NACHI機器人維修技術NACHI（不二越）機器人 2009-07-23 10:43:23 閱讀370 評論3 字號：大中小訂閱 摘要NACHI的SH200-01機器人常見故障的原因和處理方法，SH200-01機器人的結構和控制原理。關鍵詞 NACHI機器人 伺服單元 編碼器 AW控制器1概述在制造業中誕生的工業機器人是繼動力機、計算機之后而出現的全面延伸人的體力和智力的新一代生產工具。機器人是一種具有高度柔性的自動化裝備，對提高制造生產線的柔性具有特別重要的意義，它作為現代制造業的主要自動化裝備在制造業中廣泛應用，并將在未來的制造企業中扮演越來越重要的角色。伴隨著工業機器人在制造業應用，如何維修機器人，保證機器人的使用效率，成為影響機器人應用的技術問題，現以日本NACHI公司的SH200型機器人為例，介紹有關機器人常見故障的原因及處理方法。2NACHI SH200-01的基本控制原理2.1 NACHI SH200-01結構SH200-01為關節型機器人，機器人本體6個自由度，采用交流伺服驅動，最大可搬運質量200kg位置重復精度0.3mm,工作環境條件溫度0450C,濕度2085%RH,振動0.5g以下,本體重量1425kg,機器人動作范圍見圖1。圖1 圖2SH200-01機器人本體共有6個軸（S，H，V，R2，B，R1）,每個軸由1臺伺服電機驅動，伺服電機帶有電磁抱閘、絕對位置編碼器，機器人本體的各軸示意見圖2。2.2SH200-01機器人控制器SH200-01機器人控制控制器型號為AW11，AW11控制器是機器人的控制中心，主要元件及功能如下：（1）母板UM122：系統總線板。（2）主CPU板（UM116）：微處理器及接口電路，用戶程序、常數存儲器等。（3） I/O板UM119-10：內置PLC、I/O接口電路。（4） I/O連接器板UM124（或UM160）：I/O連接器。(5)伺服單元：RFX1121（8軸帶行走軸、工具軸）；RFX1120（7軸帶工具軸）；由UM200、UM201、UM202、UM203構成，其中UM203為電機驅動和再生放電回路，UM202主驅動控制、伺服異常檢測和控制電源，UM201制動、內部順序控制；UM200為伺服單元的CPU板，與控制器CPU通信，與編碼器通信及主控制。(6)變壓器：輸入380V（三相），輸出伺服單元用3相200V（R1，S1，T1）；整流電源及風扇用單相200V（RN 0V、TN 200V）；整流電源用單相100V（B1：0V；C1：100V）；電磁抱閘整流橋的輸入20V（MBA：0V；PBA：20V）。（7） 電源：SR1，控制電源（5V）主CPU等用；SR2（24V），用于UM124或UM160；SR3，編碼器用（5V）。（8）軟驅：用于程序（示教程序、內置PLC）、參數備份及恢復。（9）示教盒：人機界面，控制，監控等功能。3SH200-01機器人故障原因及處理方法3.1E0023、E0025、E0051、E0054報警 E0023-編碼器斷線報警，E0025-編碼器位突變，E0051編碼器數據傳輸錯誤，E0054-編碼器位置突變報警。在機器人控制系統中，機器人不斷讀伺服電機的編碼器數據，當出現上述報警時，不僅僅可能是編碼器本身故障，還可能是下列故障：編碼器線路故障，相關電源故障，伺服控制板有故障，涉及多個項目，處理方法如下：（1）關斷電源，重新送電，看故障是否能夠消除；（2）檢查伺服驅動單元的CNEC1、2編碼器連接插頭到編碼器的線路是否正常；（3）關斷電源，檢查SR3電源P5E-M5E間電阻是否為0，如為0則線路有短路；（4）接通電源狀態下，檢查SR3電源P5E-M5E間輸出直流電壓是否在5.35.5V范圍內；（5）檢查UM200板的P5-M0間電壓是否在5.10.1V范圍；（6）關斷電源，把故障編碼器與正常的編碼器對調，接通電源，確認編碼器是否損壞；如果上述檢查都無問題，則是伺服單元的UM200故障,需要更換UM200板。