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ＡＢＢ焊接机器人硬件系统原理及故障分析
张冬梅’王伟２
（１、黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆１６３３１９ ２、黑龙江农垦通信有限公司，黑龙江哈尔滨１５００３０）
摘要：介绍了ＡＢＢ机器人ｓ４Ｃｐｌｕｓ硬件系统，分析该机器人在工作时的典型故障及产生原因，并提出排除故障的方法。排除硬件 故障后再检查系统软件，全方面排除机器人故障，这样就会大大缩短故障排除的时间，为生产线的正常生产提供保障。
关键词：焊接机器人；故障；控制系统
１ ＡＢＢ Ｓ４ＣＤｌｕｓ机器人硬件系统
ＡＢＢ机器＾硬件系统是由两部分组成，即机器人本体和控制柜。
１．１机器＾本体。机器人本体是由六个转轴组成的机构，每个转轴 都带有—个西门子生产的交流伺服电机。同时电机自带的编码器反馈 信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转动的角 度，机器人运动精度达到±０．０５ｍｍ～±Ｏ．２ｍｍ。编码器与串几测量板
（ＳＭＢ）连接，每个交流伺服电机都有单独的供电和编码器测鼍线路。串 口测鼍板主要起接收六个轴编码器位置参数的作用，并通过串口测量 板与控制柜计算机系统通信。调整机器人运行。１２控制柜组成。机器人 控制柜由机器人直流供电系统，输入输出系统，安全系统，计算机控制 系统，伺服驱动系统等，散热冷却系统组成。１．２．１机器人直流供电系统。
机器人直流供电单元一ＤｓＯＣ５０６将输入２２０ｖ交流电转换为输出 ２４Ｖ，１５Ｖ直流电，为机器人驱动系统、Ｉ／０板单元、安全板、串口测量板 等设备供电；计算机直流供电单元ＤｓＱｃ５０５将２４Ｖ直流电转换为相 应５Ｖ、３－３Ｖ、１２Ｖ直流电，为机器人内部计算机系统提供电源。主计算机 通过系统监控总线ＳＭＢｕｓ监控所有直流输出；电池组单元一ＤｓＱＣ５０８ 由控制卡，电池组，测试电阻－一部分组成。控制卡是电池微处理管理板。
电池组是由带温度传感器的可充电镍铬电池组成输入２４Ｖ直流。输出
２１－６Ｖ直流，当机器人关机输入交流电压小于１８０ｖ时，并超过２０ｍｓ，电 池组开始放电。为机器人系统备份提供电力。机器人通过温度检测控制 充电状态，并每周一次通过测试电阻放电自检电池状态。主计算机通过 系统监控总线监控电池组电力、充电状态、电池功能与电池状态。１２．２ 计算机控制系统。机器人计算机系统如图ｌ所示，由主计算机板 ＤｓＱｃ５００、轴计算机板ＤｓＱｃ５０３、Ｉ，ｏ计算机板ＤｓＱｃ５２２、底板 ＤｓＱｃ５０ｌ、快速硬盘ＤｓＱｃ５１８、计算机直流供电单元ＤｓＱｃ５０５、电池组单元ＤｓＱｃ５０８、冷却风扇等组成。主计莹溯．，轴计算机，Ｉ，０计算机通
过Ｊ藤板连接．快速硬盘安装在主计算机板上。计算机系统支持ｌ一２块 矾）计算机板和ｌ一３块轴计算机板。每块轴计算机板最多控制７个轴，
调整各轴的速率和转矩，轴计算机从主计算机接收位置数据，从串ｒｊ测 量板接收当前位置信号，计算机使用这些数据计算调整后输出位置信 号至驱动系统。当计算机系统工作时通过外部基础连接板ＤｓＱＣ５０４与 驱动系统通信，输出运动指令，驱动驱动器运行，并接收串口测量板反 馈信号，计算机器人运动位置，并发出下一指令。１２３伺服驱动系统。伺 服驱动系统由计算机系统控制，对位置、速度和电机电流进行数字化调 整，对电机的交流控制进行同步。机器人通过计算机系统发出运动指 令，控制驱动器使机器人运动，并从串口测苣板连续地接收机器人新的 位置数据，输入位置调整器中，与先前的位置数据进行比较和放大，输 出新的位置和速度控制参数。