ABB工業機器人控制系統故障分析及排除方法

陶四美

（重慶五一高級技工學校，重慶 401320）

1 機器人技術概述

伺服電機安裝在機器人主體中。主機和伺服模塊是IRC5控制器的兩個關鍵部分。主機包括主板和存儲設備，主機完成對機器人功能的控制。驅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。所有機器人軟件都安裝在CF卡上，包括系統軟件和應用程序軟件。系統軟件主要由引導系統（引導程序）和Windows操作系統組成。Windows操作系統是用于執行和操作整個機器人系統的平臺。系統啟動時，數據將從CF卡的內存加載到主板的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工業機器人控制系統的核心。學習掛件用于處理與機器人系統的操作有關的許多功能（程序執行，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工業機器人控制系統功能

機器人控制系統的結構主要包括：一是主從控制。主從控制是機器人技術的重要特征。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的管理員，另一臺計算機控制所有關節。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構，對計算機有更高的要求。集中控制可以降低公司的生產成本，但是由于運行效率低和故障率高，這種方法逐漸淘汰了現代工業，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分為兩個級別，主要是有效地管理整個主系統。而且下一級模塊具有很多CPU。每個板均由處理器控制。

3 機器人技術控制系統軟件架構

3．1 操作系統

要控制機械手系統，操作系統是關鍵。在實際操作中，操作系統的功能必須滿足最佳條件，并與鑄造行業的生產特點相結合，并且機器人平臺使用WindowsCE作為操作系統平臺。該系統的主要優點是實時性能好，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的核心，機器人的主要功能是根據用戶命令輸出控制信號，以便機器人可以沿著預定路徑完成工作。

3．2 軟件技術和功能要求

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

根據鑄造機器人的應用需求，機器人控制系統是模塊化設計方法，即復位模塊（機器人在完成工作后根據設計水平和基本設置保持固定位置），系統文件管理模塊（主要是操作員） （所有的文件）。工作文件），操作狀態監視模塊（顯示和監視操作員當前的操作狀態），吊墜示教模塊，控制系統設計模塊，系統備份和恢復模塊等，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機器人控制系統特殊故障排除實例

4．1 故障實例一

首先，根據主機的狀態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，網絡端口指示燈正常閃爍，便攜式計算機設置為在單擊“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。可以正常讀取CF卡上的文件，表明CF卡完好無損。問題應該出在系統的啟動軟件（啟動程序）上。系統啟動軟件的損壞將導致系統無法正常啟動。作為用戶，通常無法安裝系統軟件。請與制造商的服務人員聯系。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。CF卡分為驅動器C和驅動器D.其中驅動器C是系統驅動器。

在該工業自動化培訓中心的ABB工業機器人，型號為IRB1600。在系統啟動期間，“Connect-ingtoberobotController”消息出現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”，系統啟動已停留在該接口上，將無法繼續運行。根據以上對故障現象的描述，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，從而導致系統無法進入正常的啟動界面視窗。發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，檢查學習掛件，并反復觀察學習掛件啟動時出現的信息。學習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習掛件本身的問題。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

某汽車工業集團使用ABB焊接機器人實現PLC和機器人控制柜，并通過Device Net網絡交替數據以執行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網站上的所有內容。土地。機械手I/0包括5個CPU板，1個PLC設備網絡掃描儀模塊和1個觸摸屏。如果ABB焊接機器人出現接地故障，則現場的所有機器人都容易出現問題，這可能會造成嚴重的經濟損失。

ABB焊接機器人具有3種接地類型。第一個是工作接地，即系統接地。為了有效提高ABB焊接機器人的工作效率，有必要根據電力系統的正常運行條件在網絡中的某個點接地。例如，將三相系統中的中性點接地可以確保更穩定的電網，減少與地面的絕緣，并在發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險的人員或設備，應驗證金屬外殼和配電單元的絕緣，因為如果絕緣損壞，則設備將發生故障。第三種是防雷連接。在夏天，雷電會入侵并導致設備故障。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，避雷針等設備中發揮重要作用。

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狀態。但是，結果表明，PLC控制柜觸摸屏未顯示在主線上。打開控制柜的電源后，24V電源開關將引起錯誤，導致其冒煙并散發出明顯的氣味。查找發電廠之間的問題。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絡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。

這表示外部網絡有問題。但是，由于網絡已連接到其他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絡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絡獲得所需的能量。電源供應。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，科學合理地安裝觸摸屏。后來，發現觸摸屏顯示正常，并且在檢查觸摸屏時，發現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，需要在生產線上使用相同類型的ABB機械手測試負責通訊主機箱的CPU板。事故。由于汽車加工公司使用的電網屬于三相四線制，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備也都連接到隱藏的電纜上。如果形成路徑，則掃描儀內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，這可能會導致接地故障。根據觸摸屏損壞的測試結果，可以理解在24V電源和端子之間存在壓敏電阻。即使發生接地故障，保險也始終是完整的，使您能夠發揮作用。

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。

結果，控制柜的接地變得越來越清晰。控制柜的電源線和發生故障的機器人電源的PEN線已相互連接，但控制柜的內部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版本連接到網絡總線，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 結語

隨著經濟和技術的發展，工業機器人在技術和功能方面正變得越來越強大，并且已經從簡單控制演變為連續控制和復雜過程的控制。工業自動化的發展過程是工業自動化的持續改進過程，在工業自動化時代，工業機器人技術具有良好的發展前景。