手機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線六軸機(jī)器人單元工作原理及常見(jiàn)故障分析

廖新輝（清遠(yuǎn)市技師學(xué)院，廣東清遠(yuǎn)511517）

手機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線六軸機(jī)器人單元工作原理及常見(jiàn)故障分析

廖新輝
（清遠(yuǎn)市技師學(xué)院，廣東清遠(yuǎn)511517）

介紹了一套工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)——手機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線。該手機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線型號(hào)為SX-CSET-JD08-04，由中央控制柜、四軸機(jī)器人單元、上料整列單元、加蓋單元、圖像檢測(cè)單元、六軸機(jī)器人單元、包裝單元、物流倉(cāng)儲(chǔ)單元等8個(gè)單元構(gòu)成。主要針對(duì)手機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線的六軸機(jī)器人單元工作原理及在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，并提出了故障消除的技術(shù)措施。

手機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線；六軸機(jī)器人；工作原理；故障分析

工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)在很大程度上來(lái)說(shuō)，減少了人力的需求，提高了工作效率。本生產(chǎn)線采用鋁合金結(jié)構(gòu)件為主，利用多種機(jī)械傳動(dòng)方式模擬完成手機(jī)現(xiàn)代化裝配過(guò)程的生產(chǎn)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)從符合操作簡(jiǎn)便、高效、靈活、實(shí)用、安全的要求出發(fā)完成了手機(jī)的加工、檢測(cè)和包裝存儲(chǔ)的全過(guò)程。整個(gè)系統(tǒng)由中央控制柜、四軸機(jī)器人單元、上料整列單元、加蓋單元、圖像檢測(cè)單元、六軸機(jī)器人單元、包裝單元、物流倉(cāng)儲(chǔ)單元等8個(gè)單元構(gòu)成[1]。所涉及的技術(shù)有工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、PLC技術(shù)、視覺(jué)成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、機(jī)械裝調(diào)技術(shù)、步進(jìn)控制技術(shù)等領(lǐng)域。

學(xué)生在學(xué)校期間，只接觸到單元實(shí)操和校外參觀實(shí)習(xí)，而一些大型的自動(dòng)化控制站只能看不能操作，達(dá)不到理想的教學(xué)效果，該手機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線，較好地解決了這個(gè)實(shí)際問(wèn)題。六軸機(jī)器人單元是本生產(chǎn)線的第五個(gè)單元，主要采用的技術(shù)有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)械裝調(diào)技術(shù)、伺服控制技術(shù)等。本文根據(jù)實(shí)際調(diào)試過(guò)程，介紹了六軸機(jī)器人單元的工作原理，并詳細(xì)分析了六軸機(jī)器人單元的調(diào)試步驟、常見(jiàn)故障及處理辦法。

1　六軸機(jī)器人單元的結(jié)構(gòu)

（1）六軸機(jī)器人單元效果圖和工作臺(tái)實(shí)物結(jié)構(gòu)分別如圖1和圖2所示。

六軸機(jī)器人單元由鈑金制成機(jī)器人固定架，結(jié)實(shí)穩(wěn)定；機(jī)器人采用自動(dòng)快換夾具裝置；桌體配重，保證機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)搖晃。

其主要功能是將不合格產(chǎn)品放到旁邊配置的物料臺(tái)，合格產(chǎn)品放在包裝單元進(jìn)行包裝；自動(dòng)切換夾具設(shè)計(jì)，大大提高工作效率。

圖1　六軸機(jī)器人單元效果圖

圖2　六軸機(jī)器人單元工作臺(tái)的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖

2　六軸機(jī)器人單元的工作原理

（1）六軸機(jī)器人單元功能框圖六軸機(jī)器人單元功能如圖3所示。

圖3　六軸機(jī)器人單元功能框圖

（2）六軸機(jī)器人單元控制原理圖[2]

六軸機(jī)器人單元控制原理如圖4所示。

圖4　六軸機(jī)器人單元控制原理圖

3　六軸機(jī)器人單元調(diào)試步驟

（1）上電前檢查

1）觀察機(jī)構(gòu)上各元件外表是否有明顯移位、松動(dòng)或損壞等現(xiàn)象；輸送帶上是否放置了物料，如果存在以上現(xiàn)象，及時(shí)放置、調(diào)整、堅(jiān)固或更換元件。

2）對(duì)照接口板端子分配表或接線圖檢查桌面和掛板接線是否正確，尤其要檢查24 V電源，電氣元件電源線等線路是否有短路、斷路現(xiàn)象。

（2）硬件的調(diào)試

1）接通氣路，打開(kāi)氣源，手動(dòng)按電磁閥，確認(rèn)各氣缸及傳感器的初始狀態(tài)。

2）槽型光電（EE-SX911-R）調(diào)節(jié)，如圖5所示。各夾具安放到位后，槽型光電無(wú)信號(hào)輸出；安放有偏差時(shí)，槽型光電有信號(hào)輸出；調(diào)節(jié)槽型光電位置使偏差小于1.0mm。

3）節(jié)流閥的調(diào)節(jié)：打開(kāi)氣源，用小一字螺絲刀對(duì)氣動(dòng)電磁閥的測(cè)試旋鈕進(jìn)行操作，如圖6所示，調(diào)節(jié)氣缸上的節(jié)流閥使氣缸動(dòng)作順暢柔和。

