NACHI机器人维修技术

NACHI机器人维修技术NACHI（不二越）机器人2009-07-2310:43:23阅读370评论3  字号：大中小 订阅 摘 要 NACHI的SH200-01机器人常见故障的原因和处理方法，SH200-01机器人的结构和控制原理。关键词 NACHI机器人 伺服单元 编码器 AW控制器1 概述  在制造业中诞生的工业机器人是继动力机、计算机之后而出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具。机器人是一种具有高度柔性的自动化装备，对提高制造生产线的柔性具有特别重要的意义，它作为现代制造业的主要自动化装备在制造业中广泛应用，并将在未来的制造企业中扮演越来越重要的角色。伴随着工业机器人在制造业应用，如何维修机器人，保证机器人的使用效率，成为影响机器人应用的技术问题，现以日本NACHI公司的SH200型机器人为例，介绍有关机器人常见故障的原因及处理方法。2 NACHISH200-01的基本控制原理2.1NACHISH200-01结构SH200-01为关节型机器人，机器人本体6个自由度，采用交流伺服驱动，最大可搬运质量200kg位置重复精度±0.3mm,工作环境条件温度0～450C,湿度20～85%RH,振动0.5g以下,本体重量1425kg,机器人动作范围见图1。  图1                                               图2SH200-01机器人本体共有6个轴（S，H，V，R2，B，R1）,每个轴由1台伺服电机驱动，伺服电机带有电磁抱闸、绝对位置编码器，机器人本体的各轴示意见图2。2.2 SH200-01机器人控制器SH200-01机器人控制控制器型号为AW11，AW11控制器是机器人的控制中心，主要元件及功能如下：（1）母板UM122：系统总线板。（2）主CPU板（UM116）：微处理器及接口电路，用户程序、常数存储器等。（3）I/O板UM119-10：内置PLC、I/O接口电路。（4）I/O连接器板UM124（或UM160）：I/O连接器。(5)伺服单元：RFX1121（8轴带行走轴、工具轴）；RFX1120（7轴带工具轴）；由UM200、UM201、UM202、UM203构成，其中UM203为电机驱动和再生放电回路，UM202主驱动控制、伺服异常检测和控制电源，UM201制动、内部顺序控制；UM200为伺服单元的CPU板，与控制器CPU通信，与编码器通信及主控制。(6)变压器：输入380V（三相），输出伺服单元用3相200V（R1，S1，T1）；整流电源及风扇用单相200V（RN0V、TN200V）；整流电源用单相100V（B1：0V；C1：100V）；电磁抱闸整流桥的输入20V（MBA：0V；PBA：20V）。（7）电源：SR1，控制电源（5V）主CPU等用；SR2（24V），用于UM124或UM160；SR3，编码器用（5V）。（8）软驱：用于程序（示教程序、内置PLC）、参数备份及恢复。（9）示教盒：人机界面，控制，监控等功能。3 SH200-01机器人故障原因及处理方法3.1 E0023、E0025、E0051、E0054报警   E0023-编码器断线报警，E0025-编码器位突变，E0051编码器数据传输错误，E0054-编码器位置突变报警。在机器人控制系统中，机器人不断读伺服电机的编码器数据，当出现上述报警时，不仅仅可能是编码器本身故障，还可能是下列故障：编码器线路故障，相关电源故障，伺服控制板有故障，涉及多个项目，处理方法如下：（1）关断电源，重新送电，看故障是否能够消除；（2）检查伺服驱动单元的CNEC1、2编码器连接插头到编码器的线路是否正常；（3）关断电源，检查SR3电源P5E-M5E间电阻是否为0，如为0则线路有短路；（4）接通电源状态下，检查SR3电源P5E-M5E间输出直流电压是否在5.3～5.5V范围内；（5）检查UM200板的P5-M0间电压是否在5.1±0.1V范围；（6）关断电源，把故障编码器与正常的编码器对调，接通电源，确认编码器是否损坏；如果上述检查都无问题，则是伺服单元的UM200故障,需要更换UM200板。