《工业机器人安装与调试技术》教学课件 04 项目4 部件调试

工业机器人安装与调试技术项目4部件调试任务1设置伺服驱动器参数任务2安装与检测光栅任务3调试锁螺丝机▶任务描述

伺服驱动器主要应用于高精度的定位系统，变频器主要通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。两者均是工业机器人集成系统的关键部件。本任务内容主要讲解伺服驱动器与变频器的工作原理以及两者的相同点与区别。通过本任务的学习，学生需要了解伺服驱动器与变频器的工作原理，熟知两者的相同点与区别，掌握设置伺服驱动器参数的技巧。任务1设置伺服驱动器参数▶知识储备

一、伺服驱动器的工作原理

伺服是一个闭环系统，它是由电流环、速度环、位置环组成，位置环的输出作为速度环的给定，速度环的输出又是电流环的给定。其本质上是一个跟随系统，按接收的指令的速度运行或者按接收的指令的位置定位。（1）指令部分：动作指令信号的输出装置。（2）驱动部分：接收指令部分的输出，并驱动执行机构(比如电机)动作的装置。（3）执行机构：接收驱动部分的输出信号，产生转力矩、位置等状态。（4）反馈部分：检测执行结构或者负载状态的装置。任务1设置伺服驱动器参数▶知识储备

二、变频器的工作原理

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

从上式可知，只要平滑地调节异步电机定子的供电频率f1，同步转速np随之改变，就可以平滑地调节转速n，从而实现异步电机的无级调速，这就是变频调速的基本原理。任务1设置伺服驱动器参数▶知识储备

二、变频器的工作原理

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二、变频器的工作原理

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三、伺服驱动器与变频器共同点

交流伺服技术是借鉴并应用变频技术，在直流电机伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频这一环节。变频就是将工频的50、60Hz的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT，IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形，类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p，n为转速，f为频率，p为极对数)。任务1设置伺服驱动器参数▶知识储备

四、伺服驱动器与变频器区别

1.过载能力不同伺服驱动器一般具有3倍过载能力，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩，而变频器一般允许1.5倍过载。

2.控制精度伺服系统的控制精度远远高于变频，通常伺服电机的控制精度是由电机轴后端的旋转编码器保证。有些伺服系统的控制精度甚至达到1∶1000。任务1设置伺服驱动器参数▶知识储备

四、伺服驱动器与变频器区别

3.应用场合不同变频控制与伺服控制是两个范畴的控制：前者属于传动控制领域，后者属于运动控制领域；一个是满足一般工业应用要求，对性能指标要求不高的应用场合，追求的是低成本，另一个则是追求高精度、高性能、高响应。

4.加减速性能不同在空载情况下伺服电机从静止状态加速到2000r/min，用时不会超20ms。电机的加速时间跟电机轴的惯量以及负载有关系，通常惯量越大加速时间越长。任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

一、硬件要求

准备MRJEA系列三菱伺服驱动器以及其接线组件。

二、设置位置控制增益本任务以设置位置控制增益为38为例，具体操作过程见表4-1。

任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

二、设置位置控制增益

任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

二、设置位置控制增益

任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

二、设置位置控制增益

任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

三、设置速度控制增益本任务以设置速度控制增益为680为例，具体操作过程见表4-2。

任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

三、设置速度控制增益本任务以设置速度控制增益为680为例，具体操作过程见表4-2。

任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

三、设置速度控制增益本任务以设置速度控制增益为680为例，具体操作过程见表4-2。

任务1设置伺服驱动器参数▶任务实施

三、设置速度控制增益本任务以设置速度控制增益为680为例，具体操作过程见表4-2。

任务1设置伺服驱动器参数▶任务描述

安全光栅是一种光电安全保护装置，可以避免人员接近特定机械而不慎造成意外事故。安全光栅是工业机器人集成系统的常用部件。本任务讲解安全光栅的工作原理以及故障诊断方法。通过本任务的学习，学生可以了解安全光栅的基本工作原理并掌握安全光栅的常见故障及诊断方法。任务2安装与检测光栅▶知识储备

一、安全光栅简介

安全光栅即光电安全保护装置(也称安全保护器、红外线安全保护装置等)，是避免人员接近特定机械的一种光电设备，可以避免人员伤亡，其组成如图4-3所示。任务2安装与检测光栅▶知识储备

二、安全光栅的工作原理与诊断

安全光栅通过发光器发射光信号，接收器直接接收光信号，形成保护光幕，受光器监控光幕的通断状态，并把光幕的通断信号通过内部电路处理，直接输出低电平(通光时)或高电平(挡光时)，通过传输线连到PLC或者报警器报警电路，从而实现设备停止或者发出安全报警。任务2安装与检测光栅▶知识储备

