《工業(yè)機器人安裝與調試技術》教學課件 04 項目4 部件調試

工業(yè)機器人安裝與調試技術項目4部件調試任務1設置伺服驅動器參數(shù)任務2安裝與檢測光柵任務3調試鎖螺絲機?任務描述

伺服驅動器主要應用于高精度的定位系統(tǒng)，變頻器主要通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。兩者均是工業(yè)機器人集成系統(tǒng)的關鍵部件。本任務內容主要講解伺服驅動器與變頻器的工作原理以及兩者的相同點與區(qū)別。通過本任務的學習，學生需要了解伺服驅動器與變頻器的工作原理，熟知兩者的相同點與區(qū)別，掌握設置伺服驅動器參數(shù)的技巧。任務1設置伺服驅動器參數(shù)?知識儲備

一、伺服驅動器的工作原理

伺服是一個閉環(huán)系統(tǒng)，它是由電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)組成，位置環(huán)的輸出作為速度環(huán)的給定，速度環(huán)的輸出又是電流環(huán)的給定。其本質上是一個跟隨系統(tǒng)，按接收的指令的速度運行或者按接收的指令的位置定位。（1）指令部分：動作指令信號的輸出裝置。（2）驅動部分：接收指令部分的輸出，并驅動執(zhí)行機構(比如電機)動作的裝置。（3）執(zhí)行機構：接收驅動部分的輸出信號，產(chǎn)生轉力矩、位置等狀態(tài)。（4）反饋部分：檢測執(zhí)行結構或者負載狀態(tài)的裝置。任務1設置伺服驅動器參數(shù)?知識儲備

二、變頻器的工作原理

主電路是給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

從上式可知，只要平滑地調節(jié)異步電機定子的供電頻率f1，同步轉速np隨之改變，就可以平滑地調節(jié)轉速n，從而實現(xiàn)異步電機的無級調速，這就是變頻調速的基本原理。任務1設置伺服驅動器參數(shù)?知識儲備

二、變頻器的工作原理

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?知識儲備

二、變頻器的工作原理

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?知識儲備

三、伺服驅動器與變頻器共同點

交流伺服技術是借鑒并應用變頻技術，在直流電機伺服控制的基礎上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機必然有變頻這一環(huán)節(jié)。變頻就是將工頻的50、60Hz的交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過載波頻率和PWM調節(jié)逆變?yōu)轭l率可調的波形，類似于正余弦的脈動電，由于頻率可調，所以交流電機的速度就可調了(n=60f/p，n為轉速，f為頻率，p為極對數(shù))。任務1設置伺服驅動器參數(shù)?知識儲備

四、伺服驅動器與變頻器區(qū)別

1.過載能力不同伺服驅動器一般具有3倍過載能力，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩，而變頻器一般允許1.5倍過載。

2.控制精度伺服系統(tǒng)的控制精度遠遠高于變頻，通常伺服電機的控制精度是由電機軸后端的旋轉編碼器保證。有些伺服系統(tǒng)的控制精度甚至達到1∶1000。任務1設置伺服驅動器參數(shù)?知識儲備

四、伺服驅動器與變頻器區(qū)別

3.應用場合不同變頻控制與伺服控制是兩個范疇的控制：前者屬于傳動控制領域，后者屬于運動控制領域；一個是滿足一般工業(yè)應用要求，對性能指標要求不高的應用場合，追求的是低成本，另一個則是追求高精度、高性能、高響應。

4.加減速性能不同在空載情況下伺服電機從靜止狀態(tài)加速到2000r/min，用時不會超20ms。電機的加速時間跟電機軸的慣量以及負載有關系，通常慣量越大加速時間越長。任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

一、硬件要求

準備MRJEA系列三菱伺服驅動器以及其接線組件。

二、設置位置控制增益本任務以設置位置控制增益為38為例，具體操作過程見表4-1。

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

二、設置位置控制增益

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

二、設置位置控制增益

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

二、設置位置控制增益

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

三、設置速度控制增益本任務以設置速度控制增益為680為例，具體操作過程見表4-2。

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

三、設置速度控制增益本任務以設置速度控制增益為680為例，具體操作過程見表4-2。

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

三、設置速度控制增益本任務以設置速度控制增益為680為例，具體操作過程見表4-2。

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務實施

三、設置速度控制增益本任務以設置速度控制增益為680為例，具體操作過程見表4-2。

任務1設置伺服驅動器參數(shù)?任務描述

安全光柵是一種光電安全保護裝置，可以避免人員接近特定機械而不慎造成意外事故。安全光柵是工業(yè)機器人集成系統(tǒng)的常用部件。本任務講解安全光柵的工作原理以及故障診斷方法。通過本任務的學習，學生可以了解安全光柵的基本工作原理并掌握安全光柵的常見故障及診斷方法。任務2安裝與檢測光柵?知識儲備

一、安全光柵簡介

安全光柵即光電安全保護裝置(也稱安全保護器、紅外線安全保護裝置等)，是避免人員接近特定機械的一種光電設備，可以避免人員傷亡，其組成如圖4-3所示。任務2安裝與檢測光柵?知識儲備

二、安全光柵的工作原理與診斷

安全光柵通過發(fā)光器發(fā)射光信號，接收器直接接收光信號，形成保護光幕，受光器監(jiān)控光幕的通斷狀態(tài)，并把光幕的通斷信號通過內部電路處理，直接輸出低電平(通光時)或高電平(擋光時)，通過傳輸線連到PLC或者報警器報警電路，從而實現(xiàn)設備停止或者發(fā)出安全報警。任務2安裝與檢測光柵?知識儲備

