FANUC噴涂機(jī)器人高壓報(bào)警故障分析

　　盡管靜電噴涂技術(shù)已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史，但筆者從多年對(duì)FANUC噴涂機(jī)器人的維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)高壓報(bào)警仍然是機(jī)器人靜電噴涂應(yīng)用中一種常見的故障。本文筆者將從FANUC公司P200E噴涂機(jī)器人的高壓系統(tǒng)構(gòu)造入手，結(jié)合多年維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，就高壓報(bào)警的原因及處理方法進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)，以期與同行交流探討。

　　FANUC P200E噴涂機(jī)器人的高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。FANUC P200E噴涂機(jī)器人利用高壓槍（Cascade）產(chǎn)生60～90kV的高電壓，從而在旋杯和車體之間形成高壓靜電場(chǎng)。旋杯高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，將油漆切割成細(xì)小的漆滴，漆滴在靜電場(chǎng)和壓縮空氣的作用下均勻的附著在車體表面，從而得到優(yōu)異的噴涂效果。
 　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　FANUC P200E噴涂機(jī)器人的高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　在分析之前首先我們要明確一個(gè)概念：高壓報(bào)警不是指靜電壓過(guò)高，而是指電壓的變化過(guò)快，即DI / DT值過(guò)高。下文提到的11#管路是指噴漆管，31#、32#管路是指溶劑/空氣管，41#管路是指回流管。

1.高壓槍
　　（1）霧化器與車體距離過(guò)近。噴涂過(guò)程中，霧化器上旋杯高速旋轉(zhuǎn)，若撞在車體上極易產(chǎn)生火花，引起重大損失。從安全角度考慮，當(dāng)旋杯與車體距離過(guò)近時(shí)，油漆導(dǎo)電越好，電流越大，尤其是在有尖角處，電流變化很大，極易產(chǎn)生火花，因此機(jī)器人就會(huì)高壓報(bào)警并停止動(dòng)作。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器人的仿形程序不完善、車體夾具偏差都可能導(dǎo)致車體與旋杯距離過(guò)近。因此，高壓報(bào)警首先要檢查旋杯與車體的距離（旋杯垂直車體的距離）。在生產(chǎn)維護(hù)中，我們多次發(fā)現(xiàn)霧化器撞在車體上卻沒(méi)有高壓報(bào)警，這是因?yàn)樽苍谲圀w上的不是旋杯而是成型氣環(huán)等霧化器的其他部分，這些部分沒(méi)有加高電壓，所以對(duì)電壓的變化并不敏感，即DI /DT值不大。
　　（2）高壓槍松動(dòng)。檢查過(guò)旋杯與車體距離后若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)拆開霧化器，檢查高壓槍上是否有松動(dòng)，若高壓槍松動(dòng)，那么在噴涂過(guò)程中會(huì)因接觸不良導(dǎo)致高壓報(bào)警。高壓槍松動(dòng)通常是因固定高壓槍的螺栓不能起到堅(jiān)固作用引起的，更換高壓槍固定螺栓即可。
　�。�3）有溶劑、油漆泄漏到高壓槍上（11#、31#、32#、41#管路及其接頭）。在噴涂過(guò)程中，機(jī)器人內(nèi)部油漆管、溶劑管路壓力很大，若管路有小孔或接頭不牢固時(shí)，會(huì)有溶劑或油漆泄漏到高壓槍上，導(dǎo)致高壓報(bào)警。高壓槍上有油漆容易分辨，但溶劑就不易分辨了。通常人們?cè)诎惭b高壓槍時(shí)會(huì)在高壓槍上涂滿凡士林，拆時(shí)小心不要破環(huán)高壓槍表面的凡士林涂層，然后可通過(guò)觀察凡士林涂層判斷是否有溶劑泄漏到高壓槍上，若有溶劑，那么沾有溶劑的地方會(huì)沒(méi)有凡士林。拆霧化器時(shí)要小心，注意區(qū)分高壓槍上溶劑是管路中殘留的還是管路泄漏在上面的。若無(wú)法判斷，可拆后手動(dòng)觸發(fā)溶劑管路（判斷油漆泄漏也可用此方法），觀察是否有溶劑滲出。

2.高壓槍底座
　�。�1）有溶劑或油漆泄漏到底座（11#、31#、32#和41#管路及其接頭）。拆下高壓槍后觀察底座是否有油漆或溶劑，若底座有溶劑或油漆也會(huì)引起高壓報(bào)警。通常在安裝高壓槍時(shí)會(huì)在高壓槍上抹滿凡士林，目的是當(dāng)油漆泄漏到高壓槍上時(shí)可以方便地清除掉。我們可以通過(guò)高壓槍上的凡士林涂層判斷是否有溶劑泄漏到高壓槍上。若有溶劑泄漏到高壓槍上，取下高壓槍稍等片刻后可觀察到沾有溶劑的地方?jīng)]有凡士林且非常干凈。

