淺談安川噴涂機器人系統典型故障排除方法

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）

隨著工業機器人的迅速發展，工業制造越來越智能化，越來越多的機器人應用于各種行業，機器人代替工人勞作勢在必行。機器人設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

1 機器人噴涂系統介紹

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，上位機監控是由組態王對所有系統數據進行實時監控， PLC系統則負責對前三種設備的數據交換及控制，本車間PLC系統CPU為三菱Q系列，型號為Q06H，各個分柜通過網絡總線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，涂料依系統信號完成換色、充填準備。當工件觸發啟動行程開關后，機器人啟動，并依照預先教導的程序開始面涂噴涂作業。

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，通過兩個區的CCLink網絡將整個機器人噴涂設備進行聯絡，控制噴涂機器人、噴涂工具、上位監控機及其他外圍設備的聯絡。并能實習PLC程序及噴涂參數的上傳或下載。

1.2.2 車型及顏色識別

面漆工位入口有自動識別系統和二次防錯系統，自動識別系統通過掃描槍掃描車身VIN碼，將數據傳送PLC內，程序提取所需車型及顏色數據，實現車型及顏色自動錄入，二次防錯系統是通過6組光電開關對車身外形尺寸進行二次確認，車身不一致，系統報警，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、監控軟件

系統監控軟件利用國產產品組態王實現人機界面（圖2所示），可以顯示以下畫面：主畫面、狀態畫面、信號連鎖畫面、單一噴具狀態畫面、PLC網路連鎖畫面、噴涂表、清洗表、生產狀態畫面、信號監控曲線、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

設備故障快速處理的前提是要有良好的理論基礎及豐富的維修經驗，要充分熟悉現場設備布局，了解各個設備部件的工作原理，同時還要講究故障的排查方法，對于噴涂機器人系統，通常都是模塊化設備，可以通過比較方法能夠有效提高故障判斷效率，也可以根據經驗以及設備運行狀態直接判斷設備懷疑的故障點，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備工作原理及零部件運行情況要有充分的了解。總之，發現故障、解決故障還需要良好的電工基礎及鉗工基礎。

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 故障現象

清漆站操作人員在生產過程中，發現機器人不能啟動，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，根據系統的故障原理及控制環節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、光電開關、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，直接確定行程開關及光電開關完好性，（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判斷編碼器狀態，通過比較，編碼器并無問題。

圖4 利用PLC對行程開關進行檢測

圖5 行程開關檢查流程

其次是對輸出信號的檢查，利用經驗判斷，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，觀察結果發現示教器內部脈沖數據異常，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，檢查發現脈沖信號任然異常。最后故障點鎖定在機器人NIF基板上面，通過對程序對機器人啟動點的監控，發現脈沖信號異常以外，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進行恢復，故障排除。

圖6 脈沖分配板檢查

2.1.3 故障總結

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基板內部存儲所有車型噴涂程序及機器人內部系統程序，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，新的基板更換后發現系統恢復失敗，對系統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備份下才能保證備份系統順利恢復。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網絡故障

（1）生產過程中機器人報CCLink 2號網路故障，通過上位機監控，發現2號網絡上8號模塊故障指示燈亮，如圖8所示：

圖8 機器人上位機網絡布局顯示畫面

（2）故障處理方法

現根據經驗判斷，2號網絡中8號模塊最先表現出故障點，初步判斷為線路或8號數字量輸出模塊故障，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），發現故障解決，生產10分鐘后，網絡故障再次發生，通過上位機監控發現2號網絡8、9、10三個模塊異常指示燈間歇性閃爍，根據第一次故障經驗把查找故障重點放到了網絡總線上，對線槽內網絡總線、槽內網絡電纜和主控內線路進行排查未發現異常。對網絡組態模塊進行了排查，發現2區網絡從組態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，發現一處短接片松動，導致接觸不良（如圖10所示），導致網絡時通時斷，從而導致現場模塊間歇式報警，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各個電氣元件實現的各個功能簡單介紹，并針對日常保養、維修中出現的典型故障進行分析總結，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:機械工業出版社,2008.

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

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

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1671-7988(2019)21-142-03

U466

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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