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(chǎn)生色差等品質(zhì)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(yīng)用于涂裝車間。涂裝車間機器人在日常使用過程中，會發(fā)生一些故障引起生產(chǎn)停滯造成損失，其中高壓報警故障約占60%。因此能夠預(yù)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(chǎn)停臺和經(jīng)濟損失。

1 故障現(xiàn)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(fù)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(fù)現(xiàn)。

2 噴涂機器人高壓控制系統(tǒng)

高壓控制系統(tǒng)由IPS控制器、HVC模塊、噴涂霧化裝置的高壓級聯(lián)裝置和噴涂霧化裝置自身組成。高壓控制系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 高壓控制系統(tǒng)的原理圖

1）IPS控制器和HVC模塊共同進行閉環(huán)工藝控制。IPS控制器為HVC模塊設(shè)定基準(zhǔn)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(shù)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(lián)裝置高壓輸出的頻率、電流和電平。級聯(lián)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(jiān)測輸出電流，當(dāng)電流超過限定值，就會產(chǎn)生高壓報警。

2.1 高壓級聯(lián)裝置

高壓級聯(lián)裝置位于噴涂機器人霧化器內(nèi)，用于將24V低壓轉(zhuǎn)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(lián)裝置的原理圖。

圖2 高壓級聯(lián)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(zhuǎn)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(dāng)后連接板上的溶劑或油漆管路泄露，就會導(dǎo)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(chǎn)生高壓報警。圖5是霧化器內(nèi)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(nèi)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(fù)機器人，噴涂2臺車后，繼續(xù)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(fā)現(xiàn)霧化器內(nèi)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(chǎn)生高壓報警，懷疑回收管路的單向閥接頭損壞，導(dǎo)致廢油漆和溶劑回流入霧化器。當(dāng)機器人噴涂到車身上方時，廢油漆和溶劑向下流動，導(dǎo)通后連接板和旋杯，從而產(chǎn)生電流泄露，導(dǎo)致高壓報警。

5）更換單向閥接頭后，連續(xù)生產(chǎn)一周均未再高壓報警。

圖5 霧化器內(nèi)部漆路、溶劑管路圖

4 總結(jié)

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(tǒng)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(fù)雜的設(shè)備問題時，需要工程師結(jié)合機械、電氣、液壓等多方面技術(shù)才能解決問題。