張亞軍，李少希，馮雙霞，畢平安，王惠

淺談安川噴涂機器人系統(tǒng)典型故障排除方法

張亞軍，李少希，馮雙霞，畢平安，王惠

（奇瑞商用車河南有限公司，河南 開封 475000）

隨著工業(yè)機器人的迅速發(fā)展，工業(yè)制造越來越智能化，越來越多的機器人應用于各種行業(yè)，機器人代替工人勞作勢在必行。機器人設(shè)備維修人員需求量也變得越來越大。論文主要對安川機器人噴涂系統(tǒng)典型故障解決辦法進行簡單介紹。

安川機器人；故障排除方法；噴涂系統(tǒng)

1 機器人噴涂系統(tǒng)介紹

1.1 機器人工作分布

奇瑞商用車河南工廠涂裝車間機器人噴涂系統(tǒng)主要由機器人（機器人EPX2900、機器人控制柜NX100及示教編程器）、蘭氏霧化器、PLC、上位機等部件組成。機器人負責對車身進行仿形動作，蘭氏霧化器主要負責機器人高壓靜電噴涂，上位機監(jiān)控是由組態(tài)王對所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控， PLC系統(tǒng)則負責對前三種設(shè)備的數(shù)據(jù)交換及控制，本車間PLC系統(tǒng)CPU為三菱Q系列，型號為Q06H，各個分柜通過網(wǎng)絡(luò)總線CCLink總線連接。

車身外表面噴涂溶劑型色漆由4 臺高壓靜電自動噴涂防爆機器人完成。采用2站布置，負責汽車外板面漆(本色漆、金屬漆)噴涂。罩光漆噴涂系統(tǒng)1站（3臺機器人），負責汽車外板罩光漆噴涂。共由7臺防爆型機器人（YASKAWA EPX-2900，圖1所示）通過靜電旋杯（ITW RMA303附齒輪Pump流量控制）噴涂，機器人等待接收車身識別信號后，涂料依系統(tǒng)信號完成換色、充填準備。當工件觸發(fā)啟動行程開關(guān)后，機器人啟動，并依照預先教導的程序開始面涂噴涂作業(yè)。

1.2 控制程序

1.2.1 PLC控制

7臺機器人（面漆4臺，清漆3臺）共用一個主控柜，由三菱Q系列PLC控制，通過兩個區(qū)的CCLink網(wǎng)絡(luò)將整個機器人噴涂設(shè)備進行聯(lián)絡(luò)，控制噴涂機器人、噴涂工具、上位監(jiān)控機及其他外圍設(shè)備的聯(lián)絡(luò)。并能實習PLC程序及噴涂參數(shù)的上傳或下載。

1.2.2 車型及顏色識別

面漆工位入口有自動識別系統(tǒng)和二次防錯系統(tǒng)，自動識別系統(tǒng)通過掃描槍掃描車身VIN碼，將數(shù)據(jù)傳送PLC內(nèi)，程序提取所需車型及顏色數(shù)據(jù)，實現(xiàn)車型及顏色自動錄入，二次防錯系統(tǒng)是通過6組光電開關(guān)對車身外形尺寸進行二次確認，車身不一致，系統(tǒng)報警，操作人員通過手動輸入盤進行手動錄入，從而保證車身進入噴房錯噴率，降低機器人碰撞概率。

圖1

1.3 人機操作、監(jiān)控軟件

系統(tǒng)監(jiān)控軟件利用國產(chǎn)產(chǎn)品組態(tài)王實現(xiàn)人機界面（圖2所示），可以顯示以下畫面：主畫面、狀態(tài)畫面、信號連鎖畫面、單一噴具狀態(tài)畫面、PLC網(wǎng)路連鎖畫面、噴涂表、清洗表、生產(chǎn)狀態(tài)畫面、信號監(jiān)控曲線、故障報警、故障履歷表等等。

圖2

2 噴涂機器人典型故障處理方法介紹

設(shè)備故障快速處理的前提是要有良好的理論基礎(chǔ)及豐富的維修經(jīng)驗，要充分熟悉現(xiàn)場設(shè)備布局，了解各個設(shè)備部件的工作原理，同時還要講究故障的排查方法，對于噴涂機器人系統(tǒng)，通常都是模塊化設(shè)備，可以通過比較方法能夠有效提高故障判斷效率，也可以根據(jù)經(jīng)驗以及設(shè)備運行狀態(tài)直接判斷設(shè)備懷疑的故障點，這個也是維修人員常用的一種方法，但是此法要求維修人員對設(shè)備工作原理及零部件運行情況要有充分的了解?？傊?，發(fā)現(xiàn)故障、解決故障還需要良好的電工基礎(chǔ)及鉗工基礎(chǔ)。

2.1 機器人故障案例分析

案例一：清漆CL2機器人啟動故障

2.1.1 故障現(xiàn)象

清漆站操作人員在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)機器人不能啟動，故障報警為機器人在線未啟動。

2.1.2 故障排除方法

首先利用故障判斷方法，根據(jù)系統(tǒng)的故障原理及控制環(huán)節(jié)的動作程序進行判斷，找出可能引起的故障點（圖3所示），再利用電壓法、電阻法對線路及元器件進行測量，最后判斷出故障點，對故障進行排除。