同时系统会根据重力、运动时的转动惯量 和轴之间的相瓦作用，不断地计算和优化调整参数。驱动单元由驱动供 电单元（Ｄｃ ｕＮＫ）和三个驱动器组成。每个驱动器控制２个轴的交流 伺服电机，ｌ、６轴，２、４轴，３、５轴各共用—个驱动器。１２４安全系统。机 器人安全系统是基于安全控制的双电子安全链，每一条电子安伞链都 是由若干个开关串联组成的运行链，机器人只有在所有开笑都闭合的 情况下，才能使机器人设置ＭＯＴｏＲ ０Ｎ模式，机器人只有在ＭＯＴＯＲ ０Ｎ状态下才能给伺服电机上电。如果安全链～旦断开，机器人就转换 成ＭＯＴＯＲ ０ＦＦ模式，机器人伺服电机掉电，只有复位停止信号机器人 才能再次Ｉ：电。安全面板ＤｓＱＣ５０９的主要功能是监控双电子安全链，
各开关状态都显示在安全面板ＤｓＱＣ５０９的ＬＥＤ指示灯和示教器的显 示器上，观察这些状态就可以判断出停止信号的来源。控制面板还监控 伺服电机过热保护Ｆｒｒｃ温控电阻和变压器过热保护。驱动器单元的冷 却风扇和计算机系统的冷却风扇，只要这些装置有信号输入，电子安全 链立即断开。机器人停止运行。１２５输入输出系统。输入输出系统由Ｉ，０
板单元组成，机器人 系统最多支持４块 Ｉ，ｏ板单元，每块Ｉ，ｏ 板有１６个输入点和
１６个输出点。加单
元板使用数字和模 拟输入输出信号与 外部其它设备通讯。
Ｉ／０板单元通过ＣＡＮ Ｂｕｓ总线和计算机系 统连接，通过一对一 导线与外部设备
ＰＬｃ通讯。焊接机器
人输入输出系统通过外部眦与焊接
设备通讯，机器入的 图１计算机控制系统
移动焊接亡作过程：机器人移动到焊接工作点位置，控制系统由输入输 出系统通过外部ＰＬＣ向焊接控制箱发出启动焊接信号，焊接控制箱发 出信号焊枪闭合焊接开始，焊接结束控制箱发出焊接完了信号。打开焊 枪，机器人接收焊接完了信号和焊枪打开到位信号后发出移动信号，机 器＾移动到下—焊接工作点位置。
２机器人常见故障分析
０３报警是焊接机器人焊接变压器过热报警，在焊接变压器Ｅ有一 个温度过热保护，保护信号通过ｌ，０系统号饥器人通讯，受安全面板监 控，当这个过热保护损坏或连接导线断路均可以造成此故障；０４报警是 焊接机器人焊接异常报警。机器人发出焊接启动信号给焊接控制箱，焊 接控制箱发出焊枪闭合和焊接开始信号，焊接完成后返回焊接完了信 号给机器人，当机器人接收不到焊接完了信号时０４报警。造成这一故 障的原因可能有：焊枪没有闭合。没有完成焊接过程；电极头短，没有完 成焊接过程，焊接部件表面有异物影响焊接过程，焊接电缆断，没有完 成焊接，机器人没有接收到焊接完了信号；０５报警是由于机器人在焊接 移动过程中遇到外界阻力，机器人系统有过载监控保护，当达到监控级 别的阻力时系统报警；Ｏｌ、０２报警是机器人监控安全链上的示教器急 停，面板急停，安全门急停开关断开，双安全链断开，机器人ＭＯＴＯＲ ＯＦＦ掉电报警。ＧＵＮ ＴＩＭＥ一０ＵＴ是机器人焊接结束后，焊枪打开到位 开关检测后，机器人才能够继续移动，否则机器人就会认为焊枪没有打 开而报警。不再继续移动Ｔ作。检测开关—般都是焊枪小张口开关。原 因可能有：检测开关损坏，开关线路断路。但有的时候机器人也可以取
消检测功能，在焊枪焊接完了后，焊枪打珊ｇ同时机器人就可以移动，
这时可以靠修改焊枪打开时间参数来控制焊接和移动过程。
３机器人典型故障分析
６３７０Ｂｓ０７ｌ机器人断电后重启，机器人没有原位信号，主线检测不 到原位信号无法给机器人启动信号，机器人不运行。机器人没有任何报 警，经检查硬件没有问题。检查机器人程序，发现机器人原位程序没有 在预置程序中调用，单独运行原位程序，机器人有原位信号，可以正常 工作。解决方法为备份机器人程序，将系统参数的ｕｓＥＲ文件中的 ＨＯＭＥｓｌＧ子程序加载在机器人预置程序中，在对机器人做ＲＥ—
