第四章-FANUC工业机器人装调与维护

第4章FANUC工业机器人装调与维护知识4.2FANUC机械手的使用与维护4.1了解FANUC工业机器人4.3电控系统的操作及维护4.5系统日常保养FANUC工业机器人装调与维护知识第四章4.4示教器编程4.1了解FANUC工业机器人如图4-2所示，FANUC(发那科)工业机器人是一种由伺服电机驱动机械机构，且每个臂的结合处是一个关节点或坐标系的自动化设备，其主要由机械手、控制器及示教器等组成。机械手通信接口控制器示教器操作面板输入输出接口存储器图4-2发那科工业机器人系统组成4.1了解FANUC工业机器人型号轴数负载LRMate100iB/200iB5/65/5ARCMate100iB/M-6iB66/6ARCMate120IB/M-16iB616/20R-2000IA/M-710IAW6200/70S-900IB/M-410IA6/44001.用途FANUC工业机器人主要用于Arcwelding(弧焊)、Spotwelding(点焊)、Handing(搬运)、Sealing(涂胶)、Painting(喷漆)、去毛刺、切割、激光焊接及测量等。2.主要型号FANUC工业机器人主要型号如表4-1所示。表4-1FANUC工业机器人主要型号4.2机械手使用及维护4.2.1机械手1.关节轴如图4-3所示，FANUC机器人本体主要由J1、J2、J3、J4、J5和J6轴组成。其中，J1、J2和J3是主轴，每个主轴作为旋转轴；J4、J5和J6轴为腕轴，其作用是移动在腕边缘上的受动端(工具)，腕本身可以围绕另外一个腕轴旋转，同时受动端可以绕另外一个腕轴旋转。J3J4J5J6J2J1图4-3FANUC机械手4.2机械手使用及维护2.有夹头的机械手如图4-4所示，FANUC机器人末端可安装夹。图4-4有夹头机械手4.2机械手使用及维护3.有吸盘无夹头的机械手如图4-5所示，FANUC机器人末端可安装吸盘。图4-5带吸盘的机械手4.2机械手使用及维护4.2.2搬运与安装1.搬运如图4-6所示，每次运输前可采用吊装运输方式。运输时应注意：搬运ROBOT过程前，请先确认绑紧所有的设备不会晃动；小心的确认搬运的货车，及搬运设备是否堪用。图4-6机器人本体吊装运输方式4.2机械手使用及维护2.安装ROBOT和其它的机器，最大的不同在于它拥有手臂和关节，可以做出高自由度的动作，伸展到任一的角度和空间之中。但是相对的也让ROBTO变的较其他的自动化设备更加的危险。因此安全性的措施，必须要考虑在整个自动化系统设备上。4.2机械手使用及维护图中出了机器人安装布局(推荐)。在安装中主要采取了以下两种措施来保证使用过程中的安全。(1)使用警示灯或是其它的设施，让人员可以得知ROBOT在运转中(2)在系统的周围设置安全栅栏，人员进入ROBOT工作区，必须由安全栅门进入，且安全栅门被打开时系统为停止状态，并将控制箱设置于栅门外侧；注：连接*SFSPD安全栅门信号到栅门上；注：当*SFSPD(safetyspeed)输入信号断讯时,ROBOT进入暂停狀态。(3)在操作人员伸手立刻可即之处，设罝紧急停止按钮(与示教盒上的急停按钮相连接)。不正确安装正确安装机器人控制器应在栅栏外机器人工作范围应在栅栏内4.2机械手使用及维护ROBOT必须定期做好保养和检查，且每一个维修或检查人员必须由FANUC专业指导过。保养与维护时需注意的事项如下：(1)在维修过程中电源必须被关闭，如果一定要通电下进行维修，请按下紧急停止按键。(2)拆卸任何元件前，先详读相关手册的拆卸流程說明。(3)在进入ROBOT工作区前，先确认区域内的安全。(4)更换部品，请选用FANUC建议的规格来更换。(5)如要拆卸马达的煞车，请先前架设好ROBOT手臂的支撑设施，必避手臂的掉落。4.2.3保养与维护4.2机械手使用及维护(6)如果必须在维修的过程中操作ROBOT或是系统动作，注意下列事项：1)确认安全的逃脱路径，在操作过程中随时注意系统和ROBOT的动作，确认逃脱的路径没有被阻碍。