CN114114084A - 机器人编码器电缆故障诊断及应急装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人编码器电缆故障诊断及应急装置及方法，机器人编码器电缆故障诊断及应急装置在电缆发生故障时，连接在伺服放大器和机器人之间，其内部将多束线缆拆分为多束单束线缆，方便对单束电缆是否故障进行检测，在检测出故障单束电缆后，将应急单束电缆并联在故障单束电缆两端，即可替代故障单束电缆继续工作，作为临时设备能够及时解决电缆故障，不需对机器人六轴进行重新标定，保证当前工序继续进行，之后在停工状态下再更换控制电缆，避免了中途停工检修，影响产品生产进程和产品品质。

Description

机器人编码器电缆故障诊断及应急装置及方法

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人编码器电缆故障诊断及应急装置及方法。

背景技术

机器人本体编码器电缆六轴和信号线使用同一根多束电缆，当其中一个轴电缆损坏时，难以判断故障轴，并且更换整根电缆，重新连接六轴电缆和信号线，更换时间长无法及时投入工作。并且整根电缆更换后需要重新对六轴初始位置进行标定，有可能造成机器人位置偏移，影响成品质量。因此，需要提供一种能够判断故障轴，并且提供临时应急故障处理的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置及方法。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中电缆故障需要更换整根电缆，影响工作进程和成品质量的不足，提供一种能够判断故障轴，并且提供临时应急故障处理的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置及方法。

本申请的技术方案提供一种机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，包括壳体及设置在壳体上的进线插头、出线插头、电源单元、多束电缆、至少两个单束电缆接口和至少一根应急单束电缆；

所述进线插头用于连接伺服放大器的电缆输出接口，所述出线插头用于连接机器人的电缆输入接口，所述进线插头和所述出线插头通过所述多束电缆连接；

所述多束电缆拆分为至少两束单束电缆，至少一束所述单束电缆中连接有所述单束电缆接口；

所述电源单元为至少一束所述单束电缆供电；

所述应急单束电缆的一端连接在其中一个所述单束电缆接口，另一端用于连接所述机器人的单束电缆输入接口。

进一步地，所述单束电缆包括至少一束信号电缆和至少一束单轴电缆；

每束所述单轴电缆连接有一个所述单束电缆接口，所述电源单元为所述单轴电缆供电。

进一步地，每束所述单轴电缆至少包括第一电源线和第二电源线，所述电源单元设置有第一电源接口和第二电源接口；

所述第一电源线与所述第一电源接口连接，所述第二电源线与所述第二电源接口连接。

进一步地，所述单轴电缆有六束；

所述壳体上还设置有三个故障指示灯和三个故障检测按钮；

每个所述故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束所述单轴电缆的一根非电源线和另一束所述单轴电缆的一根非电源线之间，每两束所述单轴电缆与一个所述故障指示灯连接。

进一步地，所述单轴电缆有六束；

所述壳体上还设置有六个故障指示灯和六个故障检测按钮；

每个所述故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束所述单轴电缆的两根非电源线之间。

本申请的技术方案还提供一种如前所述的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置的电缆故障诊断及应急处理方法，包括

断开伺服放大器的电缆输出接口和机器人的电缆输入接口之间的连接电缆；

将进线插头与伺服放大器的电缆输出接口连接，将出线插头与机器人的电缆输入接口连接，之后打开电源单元；

检测出故障单束电缆；

将应急单束电缆的一端与故障单束电缆对应的所述单束电缆接口连接，另一端与机器人上和故障单束电缆对应的单束电缆输入接口连接。

进一步地，所述单束电缆包括六束单轴电缆，所述故障单束电缆包括至少一束所述单轴电缆；

所述壳体上还设置有三个故障指示灯和三个故障检测按钮，一个所述故障指示灯和一个所述故障检测按钮串联在两束所述单轴电缆之间；

所述检测出故障单束电缆，具体包括：

依次接通三个所述故障检测按钮；

若所述故障指示灯不亮，则将与该故障指示灯连接的两束所述单轴电缆作为故障单束电缆。

进一步地，所述单束电缆包括六束单轴电缆，所述故障单束电缆包括至少一束所述单轴电缆；

所述壳体上还设置有六个故障指示灯和六个故障检测按钮，每个所述故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束所述单轴电缆的两根非电源线之间；

