淺談杜爾噴涂機(jī)器人旋杯轉(zhuǎn)速故障改善措施

邵崇杰，楊成，張成，彭松，聶秋軍

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

液態(tài)的油漆在供漆泵的高壓作用下，流經(jīng)各段油漆管路，經(jīng)過齒輪泵做出準(zhǔn)確計(jì)量，到達(dá)旋杯。通過旋杯高轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)，將液體油漆霧化成非常細(xì)小的液態(tài)小顆粒，變成霧狀的顆粒群，在整形空氣和靜電高壓的作用下，這些漆霧會(huì)附著在車身上，形成漆膜。將液態(tài)油漆變成小顆粒的過程，稱為霧化。為了達(dá)到要求的效果，旋杯需要達(dá)到20000rpm 以上的轉(zhuǎn)速，有些區(qū)域甚至高達(dá)50000 或60000rpm。驅(qū)動(dòng)旋杯達(dá)到如此之高的速度，主要靠氣動(dòng)馬達(dá)，也稱渦輪來實(shí)現(xiàn)。要想保證穩(wěn)定的噴涂質(zhì)量，必須保證實(shí)際的旋杯轉(zhuǎn)速完全按照設(shè)定值去變化，轉(zhuǎn)速過低會(huì)導(dǎo)致漆膜粗糙，外觀變差，轉(zhuǎn)速過高也會(huì)導(dǎo)致漆霧損失多，污染嚴(yán)重，且對(duì)環(huán)境比較敏感。因此，轉(zhuǎn)速是非常重要的工藝控制參數(shù)，一般要求控制范圍為±5%。轉(zhuǎn)速反饋值通過渦輪轉(zhuǎn)子后面的反光面獲取。

在生產(chǎn)過程中，空氣馬達(dá)一直在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速設(shè)定值也是根據(jù)不同的噴涂工藝在變化，另外，旋杯的吐漆量也在不停地開關(guān)和變化，再加上不同的污染程度，都會(huì)影響到馬達(dá)的負(fù)載變化。因此，旋杯轉(zhuǎn)速故障經(jīng)常出現(xiàn)就不足為奇了。

為了降低旋杯轉(zhuǎn)速故障的影響，需要深入分析轉(zhuǎn)速控制原理及各個(gè)部件的功能，針對(duì)每個(gè)故障點(diǎn)分別進(jìn)行分析和改善，以降低旋杯轉(zhuǎn)速故障帶來的影響。

1 旋杯轉(zhuǎn)速控制原理

1.1 旋杯轉(zhuǎn)速控制組成部分

當(dāng)開始進(jìn)行車身噴涂時(shí)，由PLC 將車身有關(guān)的數(shù)據(jù)信息高速給RPC，RPC 根據(jù)車身信息調(diào)用出相關(guān)的工藝參數(shù)，并將轉(zhuǎn)速的設(shè)定值發(fā)送給比例閥，比例閥根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值，通過調(diào)節(jié)出氣量使馬達(dá)實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值。

在空氣馬達(dá)轉(zhuǎn)子的后端，安裝著一個(gè)反光盤，這個(gè)反光盤上又分為反光面和非反光面。反光面類似一個(gè)鏡面，可以對(duì)光源進(jìn)行鏡面反射，而非反光面則不會(huì)反射光源。O/E 轉(zhuǎn)換器通過一根光纖持續(xù)地向反光盤固定點(diǎn)發(fā)射可見光，而反光盤跟著馬達(dá)轉(zhuǎn)子不停地選擇，這樣就會(huì)間斷地反射光源，形成脈沖光信號(hào)。

反射的脈沖光信號(hào)通過另一根光纖傳到O/E 轉(zhuǎn)換器。O/E 轉(zhuǎn)換器接收到與轉(zhuǎn)速相關(guān)的脈沖光信號(hào)，將該光信號(hào)轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)速相關(guān)的電信號(hào)，傳給比例閥。比例閥通過O/E 傳遞的電信號(hào)，獲得了空氣馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并將其與設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較：如果小于設(shè)定轉(zhuǎn)速則增加驅(qū)動(dòng)空氣出氣量，如果大于設(shè)定轉(zhuǎn)速則增加剎車空氣的出氣量，從而使得空氣馬達(dá)實(shí)際轉(zhuǎn)速一直維持在設(shè)定值范圍內(nèi)，如圖1 所示。

