淺談DURR機(jī)器人旋杯轉(zhuǎn)速反饋異常問題的解決

0 引言     

      汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，極大的提高了汽車生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)空間，同樣汽車涂裝領(lǐng)域也伴隨著產(chǎn)能的提高向著高科技、高效率、高品質(zhì)的方向快速發(fā)展。其中DURR機(jī)器人在涂裝領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛且技能成熟。涂裝領(lǐng)域自動(dòng)化應(yīng)用有噴涂機(jī)器人、涂膠機(jī)器人、火焰機(jī)器人，DURR機(jī)器人均有涉獵并且在行業(yè)中享有較高的榮譽(yù)。

      任何設(shè)備在正式使用前都將經(jīng)過一個(gè)調(diào)試設(shè)備時(shí)的問題爆發(fā)期，DURR機(jī)器人也一樣，在調(diào)試過程中出現(xiàn)PLC通訊信號(hào)中斷、計(jì)量泵出入口壓力誤報(bào)警、旋杯轉(zhuǎn)速反饋值異常、機(jī)器人與輸送鏈間信號(hào)傳遞異常導(dǎo)致的撞車、車型信息疊加現(xiàn)象導(dǎo)致的撞車、機(jī)器人CTEI通訊模塊故障等等，本文主要針對(duì)旋杯轉(zhuǎn)速反饋值異常問題引出的現(xiàn)象及與旋杯轉(zhuǎn)速相關(guān)部件作用及功能的說明，從而探討出兩個(gè)方向不同的表象及解決措施。

1 問題發(fā)生背景及現(xiàn)象

某公司應(yīng)用高自動(dòng)化生產(chǎn)線體，其中噴漆室包括內(nèi)外板自動(dòng)噴涂技術(shù)、內(nèi)外加電技術(shù)，目前日產(chǎn)量在1000臺(tái)左右，在正常生產(chǎn)一周的情況下，某一天車間甲班、乙班進(jìn)行日常的交接班工作，甲班接班完成后開機(jī)進(jìn)行日常準(zhǔn)備工作，車間的日常開機(jī)流程中要求在進(jìn)行生產(chǎn)前進(jìn)行一次長(zhǎng)沖洗和一次噴車模擬工作,以用于在過程中觀察機(jī)器人噴涂軌跡、扇幅等方面是否存在問題。就在車間人員進(jìn)行長(zhǎng)沖洗工作時(shí)，機(jī)器人移動(dòng)到清洗位置后，其中一臺(tái)機(jī)器人出現(xiàn)無旋杯轉(zhuǎn)速值的故障，無法進(jìn)行清洗，人員進(jìn)行復(fù)位操作也無法將此報(bào)警消除。此次故障問題使車間停線供給約480分鐘才徹底解決完成。

2 問題真因查詢及解決過程

在某一天正常交班過程中，開線前準(zhǔn)備工作，操作機(jī)器人進(jìn)行長(zhǎng)沖洗程序，在機(jī)器人清洗過程中突然發(fā)生報(bào)警，導(dǎo)致某一臺(tái)機(jī)器人無法繼續(xù)執(zhí)行程序，人員進(jìn)行故障復(fù)位仍無法解決問題，通過觀察機(jī)器人上位機(jī)界面發(fā)現(xiàn)在執(zhí)行清洗程序時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)速反饋值為0。因?yàn)闄C(jī)器人開啟主頂針需要馬達(dá)空氣的供給，清洗程序中有設(shè)定馬達(dá)轉(zhuǎn)速的設(shè)定數(shù)值，在機(jī)器人檢測(cè)實(shí)際反饋轉(zhuǎn)速值與設(shè)定轉(zhuǎn)速值不匹配且在幾秒內(nèi)不能恢復(fù)正常的情況下，發(fā)生馬達(dá)轉(zhuǎn)速異常報(bào)警，導(dǎo)致線體停線。下面我們通過幾個(gè)方面分析來深入了解旋杯轉(zhuǎn)速反饋值問題相關(guān)聯(lián)部件、關(guān)聯(lián)部件功能并逐步滲透解決問題。

2.1  與旋杯轉(zhuǎn)速相關(guān)部件

2.1.1 霧化器光眼

圖①為法蘭盤，此處與霧化器緊密貼合，但因一些異常操作（如錯(cuò)誤的人工擦拭方式）將會(huì)導(dǎo)致光眼受到漆液的污染，從而使光信號(hào)無法感應(yīng)或感應(yīng)錯(cuò)誤，出現(xiàn)旋杯轉(zhuǎn)速信號(hào)無法反饋或反饋數(shù)值異常現(xiàn)象。  

圖②為馬達(dá)內(nèi)部光暗面，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)過程帶動(dòng)光暗面的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過光眼將感應(yīng)到的光、暗信號(hào)傳遞給光電轉(zhuǎn)換器，從而檢測(cè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速及正反轉(zhuǎn)狀況。  

2.1.2 空氣比例閥

DURR機(jī)器人空氣比例閥分為馬達(dá)空氣比例閥和成形空氣比例閥，用于調(diào)節(jié)供給霧化器馬達(dá)空氣及成形空氣量。其中，馬達(dá)空氣與旋杯轉(zhuǎn)速的實(shí)際值有必然性關(guān)系。

2.1.3 光電轉(zhuǎn)換器

每個(gè)光電轉(zhuǎn)換器擁有兩個(gè)光纖接口，應(yīng)用于對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)速、計(jì)量泵出入口壓力值經(jīng)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)方面，光電轉(zhuǎn)換器一方面通給比例閥進(jìn)行馬達(dá)轉(zhuǎn)速的監(jiān)控，一方面通給馬達(dá)剎車空氣電磁閥用于對(duì)剎車空氣的空氣，兩方面共同實(shí)現(xiàn)對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)和控制。

2.1.4 光纖

    連接光電轉(zhuǎn)換器與法蘭盤光眼間采用光纖連接進(jìn)行信號(hào)傳輸，通過光纖對(duì)馬達(dá)內(nèi)部鏡面反射光的感應(yīng)將檢測(cè)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳遞給光電轉(zhuǎn)換器。

2.2 問題解決思路

  確認(rèn)并梳理問題發(fā)生相關(guān)情況及難易度分析，見表1.