圖5　槽型光電（EE-SX911-R）及夾具的調(diào)節(jié)圖

圖6　節(jié)流閥的調(diào)節(jié)

（3）六軸機(jī)器人的調(diào)試

1）機(jī)器人的硬件接線，如圖7所示。

圖7　機(jī)器人的硬件接線圖

2）機(jī)器人的安全信號(hào)短接，將緊急輸入信號(hào)EMGIN按照如圖8所示進(jìn)行短接。

圖8　機(jī)器人的硬件接線圖

3）機(jī)器人原點(diǎn)數(shù)據(jù)寫(xiě)入（參照手冊(cè)步驟寫(xiě)入原點(diǎn)數(shù)據(jù)）；設(shè)置機(jī)器人專(zhuān)用I/O（參數(shù)寫(xiě)入時(shí)需重啟控制器），如圖9所示。

圖9　機(jī)器人的硬件接線圖

4）啟動(dòng)機(jī)器人，打開(kāi)RT ToolBox2軟件，用戶可自行編程或者下載參考程序，程序下載完畢后，用示教器進(jìn)行點(diǎn)的示教，所需示教的點(diǎn)見(jiàn)表1。

4　六軸機(jī)器人單元常見(jiàn)故障分析

（1）六軸機(jī)器人單元性能總體穩(wěn)定，但在調(diào)試的過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)一些故障，常見(jiàn)的可以分為下列幾種：

1）設(shè)備不能正常上電；

2）傳感器對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)沒(méi)輸入；

3）機(jī)器人不能啟動(dòng)；

4）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中報(bào)警。

（2）針對(duì)以上具體故障進(jìn)行詳細(xì)的分析：

1）故障現(xiàn)象：設(shè)備不能正常上電。

故障原因：①電氣元件損壞；②線路接線脫落或錯(cuò)誤。

解決方法：①更換電氣件；②檢查電路并重新接線。

2）故障現(xiàn)象：傳感器對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)沒(méi)輸入。

故障原因：①PLC與傳感器接線錯(cuò)誤；②傳感器壞；③PLC輸入點(diǎn)損壞。

表1　需示教的點(diǎn)

解決方法：①檢查電纜并重新連接；②更換傳感器；③更換輸入點(diǎn)。

3）故障現(xiàn)象：機(jī)器人不能啟動(dòng)。

故障原因：①機(jī)器人的運(yùn)行程序未選擇；②機(jī)器人專(zhuān)用I/0沒(méi)有設(shè)置；③PLC的輸出端有沒(méi)有輸出；④PLC的輸出端子損壞。

解決方法：①在控制器的操作面板選擇程序名（在第一次運(yùn)行機(jī)器人的情況）；②設(shè)置機(jī)器人專(zhuān)用I/O（在第一次運(yùn)行機(jī)器人的情況）；③監(jiān)控PLC程序；④更換其他端子。

4）故障現(xiàn)象：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中報(bào)警[3]。

故障原因：①機(jī)器人從當(dāng)前點(diǎn)，到下一個(gè)點(diǎn)不能直接移動(dòng)過(guò)去；②氣缸節(jié)流閥鎖死；③機(jī)械結(jié)構(gòu)卡死。

解決方法：①重新示教下一個(gè)點(diǎn)；②松開(kāi)節(jié)流閥；③調(diào)整結(jié)構(gòu)件。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在手機(jī)生產(chǎn)線上采用六軸機(jī)器人單元有利于提高手機(jī)生產(chǎn)效率。比傳統(tǒng)的采用人工進(jìn)行流水線生產(chǎn)，不僅提高了速度，而且減少了出錯(cuò)的幾率。在安裝與調(diào)試設(shè)備過(guò)程中，深入地分析其工作原理，掌握其調(diào)試步驟，了解常見(jiàn)故障的現(xiàn)象，有助于在以后的教學(xué)過(guò)程中能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、快速地找到解決方案。

［1］工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)［Z］.廣東三向教學(xué)儀器制造有限公司，2013.

［2］劉明，段盛開(kāi)，劉小明.PLC技術(shù)及應(yīng)用（三菱）［M］.廣州：世界圖書(shū)出版社公司，2013.

［3］朱梅，朱光力.液壓與氣動(dòng)技術(shù)［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.

(編輯：阮毅)

Analysis of Working Principle and Faults Diagnose of the Six Axis Robot

LIAO Xin-hui
（Qingyuan TechnicalCollege，Qingyuan511517，China）

Introduces a setof industrial robotapplication andmaintenance training evaluation system，which is amobile phone automatic production line.The linemodel is SX-CSET-JD08-04.It is composed of the central control cabinet，four axis robot unit，feeding the whole column，sealed by the unit，image detection units，six axis robot，logistics，warehousing，packaging units.This paper focus on analyzing the working principle of the six axis robot unit and faults often appears during debugging，with possible technicalmeasures to settle the faultsare provided.

mobile phoneautomatic production lines；six axis robot；working principle；faultanalysis

TP242

A

1009－9492(2015)06－0052－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.06.012

2014－12－16

廖新輝，男，1970年生，湖南湘潭人，大學(xué)本科，講師。研究領(lǐng)域：職業(yè)技能教育。