所述检测出故障单束电缆，具体包括：

依次接通六个所述故障检测按钮；

若对应的所述故障指示灯不亮，则将与该故障指示灯连接的所述单轴电缆作为故障单束电缆。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本申请的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，在电缆发生故障时，连接在伺服放大器和机器人之间，其内部将多束线缆拆分为多束单束线缆，方便对单束电缆是否故障进行检测，在检测出故障单束电缆后，将应急单束电缆并联在故障单束电缆两端，即可替代故障单束电缆继续工作，作为临时设备能够及时解决电缆故障，保证当前工序继续进行。

附图说明

参见附图，本申请的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：

图1是伺服放大器和机器人之间的连接示意图；

图2是本申请一实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置在机器人中的连接示意图；

图3是本申请一实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置在机器人中的连接电路图；

图4是本申请一实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置的部分内部结构连接示意图；

图5是本申请一实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置的面板示意图；

图6是本申请一实施例中故障指示灯和故障检测按钮的连接电路图；

图7是本申请一实施例中电缆故障诊断及应急处理方法的流程图。

附图标记对照表：

伺服放大器01、电缆输出接口011；

机器人02、电缆输入接口021、单束电缆输入接口022、控制电缆023、6V直流电源024；

连接电缆03；

机器人编码器电缆故障诊断及应急装置100：

壳体1、进线插头2、出线插头3、电源单元4、第一电源接口41、第二电源接口42、多束电缆5、单束电缆51、单束电缆接口6、应急单束电缆7。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。

容易理解，根据本申请的技术方案，在不变更本申请实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本申请的技术方案的示例性说明，而不应当视为本申请的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述属于在本申请中的具体含义。

机器人编码器电缆故障诊断及应急装置：

本申请实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，如图3、4所示，包括壳体1及设置在壳体1上的进线插头2、出线插头3、电源单元4、多束电缆5、至少两个单束电缆接口6和至少一根应急单束电缆7；

进线插头2用于连接伺服放大器01的电缆输出接口011，出线插头3用于连接机器人02的电缆输入接口021，进线插头2和出线插头3通过多束电缆5连接；

多束电缆5拆分为至少两束单束电缆51，至少一束单束电缆51中连接有单束电缆接口6；

电源单元4为至少一束单束电缆51供电；

应急单束电缆7的一端连接在其中一个单束电缆接口6，另一端用于连接机器人02的单束电缆输入接口022。

如图1所示，目前机器人的伺服放大器01和机器人02之间通过连接电缆03连接，连接电缆03一端与伺服放大器01上的电缆输出接口011连接，另一端与机器人02上的电缆输入接口021连接。连接电缆03为多束电缆，其中包括多束单束电缆，每束单束电缆对应传递一个控制信号。

机器人02中包括控制器、机械臂和对机械臂的多轴动作进行控制的多个轴电机，伺服放大器01至少向机器人02输入一个单轴信号和一个总体信号，机器人02中每个轴电机各设置有一个单束电缆输入接口022用于接收单轴信号，总体信号则直接发送至机器人02的控制器。具体来说，机器人02内部设置有控制电缆023，控制电缆023的一端与电缆输入接口021连接，另一端拆分为多束单束电缆，其中传输单轴信号的单束电缆分别与一个单束电缆输入接口022连接，传输总体信号的单束电缆直接与控制器连接，将伺服放大器01输出的单轴信号和总体信号分别输入。