Ｓ１’０ＲＥ，重新加载修改过的程序，让机器人在启动时自动调用原位程 序。机器人ＭＯＴＯＲ（）Ｎ信号掉电，机器人无法Ｍ０１＇０Ｒ ０Ｎ。报警
３９２３４ ＳＥＲＩＡＬＵＮＫ故障。ｓＥＲＩＡＬ ｕＮＫ是指ｓＭＢ板一Ａ８２板
一ＡｘＩｓ ｃＰｕ—Ａ８２板一ＤＲＩＶＥ ｕＮＩＴ。检查安全链线路没有发现故障 点，清理系统灰尘也无效，最后更换Ａ８２板。故障排除。（下转１５６页）
万方数据
．１５６．
科教文化
浅谈教师形象与人生教育
黄建安
（宜春学院高安校区，江西高安３３０８（）０）
摘要：社会要发展，人类要进步，都得靠教育。教育要发展，教师是关键，“十年树木，百年树人”这是事业对教师的要求，是时代赋予
的历史重任，教师肩负着既教书又育人的重任，树立“为人师表”的光辉形象是非常必要的。关键词：教师形象：基础；人生教育
教育对提高人们思想道德素质和科学文化素质，发展科学技术、培 养人才具有基础性作用。教师不仅具有“淡泊明志，宁静致远”的博大胸 怀，更有“学高为师，身正为范”的良好形象。教师的形象，在学生面前是 真实而又透明的。在德育工作中，我们常常实行“导之以行”的做法，教 师的良好形象对学生健全人格的形成，在促进学生德智体美全面和谐 发展的“基础性人生教育”过程巾起着无声的导向作用。教师形象的自 我建立应该成为学校德育下程的蘑要组成部分。
１教师形象在“基础人生教育”中的意义
现在提及的基础教育，通常可以分为“基础知识教育”和“基础人生 教育”两大内容板块。基础教育之所以“基础”，就在于受教育的对象是 即将迈向社会的青少年，在向他们输送“基础知识”的同时，还要对他们 进行人生“核心价值体系”的教育，为其未来的健康成长打下良好的基 础。
广义的基础教育阶段，可以包括人们从小学、中学乃至到大学的全 部学习过程，大概也就是人｛门常说的“人之初，性本善”，这一时期的心 理特点是积极面与消极面互存，自我意识中表现出显著的矛盾，也很容 易出现“极大可塑性”。．
教师传道授业解惑。在学生面前，教师展示着具体牛动的人生“模 范”和“榜样”，教师的知识思想、言行举止等构成一种特定的教师形象，
时时刻刻影响着学生。正因为老师的特殊地位，对学生始终发挥着一种 极具价值无可替代的引领示范作用，这种作用可以分解为感染、激励、
启迪等三个方面。
第一，感染作用。教师形象的感染作用主要通过言传身教和身教来 实现的。学生在青年之前尤其是在少儿时代，—般都比较乐意接受教师 言行的影响，有模仿教师行为的倾向。在学生的心目中，教师是有教养 的人。卢梭曾说，教师“在敢于担当培养—个人，自己就必须是—个值得 推崇的模范。”
第二，激励作用。教师的莺要作用就是把知识和技能传授给学生。
处于基础阶段的学生，通常会将教师是为知识的宝库、鲜活的教科书。
教师应策动学生不断开拓进取，勇于探求真理，立志“长大后就成了 你”。这个意义看教师更是学生学习、成长的激励者和鞭策者。
第三，启迪作用。学生由于抽象思维的发展。能在一定程度上摆脱 具体现实进行思考，容易靠想象来构造美妙的幺Ｊ境，以幻想代替现实求
得辛｝偿的满足。而这种幻想与现实的町能性又存在一定的距离。理想与
现实矛盾，心里就处于茫然状态。教师这时能以自己实际的工作行为开 启学生的心扉，帮助他们蓖新思考，科学分析问题。２“基础人生教育”对教师形象的基本要求
教师肩负着同家兴旺和社会进步的重任。从“基础人生教育”来看，
教师不应是文雅儒弱的教书先生，而应定位于各种素质有机交融生辉 的智慧结晶。
教师是科学文化的传播者，也是文化知识的创造者，教师只有熟练 地带领学生遨游在知识的海洋中，才能展示出“捧着一颗心来，不带半 根草去”的崇高人格魅力。当然，教师的真率仪表及其美好心灵，能给学