表1  問題發(fā)生相關(guān)情況及難易度分析

  根據(jù)發(fā)生故障可能性及解決難度確認(rèn)排查順序。

  1）在出現(xiàn)旋杯轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常高/低并發(fā)生報(bào)警時(shí)，可能原因?yàn)椋红F化器光眼污染、光纖接觸不良、光纖破損至損壞。

   首先檢查霧化器光眼處是否受到污染，進(jìn)行簡(jiǎn)單保養(yǎng)處理；檢查光電轉(zhuǎn)換器處光纖接觸情況，進(jìn)行緊固；更換光纖。

   2）在出現(xiàn)旋杯轉(zhuǎn)速無反饋值時(shí)，可能原因?yàn)椋红F化器光眼污染、空氣比例閥故障/損壞、光電轉(zhuǎn)換器故障/損壞、馬達(dá)內(nèi)部污染。

    首先檢查霧化器光眼處是否受到污染，進(jìn)行簡(jiǎn)單保養(yǎng)處理；檢查空氣比例閥指示燈是否出現(xiàn)異常，進(jìn)行更換馬達(dá)空氣比例閥；更換光電轉(zhuǎn)換器；拆解霧化器馬達(dá)，通過光眼探測(cè)通路觀察馬達(dá)光暗鏡面是否有污染，如有污染進(jìn)行拆解清理。

2.3 本次問題解決過程

  1）拆解機(jī)器人霧化器，對(duì)法蘭盤與霧化器接觸處部位（特別注意光眼位置）進(jìn)行擦拭、清理，在確認(rèn)好密封圈狀態(tài)（是否缺少密封圈或密封圈損壞）后重新進(jìn)行安裝；

  2）重新安裝霧化器后仍未解決問題，此時(shí)對(duì)馬達(dá)空氣比例閥、光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行更換。（需注意在安裝比例閥時(shí)，信號(hào)線、空氣管、電源線的安裝位置、牢固性及線的放置不會(huì)因?yàn)闄C(jī)器人仿形動(dòng)作導(dǎo)致松動(dòng)）

 3）在更換比例閥及光電轉(zhuǎn)換器后經(jīng)測(cè)試仍沒有旋杯轉(zhuǎn)速的反饋信號(hào)，此時(shí)將考慮范圍關(guān)注到光纖處，在更換光纖過程中發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人軸與法蘭盤連接處已讓清漆凝結(jié)（如圖⑦所示），在拆解掉法蘭盤后發(fā)現(xiàn)機(jī)器人5軸內(nèi)保護(hù)管包括法蘭盤連接處漆管、氣管均有清漆凝結(jié)（如圖⑧所示）。

  4）將5軸整體進(jìn)行更換，同時(shí)更換光纖，更換完成后進(jìn)行測(cè)試，問題得到解決。

2.4 問題發(fā)生原因

因法蘭盤處連接清漆管路出現(xiàn)破損，導(dǎo)致清漆泄露至機(jī)器人5軸內(nèi)及法蘭盤附近，長(zhǎng)時(shí)間下去清漆發(fā)生凝結(jié)并將破損口處凝結(jié)，所以未出現(xiàn)機(jī)器人軸節(jié)處滲出清漆的現(xiàn)象，凝結(jié)后的清漆在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中與5軸內(nèi)保護(hù)軟管摩擦，使保護(hù)軟管發(fā)生破損，破損后的軟管及凝固清漆在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中與光纖出現(xiàn)摩擦，長(zhǎng)時(shí)間摩擦導(dǎo)致光纖的損壞，故無法傳遞信號(hào)至光電轉(zhuǎn)換器處，將無法將馬達(dá)轉(zhuǎn)速值反饋至人機(jī)界面中顯示。

在日常維護(hù)中需要定期對(duì)機(jī)器人5軸內(nèi)狀態(tài)進(jìn)行查看，對(duì)已損壞的保護(hù)軟管進(jìn)行及時(shí)更換。（可通過采購(gòu)內(nèi)窺鏡的方式對(duì)5軸內(nèi)部軟管狀態(tài)進(jìn)行檢查）

3 結(jié)語

本文主要介紹在整車廠應(yīng)用DURR機(jī)器人生產(chǎn)過程中發(fā)生的一項(xiàng)典型性常見問題，針對(duì)此問題對(duì)DURR機(jī)器人霧化器、空氣比例閥、光電轉(zhuǎn)換器、光纖等部件作用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，并通過部件作用將問題發(fā)生時(shí)表現(xiàn)狀況分為旋杯轉(zhuǎn)速無反饋數(shù)值和旋杯轉(zhuǎn)速反饋值高/低兩方面去檢查問題，并通過對(duì)部件的故障頻次及更換解決的難易度進(jìn)行排序，從而加快了解決問題的速度。筆者認(rèn)為，在解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題時(shí)，應(yīng)本著以盡可能減少車間停線時(shí)間為主，以高效率、高準(zhǔn)確的解決方案進(jìn)行分析、排查。通過對(duì)問題的分析能找到最快的解決問題的辦法從而得到使用方的認(rèn)可是我們技術(shù)人員應(yīng)具備的技能、能力。