焊接机器人系统中的电源电路分析

焊接机器人系统中的电源电路分析 焊接机器人系统中的电源电路分析 通信电源技术 TelecoraPowerTeehno]es2?1年12月第4期 焊接机器人系统中的电源电路分析 0?tIIePowerCircuitintheRobot栅 朱常友余岳辉 ZhuChangyou,YuYuehui 华中科技大学430074武汉 HuazhongUniversityofScienceandTechnology 摘要分析了焊接机器人系统中的电源电路,详细论述了其启动电路,触发电路,过压报警 并给出了具体电路图. 及保护电路工作原理, 关建词电源机器人过压保护 分类号TN86 AbstractItanalyzesthepowercircuitintheweldingrobotsystem,describesindetailtheopera. tionprinciplesofstart—upcircuit,triggercircuit,over—voltagealarmandprotectioncircuit, andillustratesthediagrams. Keywot~powersupply,robot,over—voltageprotection l引言 近年来,随着科技的发展,越来越多的各类机 器人投入了使用.其中用于工业生产的工业机器 人是最庞大的一个分支,它们具有效率高,加工质 量稳定,环境适应性强等特点,在诸多工业领域扮 演着越来越重要的角色.我国自8O年代以来引 进了大量的工业机器人,为促进我国的经济发展 发挥了重要作用.但随着进口机器人使用量的增 加,其维护问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 就显得尤为重要.现阶段关于机 器人维护方面还存在很多问题,如很多国外供应 商售后服务不及时,备件价格昂贵且采购周期长, 缺少必要的维修资料等等.在这种情况下,进行 逆向工程绘制电路图并分析其工作原理,就具有 特别的意义,为以后更好地使用,维修,故障分析 及改进提供了重要保证. 本文以神龙汽车有限公司的焊接机器人为 例,分析该机器人系统中的电源电路,供同行参 考. 2电源电路分析 2001—06—10收穑 习 2.1电源单元组成 焊接机器人电源单元包括三组电源如图1. 图1焊接机嚣人电谭单元电路 其中,第一组(ul,V?w1)为三相226V,经 三相晶闸管整流桥整流为DC328V(L+,L一) 供给轴控单元主回路.整流桥的触发由EIN启 动.其控制电路具有过压报警,处理及故障复位 功能. 第二组(u2,V2,w2)为三相2OV,经三相整 第4期朱常友余岳辉焊接机器人系统中的电源电路分析 流桥整流后,一部分给机器人其它部分(KRC, VER,INTERN,INTERFACE)提供DC24V电 源,另一路经7815稳压后给第一组(I,v】,W】) 控制电路供电. 第三组(u3,V3,W3)为三相25v,经三相整 流桥整流后给轴控单元提供抱闸电源UB;UB再 经轴控单元中的开关电源变换为7路电源分别给 轴控单元控制回路和逆变控制电路提供电源. 以上三组电源中,第二,三组较简单,不加论 述.在此仅对第一组作介绍 2.2第一组电源电路 第一组电源主回路由三个晶闸管模块组成整 流桥如图2,其中vTl和VD】为一模块,输出端 (L+,L一)接滤波电容c和放电电阻R.每相渡 头信号x2(1,3,16)送控制回路,经处理得相应晶 闸管的门极触发信号(9,13,11). 图2第一组电源主回路 2.3控制回路 第一组电源控制回路由三相触发电路,启动 条件,过压报警及保护等电路组成. 23.1启动条件 电源的启动条件电路如图3.