在实际使用中，若连接电缆03出现故障，则直接更换连接电缆03即可排除故障，若机器人02内的控制电缆023出现故障，则需要更换控制电缆023，需将控制电缆023和各个单束电缆输入接口022拆开，更换后需要对机器人02的各个轴的初始位置进行标定，更换及标定过程需要耗费较长的时间，并且在工作过程中重新标定各个轴的初始位置，可能会造成位置偏移，从而影响成品质量。

本申请实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，通过进线插头2和出线插头3连接在伺服放大器01和机器人02之间，连接在进线插头2和出线插头3之间的多束电缆5在壳体1中拆分为至少两束单束电缆51，相当于将机器人02中的控制电缆023拆分为多束单束电缆51，方便检测出故障单束电缆，也便于进行应急处理。

具体来说，单束电缆51包括至少一束用于传输控制信号的信号电缆和至少一束用于传输单轴信号的单轴电缆，如图3、4所示，本申请实施例中多束电缆5为42芯电缆，每六条电芯为一束单束电缆51，共有七束单轴电缆51，其中J1～J6为六条单轴电缆，用于分别传输六个轴的单轴信号，S为信号电缆，用于传输控制信号。

对于二轴或四轴的机器人，则根据需要设置与轴数相同的单轴电缆。

的每束单轴电缆分别连接有一个单束电缆接口6，如图3所示，当其中一束单轴电缆(图示为J1)出现故障时，将应急单束电缆7的一端连接在机器人编码器电缆故障诊断及应急装置中与故障单束电缆对应的单束电缆接口6上，另一端连接在机器人02中故障单束电缆对应的单束电缆输入接口022上。即将应急单束电缆7并联在故障单束电缆的两端，替代故障单束电缆进行信号传输。

并且设置电源单元4为单轴电缆J1～J6提供电源。具体来说，如图3所示，机器人02内设置有6V直流电源024为每个轴的单轴电缆供电，当其中一个单轴电缆(J1～J6中的一个)出现故障时，并联在故障单轴电缆两端的应急单束电缆7需要连接电源才能进行正常工作。因此，本实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置也设置有提供6V直流电的电源单元4为应急单束电缆7提供电源，并且电源单元4与机器人02内的6V直流电源024并联设置。

应急单束电缆7为一束六芯电缆，其长度为20-30m，能够满足机器人编码器电缆故障诊断及应急装置至机器人02中单束电缆输入接口022的连接长度。

根据机器人内的直流电源电压，将机器人编码器电缆故障诊断及应急装置中的电源单元4设置为相同电压的直流电源。进一步地，电源单元4可以设置一对电源输出接口、至少两个不同电压的电池和至少两个电压选择开关，每个电池通过一个电压选择开关与电源输出接口电连接，使用时根据机器人内的直流电源电压，接通对应的电压选择开关。

本申请实施例的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置连接在伺服放大器01和机器人02之间，将控制电缆023拆分为多束单束电缆，能够快速进行故障单束电缆检测和应急处理，避免在工作过程中更换控制电缆023并重新对各个轴进行标定，保证了当前工序的正常进行和成品品质。

进一步地，如图6所示，单轴电缆J1～J6至少包括第一电源线和第二电源线，电源单元4设置有第一电源接口41和第二电源接口42；

第一电源线与第一电源接口41连接，第二电源线与第二电源接口42连接。

具体来说，每束单轴电缆包括六条电芯，其中四条电芯用于传输单轴信号，两条电芯分别作为第一电源线和第二电源线，用于与电源单元4的正极(第一电源接口41)和负极(第二电源接口42)连接。

进一步地，如图5、6所示，壳体1上还设置有三个故障指示灯L1～L3和三个故障检测按钮S1～S3；

每个故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束单轴电缆的一根非电源线和另一束单轴电缆的一根非电源线之间，每两束单轴电缆与一个故障指示灯连接，三个故障指示灯L1～L3和三个故障检测按钮S1～S3部分伸出壳体1外，方便工作人员进行检测。