2)随时提高警觉，做好按下急停的准备。(7)维修马达、减速机等重部件时，必须有其它设施来支撑重量，避免造成人员重伤。(8)润滑油溅到地上时，要立即擦拭。(9)严禁踩踏ROBOT。4.3电控系统操作及维护4.3.1电控系统FANUC机器人控制器的外观和构成部件，因受控的机器人、各类选件的指定、应用而存在一定的差异，但其主要由控制器、操作箱和示教器等部件组成。不失一般性，本章以如图4-8所示的R-J3iB控制器为核心的电控系统为主进行介绍。控制器示教器操作箱图4-8以R-J3iB控制器为核心的电控系统示意图4.3电控系统操作及维护1.控制器FANUC工业机器人的R-J3iB控制系统的内部结构如图4-9所示，其主要由伺服放大器、主板、电源单元、再生电阻、示教操作盘、变压器、紧急停止单元、风扇单元、热交换器、文件管理单元、紧急停止单元及RCCI/F组成。风扇单元再生电阻伺服放大器主板电源单元紧急停止单元热交换器风扇单元变压器RCCI/F单元（限于S-900iB）FANUCHandyFile示教操作盘图4-9R-J3iB控制器及内部元件布置4.3电控系统操作及维护2.单元功能(1)主板：主板上安装有微处理器及其外围电路、存储器、以及操作箱控制电路。此外，主板进行针对伺服系统的位置控制和伺服放大器的电压控制。(2)I/O印刷电路板、FANUCI/OUnit-MODELA：用于I/O等处理、FANUCI/OLink连接等。(3)紧急停止板：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。(4)电源单元：用来将AC电源转换为各类DC电源。(5)背面底板：背面底板上安装有各种控制板。(6)示教操作盘：机器人编程作业、控制装置的状态/数据等的显示。4.3电控系统操作及维护机器人伺服放大器再生电阻A-机箱B-机箱R-2000iA/200TA06B-6105-H001A05B-2452-C200S-900iBA05B-2451-C204M-410iBR-2000iA（200T除外）A06B-6105-H002A05B-2451-C202A05B-2452-C200S-500iBM-710iBM-16iBARCMate120iBM-420iA,M-421iAA05B-2451-C204M-6iBA06B-6105-H003A05B-2451-C201A05B-2452-C201ARCMate100iBF-200iBLRMate200iB(7)伺服放大器：伺服放大器进行伺服电机的功率放大、脉冲编码器控制、制动器控制、超程、机械手断裂等方面的控制。伺服放大器型号及所用再生电阻如图所示。4.3电控系统操作及维护(8)操作箱/操作面板：状态显示、起动等。(9)变压器：变压器由输入电源向控制装置提供所需的AC电压。(10)风扇单元、热交换器：风扇单元、热交换器用来冷却控制装置内部。(11)断路器：用于保护设备。(12)再生电阻：再生电阻作为用来释放伺服电机的反电动势而连接于伺服放大器上。4.3电控系统操作及维护4.3.2电气安装后面板主板_电池I/O处理RedundantE-stopunit操作面板配电盘风扇伺服放大器(6轴放大器)紧急停止单元再生电阻外围设备(I/O)外围设备(串行)外围设备(以太网)I/OunitMODELA存储卡ﾞ示教操作盘外部紧急停止外部on/off机器人AC输入200-230VAC380-400VAC3断路器电源单元开关伺服信号(FSSB)HSSB,示教操作盘信号24VDC210VAC输入210VAC输出210VAC变压器过热信号24VDCEMG信号210VACEMG信号脉冲编码器信号／机器人トDI/DO信号モ电机功率／制动器功率变压器后面板主板_电池I/O处理RedundantE-stopunit操作面板配电盘风扇伺服放大器(6轴放大器)紧急停止单元再生电阻外围设备(I/O)外围设备(串行)外围设备(以太网)I/