【美国ISI机械手原理与五种常用分析故障方法】搬运机械手臂
时间：2019-01-21 03:35:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要:美国ISI开拓者Ⅳ型机械手是一种采用半闭环控制的伺服系统,它充分发挥了电气和微电子技术在信号检测、放大、处理和传输等方面的优势,并结合现代工业计算机技术,实现机电一体化、远距离控制和复杂程序动态响应,使之成为联系电子技术与工程功率系统的接口,越来越广泛的应用于各个领域。本文就来谈谈美国ISI机械手原理与五种常用分析故障的方法。
关键词:ISI;机械手原理;故障方法
中图分类号:G356.6 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)017(C)-0105-02
一、美国ISI机械手基本原理
首先HMI发出移动指令给运动控制器VAC030,运动控制器VAC030调取零件程序,将其内部一个16位I/O计数器里存放的速度和位移矢量指令,转换成一定速率、一定数量的正负电子脉冲,并将这些指令脉冲输送到运动控制器VAC030内部的一个16位偏差增/减计数器中。
伺服电机位置编码器反馈伺服电机位置信号给伺服驱动器,整型成方波后通过转接板送到运动控制器VA030中。偏差计数器对指令脉冲与反馈脉冲进行运算,生成一个±10VDC的模拟量误差电压,然后通过转接板传送到MOOG数字驱动放大器中,最终由MOOG驱动放大器输出相称的电流以驱动伺服电机。
在伺服电机由减速到制动的过程中,电机再生发电的电能反馈到直流电源,先由电容吸收,当电压升高到一定程度时,接通制动电阻,将反馈的电能转化为热能。
二、美国ISI开拓者V型机械手常见故障及诊断方法
1、直观法
直观法是利用人的感官根据故障发生时的现象来判断故障可能出现的部位。如发生故障时是否有响声、火花、亮光、发热等,它们来自何处,从而找到故障点。这是一种基本、简单的方法,但要求维修人员有一定经验。
例如:故障现象:送料小车到位停止过位
分析:伺服电机制动过程中电机再生发电的电能反馈给直流电源,先由电容吸收,当电压升高到一定程度时接通制动电阻,将反馈的电能转化为热能,所以打开配电柜看到送料小车的驱动器电源内有火花,拆下小车驱动器电源打开检查发现,电源内制动电阻老化烧坏,更换新的制动电阻。
2、系统自诊断法
系统自诊断法是利用机械手自动系统的自诊断功能,把故障以报警的方式显示在HMI上或点亮各种报警指示灯。维修时根据报警内容或指示灯位置来查找故障原因。这是一种方便且目前最有效的方法。
例如:故障现象:VAC030板显示REMOTEI/OERROR(远程I/O故障)
分析:如图1所示,远程I/O网是由通信板6008模块输出,到电柜的两块适配器―下料手适配器―上料手适配器―HMI适配器―带终端电阻的小车适配器,将上述7个插头从适配器下拔下,用万用表测量从6008通讯板拔下的插头正常时其阻值应为40欧姆左右,若为80欧姆左右说明网线有中断,若没有阻值或阻值非常小则说明网线短路,然后从通信板6008逐个排除。
3、状态检查法
机械手自动系统的自诊断能力已发展到不但能在远程电脑上显示故障报警信息,而且能够显示各种信号的状态信息。常见的有以下几种:
(1)机械手与机床之间的接口输入/输出状态信号。利用这个状态信号可以知道机械手是否已将信号输给机床,以及机床开关等信号是否已输入到机械手系统,从而判别出故障在于机械手还是机床;
(2)各坐标轴位置的偏差值;
(3)机床参考点的位置;
(4)与存储器有关的状态显示;
(5)与电机反馈信号有关的状态显示;
(6)远程操作面板、机床操作面板的工作方式和其他按键状态。
例如:故障现象:上料手循环首件上料,按操作面板循环压机键不能启动压机,使用按钮站启动压机之后,下料手不取件。
故障分析:查看MAGIC源程序如下:
If FIRST.PART.A.R isClear and ENABLE.EXTRACT.PART is Set and LDR.IS.CLR.TO.UNL is Set and PRESS.OPEN is Set
If CYCLE.FIRST.PART is Set
Set INIT.RECEIVED
Else Sequencerr or WAITING.FOR.EXTRACTOR.CYCLE.FIRST.PART.PB
Set SEQUENCE.ERROR
Endif
else
根据此段程序,可以知道下料手首件循环的条件:
①首件防重复置位;②下料手使能置位;③上料手安全于下料手置位;④压机打开置位;⑤循环首件置位。
可以知道压机启动下料手(320-340)或者穿越压机模式时上料手启动下料手的条件是:
①自动模式或程序模式置位;②压机启动下料手信号置位或者上料手启动下料手信号置位;③单元防重复置位;④下料手安全上料手信号置位。
可以知道单步模式的条件是:
①单步模式被置位;②下料手使能置位;③压机打开置位350°―10°;④上料手安全于下料手。
通过上述程序分析,我们知道了循环下料手的四种方式。将上述条件写在HMI的分析器上,观察这些条件的状态。最终发现此次故障是由于面板转换开关位置选择在穿越压机模式,从而不能启动压机。将转换开关选择在断的位置,故障清除。
4、替换法
在分析出故障大致起因的情况下,利用备用的线路板、模板、集成芯片等元器件替换可能有故障的部分,从而迅速找到有故障的元器件。这是一种简单易行的办法,在现场判断时使用较多。换板时应注意:备用板型号与原板型号应一致,拨码开关位置应一致,参数相同。
换件法还包括把机械手系统中具有相同功能的两块线路板、模板、元器件等相互调换,观察故障是否随之转移,从而迅速确定故障部位。
例如:故障现象:6008通信板通信错误,断电再次送电可恢复正常。过几十分钟,故障依旧。
分析:通过检查发现,通信板到各个远程I/O的网线没有问题,首先更换6008通信板,故障依旧。最后更换运动控制器VAC030板,故障排除。
5、测量比较法
为了调整、维修方便,维修人员可以利用某些端子正常时的阻值、电压、波形等记录为标准,与出故障的端子进行对应比较,从而分析故障原因及故障位置。
例如:故障现象:小车编码器信号丢失。
分析:编码器内有三对绕组,参考点绕组的阻值是25欧姆,正旋绕组、余旋绕阻的阻值60欧姆左右,以及内部有一个保护电机温度的热电偶,热电偶的阻值大约220千欧,测量有故障的小车编码器的这四对阻值,结果发现正旋绕组不通,怀疑小车驱动器到编码器这一线路有问题。检查中间插头正旋绕组线掉了一颗,重新接上后正常。
除了上述几种常用故障诊断方法外,还有原理分析法、离线诊断法、开环检查法、核对参数等多种方法。在实际诊断中,往往把几种方法同时运用,进行综合分析,从而较快的排除故障。
作者单位:黑龙江鸿太消防工程有限公司
作者简介:李学文,原哈尔滨客车厂,现黑龙江鸿太消防工程有限公司。