本实施例中，如图6所示，每束单轴电缆中有四条非电源线，按照图中自上而下的顺序依次命名为第一电芯、第二电芯、第三电芯和第四电芯。故障指示灯L1的一端与单轴电缆J1的第一电芯连接，另一端串联故障检测按钮S1后与单轴电缆J2的第二电芯连接；故障指示灯L2的一端与单轴电缆J3的第一电芯连接，另一端串联故障检测按钮S2后与单轴电缆J4的第二电芯连接；故障指示灯L3的一端与单轴电缆J5的第一电芯连接，另一端串联故障检测按钮S3后与单轴电缆J6的第二电芯连接。按下故障检测按钮S1时，若故障指示灯L1能够亮起，则单轴电缆J1和单轴电缆J2均无故障；若故障指示灯L1不亮，则认为单轴电缆J1和/或单轴电缆J2有故障；同理，也可通过按下故障检测按钮S2和S3判断单轴电缆J3～J6是否故障。

本申请实施例设置了三个故障指示灯和三个故障检测按钮，能够快速检测出单轴电缆是否发生故障。

可选地，还可设置六个故障指示灯和六个故障检测按钮分别对六束单轴电缆J1-J6进行检测。具体为，每个故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束单轴电缆的两根非电源线之间。例如，故障指示灯的一端与第一电芯连接，另一端通过一个故障检测按钮与第二电芯、或第三电芯、或第四电芯连接。则一对故障指示灯和故障检测按钮对一束单轴电缆进行检测，检测更为全面。

本申请实施例的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，能够快速检测出故障单束电缆，并提供电缆接口使应急单束电缆能够并联在故障单束电缆两端进行临时故障处理，若故障单束电缆为单轴电缆，则只需对对应的轴进行标定即可，能够避免位置偏移，保证当前工序中的产品质量。

电缆故障诊断及应急处理方法：

本申请实施例中的电缆故障诊断及应急处理方法，基于前述产品实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，如图7所示，包括

步骤S701：断开伺服放大器01的电缆输出接口011和机器人02的电缆输入接口021之间的连接电缆03；

步骤S702：将进线插头2与伺服放大器01的电缆输出接口011连接，将出线插头3与机器人02的电缆输入接口021连接，之后打开电源单元4；

步骤S703：检测出故障单束电缆；

步骤S704：将应急单束电缆7的一端与故障单束电缆对应的所述单束电缆接口51连接，另一端与机器人02上和故障单束电缆对应的单束电缆输入接口022连接。

具体来说，步骤S701和步骤S702将伺服放大器01和机器人02之间的连接电缆03断开，将机器人编码器电缆故障诊断及应急装置100接入伺服放大器01和机器人02之间，并打开电源单元4后执行步骤S703进行故障单束电缆的检测。

具体来说，在前述实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置中：

由于FANUC机器人设置有针对总体信号的故障报警机制，可以直接通过报警信号确定信号电缆故障，本实施例主要对单轴电缆故障进行检测。

依次接通三个故障检测按钮S1～S3；若至少一个故障指示灯不亮，则将与该故障指示灯连接的两束单轴电缆作为故障单束电缆。

作为一个例子，若按压故障检测按钮S1时，对应的故障指示灯L1不亮，则认为单轴电缆J1和J2为故障单束电缆。

之后执行步骤S704，将两条应急单束电缆7分别并联在单轴电缆J1和J2两端。

进一步地，在本申请实施例中，步骤S704中，可先在单轴电缆J1两端并联一条应急单束电缆7，若机器人能够正常工作，则认为单轴电缆J2无故障，不再并联第二条应急单束电缆；若机器人无法正常工作，则在单轴电缆J2两端并联第二条应急单束电缆7，之后若机器人能够正常工作，可尝试拆除单轴电缆J1两端的应急单束电缆7，若拆除后机器人能够正常工作，则认为单轴电缆J1无故障。

可选地，若壳体上设置有六个故障指示灯和六个故障检测按钮，每个故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束单轴电缆的两根非电源线之间；