OunitMODELA存储卡ﾞ示教操作盘外部紧急停止外部on/off机器人AC输入200-230VAC380-400VAC3断路器电源单元开关伺服信号(FSSB)HSSB,示教操作盘信号24VDC210VAC输入210VAC输出210VAC变压器过热信号24VDCEMG信号210VACEMG信号脉冲编码器信号／机器人トDI/DO信号モ电机功率／制动器功率变压器图4-10电气安装接线图4.3电控系统操作及维护4.3.3故障诊断与处理检查和处理办法图检查1：确认断路器电源已经接通，或者确认断路器没有处在跳闸状态。处理办法：接通断路器的电源。检查2:确认电源单元上的LED(PIL:绿色)已经点亮。处理办法:当LED未点亮时，可能是电源单元无供应AC200V电源，或电源单元内保险丝F1已熔断。·当未供应AC200V电源时，请参照附录的综合电路图查清原因。·当已经供应AV200V电源时，有必要检查保险丝F1是否熔断。保险丝F1位于电源单元内部，务须断开断路器的电源之后再进行检查。a)保险丝F1已经熔断：参照处理办法①。b)保险丝F1并没有熔断：更换电源单元。断路器二极管DB1保险丝F1电涌吸收器VS1辅助电源模块H1CP1连接器F37.5A+24E保险丝F47.5A+24V保险丝PILAC电源显示用LED（绿色）CP6连接器CP5连接器ALM报警显示用LED（红色）作为发生报警时的主要原因，本章特别针对起因于硬件的报警，按错误代码分别就检查方法和处理办法进行描述。若是针对程序等报警，应参照操作说明书解除报警。4.3电控系统操作及维护①F1的熔断原因和处理办法(a)参照电路图检查连接电源单元的CP2、CP3连接器上的单元、印刷电路板是否异常。(b)电涌吸收器VS1的短路（出于使其吸收输入线之间的浪涌电压的目的而插入了VS1）。·当VS1上被施加了过大能源的浪涌电压或固定地施加过大电压时，就会造成短路模式的故障，从而使F1被熔断。当VA1成为短路故障，且手头没有更换用部件时，即使在拆下VS1的状态下运转也无妨。但是，应尽快购买部件并安装上去。VS1的规格编为A50L-2001-0122#G431K。(c)二极管堆DB1的短路(d)辅助电源模块(H1)的故障若是上述(c)～(d)中所示的原因，应更换上备用的电源单元。F1的规格为A60L-0001-0396#8.0A。4.3电控系统操作及维护检查3：确认配电盘板上的接线盒的信号ON1和ON2、OFF1和OFF2之间已经形成短路。处理办法：如果不使用外部ON/OFF功能，应使该2处形成短路。当连接有外部ON/OFF线时，检查连接目的地的触点或电缆。4.3电控系统操作及维护检查4:如果上面的检查中，已经向电源单元的连接器CP1供应AC200V电源。并且，ON/OFF开关也没有异常。接着，需要检查电源单元。请按照下面的步骤进行检查。·电源单元上的LED(ALM:红色)已经点亮时外部连接电缆的+24V是否为0V或者与接地之间形成短路？请检查外部电缆。a)保险丝F4已经熔断：参照处理办法②。b)当这些保险丝没有熔断时，可能是d)的原因：使用DC电源（+3.3V、＋5V、＋24V、±15V）的印刷电路板有异常。c)当这些保险丝没有熔断时，重新确认是否已经向连接器CP1供应AC200V电源，若已经供应，则更换电源单元。处理办法:电源单元没有异常时，请更换配电盘或操作面板。②F4的熔断原因和处理办法可能是因为连接在电源单元的连接器CP5上的设备异常。当没有连接CP5或设备没有异常时，则说明连接在后面板上的印刷电路板内所使用的+24V有异常。F4的规格为A60L-0001-0046#7.5。4.3电控系统操作及维护2报警画面报警发生画面上仅显示出当前发生的报警。通过报警解除输入而成为非报警状态时，报警发生画面上会显示出“PAUSE未发生异常报警”。此画面上显示出最后的报警解除输入后发生的报警，因此，在报警历史画面上通通按下删除键（＋SHIFT），也可以删除显示在报警发生画面上的报警。