ABB工業(yè)機器人控制系統(tǒng)故障分析及排除方法

陶四美

（重慶五一高級技工學(xué)校，重慶 401320）

1 機器人技術(shù)概述

伺服電機安裝在機器人主體中。主機和伺服模塊是IRC5控制器的兩個關(guān)鍵部分。主機包括主板和存儲設(shè)備，主機完成對機器人功能的控制。驅(qū)動模塊從主機接收命令以控制伺服電機的操作，然后機器人主體完成各種任務(wù)。所有機器人軟件都安裝在CF卡上，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序軟件。系統(tǒng)軟件主要由引導(dǎo)系統(tǒng)（引導(dǎo)程序）和Windows操作系統(tǒng)組成。Windows操作系統(tǒng)是用于執(zhí)行和操作整個機器人系統(tǒng)的平臺。系統(tǒng)啟動時，數(shù)據(jù)將從CF卡的內(nèi)存加載到主板的RAM中。CF卡存儲器安裝在主機背面的左下角。示教盒和IRC5控制器是ABB工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的核心。學(xué)習(xí)掛件用于處理與機器人系統(tǒng)的操作有關(guān)的許多功能（程序執(zhí)行，滾動控制和機器人程序的修改）。示教器本身也是一臺完整的計算機，通過集成的電纜和連接器連接到IRC5控制器。IRC5控制器主要由操作面板，主機，電源模塊，整流器模塊，I/O模塊和伺服模塊組成。IRC5控制器包含移動和控制機器人的所有必需功能。

2 ABB工業(yè)機器人控制系統(tǒng)功能

機器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括：一是主從控制。主從控制是機器人技術(shù)的重要特征。例如，弧焊機器人使用主從控制方法進行操作。我使用兩臺計算機。一臺計算機是整個機器人系統(tǒng)的管理員，另一臺計算機控制所有關(guān)節(jié)。地方價值控制；二是集中控制。集中控制屬于原始的機器人控制結(jié)構(gòu)，對計算機有更高的要求。集中控制可以降低公司的生產(chǎn)成本，但是由于運行效率低和故障率高，這種方法逐漸淘汰了現(xiàn)代工業(yè)，而第三種方法是分布式控制。分布式控制是一種廣泛使用的方法，主要使用主控制計算機將整個機器人系統(tǒng)分為兩個級別，主要是有效地管理整個主系統(tǒng)。而且下一級模塊具有很多CPU。每個板均由處理器控制。

3 機器人技術(shù)控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)

3．1 操作系統(tǒng)

要控制機械手系統(tǒng)，操作系統(tǒng)是關(guān)鍵。在實際操作中，操作系統(tǒng)的功能必須滿足最佳條件，并與鑄造行業(yè)的生產(chǎn)特點相結(jié)合，并且機器人平臺使用WindowsCE作為操作系統(tǒng)平臺。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點是實時性能好，資源共享少，可靠性高和兼容性好。集成的GUC多軸控制器是整個機器人控制系統(tǒng)的核心，機器人的主要功能是根據(jù)用戶命令輸出控制信號，以便機器人可以沿著預(yù)定路徑完成工作。

3．2 軟件技術(shù)和功能要求

在實施機器人控制系統(tǒng)之前，有必要根據(jù)機器人應(yīng)用程序的要求弄清機器人的操作過程和設(shè)計要求。根據(jù)機器人在鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，需要機器人控制器軟件來執(zhí)行以下功能。一種是控制機器人動作的重復(fù)定位精度，以使控制在±0.5mm之內(nèi)。避免在機器人操作期間過度運動。特別地，驅(qū)動速度不能低于當(dāng)前水平。第二是控制系統(tǒng)必須實時滿足要求。第三是手動操作系統(tǒng)和自動機器人操作系統(tǒng)軟件必須確保程序的獨立性。

根據(jù)鑄造機器人的應(yīng)用需求，機器人控制系統(tǒng)是模塊化設(shè)計方法，即復(fù)位模塊（機器人在完成工作后根據(jù)設(shè)計水平和基本設(shè)置保持固定位置），系統(tǒng)文件管理模塊（主要是操作員） （所有的文件）。工作文件），操作狀態(tài)監(jiān)視模塊（顯示和監(jiān)視操作員當(dāng)前的操作狀態(tài)），吊墜示教模塊，控制系統(tǒng)設(shè)計模塊，系統(tǒng)備份和恢復(fù)模塊等，以及其他模塊，用于存儲和讀取特定的連接接口程序。完成。

