FANUC P200E噴涂機器人的旋杯轉速故障分析

摘 要：介紹FANUC P200E噴涂機器人，常見的一種工藝報警，旋杯轉速故障，并有效處理此類故障方法 。

關鍵詞：渦輪機 麥克風 管路 轉速控制模塊 CPU

前言 本文從FANUC公司P200E噴涂機器人的旋杯轉速系統構造入手，結合多年維護經驗，就旋杯轉速報警的原因及處理方法進行簡單總結，以期與同行交流探討。本文在簡述整個處理過程中都需要進行危險源鎖定和釋放，該設備是高壓高轉速設備。如果不鎖定危險能源而進入作業，會對人身安全造成傷害及設備的損壞。

FANUC P200E噴涂機器人利用旋杯產生30～45krpm的轉速，在高壓靜電場的作用下。旋杯高速旋轉時，將油漆切割成細小的漆滴，漆滴在靜電場和壓縮空氣的作用下均勻的附著在車體表面，從而得到優異的噴涂效果。在分析之前首先我們要明確一些概念：渦輪機的旋轉速度讀數是通過使用麥克風獲得的，空氣供應先到達支撐杯頭的線夾連接件，帶有能夠隨著杯頭的每一次旋轉而讓空氣進入的半月形溝槽。壓力的變化產生聲音，或者叫做“頻率信號”，是通過注射器座傳輸到麥克風上的。麥克風然后將頻率信號轉變成電流振動，該電流變化然后再傳輸到速度控制模塊。旋杯轉速報警是指在噴涂過程中轉速達不到預先設定的范圍值。下文提到的11#管路是指噴漆管，31#/32#管空氣溶劑管路，26#管指麥克風空氣（入）、43#管指麥克風（出）、21#渦輪機驅動空氣管。AO指模擬量輸出、AI指擬模量輸入、DI指數字量輸入。

1.旋杯

旋杯若有變形，則旋杯在轉動時在同一根軸線上的向心力就不對稱，從而使旋杯轉動時產生不均勻的震動，導致旋杯反饋值不穩定而報轉速故障。如果是輕微的變形量還是可以用圓錘慢慢修復再次使用的。

2.連接件

連接件是旋杯和渦輪機連接在一起的配件，連接件背面有半月形溝槽，是產生脈動式風信號反饋給麥克風，多年的處理經驗連接件出現故障或需要更換的幾率幾乎為零，除非旋杯甩出損壞連接件的情況下才更換。

3.渦輪機

3.1檢查過旋杯沒有變形與磨損，在沒有斷開軸承空氣情況下用手輕輕轉動旋杯，看是否轉動自如，如果是有卡滯則需要更換渦輪機，應拆開霧化器末端的成型器杯取下渦輪機檢查，檢查渦輪機的定子與轉子的摩擦面是否又磨損或刮痕，定子的摩擦面是35 mm-35.45mm之間的銅質材料，35 mm-35.45mm之間的厚度是判斷渦輪機是否能繼續使用的標準，如小于35mm也是引起轉速故障的一種則需要更換。若在范圍內摩擦面有刮傷，則人們通常用600或更細的濕砂紙進行表面水磨。修復后的渦輪機可以繼續使用。

3.2空氣壓力不足，則提供渦輪機驅動的21#管空氣也不足，引起轉速故障的一種。首先要檢查供氣站壓力，是否在90psi左右，如果供氣壓力正常，則要判斷渦輪機驅動空氣傳感器是否能自動調節，如果不能自動調節則需要更換傳感器，通過手動調節或對換好的傳感器來判斷。如果傳感器正常則需要檢查傳感器出來到渦輪機這段管路是否有破裂或打折、管路QD接頭、“O”型圈是否有磨損漏氣的情況，這些因素都會引起轉速故障。

4.麥克風

4.1麥克風就是個黑色的小實體，要判斷是否有故障就表面看是看不出來的，只能逐個排查替換來判斷是否有故障，要結合轉速模塊看轉速是否穩定，如果轉速是跳躍式變化，那麥克風存在問題的可能性就很大，麥克風本身就是個封裝體要出現問題的幾率是很小的，一般是43#管麥克風（出）把雜質油漆和溶劑這些東西帶進麥克風里面，造成麥克風失效，從而導致轉速故障。

4.2 26#管麥克風空氣（入），出氣傳感器壓力是否在90psi左右，則要判斷傳感器是否能自動調節，如果不能自動調節則需要更換傳感器，通過手動調節或對換好的傳感器來判斷。如果傳感器正常則需要檢查傳感器出來到連接件這段管路是否有破裂打折、管路QD接頭、“O”型圈是否有磨損漏氣的情況，這些因素也會引起轉速故障。