圖1 轉(zhuǎn)速控制原理圖

1.2 空氣馬達(dá)結(jié)構(gòu)

空氣馬達(dá)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子固定在霧化器上，而轉(zhuǎn)子一直高速旋轉(zhuǎn)，旋杯則安裝在轉(zhuǎn)子上，跟隨著轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，從而將油漆霧化。在噴涂過程中，用來支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，靠的不是普通的機(jī)械軸承，而是特殊的“氣體軸承”，即通過壓縮空氣將整個(gè)轉(zhuǎn)子懸浮起來，不和轉(zhuǎn)子接觸，避免摩擦產(chǎn)生磨損。壓縮空氣從定子上的懸浮氣孔進(jìn)入，經(jīng)過定子上的空氣通道，到達(dá)定子上的石墨環(huán)。在石墨環(huán)上，設(shè)置有均勻的排氣孔，壓縮空氣經(jīng)過排氣孔，均勻地吹向轉(zhuǎn)子表面，保證轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中，一直和定子石墨環(huán)之間保持一定的間隙，從而不會(huì)造成轉(zhuǎn)子和定子造成摩擦。

馬達(dá)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)也是靠壓縮空氣完成的。在轉(zhuǎn)子末端固定有一葉輪，壓縮空氣通過兩個(gè)孔吹向該葉輪，一個(gè)孔的壓縮空氣流向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同，此氣路的壓縮空氣會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加；另一路壓縮空氣方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，此氣路壓縮空氣會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低。通過控制兩路空氣的氣量，就可以使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值，如圖2 所示。

圖2 空氣馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖

圖3 空氣馬達(dá)轉(zhuǎn)子反射面與非反射面

測量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是通過轉(zhuǎn)子葉輪上反射的脈沖光信號(hào)測量得出的。在轉(zhuǎn)子葉輪上，交替有四個(gè)反射面和四個(gè)黑色的非反射面。反射面可以反射照射光，非反射面不能反射。OE 轉(zhuǎn)換器通過其中一根光纖會(huì)一直往葉輪照射光源，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)反射光脈沖，通過另一根光纖傳回光電轉(zhuǎn)換器，如圖3 所示。

2 造成旋杯轉(zhuǎn)速故障的可能因素

在整個(gè)轉(zhuǎn)速控制回路中，任何一個(gè)部件出現(xiàn)問題，都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速故障。因此，要想降低馬達(dá)轉(zhuǎn)速故障的影響，需要逐項(xiàng)排查與優(yōu)化各個(gè)影響因素。轉(zhuǎn)速控制回路的部件，大致可以分為兩個(gè)部分，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括比例閥、空氣管路、霧化器、氣動(dòng)馬達(dá)、旋杯等，而反饋系統(tǒng)主要包括氣動(dòng)馬達(dá)、光纖、光電轉(zhuǎn)換器、比例閥等。

對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來說，比例閥輸出驅(qū)動(dòng)空氣，經(jīng)過管路至氣動(dòng)馬達(dá)。氣孔馬達(dá)作為最終的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是最容易出問題的點(diǎn)。氣動(dòng)馬達(dá)對(duì)動(dòng)平衡要求極高，因此，除了氣動(dòng)馬達(dá)本身的性能需要保證以外，還高關(guān)注馬達(dá)負(fù)載及懸浮空氣，否則會(huì)造成馬達(dá)故障率提高。

對(duì)于反饋系統(tǒng)來說，主要關(guān)注光纖潔凈程度，不能有污染。元器件方面主要關(guān)注光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器一直在發(fā)出光源，自身發(fā)熱高，表面溫度也比較高，容易失效。

以上可以看出，空氣馬達(dá)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)終端的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是反饋系統(tǒng)的起始點(diǎn)，是問題的集中點(diǎn)，應(yīng)該作為關(guān)鍵因素處理。其次，如果反饋信號(hào)不準(zhǔn)確，也會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)失效，因此，信號(hào)控制與反饋回路的部件也應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮。

因此，降低旋杯轉(zhuǎn)速故障，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注空氣馬達(dá)、光纖、光電轉(zhuǎn)換器等部件。同時(shí)，針對(duì)現(xiàn)場工藝要求，很多噴涂區(qū)域要求達(dá)到60000 以上的轉(zhuǎn)速，對(duì)于杜爾機(jī)器人設(shè)備能力來說也是不小的考驗(yàn)。要想從根本上降低轉(zhuǎn)速故障的影響，對(duì)部分設(shè)備改造升級(jí)也是有必要的。