4 ABB機器人控制系統(tǒng)特殊故障排除實例

4．1 故障實例一

首先，根據(jù)主機的狀態(tài)LED判斷主機的硬件是否正常。電源指示燈常亮，表示主機電源正常。主板上的狀態(tài)指示燈先以紅色閃爍，然后再更改綠色指示燈閃爍，最后綠色指示燈始終亮著，表示計算機主板沒有問題。使用便攜式計算機連接到控制器的主計算機，網(wǎng)絡(luò)端口指示燈正常閃爍，便攜式計算機設(shè)置為在單擊“在線”和“連接”后瀏覽Internet時自動搜索URL。一鍵”，硬件已連接，但顯示屏顯示“在服務(wù)器端口上找不到控制器”，并且主機的硬件也被認為是正常的，基本上可以認為是軟件故障。如前所述，驅(qū)動程序主機計算機軟件安裝在CF卡上。如何確定軟件或CF卡是否有缺陷？這是另一個問題。首先，查看啟動LED指示燈。通常，在啟動過程中，LED指示燈會閃爍，并在啟動完成后熄滅。如果在啟動過程中指示燈不閃爍，則可能是軟件或存儲卡故障。

下一步是確定軟件是否已損壞或CF卡是否已損壞。檢查CF卡上的文件?？梢哉Ｗx取CF卡上的文件，表明CF卡完好無損。問題應(yīng)該出在系統(tǒng)的啟動軟件（啟動程序）上。系統(tǒng)啟動軟件的損壞將導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常啟動。作為用戶，通常無法安裝系統(tǒng)軟件。請與制造商的服務(wù)人員聯(lián)系。制造商的維修人員回答說，包含軟件的CF卡需要更換。這張CF卡的價格將近7000元。如果您從制造商那里購買CF卡，一方面，這將需要時間，另一方面，您將需要支付一定的費用。為了尋找一種無需花錢就能快速修復(fù)的方法，該公司的另一個部門擁有一個相同型號的機器人。該完整機器人的CF卡被認為可用于制作系統(tǒng)。CF卡分為驅(qū)動器C和驅(qū)動器D.其中驅(qū)動器C是系統(tǒng)驅(qū)動器。

在該工業(yè)自動化培訓(xùn)中心的ABB工業(yè)機器人，型號為IRB1600。在系統(tǒng)啟動期間，“Connect-ingtoberobotController”消息出現(xiàn)在編程單元的界面上。該消息的含義是：“正在連接到機器人控制器”，系統(tǒng)啟動已停留在該接口上，將無法繼續(xù)運行。根據(jù)以上對故障現(xiàn)象的描述，可以知道編程單元在啟動過程中無法與機器人控制器主機通信，從而導(dǎo)致系統(tǒng)無法進入正常的啟動界面視窗。發(fā)生故障的組件包括示教器，主機和示教器與主機之間的通信電纜。首先，檢查學(xué)習(xí)掛件，并反復(fù)觀察學(xué)習(xí)掛件啟動時出現(xiàn)的信息。學(xué)習(xí)掛件可以正常顯示自測信息和通訊URL，從而可以初步消除學(xué)習(xí)掛件本身的問題。其次，檢查通信電纜，使用萬用表一個接一個地測量電纜的每個插針，并且所有連接都完好無損，因此可以卸下通信電纜。通過初步分析和檢查，可以判斷出故障是在主機上發(fā)生的。主機故障可能是軟件故障或硬件故障。如何判斷是軟件故障還是硬件故障是一個難題。

4．2 故障實例二

某汽車工業(yè)集團使用ABB焊接機器人實現(xiàn)PLC和機器人控制柜，并通過Device Net網(wǎng)絡(luò)交替數(shù)據(jù)以執(zhí)行ABB焊接機器人的自動控制。但是，由于ABB焊接機器人的焊接電纜，管道和配件在主體的主焊接線上被劃傷，因此機器人主體和焊接變壓器之間的根部連接斷開并著火了，這損壞了Device Net網(wǎng)站上的所有內(nèi)容。土地。機械手I/0包括5個CPU板，1個PLC設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描儀模塊和1個觸摸屏。如果ABB焊接機器人出現(xiàn)接地故障，則現(xiàn)場的所有機器人都容易出現(xiàn)問題，這可能會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。

ABB焊接機器人具有3種接地類型。第一個是工作接地，即系統(tǒng)接地。為了有效提高ABB焊接機器人的工作效率，有必要根據(jù)電力系統(tǒng)的正常運行條件在網(wǎng)絡(luò)中的某個點接地。例如，將三相系統(tǒng)中的中性點接地可以確保更穩(wěn)定的電網(wǎng)，減少與地面的絕緣，并在發(fā)生放電或接地時確保對繼電器的有效保護。第二種保護接地也稱為安全接地。對于具有潛在安全風(fēng)險的人員或設(shè)備，應(yīng)驗證金屬外殼和配電單元的絕緣，因為如果絕緣損壞，則設(shè)備將發(fā)生故障。第三種是防雷連接。在夏天，雷電會入侵并導(dǎo)致設(shè)備故障。因此，需要大電流進入地面以減少雷電期間的電涌。為了達到較高的防雷等級，必須在使用避雷針，避雷電纜，避雷針等設(shè)備中發(fā)揮重要作用。