圖3

首先對輸入信號進行排除，引起機器人不能啟動故障輸入信號有行程開關(guān)、光電開關(guān)、編碼器三部分，利用直接檢查法及檢測法，對PLC程序進行測試，直接確定行程開關(guān)及光電開關(guān)完好性，（如圖4、5所示）；編碼器通過比較法進行排除（圖6所示），因7臺機器人及PLC高速計數(shù)模塊所取的編碼信號，都是取之同一編碼器，所以通過觀察其他機器人計數(shù)判斷編碼器狀態(tài)，通過比較，編碼器并無問題。

圖4 利用PLC對行程開關(guān)進行檢測

圖5 行程開關(guān)檢查流程

其次是對輸出信號的檢查，利用經(jīng)驗判斷，可能影響的故障點主要集中在脈沖分配板及NIF基板上面，針對脈沖信號的檢查，先觀察機器人示教器脈沖信號，觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)示教器內(nèi)部脈沖數(shù)據(jù)異常，異常脈沖分配板可以用替換法將其他正常脈沖口與其更換，如圖4所示，觀察情況，檢查發(fā)現(xiàn)脈沖信號任然異常。最后故障點鎖定在機器人NIF基板上面，通過對程序?qū)C器人啟動點的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)脈沖信號異常以外，機器人無啟動信號輸出（如圖7所示），判斷為NIF基板損壞，更換后對機器人系統(tǒng)進行恢復，故障排除。

圖6 脈沖分配板檢查

2.1.3 故障總結(jié)

此次故障共處理4個小時，查找故障點用了2個小時，更換NIF基板用了2個小時，由于NIF基板內(nèi)部存儲所有車型噴涂程序及機器人內(nèi)部系統(tǒng)程序，更換之前必須先進行備份。由于前期有備份，并且是在機器人正常運行模式下進行備份的，故更換NIF基板時未再備份，新的基板更換后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)恢復失敗，對系統(tǒng)進行格式化后恢復機器人程序，故障解決。此次問題，進過咨詢，最好進入機器人維護模式下進行系統(tǒng)備份下才能保證備份系統(tǒng)順利恢復。針對NIF基板更換，制作了OPL單點教材，便于后期指導維修人員進行NIF基板的快速更換。

圖7 機器人NIF基板更換

案例二：機器人CCLink網(wǎng)絡(luò)故障

（1）生產(chǎn)過程中機器人報CCLink 2號網(wǎng)路故障，通過上位機監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)2號網(wǎng)絡(luò)上8號模塊故障指示燈亮，如圖8所示：

圖8 機器人上位機網(wǎng)絡(luò)布局顯示畫面

（2）故障處理方法

現(xiàn)根據(jù)經(jīng)驗判斷，2號網(wǎng)絡(luò)中8號模塊最先表現(xiàn)出故障點，初步判斷為線路或8號數(shù)字量輸出模塊故障，對輸出電源電壓進行測量為23.1VDC，測量電源無問題，對輸出模塊進行更換（如：圖9所示），發(fā)現(xiàn)故障解決，生產(chǎn)10分鐘后，網(wǎng)絡(luò)故障再次發(fā)生，通過上位機監(jiān)控發(fā)現(xiàn)2號網(wǎng)絡(luò)8、9、10三個模塊異常指示燈間歇性閃爍，根據(jù)第一次故障經(jīng)驗把查找故障重點放到了網(wǎng)絡(luò)總線上，對線槽內(nèi)網(wǎng)絡(luò)總線、槽內(nèi)網(wǎng)絡(luò)電纜和主控內(nèi)線路進行排查未發(fā)現(xiàn)異常。對網(wǎng)絡(luò)組態(tài)模塊進行了排查，發(fā)現(xiàn)2區(qū)網(wǎng)絡(luò)從組態(tài)模塊電纜是通過端子排分出3路到線槽模塊，端子排上都有短接片，逐步對短接片進行檢查，發(fā)現(xiàn)一處短接片松動，導致接觸不良（如圖10所示），導致網(wǎng)絡(luò)時通時斷，從而導致現(xiàn)場模塊間歇式報警，對此短接片進行緊固后，故障消除。

圖9

圖10

3 結(jié)論

以上是利用奇瑞商用車河南有限公司20JPH涂裝車間噴涂線，對安川機器人噴涂系統(tǒng)各個電氣元件實現(xiàn)的各個功能簡單介紹，并針對日常保養(yǎng)、維修中出現(xiàn)的典型故障進行分析總結(jié)，文章描述過程中不免有不足之處，敬請同行給予指正。

[1] 王建.維修電工(技師、高級技師)考前輔導[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

[2] 饒顯軍.工業(yè)機器人操作、編程及調(diào)試維護培訓教程[M].北京:機械工業(yè)出版社.

Discussed The typical troubleshooting method of Yanchuan spraying robot system

Zhang Yajun, Li Shaoxi, Feng Shuangxia, Bi Pingan, Wang Hui

( Chery Commercial Vehicle Henan Co., Ltd., Henan Kaifeng 475000 )

With the rapid development of industrial robots, industrial manufacturing is more and more intelligent, more and more robots applied in various industries, robots replace workers is impera-tive. Robot equipment maintenance personnel demand is also becoming greater. This paper mainly introduces the typical fault solutions of yaskawa robot spraying system.

Yaskawa robot; Trouble shooting method; Spraying system

B

1671-7988(2019)21-142-03

U466

B

1671-7988(2019)21-142-03

張亞軍，就職于奇瑞商用車河南有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.050

CLC NO.:U466