(fù)責(zé)控制器內(nèi)部及外圍設(shè)備的信號處理和交換。

（6）急停電路板  用來對緊急停止系統(tǒng)款筑、伺服放大器的電磁接觸器以及預(yù)備充電進(jìn)行控制智蝠。

（7）示教器  包括機(jī)器人編程在內(nèi)的所有操作都能由該設(shè)備完成，控制器狀態(tài)和數(shù)據(jù)都顯示在示教盒的顯示器上浩出。

圖2  M-10iA機(jī)器人弧焊應(yīng)用

故障案例分析

FANUC機(jī)器人控制器斷電檢修后铭梯，對控制器送電，機(jī)器人報(bào)伺服故障扶蜻，故障代碼為SERVO-062巷同。對此故障進(jìn)行復(fù)位：按MENUS→SYSTEM→F1，[TYPE]→找 master/cal→F3搔绿，RES_PCA →F4豁箱，YES 后，機(jī)器人仍然報(bào)伺服故障法顺。

1.故障分析和檢查

故障代碼SERVO-062的解釋為SERVO2 BZAL alarm（Group: %d Axis:%d）归闺，故障可能原因分析如下：

（1）機(jī)器人編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池?zé)o電或者已經(jīng)損壞  拆卸編碼器脈沖數(shù)據(jù)存儲的電池安裝盒，電池盒內(nèi)裝有4節(jié)普通1.5V的1號干電池快挡，對每節(jié)電池的電壓進(jìn)行測量临辨，均在1.4V以下，電池電壓明顯偏低现蹂，于是更換新電池筏拢，再次對故障進(jìn)行復(fù)位术陶，機(jī)器人仍然報(bào)SERVO-062故障。

（2）控制器內(nèi)伺服放大器控制板壞  檢查伺服放大器LED“D7”上方的2個DC鏈路電壓檢測螺絲煤痕，確認(rèn)DC鏈路電壓梧宫。如果檢測到的DC鏈路電壓高于50V，就可判斷伺服放大器控制板處于異常狀態(tài)摆碉。實(shí)際檢測發(fā)現(xiàn)DC鏈路電壓低于50V塘匣，所以初步判斷伺服放大器控制板處于正常狀態(tài)。進(jìn)一步對伺服放大器控制板上P5V兆解、P3.3V馆铁、SVEMG 和OPEN的LED顏色進(jìn)行觀察，確認(rèn)電源電壓輸出正常锅睛，沒有外部緊急停止信號輸入埠巨，與機(jī)器人主板通信也正常，排除伺服放大器控制板損壞现拒。

（3）線路損壞  對機(jī)器人控制器與機(jī)器人本體的外部電纜連線RM1辣垒、RP1進(jìn)行檢查，RM1為機(jī)器人伺服電機(jī)電源印蔬、抱閘控制線勋桶，RP1為機(jī)器人伺服電機(jī)編碼器信號以及控制電源線路、末端執(zhí)行器線路和編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池線路等線路铅州。拔掉插頭RP1牛跷，對端子5、6和18 用萬用表測量＋5V溶瞬、＋24V控制電源均正常叛榆。接下來對編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池線路進(jìn)行檢查。機(jī)器人每個軸的伺服電機(jī)脈沖編碼器控制端由1～10個端子組成鄙骏，端子8码遥、9和10為＋5V電源，端子4碗冈、7為數(shù)據(jù)保持電池電源班粥，端子5、6為反饋信號怪褐，端子3為接地溜勃，端子1、2空蝠欲。拔掉M1電機(jī)的脈沖控制插頭 M1P玖瘸，萬用表測量端子4、7檀咙，電壓為0雅倒，同樣的方法檢查M2～M7電機(jī)全部為0，由此可以判斷編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池線路損壞弧可。順著線路蔑匣，發(fā)現(xiàn)正負(fù)電源雙絞線的一端插頭長期埋在積水中，線路已腐蝕嚴(yán)重棕诵。

2.故障處理

更換線路后復(fù)位裁良，對機(jī)器人進(jìn)行全軸零點(diǎn)復(fù)歸“ZERO POSITION MASTER”，導(dǎo)入備份程序后恢復(fù)正常校套，故障排除价脾。

結(jié)語

FANUC作為日系機(jī)器人的主要品牌之一，其在控制原理上與其他品牌機(jī)器人大致相同笛匙，但其控制部分組成結(jié)構(gòu)有著自己的風(fēng)格侨把，體現(xiàn)了亞洲人的使用習(xí)慣，比較適合國內(nèi)使用妹孙。我國焊接機(jī)器人技術(shù)的研究應(yīng)用雖然較晚秋柄，但借鑒了國外的成熟技術(shù)，發(fā)展非常迅速肢姜。2009年我公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作開發(fā)的奇哈機(jī)器人誕生主渤，我們看到了企業(yè)與科研單位合作的力量，認(rèn)為應(yīng)用型企業(yè)參與設(shè)備的研究是個很好決策驰闺。當(dāng)然瘪叉，焊接機(jī)器人是個機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，單靠企業(yè)的自身能力是不夠的呕豪，需要政府為機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)及使用國產(chǎn)機(jī)器人系統(tǒng)的企業(yè)提供一定的政策和資金支持药扒，加速我國國產(chǎn)機(jī)器人的發(fā)展。

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