3.2 E0032、E0072报警   E0032伺服故障过电流，E0072伺服驱动单元过电流。出现过流故障主要原因及处理方法：（1）机器人发生干涉；（2）线路故障，检查伺服驱动单元的连接器CNEC1、CNEC1，检查故障电机线路；（3）伺服电机相间和对地短路，在关断电源状态下，检测电机U-V、V-W、W-U间的电阻，如果阻值不为0，则更换伺服单元，阻值为0，则更换伺服电机。3.3 E0021、E0022、E0026、E0038报警   E0021伺服故障（编码器速率背离错误），E0022伺服故障（位置偏差异常），E0026伺服故障（干涉），E0038伺服故障（过载）。上述故障与机器人的负载有关，处理过程如下：（1）按操作面板的MOTORSON按钮，如果MOTORSON不能接通，则更换伺服驱动单元；（2）检查机器人是否有干涉；（3）核定机器人的负载（抓具或焊枪）重量是否超出机器人的负荷能力；（4）手动移动各轴，听机械部分是否有噪音，如果有噪音，则检查轴承、减速器齿轮等传动装置；（5）在运转准备关断状态下，用抱闸释放开关释放抱闸（注：抱闸释放时，机器人臂可能落下造成伤害，释放前对可能坠落的臂进行支撑），用听声音的方法，确认抱闸是否释放，如果能够释放，则更换伺服驱动单元。（6）抱闸不能释放，检测控制柜的PB-MB间电压是否在24V以上，如果低于24V，检查端子到整流桥REC1间配线及整流桥；（7）如果PB-MB间电压正常，拔下故障电机的连接线，在释放开关接通状态下，检查PB-MB间电压是否在23V-25V之间，如果不正常，则检查线路；（8）如果在电机位置检查PB-MB间电压正常，则更换电机。3.4 E0061热继电器或断路器跳闸机器人柜有3个分断路器，分别是CP1、CP2、CP3，出现该报警时，首先检查这3个断路器是否跳闸，如果都未跳闸，则可能是伺服驱动单元或伺服驱动单元的CNPW连接器与电路保护报警点间配线不良；CP1是为伺服驱动单元的主回路及控制回路供电，如果CP1跳闸，检查伺服驱动单元的CNPRB连接是否正常，盘内配线是否有问题，电机是否短路或对地，如果上述检查未发现问题，则更换伺服驱动单元；CP2是为伺服抱闸回路供电，检查抱闸是否短路，盘内抱闸线路是否短路或对地。CP3是为柜内冷却风扇供电，检查风扇线路或风扇是否短路。3.5E0056伺服报警，编码器在加载之前异常该报警是在伺服电机在开始执行时，编码器数据未按照给定反馈，原因涉及2个方面：（1）电机执行时阻力过大，检查机器人是否有干涉，抱闸是否释放开，电机本身或电缆有问题；（2）编码器及线路有问题。3.6 E0052编码器电池异常SH200-01机器人编码器是绝对位置编码器，系统断电时，由电池保持数据，当电池电压低于3.5V时,会出现该报警,所以,首先更换电池,如故障不能恢复,则检查电池到编码器间线路,如仍然不能恢复正常,则需要更换电机。3.7E0044电机电源过电压该报警是伺服驱动单元输出到伺服电机的电压超出规定值，首先检查系统供电电源电压是否在规定值±10%范围内，如果是在机器人是在减速时出现报警，则要检查再生放电电阻是否正常，检查方法：断开系统电源，拔下伺服放大器的CNR连接器，检测连接器所连的放电电阻的阻值是否是5Ω，如上述检查都正常，则更换伺服单元。3.8 E0062接触器（MSHP）不能细合接触器MSHP是为伺服单元主回路供电，机器人有急停时，通过MSHP切断伺服单元主回路电源，所以首先要检查机器人急停和外部急停信号是否正常，急停状态信号是否正常，可通过伺服单元的CRD5/CR5（LED）指示灯是否亮来确认，如果该灯不亮，则急停有问题，检查急停线路，检查UM124和伺服单元的CNSV连接器间的线路，或者更换CRD5/CR5继电器；如果伺服单元的CRD5/CR5（LED）指示灯亮，按MOTORSON按钮，伺服单元的CRD1/CR1指示灯（LED）应该亮，如果不亮，则更换继电器CRD1/CR1；如果亮，检查MSHP的AC200V输入电压是否在AC200V±10%范围，如果也正常，则检查MSHP的报警接点到伺服单元CNPW间的接线，上述检查未发现问题，则更换伺服单元。