福尼斯TPS4000 系列数字焊机故障分析

邱令超

（山东山推工程机械结构件有限公司，山东济宁 272100）

0 引言

为提高产品质量、焊接稳定性及工作效率，满足大电流、大电压工作需要，每台IGM 焊接机器人配备两台福尼斯TPS4000系列全数字化MIG/MAG 焊接设备，主要用于挖掘机斗杆、动臂的焊接工作。福尼斯公司是欧洲著名的焊接设备制造商，自1945 年成立以来，一直引导着焊接设备的发展。

1 故障现象

焊接机器人及焊机正常开机后，焊机面板显示报警“Err 050”（图1）。在以下3 种情况下会出现该报警：①机器人寻位完成，准备焊接时出现报警；②焊机正常开机立即出现报警；③焊机正常开机面板显示无异常，一会就出现报警。

图1 焊机报警“Err 050”

2 原因分析

现场观察，发现“Err 050”报警的3 种情况：准备焊接时报警、焊机开机就报警、开机一段时间后报警。下面针对上述3 种情况进行分析。

2.1 通信线路

（1）准备焊接时出现报警是否机器人与焊机之间的通信存在问题，二者通过倍福总线耦合器进行连接通信，现场查看通信线、连接线无异常，倍福控制器显示正常，且开机时机器人示教器无报警（机器人开机时会自动检测外围及各连接件是否正常），暂时排除机器人与焊机间的通信故障。

（2）对于焊机开机及开机后一段时间出现报警的情况，因上述情况出现时焊接机器人均未进行焊接作业，未进行任何示教动作，且示教器也未给焊机任何指令，所以机器人与焊机间未进行任何通信方面的动作，该报警可以将机器人系统及通信方面的因素排除。

2.2 焊机送丝装置

在排除机器人等外围影响因素后，再确认焊机本身还是与焊机连接的送丝装置的问题，将焊机主机后部与送丝装置间的控制线插头拆下，断开二者之间的联系，焊机开机后扔出现报警“Err 050”，因此时送丝装置与焊机无任何联系，说明该报警与焊机送丝装置无关。

2.3 主、从焊机

为提高焊接电流，增加焊接稳定性，该焊接机器人配备两台焊机，这两台焊机协同工作，分主机及从机，所以任一台焊机有问题都会产生报警。首先判断是哪一台还是两台焊机有问题。

（1）主焊机（高的）及从焊机（矮的）并排放置，主机上有显示操作面板，从机上只有普通的3 个指示灯面板，无法有效判断出哪台焊机存在问题，为及时判断出哪台焊机有问题，将从焊机的面板更换为与主机相同的显示操作面板（图2）。

图2 从焊机更换控制面板

（2）将两台焊机的开关全部关闭，首先闭合主焊机开关，正常开机后面板显示“Err 050”报警，再闭合从焊机开关，正常开机后面板也显示“Err 050”报警，此时无法判断出具体哪台焊机有问题，需继续分析（图3）。

图3 主、从焊机均显示报警

（3）继续将两台焊机全部关闭测试，首先闭合从焊机开关，正常开机及一段时间后控制面板显示正常，无任何报警，再闭合主焊机开关，正常开机后面板仍旧显示“Err 050”报警，而此时，因主焊机报警，从焊机面板又开始显示“Err 050”报警，此时怀疑主焊机可能存在问题，为确认需继续进行下一步分析。

（4）因主从焊机协同工作，二者之间靠协同板及通信线进行连接，为了确认是否主焊机存在问题，将主从焊机间的通信线拆下，这样二者之间无任何联系，然后再分别闭合主从焊机开关，正常开机及一段时间后从机面板显示正常，主机面板依然显示“Err 050”报警，至此可以确定主焊机存在问题（图4）。

图4 主机报警、从机正常

3 焊机内部故障的排查

判断出主焊机存在问题后，还需要进一步找到焊机内部哪个部件存在问题。通过查阅说明书及相关资料及图纸，该报警原因可能为中间电路平衡故障，需要排查内部的UST 控制板、BPS电源板、NT60 线路板、NT24 线路板、中间电路电容等，根据各线路板功能及焊机工作原理一步步进行排查。

（1）从整体控制功能方面，更换测试控制板UST2B，开机后还是报警，排除UST 控制板的因素。

（2）依次拔掉NT60/X2 线路板及NT24/X1 线路插头，开机后仍报警，又排除NT60 及NT24 线路板的因素。

（3）因BPS 电源板更换测试比较麻烦，所以暂时先用万用表测试电源板上部红框内的4 个接线端子（4 个接线端子与中间电容连接）间的平衡电压（图5）。焊机开机后，测量左边两个端子间电压刚开始是500 V 左右然后慢慢下降，右边两个端子间电压刚开始是四五十伏左右然后慢慢往上升，此时焊机开始报警“Err 050”；关机时继续测量，左边两个端子间电压降得比较快，右边两个端子间电压降得比较慢，二者间的平衡电压差超过允许值35 V，所以怀疑中间电路电容可能存在问题。

图5 平衡电压测试

（4）拆后焊机后盖等，更换焊机后部的两个电容，然后进行开机测试（图6）。

图6 电容

（5）焊机开机后，分别测量两组接线端子间的平衡电压，测量结果为左右两个接线端子间的电压均为 270 V 左右，两者之间的差值较小，且焊机面板显示正常，无任何报警。

（6）执行机器人焊接程序，可以正常焊接。

通过一步步判断分析，最终判断主焊机内部的电容损坏导致焊机开机报警“Err 050”。

4 总结

该焊接机器人配备两台焊机（两台焊机协同工作），焊机与机器人间进行通过备份总线连接，所以设备报警后涉及的部位可能比较多，有时无法根据报警内容及时准确的判断出怀疑部位，因无法比较精准的确定怀疑部位，需要先厘清思路，凭借维修经验、技能、说明书或资料等，确定整体部分、主次、先后顺序等，梳理分析后制定好排查方案，然后依据排查方案再一步步确认。