fanuc工业机器人伺服控制系统结构、原理及其机械维护

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1、维普资讯http://www.cqvip.com浅析FANUC工业机器人伺服控制系统结构、原理及其机械维护口丁涛东风汽车有限公司商用车车身厂装焊一部技术组[摘要】本文介绍了FANUC工业机器人a、B轴交流伺服电机的及其传动系统的原理，并阐述了其工作过程，该系统以光电编码器为反馈元件构成半闭环控制的数字伺服系统，并从机械上综述了其机械单元的组成部分，介绍了机械部件的传动和维修方面的问题。[关键词】工业机器人伺服系统光电编码器交流伺服电动机齿轮摆线针轮减速器前言嚣由于过去我厂机器人管理和维护经验不足，加之当时的焊接系统还不尽合理，焊接用电缆

2、线破裂后，冷却水流进机器人手腕中，又没有及时处理，造成机器人手腕部分生锈。不久机器人又因为工艺和维修等各方面的原因，停止使用。到2001年，机器人的重复定位精度差，手腕部分明显出现(b)了5-8ram的偏差，车间对总装线的零件装配进行Q／B轴传动了一系列的改进，这使FANUC点焊机器人的再次使用成为可能。但是，由于机器人处在较为潮湿步齿形带、摆线针轮减速器组成，如果计算机的环境中长期不使用，机器人手腕早己生锈及电插补器输出的指令脉冲f包括方向和速度脉冲指机内部的光电编码器进水，其内部的连线发霉脱断，抱闸释放单元通电后无法打开。我组和北京

3、精密机床厂共同协商立项，共同对机器人手腕和电机进行了大修。下面我对FANUC机器人的驱动原理作简要介绍。1．FANUC工业机器人Q／13轴传动组成与特点1．1‘FANUC机器人轴驱动的工作原理主要由伺服电机、连接轴、螺伞齿轮、同维普资讯http://www.cqvip.com眦：D-T,Rn丽～7004．3令，当f=0，机器人Q、13轴处于静止状态，由光电编码器的反馈脉冲p=O，由此可知比较环节偏差e=O：反馈脉冲P也包括方向和速度反馈脉冲，通过脉冲处理器，经滤波、整形、放大检涓窄鼍群b捡舅窄鼍群·等处理后，输入比较环节。当机器人运动时

4、，(a)(b)计算机的插补器将进给指令脉冲f传送给伺服驱光电编码器码盘原理结构光电编码器的结构动板的比较环节，经由于比较环节偏差e为一个变成测量脉冲。两者相差90。的相位，经放数字量，所以脉冲信号要经伺服驱动板的数／模大、整形电路变成方波。若A相超前于B相，转换器，将数字信号变为模拟信号，伺服放大器则电机正转；若B相超前于A相，则电机反转。把信号放大成大功率的驱动信号，伺服电机产生若以该方波的前沿或后沿产生记数脉冲，可以旋转。因为两个相互独立的计算机插补器指令脉形成代表正相位移和反向位移的脉冲序列。从冲e和反馈脉冲P在输入比较器中还需要

5、一个脉冲A和非A，B和非B四个方波被引入位置控制回采样电路，来对两个脉冲进行分时采样。通过二路，经辨向和乘以倍率后，变成代表位移的测级齿轮减速机构和摆线针轮减速器的减速，将速量脉冲。经频率一电压变换器变成正比于频率度按一定的减速比减速，这样可以增加力矩，以的电压，作为速度脉冲反馈信号，供给伺服驱带动末端执行器工作。伺服电机的旋转的角度均动板的比较器单元进行速度脉冲比较。由伺服电机安装在轴上的传感器反馈给机器人伺服驱动板的比较环节，此时偏差e=f—P，显然这个偏差是一个数字量，所以要经过数／模转换器转换，把数字量变为模拟给定电压。按照反馈

6、原理可知e=f—p=O这说明机器人的传感器指示机器人人栩r_]厂_]一已到达指定的位置，如果e=f—P≠0机器人伺服B相驱动板再次发出进给脉冲，伺服驱动板驱动伺服__l电机，经过反复若干次的反馈和驱动，使机器人到达了指定的位置。2．FANUC工业机器人交流伺服电机位置反3．FANUC工业机器人交流伺服电机的制动馈元件3．0抱闸部分2．0传感嚣部分抱闸在通电后打开，交流伺服电机可以工光电编作，它的功能有两个方面：一方面，当伺服电机FANUC工业机器人的光电编码器码盘，如断电，抱闸将电机转轴抱死，机器人轴的位置不图所示，当光电编码盘在随交流

7、伺服电机旋转会因外力发生改变，机器人可停止。另一方面，在时，光线透过这两个光栅的线纹部分时，形成机器人运动中，机器人可通过抱闸可进行有效制明暗相间的条纹，被光电元件A、B接受，并动。45———●——一维普资讯http://www.cqvip.com工厂实践robo!kdmq—‘

8、lIdapplication2004．)交流伺服电机部分旋转。若负载超过极限时，转子不在按同步转交流伺服电机的外形呈多边形且表面涂有黑速旋转，甚至可能不转。这就是电机的失步现漆，这样利于电机的散热，可以有效地避免发热象。我们早期设计的FANUC焊钳重量超重，工对

9、机床精度的影响。交流伺服电机的极数为8，其作时，机器人对工件的定位不准，高速运行或在结构如图所示：某一姿态出现机器人负载过大和速度异常等报警信息，就是以上所说的原因。．1FANUC工业舰器入的口、轴枫

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