3 針對(duì)造成旋杯轉(zhuǎn)速故障因素的改善措施

3.1 旋杯檢查

在噴涂過程中，旋杯一直處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)油漆流經(jīng)旋杯時(shí)，油漆里的成分，尤其是金屬粉，會(huì)不停地與旋杯產(chǎn)生摩擦，即便是非常細(xì)微的磨損，都會(huì)導(dǎo)致動(dòng)平衡變差。而由于旋杯需要進(jìn)行日常的清洗和維護(hù)，在拆裝過程、清洗過程、移動(dòng)過程、存儲(chǔ)過程中，都可能會(huì)對(duì)旋杯造成損傷，從而導(dǎo)致動(dòng)平衡問題。杜爾在每個(gè)旋杯出廠時(shí)都做了動(dòng)平衡測試。在日常使用的過程中，由于動(dòng)平衡需要用到專用工具測量，無法進(jìn)行周期檢測。因此，我們主要是通過放大鏡觀察旋杯的邊緣部位是否有磨損，旋杯表面有無破損，日常使用過程中有沒有磕碰等。同時(shí)，定期通過校準(zhǔn)馬達(dá)轉(zhuǎn)速時(shí)馬達(dá)運(yùn)行的聲音來判斷。如果馬達(dá)旋轉(zhuǎn)過程中異響嚴(yán)重，可能是旋杯動(dòng)平衡變差或者馬達(dá)本身動(dòng)平衡變差，這時(shí)候就需要判斷具體是哪個(gè)部件出了問題。

3.2 氣動(dòng)馬達(dá)檢測

氣動(dòng)馬達(dá)本身作為執(zhí)行元件，一直處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，很容易因?yàn)橥饨绺蓴_而產(chǎn)生磨損。而馬達(dá)功能失效可以通過馬達(dá)本身的異響預(yù)判出來。將馬達(dá)轉(zhuǎn)速設(shè)定值，從1 萬開始測試，每次遞增1 萬，直到生產(chǎn)使用的最大值為止。同時(shí)，可以配合油漆的開關(guān)來判斷馬達(dá)狀態(tài)。如果高速時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)異響嚴(yán)重，有類似蜂鳴聲音，且伴隨著振動(dòng)，基本上該馬達(dá)已到使用壽命，可以及時(shí)進(jìn)行更換。此時(shí)，由于馬達(dá)磨損并不十分嚴(yán)重，還可以考慮將其拆開后，清潔轉(zhuǎn)子和定子，并檢查軸承空氣出氣孔是否有堵塞，并進(jìn)行清潔。檢查后可以安裝到機(jī)器人出漆測試，如異響消失，可以繼續(xù)使用一段時(shí)間。同時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)子上的反光面，是轉(zhuǎn)速反饋的起始點(diǎn)。如果這個(gè)反光面光潔度下降，會(huì)直接導(dǎo)致反饋的光信號(hào)失效，從而導(dǎo)致比例閥調(diào)節(jié)失控，造成故障停線。馬達(dá)在旋轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子和定子產(chǎn)生小的摩擦?xí)斐神R達(dá)內(nèi)部碳粉飛出，可能會(huì)造成馬達(dá)反光面以及光纖頭的污染。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)馬達(dá)反光面定期進(jìn)行檢查和清潔。方法是拆下馬達(dá)后，用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，查看反光面是否有污染物。發(fā)現(xiàn)污染物，可以使用酒精進(jìn)行擦拭。建議根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，定期進(jìn)行檢查。

3.3 光纖清潔

旋杯轉(zhuǎn)速的反饋是通過光纖傳遞的光信號(hào)，如果光纖頭本身被污染，會(huì)導(dǎo)致反饋的實(shí)際值不準(zhǔn)，而此時(shí)比例閥會(huì)根據(jù)錯(cuò)誤的實(shí)際值進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速故障。

整個(gè)光纖分為兩段，一段在霧化器內(nèi)部，位置固定，長度較短，接近馬達(dá)轉(zhuǎn)子反光面位置換；另一段在機(jī)器人手臂內(nèi)部，會(huì)有輕微的移動(dòng)，長度較長，連接到光電轉(zhuǎn)換器上。兩段在機(jī)器人法蘭盤上連接。

