涂裝自動化機器人高壓報警故障排查與解決

王雙貴，魏鹿義，隨呈祥

（1.上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545000；2.一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130012）

在汽車制造廠四大車間中，涂裝車間是自動化程度最高的車間，而涂裝車間的重要工序中涂、面漆、罩光漆對噴漆的均勻性和漆層的厚度要求很高，否則容易產生色差等品質問題，故汽車絕大部分汽車制造廠集中采用機器人進行噴涂。由于涂裝車間是重大易燃易爆防范場所，機器人需具有安全可靠的特點方能應用于涂裝車間。涂裝車間機器人在日常使用過程中，會發生一些故障引起生產停滯造成損失，其中高壓報警故障約占60%。因此能夠預防和解決高壓報警故障，就能夠大量減少機器人造成的生產停臺和經濟損失。

1 故障現象

涂裝車間面漆機器人正常噴漆過程中突然停住，控制臺人機界面顯示高壓報警故障。手動將機器人打回原位，拆檢機器人霧化器無異常，重新清洗機器人恢復正常，噴涂完幾臺車后，面漆機器人又在同一位置停住，故障復現。

2 噴涂機器人高壓控制系統

高壓控制系統由IPS控制器、HVC模塊、噴涂霧化裝置的高壓級聯裝置和噴涂霧化裝置自身組成。高壓控制系統原理如圖1所示。

圖1 高壓控制系統的原理圖

1）IPS控制器和HVC模塊共同進行閉環工藝控制。IPS控制器為HVC模塊設定基準值，比如：所需的高壓輸出、電流限制、電流斜率限值、輸出啟動等。HVC模塊將工藝參數值反饋至IPS 控制器，比如：實際高壓輸出和實際電流輸出。HVC模塊可控制級聯裝置高壓輸出的頻率、電流和電平。級聯裝置的實際輸出電壓和電流將反饋至HVC模塊。

2）HVC模塊通過限制最大值與最大斜率監測輸出電流，當電流超過限定值，就會產生高壓報警。

2.1 高壓級聯裝置

高壓級聯裝置位于噴涂機器人霧化器內，用于將24V低壓轉換為正常噴涂所需要的幾萬伏電壓，電壓加載到旋杯上將涂料霧化和使其快速到達車身。圖2是高壓級聯裝置的原理圖。

圖2 高壓級聯裝置的原理圖

2.2 霧化器

霧化器是安裝在機器人手腕上的噴涂工具，用于將涂料霧化，并將霧化后的涂料快速轉移到車身，如圖3所示。

圖4為霧化器的分解爆炸圖，其中序號2是霧化器的后連接板，為純金屬，用于連接來自機器人上的漆管、溶劑管、空氣管以及高壓電纜。當后連接板上的溶劑或油漆管路泄露，就會導致高壓泄露，電流從后連接板順著機器人手臂流向大地，造成無高壓，從而產生高壓報警。圖5是霧化器內部漆路、溶劑管路圖。

圖3 機器人霧化器

圖4 霧化器的分解爆炸圖

3 高壓報警故障排查與解決

1）拆下機器人霧化器，檢查后連接板，無油漆、溶劑泄露，機器人手臂內廢油漆回收管路無涂料殘留，清理回收管路和后連接板后，恢復機器人，噴涂2臺車后，繼續高壓報警。

2）懷疑高壓電纜損壞，更換電纜后，故障不消除。

3）拆解機器人霧化器，發現霧化器內部回收管路有積漆和溶劑，拆解進行清理。

4）考慮到機器人均是噴涂到車身上方時產生高壓報警，懷疑回收管路的單向閥接頭損壞，導致廢油漆和溶劑回流入霧化器。當機器人噴涂到車身上方時，廢油漆和溶劑向下流動，導通后連接板和旋杯，從而產生電流泄露，導致高壓報警。

5）更換單向閥接頭后，連續生產一周均未再高壓報警。

圖5 霧化器內部漆路、溶劑管路圖

4 總結

本高壓報警故障排查案例有助于汽車廠了解噴涂機器人的高壓系統以及排查高壓報警故障，同時可以幫助處理一些其他棘手的高壓報警故障。在處理高精尖且復雜的設備問題時，需要工程師結合機械、電氣、液壓等多方面技術才能解決問題。