当控制器发来 EIN(启动)信号,光耦I的1端呈低电位,经施密 特非门驱动器Ic.B的3,4脚反相为高电位,通过 Rl3给c9充电,消除信号抖动,再经Ic1c,IC】D两 围3电源的启动条件电路 次反相仍为高电位,分别为三相触发电路和输出 正常电路提供开门信号SEIN. 2.3.2三相触发电路 以u相为例,晶闸管触发电路如图4.取自 主回路的交流渡头信号(x2(1)一L+),经光耦 Ics隔离,使6脚输出为低电位,经达林顿反相驱 动Ic5A反相为高电位.在EIN已为Ic6的6脚 提供开门信号SEIN的情况下.使Ic6B(4)输出高 电位,经IC5B反相为低电位,使脉冲高压器TC3 的原边产生脉冲信号,副边输出触发信号GU给 vT.的门极,使该晶闸管触发导通.当该相波头 信号消失时,其触发信号也消失.当U.<L+ 时,该相晶闸管被负压关断.这样,各相晶闸管顺 序开通与关断,完成三相半控整流. 图4昌闸管触发电路 2.3.3过压报警及保护电路 如图5所示,当整流电路输出电压过高时,由 RR27组成的分压电路使Ic的同相输入端电 位升高,而Ic2的反相输入端为一恒定电位.它 先由R19,R18,RRPI,R20组成分压电路,经VD6 稳压(9V)后,再经R16,RP1,R?分压,由RPI调 整设定保护电压值.一旦3端电压高于此设置电 压,Ic2输出为高电平,VT1导通,VT2,V导 平波负载R+,R一接人整流 通,导致v】导通, 输出端,同时光耦I2的1脚呈低电位,经Ic】A反 相为高电位.它一路经It4C反相驱动BAL灯 亮,指示已过压并已投入平波负载;一路经IcE, IClF两次反相,通过VD3给Cll充电并自保,经 Ic6A驱动故障灯BAF亮,同时经IC4给Ic3的3 端输入低电平,正常运行灯BTB熄灭,并由端子 X.(2)告知控制器故障信息.当过压消失,vT? 截止,断开平波负载,BAL灯熄灭,C11经R25放电 后,Ic6A输出低电平,故障灯BAF熄灭.此时若 EIN信号仍有,正常运行灯BTB点亮,电路恢复 . 通信电源技术2001年12月 正常工作.也可在故障消失后,通过按复位键通知控制器,使其恢复正常工作. LL 圈5过压报警及保护电路 3结束语 本文着重介绍了一种机器人的整流电源单元 的工作原理,并给出了具体的电路图.它对使用 单位更好地使用和维修机器人具有重要意义,对 其它相关单位也具有参考和借鉴价值. 参考文献 1KUKAAutomati~me+Robotlc~eSerdce&FormationVersion, 1994.6 2电子工程师手册编辑委员会电子工程师手册.北京:机槭 工业出板社,1995,4 f上接第3页)电池的失水速度得到验证,胶体密 封铅蓄电池运行第一年失水速度较大,达到4% 一 5%,以后逐渐减少.造成上述特性的主要原 因,看来胶体电解质在形成初期,内部没有或极少 有裂缝,没有给正极析出的氧提供足够的通道. 随着胶体的逐渐收缩,则会形成越来越多的通道, 那么氧气的复合效率必须逐渐提高,水损耗也必 然减少.但如果胶体变了,气体通道得不到保证, 则气体复合效率必然恶化. AGM式密封铅蓄电池隔膜中有不饱和空 隙,提供了大量的氧气通道,因而其氧气复合效率 很高.新电池可以达到98%以上. 9选用货真价实按薛啉电池 以上谈及的胶体密封铅蓄电池的一些特性, 乃是当今国内外新一代胶体密封铅蓄电池已经具 有的性质.这种电池使用的胶体电解质在性能上 有别于早期胶体电池使用的胶体电解质,后者是 用普通水玻璃制成的,或由一般市售的硅溶胶配 成的.此外,新一代胶体密封铅蓄电池的结构和 选材上也不同于一般的铅蓄电池. 从目前的国内外技术发展水平来看,做一个 胶体铅蓄电池是不难的,然而要做一个好的胶体 密封铅蓄电池却是不容易的.用户在选用胶体密 封铅蓄电池时,务必小心从事. 参考文献 lWoodrowWMcGmC-dTechnology's^帅IgeBinVRLA LiftTruckBatte~TheBatteryMan.2000,(2):34—38