由于光纖本身的工作環(huán)境相對(duì)來說比較良好，所以光纖本身使用壽命比較長，基本上出廠時(shí)沒有質(zhì)量問題都能使用5年以上時(shí)間。唯一需要注意的是，光纖在手臂里面有一段比較靠近電機(jī)的位置。在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，電機(jī)表面的溫度能夠達(dá)到90℃以上。如果光纖與電機(jī)表面接觸，會(huì)導(dǎo)致光纖的工作環(huán)境溫度升高，功能失效。在安裝光纖時(shí)需要注意光纖的位置。一般來說，光纖的問題主要出在連接點(diǎn)處。對(duì)于兩段光纖中間的連接點(diǎn)，因?yàn)閮蓚€(gè)光纖頭都是硬性固定的，只要保證法蘭密封嚴(yán)密，沒有油漆或溶劑泄露污染，一般不會(huì)出現(xiàn)問題。

對(duì)于連接在O/E 轉(zhuǎn)換器的一端，由于位于機(jī)器人二臂內(nèi)，環(huán)境密閉，幾乎沒有污染，所以一般不會(huì)出現(xiàn)污染問題，但要注意將光纖擰入O/E 轉(zhuǎn)換器時(shí)，要將光纖完全插入O/E 轉(zhuǎn)換器上的固定孔內(nèi)，并擰緊固定螺栓將光纖固定。該螺栓建議每6 個(gè)月重新緊固一次。

對(duì)于連接在氣動(dòng)馬達(dá)一端的光纖接頭，由于離氣動(dòng)馬達(dá)很近，很容易被氣動(dòng)馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)磨損產(chǎn)生的黑色碳粉顆粒污染，建議每個(gè)月定期清潔一次，使用酒精進(jìn)行清潔即可。

3.4 懸浮空氣設(shè)定

空氣馬達(dá)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)，并不是靠軸承將其支撐的，而是靠持續(xù)供給的壓縮空氣，均勻地圍繞在轉(zhuǎn)子周圍，使得轉(zhuǎn)子與定子之間沒有接觸。因此，懸浮空氣是保證馬達(dá)正常旋轉(zhuǎn)的前提。杜爾相關(guān)文檔給出的設(shè)定值為6.5bar。由于管路存在壓降的問題，建議將此值設(shè)定為7～7.2bar，對(duì)馬達(dá)壽命提升是有幫助的。懸浮空氣的壓力設(shè)定值是靠一個(gè)手動(dòng)調(diào)壓閥來控制的，同時(shí)，有一個(gè)壓力傳感器一直監(jiān)測懸浮空氣的壓力。

手動(dòng)調(diào)壓閥和壓力傳感器之間也存在著壓降，建議調(diào)節(jié)是以壓力傳感器數(shù)值校準(zhǔn)。同時(shí)，二者的壓降不應(yīng)該超過0.5bar，如果超出說明系統(tǒng)中可能存在泄漏。懸浮空氣壓力實(shí)際值建議沒三個(gè)月檢查一次，以避免壓力不足的情況出現(xiàn)。

3.5 壓縮空氣過濾效果

如前所說，馬達(dá)一直處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，而旋轉(zhuǎn)就是靠著懸浮空氣將其懸浮，驅(qū)動(dòng)空氣驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。這兩路空氣都有著很大的流量通過馬達(dá)排出。如果壓縮空氣本身的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，也很容易對(duì)馬達(dá)造成負(fù)載干擾，影響馬達(dá)的使用壽命。

壓縮空氣中的顆粒會(huì)堵塞懸浮空氣或驅(qū)動(dòng)空氣氣孔，從而導(dǎo)致空氣不平衡，影響轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡。同時(shí)，壓縮空氣的油水含量也會(huì)影響氣動(dòng)馬達(dá)的使用壽命。需要定期檢查壓縮空氣的油水含量，以及濾芯的狀態(tài)。水含量≤100mg/m3，油含量≤0.3mg/m3，濾芯表面無異物。