生以审美意识的培养，对学生会有潜移默化的作用。
高尚的道德胯躁、优雅的审美情趣、端庄的外在仪表。渊博的文化
知识、熟练的技能技巧。生动的语言表达等等，应是现代“基础人生教 育”对教师正确形象的基本要求。故为人师者应当为人师表，确非易事。“师者教人以不及，故谓师为师贤也”，如果“不胜师资之隋”，则难为人
师。３加强基础人生教育。积极塑造教师形象
强国必须先强教，强教关键在教师。教师良好形象的确立是建立在 深厚的师德修养之上的，在新时期政治、经济、思想、文化背景下，加强 师德修养要注重：思想观念上的坚定性，道德修养上的选择性，文化知
识ｆ：的包容性，专Ⅱｐ能力上的创造性。我们应该从各个方面积极塑造教
师形象，为更好的开展和实施“基础人生教育”打下基础。首先，教师必须提高自己的教学水平，这是是教师形象的根基所 在。这要从以下几方面人手：
—是规范教学行为。教师的教学行为带有很强的情景性和个别性，
不同的教师在不同的场合可能有截然不同的教学行为，教学行为成为 教师教学成败、对学生感染力大小、教学效果的好坏、教师在学生中的 信任度的父键闪素。所以要优化教师的教学行为。
二是创造新的教学模式。教师要在有限的教学时间内通过优化教 学目标、教学内容、教学方法、教学媒体，不断探索课堂教学模式，这有 利于激发学生的学习兴趣；有利于基本知识，基本技能的落实；有利于 学生能力因素和非智力闪素的开发；有利于学生创新能力的培养。
ｉ是创造良好学习和科研氛围。学校要造成良好的科研氛同，形成 向科研要质量的格局，积极鼓励教师根据自己的教学特点，开展专题研 究，这样教师能不断拓展学识．从而形成精湛教艺，成为深受学生欢迎 的教学能手。
其次，全社会共同甥造教师的形象。教师形象的塑造离不开社会条 件这个前提，全社会应该弘扬尊师重教的良好风尚。教师的神圣Ｔ作理 应受到全社会的广泛尊重。目前来｝井，教师的地位问题必须从根本上解 决，应积极改善他们的工作和生活条件，让教师们找回体面和尊严。
再次，努力改变封闭的教育体制。目前，教育体制比较封闭，这对教 育事业的发展不利，应该创新机制，建立富有活力的教育制度，实行激 励、竞争、引进、聘请制等，发挥教师的积极性和主动性，教师形象才会 永葆青春活力。
总之，教师形象对学生的全面发展具有不可忽视的影响作用，基础 人生教育离不开教师形象的介入引导。全社会应该营造尊师重教的氛 围；对于教师自身来讲，应时时刻刻象罗丹的“思想者”那样，勤于思考、
勇于践行、严谨督学、淡泊名利，精心塑造好自我的教师形象，为新时期 的基础人生教育做好准备。
参考文献
【１】邓久佥中华现代教育【Ｊ】，２００９．
【２１李秀珠浅谈教师形象树立的必要世毋】，２００５．
（上接７页） ６３７０Ｂｓ０６２机器人报警等待Ｃ型焊枪大张口信号或 小张口时去工作刮弯电极杆。首先检查张口开关和气阀及线路，没有发 现故障。检查输入输出系统ＢＡｓＥｌ０板，更换后故障也没有排除。经观 察每次报故障都是在ｘ型焊枪工作后，这时修改ｘ型枪工作后调用程 序，故障依然存在。而且ｃ型枪动作都是由系统发出的．说明外部信号 没有阳ｌ题。最后枪查机器人程序，发现机器人背景程序中每次焊枪工作 后都检测张口信号，修改程序后故障排除。
结束语
在生产线工作过程中。机器人会由于各种各样的原因产生故障，通
过故障代码和硬件的状态指示灯来判断机器人是否是属于硬件故障，
对今后的使用、维护和排故都有非常重要的帮助。保证生产线的正常运 行。
参考文献
【１】陈善本，林涛．智能化焊接机器人技术［Ｍｌ北京：机械工业出版社．２００６
（１Ｉｌ ２“１４５．
【２１林尚扬，陈善本，李成桐编著．焊接机器人及其应用【ｌⅥｌ北京：机械工业