3.9 E0042电机温升异常电机温升异常报警，是伺服单元检测到电机本体的温度开关动作信号，机器人每个电机内有一个温度检测开关（常闭），所有电机的温度检测开关的常闭触点串连在一起，输入到伺服单元（CNBK1的A03针脚），用手摸各个电机，确认电机是否真的过热，如果电机不热，则可能是信号或传输途径中有问题，检查TS线路或电机的温控开关。如果电机确实过热，可能是由于机器人干涉、伺服电机抱闸为释放、传动机械结构故障、电机相间或对地短路，上述检查都未发现问题，则更换伺服单元。3.10E0060伺服单元温升异常，E0063控制柜温升异常控制柜或伺服单元温升异常报警时，打开控制柜门几分钟后接通电源，可能原因有：环境温度超过机器人允许温度，一次电源电压不在额定电压±10%范围，热交换器风扇不转（柜内、背面），控制装置背面的风扇不转，热交换器过滤网堵，控制柜背面安装间距小于200mm。3.11 E0039伺服故障转动超速检查机器人负载是否在规定范围，如果不能接通MOTORSON，则更换伺服单元，如果能接通MOTORSON，检查机械传动的轴承、减速器是否有噪音，最后，降低再现运行速度，如仍然不能正常工作，则更换伺服单元。3.12 E0046再生放电电阻温升异常再生放电电阻位于控制柜背面，电阻值为5Ω，电阻上有电阻温度检测开关，出现报警时，检查背面的风扇是否转动正常，如不正常检查一次电源电压，风扇配线，或更换风扇；如果风扇正常，则检查控制柜背面的间距是否在200mm以上，放电电阻的连接器（CNTH）与伺服单元连接是否正常，检测放电电阻是否是5Ω，如果上述检查都正常，则更换伺服单元。3.13 E0065硬极限超程报警机器人设有行程极限开关，如果机器人移动时压上开关，则发出该报警，这个极限通常叫做硬极限，与此相对应，在软件上也设有行程极限位置，叫软极限，通常软极限在硬极限范围内；故障处理方法：检查行程极限开关是否动作，如未动作，则检查极限开关的配线，如未发现问题，则更换伺服单元；如果行程极限开关动作，在按着控制柜内的硬极限释放开关状态下，接通MOTORSON，手动移动超程轴到正常位置，则系统恢复正常，此时需要确认软极限设定值，软极限应在硬极限范围之内，否则软极限起不到保护作用。3.14 E0066伺服单元控制电源异常该报警涉及到两个电源，一是为伺服单元CPU板供电的SR1，检查SR1的P5-M0间电压是否在5.1V±0.1V范围内，二是电源板的整流桥输出电压是否是24V以上，如不是则更换整流桥(或整流桥的输出滤波电容C1)，另外，需要检查伺服单元的CNPW的接线，如果上述检查没发现问题，则更换伺服单元。3.15 E0073伺服单元换热器温升异常检查一次电源电压是否在额定电压±10%范围、环境温度控制柜背面安装间距（200mm以上）、换热器过滤网是否堵，如果上述检查没发现问题，则更换伺服单元。3.16 E0074电机电源放电回路异常检查放电电阻阻值，正常值为5Ω，检查放电电阻线路，检查伺服单元的放电电阻连接器CNR连接是否正常，如果上述检查未发现问题，则更换伺服单元。3.17 不能手动操作不能进行手动操作，涉及到操作模式选择是否正确，MOTORSON是否能够接通，轴操作信号是否通过UM124发给到伺服单元。处理方法：手动操作过程中如果有报警，根据报警信息进行处理，在操作过程中，首先要接通MOTORSON，如果不能接通，检查操作面板的配线和UM124的CNSW连接器是否正常；按下安全开关（示教盒背面），电机接通（能够听到抱闸释放声音），按轴移动键，如果轴不能移动，则更换伺服单元，如过电机不能接通，检查操作面板、示教盒的示教/再现选择开关，如未发现问题，则检查示教盒配线，更换示教盒，仍然不能动作，则更换伺服单元。