德國(guó)庫卡工業(yè)機(jī)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(guó)庫卡工業(yè)機(jī)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(shè)備裝置，由拆垛工業(yè)機(jī)器人、清洗機(jī)、對(duì)中臺(tái)、上料工業(yè)機(jī)器人等組成。其主要功能為實(shí)施垛料的承載、輸送、舉升以及板料的磁力分張、雙料檢測(cè)、在線清洗、板料對(duì)中、自動(dòng)上料、準(zhǔn)確定位、機(jī)器人與雙動(dòng)油壓機(jī)電氣互鎖等，本文將圍繞工業(yè)機(jī)器人實(shí)際發(fā)生的故障案例進(jìn)行相應(yīng)解析。

料機(jī)器人原點(diǎn)丟失故障案例

取取料機(jī)器人工作時(shí)，出現(xiàn)A1、A2、A3三軸零點(diǎn)丟失，機(jī)器人將無法工作。

操作人員反饋機(jī)器人零點(diǎn)丟失前無任何異常狀況，原點(diǎn)丟失發(fā)生在切換產(chǎn)品后。鑒于零點(diǎn)丟失問題原因涉及伺服處理卡DSE、伺服驅(qū)動(dòng)模塊RDC、通訊電纜線Drive Bus、數(shù)據(jù)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(qū)動(dòng)模塊、通訊電纜線、數(shù)據(jù)線，未發(fā)現(xiàn)任何異常，可判定A1、A2、A3三軸零點(diǎn)丟失屬于伺服數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)。恢復(fù)機(jī)器人正常工作需要對(duì)A1、A2、A3三軸零點(diǎn)重新校正。應(yīng)用校正工具EMT（圖1），根據(jù)指示燈顏色的變化可實(shí)現(xiàn)各軸零點(diǎn)的校正。校正后機(jī)器人恢復(fù)正常工作。

在后續(xù)生產(chǎn)中，又再次出現(xiàn)中A1、A2、A3三軸零點(diǎn)同時(shí)丟失，再次檢查各相關(guān)硬件，發(fā)現(xiàn)A3軸伺服驅(qū)動(dòng)模塊RDC異常，更換同型號(hào)伺服驅(qū)動(dòng)模塊后，機(jī)器人無法工作，仍需對(duì)A1、A2、A3三軸零點(diǎn)重新校正；當(dāng)缺少校正工具EMT時(shí)，利用百分表可實(shí)現(xiàn)各軸零點(diǎn)校正。鑒于在機(jī)器人各軸零點(diǎn)位置處有電子高度感應(yīng)器，能夠?qū)崿F(xiàn)靈敏探測(cè)功能，可通過自制百分表高度連接桿，旋轉(zhuǎn)相應(yīng)軸，通過百分表刻度的最大變化可檢測(cè)到零點(diǎn)位置，零點(diǎn)校正后零點(diǎn)標(biāo)定線與實(shí)際位置線重合（圖2），機(jī)器人運(yùn)行程序正常，故障得到解決。

圖1 校正工具EMT

圖2 零點(diǎn)標(biāo)定線與實(shí)際位置線重合

控制屏KCP黑屏故障案例

啟動(dòng)工業(yè)機(jī)器人工作時(shí)，控制屏KCP出現(xiàn)黑屏，無法進(jìn)行相應(yīng)操作，據(jù)操作人員反饋，機(jī)器人在發(fā)生故障之前無任何異常。再次重新開機(jī)啟動(dòng)，控制屏仍是黑屏狀態(tài)，無法進(jìn)行相應(yīng)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(guān)。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(fā)現(xiàn)電源模塊的輸出電壓正常，問題點(diǎn)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(jìn)一步仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)其連接線路正常可靠，則問題點(diǎn)可能與插線接口相關(guān)。再一步檢查發(fā)現(xiàn)電源模塊輸出插線插口有松動(dòng)現(xiàn)象，經(jīng)復(fù)位調(diào)整，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定，細(xì)致觀察發(fā)現(xiàn)插口端子有嚴(yán)重磨損情況。更換插口端子，復(fù)位插口接線，故障得以解決。

上料機(jī)器人無法自動(dòng)放料案例

在全線自動(dòng)清洗狀態(tài)，工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行程序語句時(shí)突然停止動(dòng)作。

根據(jù)故障提示信息，檢查相關(guān)裝置無任何異常。為確定故障原因，通過PLC監(jiān)控，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)無異常，則確認(rèn)機(jī)器人與板料磁性分離皮帶輸送機(jī)輸入信號(hào)可能存在異常，機(jī)器人無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放料功能。檢查機(jī)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(jī)存在異常。通過PLC在線檢測(cè)功能，查找到皮帶輸送機(jī)輸入信號(hào)異常。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)皮帶輸送機(jī)未到行程，且行程開關(guān)指示燈未亮。檢查發(fā)現(xiàn)在皮帶輸送機(jī)行程處有雜物卡滯，剔除雜物，調(diào)整皮帶輸送機(jī)行程位置，但皮帶輸送機(jī)行程開關(guān)指示燈仍未亮，則確認(rèn)行程開關(guān)或其線路可能存在異常。更換同型號(hào)行程開關(guān)后，仍出現(xiàn)異常，則確認(rèn)行程開關(guān)線路存在異常。通過逐步檢查，發(fā)現(xiàn)控制柜線路至行程開關(guān)線路有間歇斷點(diǎn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)線路局部有一處電纜線異常，更換修復(fù)后行程開關(guān)指示燈正常，但機(jī)器人無法自動(dòng)放料。通過調(diào)定機(jī)器人運(yùn)行至home原點(diǎn)，重新啟動(dòng)全線運(yùn)行與運(yùn)行程序，故障得以解決。

圖3 德國(guó)KUKA機(jī)器人電氣控制系統(tǒng)

取料機(jī)器人無法吸料案例

在連線生產(chǎn)過程中，取料機(jī)器人無法實(shí)現(xiàn)吸料功能，生產(chǎn)無法進(jìn)行。

機(jī)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(fā)現(xiàn)有打折、受壓情況，仔細(xì)分析后判定故障點(diǎn)可能與輸入、輸出點(diǎn)相關(guān)。進(jìn)一步檢查電氣系統(tǒng)，確認(rèn)垛料小車已到達(dá)限位開關(guān)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(cè)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)雙料檢測(cè)輸入不正常，信號(hào)時(shí)有時(shí)無，判定問題點(diǎn)在于雙料檢測(cè)系統(tǒng)。針對(duì)雙料檢測(cè)系統(tǒng)展開檢查發(fā)現(xiàn)各線路正常，再次檢查發(fā)現(xiàn)雙料檢測(cè)探測(cè)體與物料接觸存在異常。通過重新定位雙料檢測(cè)探測(cè)體，確保雙料檢測(cè)系統(tǒng)工作正常，機(jī)器人恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

結(jié)束語

鑒于德國(guó)KUKA工業(yè)機(jī)器人屬于高維護(hù)成本的自動(dòng)化先進(jìn)設(shè)備，以上案例的解析屬于點(diǎn)滴體會(huì)，僅供參考；為盡可能減少故障的發(fā)生概率與維護(hù)效率，需在總結(jié)中沉淀故障庫與持續(xù)改進(jìn)。