壓縮空氣建議露點(diǎn)低于零下70℃，過濾精度等級(jí)不低于0.01μ，濾芯每3 年更換。

3.6 馬達(dá)轉(zhuǎn)子清潔

機(jī)器人噴涂過程中，產(chǎn)生的過噴漆霧會(huì)有部分黏附在馬達(dá)轉(zhuǎn)子前端。這些漆霧不僅會(huì)導(dǎo)致旋杯安裝強(qiáng)度不夠，還可能會(huì)影響到馬達(dá)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。因此，定期清潔馬達(dá)轉(zhuǎn)子前端粘附的漆霧，可以有效地緩解馬達(dá)的頻繁損壞。

杜爾設(shè)計(jì)有專業(yè)的馬達(dá)轉(zhuǎn)子清潔工作，用于清潔轉(zhuǎn)子內(nèi)部螺紋上殘留的漆渣。轉(zhuǎn)子外部的漆渣，可以使用耐溶劑且不掉纖維的抹布，使用溶劑或酒精擦拭，可以使用耐溶劑且不掉纖維的毛刷，沾溶劑或酒精擦拭。注意，擦拭過程中，馬達(dá)應(yīng)該處于斜向下的方向，避免溶劑或酒精倒流入馬達(dá)。同時(shí)，應(yīng)避免溶劑接觸馬達(dá)前端密封圈。可先將該密封圈拆下，清潔完成后再拆除，或者使用其他物品做遮擋。

3.7 光電轉(zhuǎn)換器

馬達(dá)轉(zhuǎn)速的反饋值，是通過光纖反射的光信號(hào)，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最終傳遞到控制器計(jì)算得出。光電轉(zhuǎn)換器不僅一直發(fā)出光源，同時(shí)將接受到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳輸給比例閥。

經(jīng)實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，光電轉(zhuǎn)換器在工作狀態(tài)下，溫度較高，且機(jī)器人一臂是一個(gè)封閉的腔體，溫度不容易導(dǎo)出，容易形成高溫區(qū)域。較高的溫度容易使得光電轉(zhuǎn)換器失效。原因可能是光電轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的接收光信號(hào)的平面在高溫下功能異常，對(duì)光的信號(hào)接收失真。因此，光電轉(zhuǎn)換器主要考慮降溫的措施，可以引一根壓縮空氣管，使用1bar 左右的壓力，一直吹著光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行降溫，可以緩解此問題。

或者也可以使用其他品牌的光電轉(zhuǎn)換器，功率較小或者散熱功能比較好的，以降低該問題。但是要考慮與比例閥信號(hào)對(duì)接的問題。之前我們也嘗試過其他品牌的光電轉(zhuǎn)換器，至今未找到能夠直接和比例閥通訊的元件。

3.8 比例閥狀態(tài)檢查及信號(hào)監(jiān)控

比例閥是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)空氣的輸出源，同時(shí)也是反饋信號(hào)的接受端，是整個(gè)控制好回路的核心控制元件。

從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來說，在反饋信號(hào)正確的情況下，比例閥一般不會(huì)出現(xiàn)故障。比例閥在長時(shí)間使用后，可能會(huì)導(dǎo)致泄漏，這種情況通過周末檢修時(shí)就能發(fā)現(xiàn)，且這個(gè)問題一般不會(huì)導(dǎo)致比例閥突然失效，發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)更換即可。

如果反饋信號(hào)信號(hào)錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致比例閥無法正確調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。比例閥本身一直監(jiān)控著與轉(zhuǎn)速相關(guān)的各種信號(hào)，包括轉(zhuǎn)速設(shè)定值，轉(zhuǎn)速實(shí)際值，驅(qū)動(dòng)空氣壓力，剎車空氣壓力等。使用杜爾的軟件，或者其他第三方軟件能夠?qū)崟r(shí)提取這些信號(hào)。通過對(duì)這些信號(hào)的對(duì)比和分析，能夠有效判斷出故障點(diǎn)，甚至某些情況下能夠預(yù)判出即將出現(xiàn)的故障。

圖4 杜爾新型氣動(dòng)馬達(dá)

