德國庫卡工業機器人故障案例解析

文/李勇彪·江鈴控股有限公司沖壓廠

德國庫卡工業機器人故障案例解析

文/李勇彪·江鈴控股有限公司沖壓廠

江鈴控股沖壓廠目前擁有一套在線清洗設備裝置，由拆垛工業機器人、清洗機、對中臺、上料工業機器人等組成。其主要功能為實施垛料的承載、輸送、舉升以及板料的磁力分張、雙料檢測、在線清洗、板料對中、自動上料、準確定位、機器人與雙動油壓機電氣互鎖等，本文將圍繞工業機器人實際發生的故障案例進行相應解析。

料機器人原點丟失故障案例

取取料機器人工作時，出現A1、A2、A3三軸零點丟失，機器人將無法工作。

操作人員反饋機器人零點丟失前無任何異常狀況，原點丟失發生在切換產品后。鑒于零點丟失問題原因涉及伺服處理卡DSE、伺服驅動模塊RDC、通訊電纜線Drive Bus、數據線Data Cable等多種因素。按照診斷思路，依次檢查伺服處理卡、伺服驅動模塊、通訊電纜線、數據線，未發現任何異常，可判定A1、A2、A3三軸零點丟失屬于伺服數據處理出錯。恢復機器人正常工作需要對A1、A2、A3三軸零點重新校正。應用校正工具EMT（圖1），根據指示燈顏色的變化可實現各軸零點的校正。校正后機器人恢復正常工作。

在后續生產中，又再次出現中A1、A2、A3三軸零點同時丟失，再次檢查各相關硬件，發現A3軸伺服驅動模塊RDC異常，更換同型號伺服驅動模塊后，機器人無法工作，仍需對A1、A2、A3三軸零點重新校正；當缺少校正工具EMT時，利用百分表可實現各軸零點校正。鑒于在機器人各軸零點位置處有電子高度感應器，能夠實現靈敏探測功能，可通過自制百分表高度連接桿，旋轉相應軸，通過百分表刻度的最大變化可檢測到零點位置，零點校正后零點標定線與實際位置線重合（圖2），機器人運行程序正常，故障得到解決。

圖1 校正工具EMT

圖2 零點標定線與實際位置線重合

控制屏KCP黑屏故障案例

啟動工業機器人工作時，控制屏KCP出現黑屏，無法進行相應操作，據操作人員反饋，機器人在發生故障之前無任何異常。再次重新開機啟動，控制屏仍是黑屏狀態，無法進行相應操作。鑒于控制屏的電氣工作原理（圖3），其與電源模塊、主板、顯卡及KCP硬件本體均相關。按照診斷思路，先檢查各主要裝置硬件情況。若無任何異常，可初步確定控制屏KCP的電源輸入可能存在異常。檢查電源模塊，發現電源模塊的輸出電壓正常，問題點可能在電源模塊的輸出與控制屏KCP的電源輸入之間的線路。進一步仔細檢查，發現其連接線路正常可靠，則問題點可能與插線接口相關。再一步檢查發現電源模塊輸出插線插口有松動現象，經復位調整，發現不穩定，細致觀察發現插口端子有嚴重磨損情況。更換插口端子，復位插口接線，故障得以解決。

上料機器人無法自動放料案例

在全線自動清洗狀態，工業機器人運行程序語句時突然停止動作。

根據故障提示信息，檢查相關裝置無任何異常。為確定故障原因，通過PLC監控，進一步檢查發現無異常，則確認機器人與板料磁性分離皮帶輸送機輸入信號可能存在異常，機器人無法實現自動放料功能。檢查機器人各裝置無任何異常，初步確定板料磁性分離皮帶輸送機存在異常。通過PLC在線檢測功能，查找到皮帶輸送機輸入信號異常。進一步檢查發現皮帶輸送機未到行程，且行程開關指示燈未亮。檢查發現在皮帶輸送機行程處有雜物卡滯，剔除雜物，調整皮帶輸送機行程位置，但皮帶輸送機行程開關指示燈仍未亮，則確認行程開關或其線路可能存在異常。更換同型號行程開關后，仍出現異常，則確認行程開關線路存在異常。通過逐步檢查，發現控制柜線路至行程開關線路有間歇斷點現象，發現線路局部有一處電纜線異常，更換修復后行程開關指示燈正常，但機器人無法自動放料。通過調定機器人運行至home原點，重新啟動全線運行與運行程序，故障得以解決。

圖3 德國KUKA機器人電氣控制系統

取料機器人無法吸料案例

在連線生產過程中，取料機器人無法實現吸料功能，生產無法進行。

機器人無法吸料原因涉及吸盤、真空泵、壓縮空氣閥、吸盤管路等，依次檢查吸盤無異常，真空泵工作正常且真空壓力表顯示工作壓力正常。接著檢查吸盤空壓管路，仍未發現有打折、受壓情況，仔細分析后判定故障點可能與輸入、輸出點相關。進一步檢查電氣系統，確認垛料小車已到達限位開關位置，物料磁性夾緊器已到位，無其他異常情況；接著檢查雙料檢測系統，發現雙料檢測輸入不正常，信號時有時無，判定問題點在于雙料檢測系統。針對雙料檢測系統展開檢查發現各線路正常，再次檢查發現雙料檢測探測體與物料接觸存在異常。通過重新定位雙料檢測探測體，確保雙料檢測系統工作正常，機器人恢復正常工作狀態。

結束語

鑒于德國KUKA工業機器人屬于高維護成本的自動化先進設備，以上案例的解析屬于點滴體會，僅供參考；為盡可能減少故障的發生概率與維護效率，需在總結中沉淀故障庫與持續改進。