3.2E0032、E0072報警 E0032伺服故障過電流，E0072伺服驅動單元過電流。出現過流故障主要原因及處理方法：（1）機器人發生干涉；（2）線路故障，檢查伺服驅動單元的連接器CNEC1、CNEC1，檢查故障電機線路；（3）伺服電機相間和對地短路，在關斷電源狀態下，檢測電機U-V、V-W、W-U間的電阻，如果阻值不為0，則更換伺服單元，阻值為0，則更換伺服電機。3.3 E0021、E0022、E0026、E0038報警 E0021伺服故障（編碼器速率背離錯誤），E0022伺服故障（位置偏差異常），E0026伺服故障（干涉），E0038伺服故障（過載）。上述故障與機器人的負載有關，處理過程如下：（1）按操作面板的MOTORS ON按鈕，如果MOTORS ON不能接通，則更換伺服驅動單元；（2）檢查機器人是否有干涉；（3）核定機器人的負載（抓具或焊槍）重量是否超出機器人的負荷能力；（4）手動移動各軸，聽機械部分是否有噪音，如果有噪音，則檢查軸承、減速器齒輪等傳動裝置；（5）在運轉準備關斷狀態下，用抱閘釋放開關釋放抱閘（注：抱閘釋放時，機器人臂可能落下造成傷害，釋放前對可能墜落的臂進行支撐），用聽聲音的方法，確認抱閘是否釋放，如果能夠釋放，則更換伺服驅動單元。（6）抱閘不能釋放，檢測控制柜的PB-MB間電壓是否在24V以上，如果低于24V，檢查端子到整流橋REC1間配線及整流橋；（7）如果PB-MB間電壓正常，拔下故障電機的連接線，在釋放開關接通狀態下，檢查PB-MB間電壓是否在23V-25V之間，如果不正常，則檢查線路；（8）如果在電機位置檢查PB-MB間電壓正常，則更換電機。3.4E0061熱繼電器或斷路器跳閘機器人柜有3個分斷路器，分別是CP1、CP2、CP3，出現該報警時，首先檢查這3個斷路器是否跳閘，如果都未跳閘，則可能是伺服驅動單元或伺服驅動單元的CNPW連接器與電路保護報警點間配線不良；CP1是為伺服驅動單元的主回路及控制回路供電，如果CP1跳閘，檢查伺服驅動單元的CNPRB連接是否正常，盤內配線是否有問題，電機是否短路或對地，如果上述檢查未發現問題，則更換伺服驅動單元；CP2是為伺服抱閘回路供電，檢查抱閘是否短路，盤內抱閘線路是否短路或對地。CP3是為柜內冷卻風扇供電，檢查風扇線路或風扇是否短路。3.5 E0056伺服報警，編碼器在加載之前異常該報警是在伺服電機在開始執行時，編碼器數據未按照給定反饋，原因涉及2個方面：（1）電機執行時阻力過大，檢查機器人是否有干涉，抱閘是否釋放開，電機本身或電纜有問題；（2）編碼器及線路有問題。3.6E0052 編碼器電池異常SH200-01機器人編碼器是絕對位置編碼器，系統斷電時，由電池保持數據，當電池電壓低于3.5V時,會出現該報警,所以,首先更換電池,如故障不能恢復,則檢查電池到編碼器間線路,如仍然不能恢復正常,則需要更換電機。3.7 E0044電機電源過電壓該報警是伺服驅動單元輸出到伺服電機的電壓超出規定值，首先檢查系統供電電源電壓是否在規定值10%范圍內，如果是在機器人是在減速時出現報警，則要檢查再生放電電阻是否正常，檢查方法：斷開系統電源，拔下伺服放大器的CNR連接器，檢測連接器所連的放電電阻的阻值是否是5，如上述檢查都正常，則更換伺服單元。