3.9 新馬達(dá)產(chǎn)品問世

目前，杜爾推出了一款新型氣動(dòng)馬達(dá)，目的是為了降低壓縮空氣的使用量，也就是節(jié)能。經(jīng)過我們實(shí)際的測試，這款馬達(dá)不僅能夠節(jié)能，同時(shí)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)下的使用壽命，也優(yōu)于前一代空氣馬達(dá)。故障率降低了30%左右，而且成本并沒有增加。目前，我們現(xiàn)場高轉(zhuǎn)速區(qū)域的機(jī)器人，已經(jīng)全部更換為新一代馬達(dá)。經(jīng)過一年的運(yùn)行，算是比較穩(wěn)定的。這個(gè)新型的馬達(dá)工作原理和結(jié)構(gòu)和之前的產(chǎn)品相似，我認(rèn)為就是在懸浮空氣氣路上進(jìn)行了優(yōu)化。

4 旋杯轉(zhuǎn)速故障快速排查方法

通過我們現(xiàn)場實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，氣動(dòng)馬達(dá)是轉(zhuǎn)速故障較頻繁的故障點(diǎn)。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)轉(zhuǎn)速故障時(shí)，可以先通過馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的聲音大概判斷出馬達(dá)是否異常。如果馬達(dá)異響嚴(yán)重，且低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，高轉(zhuǎn)速無法達(dá)到，基本可以判斷是馬達(dá)損壞，可以先嘗試更換馬達(dá)，并且檢查馬達(dá)是否有特殊污染，清潔一下光纖頭。另外，馬達(dá)如果磨損之后，轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙會(huì)增大，用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)或晃動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子，若發(fā)現(xiàn)間隙比正常增大，也可判斷為馬達(dá)失效。還有一種情況是，馬達(dá)前端軸承空氣漏氣，導(dǎo)致軸承空氣壓力低，也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速無法達(dá)到設(shè)定值。這種情況在拆下成型空氣環(huán)時(shí)就能發(fā)現(xiàn)。

如果手動(dòng)測試馬達(dá)時(shí)，異響不嚴(yán)重，但轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大，有時(shí)還可以聽到比例閥頻繁開關(guān)的聲音，這時(shí)基本可以判斷為反饋值有問題。這時(shí)應(yīng)該先清潔一下光纖接頭，如果無效可以考慮更換光電轉(zhuǎn)換器。如果有軟件監(jiān)控信號(hào)，可以看一下3s 內(nèi)的轉(zhuǎn)速變化情況，如果波動(dòng)不頻繁，可認(rèn)定為馬達(dá)轉(zhuǎn)速未達(dá)到；如果轉(zhuǎn)速波動(dòng)非常頻繁，且振幅較大，超出了馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)能力，這時(shí)應(yīng)判斷為反饋信號(hào)錯(cuò)誤導(dǎo)致。如果反饋信號(hào)錯(cuò)誤，大概率是光纖頭污染或光電轉(zhuǎn)換器損壞導(dǎo)致的。

在日常的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可以定期監(jiān)控驅(qū)動(dòng)空氣和剎車空氣壓力波動(dòng)范圍。一般情況下，光纖出現(xiàn)略微污染的情況，會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)空氣或剎車空氣壓力波動(dòng)范圍增大。發(fā)現(xiàn)這種情況，可以提前進(jìn)行排查，避免生產(chǎn)中停線。

5 結(jié)語

目前，自動(dòng)化噴涂生產(chǎn)線已經(jīng)成為趨勢，杜爾機(jī)器人的應(yīng)用也越來越廣泛。而杜爾機(jī)器人本身還存在著一定的不穩(wěn)定因素，為保證生產(chǎn)線平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要增加一些定期維護(hù)項(xiàng)目甚至改造項(xiàng)目。旋杯轉(zhuǎn)速故障是一個(gè)比較常見的故障，也是一個(gè)通過增加維保和改造能夠有效改善的問題。從日常運(yùn)營的細(xì)節(jié)入手，能夠使得生產(chǎn)線運(yùn)行更加平穩(wěn)。

本文是從現(xiàn)場使用的杜爾EcoBell 2 霧化器機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)機(jī)器人轉(zhuǎn)速故障的解決采取的措施。執(zhí)行這些措施之后，旋杯轉(zhuǎn)速故障停機(jī)時(shí)間較之前降低了60%左右，有效地提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，節(jié)約設(shè)備維護(hù)成本約100 萬/年。文中措施都是我們現(xiàn)場人員根據(jù)日常維護(hù)過程進(jìn)行的總結(jié)，存在部分錯(cuò)誤或疏漏之處在所難免，也不完全適用于別的現(xiàn)場。