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焊接機器人的整流電源單元的工作原理
1 引言 ?
近年來，隨著科技的發展，越來越多的各類機器人投入了使用。其中用于工業生產的工業機器人是 龐大的一個分支，它們具有效率高、加工質量穩定、環境適應性強等特點，在諸多工業領域扮演著越來越重要的角色。我國自80年代以來引進了大量的工業機器人，為促進我國的經濟發展發揮了重要作用。但隨著進口機器人使用量的增加，其維護問題就顯得尤為重要。現階段關于機器人維護方面還存在很多問題，如很多國外供應商售后服務不及時，備件價格昂貴且采購周期長，缺少必要的維修資料等等。在這種情況下，進行逆向工程繪制電路圖并分析其工作原理，就具有特別的意義，為以后更好地使用、維修、故障分析及改進提供了重要保證。 ?
本文以神龍汽車有限公司的焊接機器人為例，分析該機器人系統中的電源電路，供同行參考。
2 電源電路分析
2.1 電源單元組成
焊接機器人電源單元包括三組電源如圖1。
其中，第一組（u1，v1，w1）為三相226 v，經三相晶閘管整流橋整流為dc 328v（l+，l-）供給軸控單元主回路。整流橋的觸發由ein啟動。其控制電路具有過壓報警、處理及故障復位功能。
第二組（u2，v2，w2）為三相20 v，經三相整流橋整流后，一部分給機器人其它部分（krc，ver，intern，interface）提供dc 24 v電源，另一路經7815穩壓后給第一組（u1，v1，w1）控制電路供電。
第三組（u3，v3，w3）為三相25 v，經三相整流橋整流后給軸控單元提供抱閘電源ub；ub再經軸控單元中的開關電源變換為7路電源分別給軸控單元控制回路和逆變控制電路提供電源。
以上三組電源中，第二、三組較簡單，不加論述。在此僅對第一組作介紹。
2.2 第一組電源電路
第一組電源主回路由三個晶閘管模塊組成整流橋如圖2，其中vt?1和vd?1為一模塊，輸出端（l+，l-）接濾波電容c和放電電阻r。每相波頭信號x2（1，3，16）送控制回路，經處理得相應晶閘管的門極觸發信號x2（9，13，11）。
2.3 控制回路
第一組電源控制回路由三相觸發電路、啟動條件、過壓報警及保護等電路組成。
2.3.1 啟動條件
電源的啟動條件電路如圖3。當控制器發來ein（啟動）信號，光耦i1的1端呈低電位，經施密特非門驅動器ic1b的3，4腳反相為高電位，通過r13給c9充電，消除信號抖動，再經ic1c、ic1d兩次反相仍為高電位，分別為三相觸發電路和輸出正常電路提供開門信號sein。
2.3.2 三相觸發電路
以u相為例，晶閘管觸發電路如圖4。取自主回路的交流波頭信號(x2(1)-l+)，經光耦ic8隔離，使6腳輸出為低電位，經達林頓反相驅動ic5a反相為高電位。在ein已為ic6的6腳提供開門信號sein的情況下，使ic6b（4）輸出高電位，經ic5b反相為低電位，使脈沖高壓器tc3的原邊產生脈沖信號，副邊輸出觸發信號gu給vt1的門極，使該晶閘管觸發導通。當該相波頭信號消失時，其觸發信號也消失。當u1＜l+時，該相晶閘管被負壓關斷。這樣，各相晶閘管順序開通與關斷，完成三相半控整流。
2.3.3 過壓報警及保護電路
如圖5所示，當整流電路輸出電壓過高時，由r29、r27組成的分壓電路使ic2的同相輸入端電位升高，而ic2的反相輸入端為一恒定電位。它先由r19，r18，r16，rp1，r20組成分壓電路，經vd6穩壓（9 v）后，再經r16，rp1，r20分壓，由rp1調整設定保護電壓值。一旦3端電壓高于此設置電壓，ic2輸出為高電平，vt1導通，vt2，vt3導通，導致vt01導通，平波負載r+，r-接入整流輸出端，同時光耦i2的1腳呈低電位，經ic1a反相為高電位。它一路經ic4c反相驅動bal燈亮，指示已過壓并已投入平波負載；一路經ic1?1e、ic1f兩次反相，通過vd3給c11充電并自保，經i1a驅動故障燈baf亮，同時經ic4給ic3的3端輸入低電平，正常運行燈btb熄滅，并由端子x1（2）告知控制器故障信息。當過壓消失，vt01截止，斷開平波負載，bal燈熄滅，c11經r25放電后，ic1a輸出低電平，故障燈baf熄滅。此時若ein信號仍有，正常運行燈btb點亮，電路恢復正常工作。也可在故障消失后，通過按復位鍵通知控制器，使其恢復正常工作。
3 結束語
本文著重介紹了一種機器人的整流電源單元的工作原理，并給出了具體的電路圖。它對使用單位更好地使用和維修機器人具有重要意義，對其它相關單位也具有參考和借鑒價值。
(來源：電子工程世界）
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