處理：作為維修人員，在處理ABB焊接機器人的連接問題時，必須正確確定焊接機的觸發(fā)狀態(tài)。但是，結(jié)果表明，PLC控制柜觸摸屏未顯示在主線上。打開控制柜的電源后，24V電源開關(guān)將引起錯誤，導(dǎo)致其冒煙并散發(fā)出明顯的氣味。查找發(fā)電廠之間的問題。您可以使用另一臺掃描儀檢查掃描儀是否仍在運行，這表明掃描儀本身是正常的。您可以使用掃描儀網(wǎng)絡(luò)電纜插頭和旁邊的普通掃描儀檢查掃描儀是否仍然無法正常工作。

這表示外部網(wǎng)絡(luò)有問題。但是，由于網(wǎng)絡(luò)已連接到其他5個基于掃描儀的ABB焊接機器人，因此機器人控制柜中的所有網(wǎng)絡(luò)電纜和連接插頭都必須向機器人主體提供所需的電源而不是通過網(wǎng)絡(luò)獲得所需的能量。電源供應(yīng)。為了進行測試，在工作人員更改A82版本并一次只連接一個機器人之后，掃描儀似乎能夠正常顯示，而ABB焊接機器人的故障主要是由于主機箱損壞造成的。據(jù)信這需要PLC控制。及時更換燒毀的機柜屏幕，再次下載備份程序，科學(xué)合理地安裝觸摸屏。后來，發(fā)現(xiàn)觸摸屏顯示正常，并且在檢查觸摸屏?xí)r，發(fā)現(xiàn)部分觸摸屏電路損壞。同時，由于壓敏電阻在24V電源和輸入端子之間燃燒，因此只能移除壓敏電阻，可以進行點火實驗，并可以使用單獨的控制柜顯示通常。用相同的參數(shù)替換電阻。但是，由于刮擦了焊接電纜，ABB焊接機器人的路徑將移動，因此您只需倒回電纜即可使ABB機器人正常工作。

為了進一步確定損壞的ABB機械手的主機箱是否損壞，需要在生產(chǎn)線上使用相同類型的ABB機械手測試負責(zé)通訊主機箱的CPU板。事故。由于汽車加工公司使用的電網(wǎng)屬于三相四線制，因此PEN線具有中性和保護性接地的主要功能。焊接時，PEN線有兩條電源線，位于機器人焊槍和焊接變壓器之間以保護地面。因此，必須將保護性接地線連接到焊接變壓器外殼，如果將ABB焊接機器人變壓器外殼和焊接控制盒連接到電源總線的PEN線，則可以通過測量ABB焊接機器人變壓器外殼和焊接控制盒的控制來確認焊接。所有相同的端子，電源總線PEN線和觸摸屏電源都是24V電源，即使在主接地PLC控制箱上放置了保護性接地線，在這種情況下，掃描儀和觸摸屏安全電子設(shè)備也都連接到隱藏的電纜上。如果形成路徑，則掃描儀內(nèi)部屏蔽電纜端子之間的壓敏電阻將被燒毀，并且24V連接二極管將被燒毀，這可能會導(dǎo)致接地故障。根據(jù)觸摸屏損壞的測試結(jié)果，可以理解在24V電源和端子之間存在壓敏電阻。即使發(fā)生接地故障，保險也始終是完整的，使您能夠發(fā)揮作用。

但是，ABB焊接機器人的主體未單獨連接至保護性接地，所有接地線均已連接至控制柜。

結(jié)果，控制柜的接地變得越來越清晰?？刂乒竦碾娫淳€和發(fā)生故障的機器人電源的PEN線已相互連接，但控制柜的內(nèi)部N線已懸空且未連接至控制柜的保護接地端子，該保護接地端子為機柜的保護接地端子。如果將機器人控制柜的A82版本連接到網(wǎng)絡(luò)總線，則可以看到ABB焊接機器人連接到控制柜的保護接地，而不是機器人電源線。如果由于與附件的碰撞而導(dǎo)致電纜斷裂，則ABB焊接機器人主體中短路的可能性會大大增加，但ABB焊接機器人主體位于機器人主體中，因為它無法通過控制柜進行保護性接地。根據(jù)該操作，強電流有效地流過機器人控制柜，然后通過控制柜的掃描裝置和觸摸屏軟件損壞觸摸屏的所有位置。

通常，ABB焊接機器人接地問題的根本原因是體內(nèi)短路。但是，故障傳播問題中最重要的因素是機器人主體未接地。為了有效避免ABB焊接機器人的接地問題，有必要定期檢查控制柜ABB焊接機器人的焊接變壓器的焊接側(cè)的電纜和插頭，以免ABB焊接機器人進水。必須徹底檢查機器人的焊接和接地變壓器，以確保接地控制的效果。

5 結(jié)語

隨著經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人在技術(shù)和功能方面正變得越來越強大，并且已經(jīng)從簡單控制演變?yōu)檫B續(xù)控制和復(fù)雜過程的控制。工業(yè)自動化的發(fā)展過程是工業(yè)自動化的持續(xù)改進過程，在工業(yè)自動化時代，工業(yè)機器人技術(shù)具有良好的發(fā)展前景。