三、安全光栅的诊断方法

1.直观检查方法直观检查方法是维修最先用到的方法，要观察安全光栅电路板的元器件及线路是否有烧伤、裂缝等现象，电路板上是否有短路、断路，芯片是否有接触不良等现象，看安全光栅的线是否接通了。2.功能程序测试方法如果线路没问题，安全光栅有通电，但还是没法正常运行的话，检测下是不是安全光栅上面有太多灰尘，把光线遮住，如果灰尘太多的话，擦拭干净再进行测试。

注意：如果以上方法不能解决，请不要随意拆卸安全光栅，可联系厂家，进行售后处理。任务2安装与检测光栅▶任务实施

一、安装前的准备工作

（1）校对产品主体及附件等是否齐全。（2）安装时，设备电源应关闭，安装支架应安装到位。（3）安装由专业的技术人员进行，非工作人员远离危险区。二、安全距离的确定安全距离是指为了使人体或物体在到达设备危险区域前让危险部件停止，安全光幕必须和危险区域间隔的最低限度的距离。安全距离因各国的标准或设备的个别规格不同而不同，GREIN安全光幕安全距离参照标准EN999，并符合CE、TUV认证。任务2安装与检测光栅▶任务实施二、安全距离的确定安全距离计算公式：

S=2(T1+T2)+8(d-14)其中：

S=安全距离(mm)；

T1=机械响应时间(ms)；

T2=光幕响应时间(ms)(具体参见对应型号安全光幕操作说明书)；

d=光幕分辨率(mm)。任务2安装与检测光栅▶任务实施二、安全距离的确定示例：安全光幕分辨率d=30mm，保护高度500mm，T1=100ms，T2=16ms，用于垂直安装，则其对应计算安全距离公式为：

S=2(T1+T2)+8(d-14)即S=2×(100+16)+8×(30-14)=360mm注意：安全距离的确定由安全光幕的分辨率、光幕高度、光幕安装方式等多种因素决定，其安全距离的计算公式也因以上因素而异同，具体实施现场安装时，请参考对应型号的操作手册。任务2安装与检测光栅▶任务实施三、调试设备上电后，先调整发射器，再调整接收器，如有必要，需循环调整直至完全对准。对准后，用安全光幕对应分辨率的测试棒伸入其中，从上至下或从下至上一次遮挡光束，若正确响应，则光幕可进入危险区域保护的运行阶段。

四、维护（1）每次光幕上电前，必须确认光幕是否处于正常工作状态。（2）确认每次光幕响应正常，继电器输出等各接点接线良好。（3）定期擦拭安全光幕的发射器与接收器，注意勿用有机溶剂等擦拭。（4）若发现光幕出现工作异常状态，可根据对应操作手册故障分析信息进行简单的排障工作，若确定为内部故障，切勿擅自拆卸。任务2安装与检测光栅▶任务描述

锁螺丝机是实现工厂自动化的重要组成部件，锁螺丝机的准确、快速的调试将影响工厂自动化的整体运行效率与质量。本任务主要讲解锁螺丝机的组成结构、常见故障及解决方法。通过本任务的学习，学生应该掌握锁螺丝机的使用技巧。任务3调试锁螺丝机▶知识储备

一、锁螺丝机的组成结构

锁螺丝机的组成结构如图4-4所示，其中包括转盘、压板、传感器、电源、螺丝供应仓等。任务3调试锁螺丝机▶知识储备

二、锁螺丝机的常见故障及解决办法

锁螺丝机在工作过程中，会遇到一些故障，具体问题见表4-3。任务3调试锁螺丝机▶知识储备

二、锁螺丝机的常见故障及解决办法

锁螺丝机在工作过程中，会遇到一些故障，具体问题见表4-3。任务3调试锁螺丝机▶任务实施

锁螺丝机的使用方法

1.调整好适合的参数调节方法如下：（1）料道调节。①用内六角扳手拔开料道板上一颗螺丝，拉出导轨。②一端通过调整两个螺丝的位置来调整轨道宽窄，另一端通过加减小片来调整间隙，以此来对应不同大小的螺钉，调好后把螺钉锁紧。③根据螺钉大小调整刷子高低位置，一般情况下调整为前低后高。任务3调试锁螺丝机▶任务实施

锁螺丝机的使用方法

1.调整好适合的参数调节方法如下：（2）速度调整。①振动马达速度特性调整。②上料转轮延时调整：当螺钉较大或螺钉外形不利进入导轨槽时，将转轮延时调长，反之螺钉较小时调短。③导轨振动延时调整：同样，螺钉较大或外形不利进入导轨槽时，将振动延时调长，反之，螺钉较小时调短。任务3调试锁螺丝机▶任务实施

锁螺丝机的使用方法

1.调整好适合的参数为了使取螺钉更轻松，还需注意以下几点：①转盘必须与导轨对中，压板必须将螺钉帽压住。②建议旋转