3.8E0062 接觸器（MSHP）不能細合接觸器MSHP是為伺服單元主回路供電，機器人有急停時，通過MSHP切斷伺服單元主回路電源，所以首先要檢查機器人急停和外部急停信號是否正常，急停狀態信號是否正常，可通過伺服單元的CRD5/CR5（LED）指示燈是否亮來確認，如果該燈不亮，則急停有問題，檢查急停線路，檢查UM124和伺服單元的CNSV連接器間的線路，或者更換CRD5/CR5繼電器；如果伺服單元的CRD5/CR5（LED）指示燈亮，按MOTORS ON按鈕，伺服單元的CRD1/CR1指示燈（LED）應該亮，如果不亮，則更換繼電器CRD1/CR1；如果亮，檢查MSHP的AC200V輸入電壓是否在AC200V10%范圍，如果也正常，則檢查MSHP的報警接點到伺服單元CNPW間的接線，上述檢查未發現問題，則更換伺服單元。3.9E0042電機溫升異常電機溫升異常報警，是伺服單元檢測到電機本體的溫度開關動作信號，機器人每個電機內有一個溫度檢測開關（常閉），所有電機的溫度檢測開關的常閉觸點串連在一起，輸入到伺服單元（CNBK1的A03針腳），用手摸各個電機，確認電機是否真的過熱，如果電機不熱，則可能是信號或傳輸途徑中有問題，檢查TS線路或電機的溫控開關。如果電機確實過熱，可能是由于機器人干涉、伺服電機抱閘為釋放、傳動機械結構故障、電機相間或對地短路，上述檢查都未發現問題，則更換伺服單元。3.10 E0060伺服單元溫升異常，E0063控制柜溫升異常控制柜或伺服單元溫升異常報警時，打開控制柜門幾分鐘后接通電源，可能原因有：環境溫度超過機器人允許溫度，一次電源電壓不在額定電壓10%范圍，熱交換器風扇不轉（柜內、背面），控制裝置背面的風扇不轉，熱交換器過濾網堵，控制柜背面安裝間距小于200mm。3.11E0039 伺服故障 轉動超速檢查機器人負載是否在規定范圍，如果不能接通MOTORS ON，則更換伺服單元，如果能接通MOTORS ON，檢查機械傳動的軸承、減速器是否有噪音，最后，降低再現運行速度，如仍然不能正常工作，則更換伺服單元。3.12E0046再生放電電阻溫升異常再生放電電阻位于控制柜背面，電阻值為5，電阻上有電阻溫度檢測開關，出現報警時，檢查背面的風扇是否轉動正常，如不正常檢查一次電源電壓，風扇配線，或更換風扇；如果風扇正常，則檢查控制柜背面的間距是否在200mm以上，放電電阻的連接器（CNTH）與伺服單元連接是否正常，檢測放電電阻是否是5，如果上述檢查都正常，則更換伺服單元。3.13E0065硬極限超程報警機器人設有行程極限開關，如果機器人移動時壓上開關，則發出該報警，這個極限通常叫做硬極限，與此相對應，在軟件上也設有行程極限位置，叫軟極限，通常軟極限在硬極限范圍內；故障處理方法：檢查行程極限開關是否動作，如未動作，則檢查極限開關的配線，如未發現問題，則更換伺服單元；如果行程極限開關動作，在按著控制柜內的硬極限釋放開關狀態下，接通MOTORS ON，手動移動超程軸到正常位置，則系統恢復正常，此時需要確認軟極限設定值，軟極限應在硬極限范圍之內，否則軟極限起不到保護作用。3.14E0066伺服單元控制電源異常該報警涉及到兩個電源，一是為伺服單元CPU板供電的SR1，檢查SR1的P5-M0間電壓是否在5.1V0.1V范圍內，二是電源板的整流橋輸出電壓是否是24V以上，如不是則更換整流橋(或整流橋的輸出濾波電容C1)，另外，需要檢查伺服單元的CNPW的接線，如果上述檢查沒發現問題，則更換伺服單元。3.15E0073伺服單元換熱器溫升異常檢查一次電源電壓是否在額定電壓10%范圍、環境溫度控制柜背面安裝間距（200mm以上）、換熱器過濾網是否堵，如果上述檢查沒發現問題，則更換伺服單元。3.16E0074 電機電源放電回路異常檢查放電電阻阻值，正常值為5，檢查放電電阻線路，檢查伺服單元的放電電阻連接器CNR連接是否正常，如果上述檢查未發現問題，則更換伺服單元。3.17不能手動操作不能進行手動操作，涉及到操作模式選擇