则步骤S703检测出故障单束电缆，具体为：

依次接通六个所述故障检测按钮；

若对应的所述故障指示灯不亮，则将与该故障指示灯连接的所述单轴电缆作为故障单束电缆。

本申请实施例的电缆故障诊断及应急处理方法，通过前述产品实施例中的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，能够快速检测出故障单束电缆，并在故障单束电缆两端并联应急单束电缆进行应急处理，不需对机器人六轴进行重新标定，使机器人完成当前工序后，在停工状态下再更换控制电缆，避免了中途停工检修，影响产品生产进程和产品品质。

以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，将分别公开在不同的实施例中的技术方案适当组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，其特征在于，包括壳体及设置在壳体上的进线插头、出线插头、电源单元、多束电缆、至少两个单束电缆接口和至少一根应急单束电缆；

所述进线插头用于连接伺服放大器的电缆输出接口，所述出线插头用于连接机器人的电缆输入接口，所述进线插头和所述出线插头通过所述多束电缆连接；

所述多束电缆拆分为至少两束单束电缆，至少一束所述单束电缆中连接有所述单束电缆接口；

所述电源单元为至少一束所述单束电缆供电；

所述应急单束电缆的一端连接在其中一个所述单束电缆接口，另一端用于连接所述机器人的单束电缆输入接口。

2.根据权利要求1所述的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，其特征在于，所述单束电缆包括至少一束信号电缆和至少一束单轴电缆；

每束所述单轴电缆连接有一个所述单束电缆接口，所述电源单元为所述单轴电缆供电。

3.根据权利要求2所述的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，其特征在于，每束所述单轴电缆至少包括第一电源线和第二电源线，所述电源单元设置有第一电源接口和第二电源接口；

所述第一电源线与所述第一电源接口连接，所述第二电源线与所述第二电源接口连接。

4.根据权利要求2所述的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，其特征在于，所述单轴电缆有六束；

所述壳体上还设置有三个故障指示灯和三个故障检测按钮；

每个所述故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束所述单轴电缆的一根非电源线和另一束所述单轴电缆的一根非电源线之间，每两束所述单轴电缆与一个所述故障指示灯连接。

5.根据权利要求2所述的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置，其特征在于，所述单轴电缆有六束；

所述壳体上还设置有六个故障指示灯和六个故障检测按钮；

每个所述故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束所述单轴电缆的两根非电源线之间。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的机器人编码器电缆故障诊断及应急装置的电缆故障诊断及应急处理方法，其特征在于，包括

断开伺服放大器的电缆输出接口和机器人的电缆输入接口之间的连接电缆；

将进线插头与伺服放大器的电缆输出接口连接，将出线插头与机器人的电缆输入接口连接，之后打开电源单元；

检测出故障单束电缆；

将应急单束电缆的一端与故障单束电缆对应的所述单束电缆接口连接，另一端与机器人上和故障单束电缆对应的单束电缆输入接口连接。

7.根据权利要求6所述的电缆故障诊断及应急处理方法，其特征在于，所述单束电缆包括六束单轴电缆，所述故障单束电缆包括至少一束所述单轴电缆；

所述壳体上还设置有三个故障指示灯和三个故障检测按钮，一个所述故障指示灯和一个所述故障检测按钮串联在两束所述单轴电缆之间；

所述检测出故障单束电缆，具体包括：

依次接通三个所述故障检测按钮；

若所述故障指示灯不亮，则将与该故障指示灯连接的两束所述单轴电缆作为故障单束电缆。

8.根据权利要求6所述的电缆故障诊断及应急处理方法，其特征在于，所述单束电缆包括六束单轴电缆，所述故障单束电缆包括至少一束所述单轴电缆；

所述壳体上还设置有六个故障指示灯和六个故障检测按钮，每个所述故障指示灯和一个故障检测按钮串联在一束所述单轴电缆的两根非电源线之间；

所述检测出故障单束电缆，具体包括：

依次接通六个所述故障检测按钮；

若对应的所述故障指示灯不亮，则将与该故障指示灯连接的所述单轴电缆作为故障单束电缆。

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