　　若發(fā)現(xiàn)有溶劑或油漆泄漏，通常是11#、31#、32#和41#管路或其接頭有泄漏�？赏ㄟ^(guò)手動(dòng)觸發(fā)的方式來(lái)判斷問(wèn)題，查明問(wèn)題后更換管路或接頭。需要注意的是安裝接頭時(shí)，管路與接頭的連接處要充分接觸。另外11#管路的接頭不能擰太緊，否則裝不進(jìn)QD里去。
　�。�2）底座接頭有纖維。當(dāng)?shù)鬃�有纖維時(shí)，可能造成針腳間短路，產(chǎn)生高壓報(bào)警，可使用壓縮空氣吹針腳來(lái)去除纖維。
　�。�3）地線斷。地線斷易造成信號(hào)不穩(wěn)定從而產(chǎn)生高壓報(bào)警。地線采用的是鋼纜線，質(zhì)地很硬，安裝時(shí)需要注意預(yù)留不能過(guò)短，也不能過(guò)長(zhǎng)，否則機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)易折斷。預(yù)留長(zhǎng)度約1～2cm即可，多的線纜可拉到外臂處，便于下次斷時(shí)安裝。
　　（4）針腳變形，接觸不好。這種情況也會(huì)造成信號(hào)不穩(wěn)定從而產(chǎn)生高壓報(bào)警。

3.低壓電纜（高壓槍底座到中臂的電纜）
　�。�1）低壓電纜斷。
　　（2）電纜與端子和底座接觸不好。
　�。�3）電纜損壞，或破損導(dǎo)致有交叉現(xiàn)象。

　　以上情況都會(huì)導(dǎo)致高壓報(bào)警，需仔細(xì)檢查電纜情況，用萬(wàn)用表檢查通斷、串線情況，檢查時(shí)最好能一邊晃動(dòng)電纜，一邊觀察萬(wàn)用表指示情況，有條件的話最好更換電纜來(lái)排查故障。

4.端子

　　端子損壞或接線不好都將導(dǎo)致接觸不良或電路不通。接線時(shí)需要注意，保證線頭與端子充分接觸。

5.端子到PCE柜的電纜

　　同上第3點(diǎn)低壓電纜的檢查方法。

6.PCE柜到高壓控制模塊電路

　　同上第3點(diǎn)低壓電纜的檢查方法。

7.高壓控制模塊

　　高壓模塊故障通常表現(xiàn)為高壓顯示不準(zhǔn)確、得不到需要的高壓等。一般來(lái)說(shuō)，我們需要利用FANUC PAINT WORK工具及高壓測(cè)試工具來(lái)判斷。在FANUC人機(jī)界面上輸入測(cè)試電壓，然后利用高壓測(cè)試工具檢查實(shí)際輸出電壓值，同時(shí)觀察人機(jī)界面上反饋的電壓值，實(shí)際測(cè)得的電壓值與輸入的電壓值相差在5%內(nèi)、反饋的電壓值與輸入的電壓值相同則正常。在維護(hù)過(guò)程中，最常用、最適用的方法是與其他正常的機(jī)器人對(duì)換高壓控制模塊來(lái)判斷是否是該模塊故障。

8.高壓控制模塊到AO、AI和DI電路

　　同上第3點(diǎn)低壓電纜的檢查方法。

9.AO、AI和DI模塊

　　若模塊故障或模塊上的端子接線故障，可能導(dǎo)致產(chǎn)生誤信號(hào)，從而報(bào)高壓報(bào)警�？赏ㄟ^(guò)更換模塊排查問(wèn)題。在更換模塊時(shí)，要先檢查模塊接線端子的接線，確保接線良好，排除接線端子問(wèn)題。

10.AO、AI和DI模塊到機(jī)器人控制柜內(nèi)的CPU

　�。�1）上述模塊與機(jī)器人控制柜內(nèi)的CPU通過(guò)光纖連接。檢查方法如下：擋住光纖一端接頭的一根光纖，然后用電筒照射另一根光纖，觀察另一端的光射出的情況。正常情況下，照射一根光纖，另一端只有對(duì)應(yīng)的那根光纖能看到有光透出，若觀察到兩根都有光透出或都沒(méi)有光線透出，則光纖已壞，需要更換。
　�。�2）判斷光纖完好后還需要判斷光纖接頭是否良好。光纖端子處有約2mm露出，若發(fā)現(xiàn)光纖端子處已被磨平，則光纖接頭狀況已不好，最好能更換光纖。

11.機(jī)器人控制柜內(nèi)CPU故障

　　此故障發(fā)生的可能性非常小，如果發(fā)生故障可嘗試恢復(fù)IMAGE BACKUP，如果還不能解決問(wèn)題，則需要更換CPU，并RESTORE之前備份的正常的IMAGE BACKUP。

12.其他

　　在維護(hù)中，我們發(fā)現(xiàn)一些其他的條件也會(huì)導(dǎo)致高壓報(bào)警，如風(fēng)平衡、濕度等。當(dāng)風(fēng)平衡不好時(shí)，漆霧可能往一個(gè)方向飄飛，而漆霧是導(dǎo)電的，當(dāng)在機(jī)器人霧化器周圍聚集過(guò)多漆霧時(shí)，就容易產(chǎn)生高壓報(bào)警。