三、安全光柵的診斷方法

1.直觀檢查方法直觀檢查方法是維修最先用到的方法，要觀察安全光柵電路板的元器件及線路是否有燒傷、裂縫等現(xiàn)象，電路板上是否有短路、斷路，芯片是否有接觸不良等現(xiàn)象，看安全光柵的線是否接通了。2.功能程序測試方法如果線路沒問題，安全光柵有通電，但還是沒法正常運行的話，檢測下是不是安全光柵上面有太多灰塵，把光線遮住，如果灰塵太多的話，擦拭干凈再進行測試。

注意：如果以上方法不能解決，請不要隨意拆卸安全光柵，可聯(lián)系廠家，進行售后處理。任務2安裝與檢測光柵?任務實施

一、安裝前的準備工作

（1）校對產(chǎn)品主體及附件等是否齊全。（2）安裝時，設備電源應關閉，安裝支架應安裝到位。（3）安裝由專業(yè)的技術人員進行，非工作人員遠離危險區(qū)。二、安全距離的確定安全距離是指為了使人體或物體在到達設備危險區(qū)域前讓危險部件停止，安全光幕必須和危險區(qū)域間隔的最低限度的距離。安全距離因各國的標準或設備的個別規(guī)格不同而不同，GREIN安全光幕安全距離參照標準EN999，并符合CE、TUV認證。任務2安裝與檢測光柵?任務實施二、安全距離的確定安全距離計算公式：

S=2(T1+T2)+8(d-14)其中：

S=安全距離(mm)；

T1=機械響應時間(ms)；

T2=光幕響應時間(ms)(具體參見對應型號安全光幕操作說明書)；

d=光幕分辨率(mm)。任務2安裝與檢測光柵?任務實施二、安全距離的確定示例：安全光幕分辨率d=30mm，保護高度500mm，T1=100ms，T2=16ms，用于垂直安裝，則其對應計算安全距離公式為：

S=2(T1+T2)+8(d-14)即S=2×(100+16)+8×(30-14)=360mm注意：安全距離的確定由安全光幕的分辨率、光幕高度、光幕安裝方式等多種因素決定，其安全距離的計算公式也因以上因素而異同，具體實施現(xiàn)場安裝時，請參考對應型號的操作手冊。任務2安裝與檢測光柵?任務實施三、調試設備上電后，先調整發(fā)射器，再調整接收器，如有必要，需循環(huán)調整直至完全對準。對準后，用安全光幕對應分辨率的測試棒伸入其中，從上至下或從下至上一次遮擋光束，若正確響應，則光幕可進入危險區(qū)域保護的運行階段。

四、維護（1）每次光幕上電前，必須確認光幕是否處于正常工作狀態(tài)。（2）確認每次光幕響應正常，繼電器輸出等各接點接線良好。（3）定期擦拭安全光幕的發(fā)射器與接收器，注意勿用有機溶劑等擦拭。（4）若發(fā)現(xiàn)光幕出現(xiàn)工作異常狀態(tài)，可根據(jù)對應操作手冊故障分析信息進行簡單的排障工作，若確定為內部故障，切勿擅自拆卸。任務2安裝與檢測光柵?任務描述

鎖螺絲機是實現(xiàn)工廠自動化的重要組成部件，鎖螺絲機的準確、快速的調試將影響工廠自動化的整體運行效率與質量。本任務主要講解鎖螺絲機的組成結構、常見故障及解決方法。通過本任務的學習，學生應該掌握鎖螺絲機的使用技巧。任務3調試鎖螺絲機?知識儲備

一、鎖螺絲機的組成結構

鎖螺絲機的組成結構如圖4-4所示，其中包括轉盤、壓板、傳感器、電源、螺絲供應倉等。任務3調試鎖螺絲機?知識儲備

二、鎖螺絲機的常見故障及解決辦法

鎖螺絲機在工作過程中，會遇到一些故障，具體問題見表4-3。任務3調試鎖螺絲機?知識儲備

二、鎖螺絲機的常見故障及解決辦法

鎖螺絲機在工作過程中，會遇到一些故障，具體問題見表4-3。任務3調試鎖螺絲機?任務實施

鎖螺絲機的使用方法

1.調整好適合的參數(shù)調節(jié)方法如下：（1）料道調節(jié)。①用內六角扳手拔開料道板上一顆螺絲，拉出導軌。②一端通過調整兩個螺絲的位置來調整軌道寬窄，另一端通過加減小片來調整間隙，以此來對應不同大小的螺釘，調好后把螺釘鎖緊。③根據(jù)螺釘大小調整刷子高低位置，一般情況下調整為前低后高。任務3調試鎖螺絲機?任務實施

鎖螺絲機的使用方法

1.調整好適合的參數(shù)調節(jié)方法如下：（2）速度調整。①振動馬達速度特性調整。②上料轉輪延時調整：當螺釘較大或螺釘外形不利進入導軌槽時，將轉輪延時調長，反之螺釘較小時調短。③導軌振動延時調整：同樣，螺釘較大或外形不利進入導軌槽時，將振動延時調長，反之，螺釘較小時調短。任務3調試鎖螺絲機?任務實施

鎖螺絲機的使用方法

1.調整好適合的參數(shù)為了使取螺釘更輕松，還需注意以下幾點：①轉盤必須與導軌對中，壓板必須將螺釘帽壓住。②建議旋轉