5.轉速模塊

轉速模塊故障通常表現為轉速顯示不準確、得不到需要的轉速等。一般來說，我們需要利用FANUC PAINT WORK工具及轉速測試工具來判斷。在FANUC人機界面上輸入測試轉速，然后利用轉速測試工具檢查實際輸出轉速值，同時觀察人機界面上反饋的轉速值，實際測得的轉速值與輸入的轉速值相差在5%內、反饋的轉速值與輸入的轉速值相同則正常。

6.各種管路

11#油漆管路、31#/32#溶劑空氣管路如果有破裂打折，管路QD接頭“O”型圈磨損密封不好漏氣等情況，都會把油漆或溶劑帶入渦輪機或帶入麥克風管路，造成轉速故障，這些都需要拆卸霧化器來檢查并且清洗和更換。

7.麥克風接線

7.1接線電纜斷。

7.2電纜與端子和快速接頭不好。

7.3電纜損壞，或破損導致有交叉現象。

以上情況都會導致轉速報警，需仔細檢查電纜情況，用萬用表檢查通斷、斷線情況，檢查時最好能一邊晃動電纜，一邊觀察萬用表指示情況，有條件的話最好更換電纜來排查故障。

8.端子

端子損壞或接線不好都將導致接觸不良或電路不通。接線時需要注意，保證線頭與端子充分接觸。

9.端子到PCE柜的電纜

同上第7點麥克風接線的檢查方法。

10.PCE柜到轉速控制模塊電路

同上第7點麥克風接線的檢查方法。

11.轉速控制模塊到AO、AI和DI電路

同上第7點麥克風接線的檢查方法。

12.AO、AI和DI模塊

若模塊故障或模塊上的端子接線故障，可能導致產生誤信號，從而報轉速故障。可通過更換模塊排查問題。在更換模塊時，要先檢查模塊接線端子的接線，確保接線良好，排除接線端子問題。

13.AO、AI和DI模塊到機器人控制柜內的CPU

13.1上述模塊與機器人控制柜內的CPU通過光纖連接。檢查方法如下：擋住光纖一端接頭的一根光纖，然后用電筒照射另一根光纖，觀察另一端的光射出的情況。正常情況下，照射一根光纖，另一端只有對應的那根光纖能看到有光透出，若觀察到兩根都有光透出或都沒有光線透出，則光纖已壞，需要更換。

13.2判斷光纖完好后還需要判斷光纖接頭是否良好。光纖端子處有約2mm露出，若發現光纖端子處已被磨平，則光纖接頭狀況已不好，最好能更換光纖。

14.機器人控制柜內CPU故障

此故障發生的可能性非常小，如果發生故障可嘗試恢復IMAGE BACKUP，如果還不能解決問題，則需要更換CPU，并RESTORE之前備份的正常的IMAGE BACKUP。

結語 以上都是一些常見的旋杯轉速故障，但我們平時處理這個故障時都是逐個故障排除法，旋杯轉速故障常用的診斷方法：

（1）觀察檢查法。維修人員通過直觀的聽、看、摸等方式，在現場對機器人系統、各種線纜的連接狀態、各種硬件的完好性、電源、管路、各種軟件參數、PLC系統、驅動空氣部位所發生的故障進行檢查、判斷、找出問題。

（2）利用機器人系統的自診斷功能進行診斷。機器人一般都有自診斷功能，根據示教板反饋，和操作電腦反饋的故障信息確定故障的部位。

（3）進行數據和狀態的檢查。通過操作電腦監控系統給出的參數和反饋的參數可以檢查、判斷故障的范圍及具體位置。

（4）替換法。經過其他診斷方法將故障疑點集中在某個部位而又不能確定時，常用替換的方法，將備有件替換有疑點的部件，常用于轉速模塊、麥克風、渦輪機、霧化器的替換。

（5）敲擊法。當機器人轉速系統的線路快速接頭和接線有接觸不良時，用絕緣物輕輕敲打線路板、重新拔插快速端子接頭，或搖晃扭動線路以發現故障點所在。

參考文獻：

[1]楊杰忠.鄒火軍.維修電工技師高級技師.清華大學出版社.

[2]北美FANUC機器人公司.機器人噴涂系統參考手冊.

作者簡介：

梁曼榮 男 1984.05.12 廣西省桂平市 漢 本科學士 職稱：助理工程師研究方向：設備技術管理