福尼斯TPS4000 系列數字焊機故障分析

邱令超

（山東山推工程機械結構件有限公司，山東濟寧 272100）

0 引言

為提高產品質量、焊接穩定性及工作效率，滿足大電流、大電壓工作需要，每臺IGM 焊接機器人配備兩臺福尼斯TPS4000系列全數字化MIG/MAG 焊接設備，主要用于挖掘機斗桿、動臂的焊接工作。福尼斯公司是歐洲著名的焊接設備制造商，自1945 年成立以來，一直引導著焊接設備的發展。

1 故障現象

焊接機器人及焊機正常開機后，焊機面板顯示報警“Err 050”（圖1）。在以下3 種情況下會出現該報警：①機器人尋位完成，準備焊接時出現報警；②焊機正常開機立即出現報警；③焊機正常開機面板顯示無異常，一會就出現報警。

圖1 焊機報警“Err 050”

2 原因分析

現場觀察，發現“Err 050”報警的3 種情況：準備焊接時報警、焊機開機就報警、開機一段時間后報警。下面針對上述3 種情況進行分析。

2.1 通信線路

（1）準備焊接時出現報警是否機器人與焊機之間的通信存在問題，二者通過倍福總線耦合器進行連接通信，現場查看通信線、連接線無異常，倍福控制器顯示正常，且開機時機器人示教器無報警（機器人開機時會自動檢測外圍及各連接件是否正常），暫時排除機器人與焊機間的通信故障。

（2）對于焊機開機及開機后一段時間出現報警的情況，因上述情況出現時焊接機器人均未進行焊接作業，未進行任何示教動作，且示教器也未給焊機任何指令，所以機器人與焊機間未進行任何通信方面的動作，該報警可以將機器人系統及通信方面的因素排除。

2.2 焊機送絲裝置

在排除機器人等外圍影響因素后，再確認焊機本身還是與焊機連接的送絲裝置的問題，將焊機主機后部與送絲裝置間的控制線插頭拆下，斷開二者之間的聯系，焊機開機后扔出現報警“Err 050”，因此時送絲裝置與焊機無任何聯系，說明該報警與焊機送絲裝置無關。

2.3 主、從焊機

為提高焊接電流，增加焊接穩定性，該焊接機器人配備兩臺焊機，這兩臺焊機協同工作，分主機及從機，所以任一臺焊機有問題都會產生報警。首先判斷是哪一臺還是兩臺焊機有問題。

（1）主焊機（高的）及從焊機（矮的）并排放置，主機上有顯示操作面板，從機上只有普通的3 個指示燈面板，無法有效判斷出哪臺焊機存在問題，為及時判斷出哪臺焊機有問題，將從焊機的面板更換為與主機相同的顯示操作面板（圖2）。

圖2 從焊機更換控制面板

（2）將兩臺焊機的開關全部關閉，首先閉合主焊機開關，正常開機后面板顯示“Err 050”報警，再閉合從焊機開關，正常開機后面板也顯示“Err 050”報警，此時無法判斷出具體哪臺焊機有問題，需繼續分析（圖3）。

圖3 主、從焊機均顯示報警

（3）繼續將兩臺焊機全部關閉測試，首先閉合從焊機開關，正常開機及一段時間后控制面板顯示正常，無任何報警，再閉合主焊機開關，正常開機后面板仍舊顯示“Err 050”報警，而此時，因主焊機報警，從焊機面板又開始顯示“Err 050”報警，此時懷疑主焊機可能存在問題，為確認需繼續進行下一步分析。

（4）因主從焊機協同工作，二者之間靠協同板及通信線進行連接，為了確認是否主焊機存在問題，將主從焊機間的通信線拆下，這樣二者之間無任何聯系，然后再分別閉合主從焊機開關，正常開機及一段時間后從機面板顯示正常，主機面板依然顯示“Err 050”報警，至此可以確定主焊機存在問題（圖4）。

圖4 主機報警、從機正常

3 焊機內部故障的排查

判斷出主焊機存在問題后，還需要進一步找到焊機內部哪個部件存在問題。通過查閱說明書及相關資料及圖紙，該報警原因可能為中間電路平衡故障，需要排查內部的UST 控制板、BPS電源板、NT60 線路板、NT24 線路板、中間電路電容等，根據各線路板功能及焊機工作原理一步步進行排查。

（1）從整體控制功能方面，更換測試控制板UST2B，開機后還是報警，排除UST 控制板的因素。

（2）依次拔掉NT60/X2 線路板及NT24/X1 線路插頭，開機后仍報警，又排除NT60 及NT24 線路板的因素。

（3）因BPS 電源板更換測試比較麻煩，所以暫時先用萬用表測試電源板上部紅框內的4 個接線端子（4 個接線端子與中間電容連接）間的平衡電壓（圖5）。焊機開機后，測量左邊兩個端子間電壓剛開始是500 V 左右然后慢慢下降，右邊兩個端子間電壓剛開始是四五十伏左右然后慢慢往上升，此時焊機開始報警“Err 050”；關機時繼續測量，左邊兩個端子間電壓降得比較快，右邊兩個端子間電壓降得比較慢，二者間的平衡電壓差超過允許值35 V，所以懷疑中間電路電容可能存在問題。

圖5 平衡電壓測試

（4）拆后焊機后蓋等，更換焊機后部的兩個電容，然后進行開機測試（圖6）。

圖6 電容

（5）焊機開機后，分別測量兩組接線端子間的平衡電壓，測量結果為左右兩個接線端子間的電壓均為 270 V 左右，兩者之間的差值較小，且焊機面板顯示正常，無任何報警。

（6）執行機器人焊接程序，可以正常焊接。

通過一步步判斷分析，最終判斷主焊機內部的電容損壞導致焊機開機報警“Err 050”。

4 總結

該焊接機器人配備兩臺焊機（兩臺焊機協同工作），焊機與機器人間進行通過備份總線連接，所以設備報警后涉及的部位可能比較多，有時無法根據報警內容及時準確的判斷出懷疑部位，因無法比較精準的確定懷疑部位，需要先厘清思路，憑借維修經驗、技能、說明書或資料等，確定整體部分、主次、先后順序等，梳理分析后制定好排查方案，然后依據排查方案再一步步確認。