中梁切割OTC机器人故障诊断与分析

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摘 要：针对中梁切割（otc）机器人在生产过程中发生的常见故障进行分析，诊断出故障原因并采取处理措施，使得生产中的设备故障得以解决。

关键词：OTC机器人 故障诊断 处理方法

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-021-02

1 概述

机器人又称机械手，现代工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用。中梁切割OTC机器人设备采用日本OTC机械手AX-V6作为设备主要组件，并增加移动平台导轨和中梁定位装置。中梁切割在铁路货车生产过程中出于关键工序，中梁一位、二位以及中梁腰圆孔的切割是否平整、尺寸是否准确都会影响到货车组装品质，甚至会影响货车的行车安全。

机器人在自动切割过程中有着手工切割无法比拟的优越性：机器人切割可以提高产品的质量，OTC六轴机器人在切割过程中，只要给出切割参数和运动轨迹，机器人就会精确重复此动作，切割速度，切割气体控制以及切割角度控制都会对切割结果起决定作用；机器人切割可缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资，可实现小批量产品的切割自动化，机器人与专机的最大区别就是他可以通过修改程序以适应不同工件的生产；机器人几乎是高科技的代名词，代表着工业自动化的最高水平，先进的生产设备，体现了企业先进的加工能力和科研能力，使企业形象上升了一个台阶，使客户更加信赖企业，从而提高企业的竞争力。

中梁OTC机器人切割设备使用频率高，一旦出现设备故障，需要及时进行故障诊断与排除，恢复设备正常生产，针对OTC六轴机器人出现的大部分故障进行分析和总结，做好[]设备故障预防预案，在生产中起着举足轻重的作用。

2 OTC机器人故障诊断与分析

2.1 OTC机器人故障种类

OTC机器人故障一般分为两种：硬件故障与软件故障。硬件故障主要有CPU、内存、I/O接口、散热器、驱动单元、传感器等的损坏；软件故障主要有参数设定错误、程序运行错误、撞枪错误、移动平台定位错误、寻点步骤不正确等。硬件发生故障，一旦确定无法修复，或者损坏严重的，可以对相应的部件进行更换。软件故障一般情况下可以进行修复，软件设置的错误，或者参数出错，可以进行重置，然后恢复备份即可。在现实的实际生产过程中，OTC机器人出现的故障一般都不是单一的故障，有的甚至是几种故障叠加的结果，需要进行综合的诊断与分析，才可迅速的排除故障疑点。

2.2 OTC机器人故障诊断方法

OTC机器人故障诊断方法可以总结为三步骤：设备出现报警（停止），找到报警（停止）原因，再根据报警内容对机器人一一进行诊断排除。

中梁切割OTC机器人大致可分为三部分系统模块：机器人模块、气路监控模块和移动定位模块。这三个模块之间有着相互的联系，设备的运行指示灯一旦出现红闪，设备停止运行，无论三个系统模块中的一个或者是两个出现故障，都会出现系统运行指示灯红闪，同事在监控台或者其他人示教器上出现报警代码与报警提示，维修人员可以根据这些报警指示找到相应的故障点，进行一一排查，找出故障点所在进行修复。三个系统模块中，机器人系统模块较为复杂，同时也是三个系统模块中的核心模块，在系统运行中发挥着重要的作用。

3 OTC机器人故障诊断示例

3.1 OTC机器人编码器相关异常

OTC机器人编码器相关异常引起的报警主要有：E0023、E0025、E0027、E0030、E0050、E0052等。

例如，在正常生产过程中，出现E0030报警号，该报警号为编码器绝对数据异常，当编码器内部的异常一旦被机器人系统检测到，就会出现这个异常。出现这个故障可能的原因有以下几种：（1）控制箱内配线接触不良；（2）编码器电源电压不良；（3）电机马达内部编码器接线不良；（4）机体内配线接触不良。当出现这个报警号时，可对上述四个可能原因进行一一排查，下面结合上述四个故障原因进行综合分析，故障处理方法如下：

（1）检查伺服基板W-L0165的接头CNEC1/CNEC2是否接线正确，查看从该接头至控制装置背面的线路有没有断路，若发现断路则进行正确连接。CNEC1/CNEC2接口示意图如图1所示。

（2）检查强电组件上的SRE电源CNP5E接头P5-M5之间电压是否在5.0-5.3V范围，一次电源在标准电压%的范围内，若不是这个电压，可以调整编码器5V调整钮，如图2所示。

（3）以上两个方法处理后，还未见错误被解除，那么就检查电机内置编码器接线电缆是否正确，有无破损接触不良的情况出现，如图3所示电机编码器接线示意图。

（4）编码器接头有损坏的情况，检查编码器接头接触良好；重新接通控制电源后还无法解除警报，查看旁路电缆等是否有断路或者破损情况，若发现则需要更换机体内的配线，解除旁路电缆的影响。

3.2 OTC机器人编码器电池电量异常处理

OTC机器人系统在进行长时间的工作后出现E0052报警，分析报警原因为：机器人出现编码器电池电量低报警，需要更换编码器电池。这个报警号在中梁切割OTC机器人设备上，操作者一旦发现需要立即通知维修人员，不要私自进行任何操作。处理这类报警号需要非常注意，OTC机器人伺服编码器的电池工作电压为3.6V，电池型号FR3-3.6 碱性电池，共有3节电池，每节电池供电给2个轴的编码器。发现E0052报警需要更换电池，最好在机器人开机情况下，尽量减少其他动作，保证最短时间内更换电池，这样编码器上的原始位置信息能够得以保存。若在机器人断电情况下更换编码器电池，编码器的原始位置就会丢失，这时就需要进行复位操作，具体步骤如下：

（1）将机器人各轴角标对齐，先把4、5、6轴对到标尺位置，然后再对1、2、3轴，这3轴可以单独调整，前3轴只能联动调整。

（2）进入高级用户，输入“R314”，然后输入密码“12345”。

（3）“enable”键+F5键，进入常数设定―机械常数―编码器修正，再按F9编码器复位，此时可以选择需复位的轴或者全选，尽量少复位各轴。

（4）重新断电再上电，即可解除E0052报警。

复位后，机器人模式下动作应该是直线就是直线，如果是弧线则是角度标对不准确，需要重新执行一遍复位动作，复位成功后，应该把最初的程序调出来，定到初始工作位置，再开始编制新程序，这样才能开始自动工作，如果不是从初始位置开始的程序，则机器人不会自动开始。

3.3 OTC机器人无法自动行走异常处理

OTC机器人在正常运行过程中，手动工作模式正常，转换到自动运行模式后，停止状态并出现红闪，但是按一次start（开始）按钮，程序走一步，一旦出现这种情况，经过分析得到处理方法如下：

（1）手动模式下按住ENABLE，显示屏左下方F6显示service utilties。

（2）按F6键进入画面为service unit1，选中1项TEACH/PLAYBACK CONDITION，按确认键ENTER。

（3）然后在TEACH/PLAYBACK CONDITION画面中选中1项中的PLAYBACK MODE，由1STEP更改为1CYCLE，然后按确认键ENTER，按RESET复位键退出即可解除此故障。

3.4 OTC机器人碰撞检测触发异常处理

OTC机器人在正常工作过程中出现碰撞，此时机器人可以检测到干扰，这时需将系统转换到手动模式，解除报警红闪，如果伺服已经断电则需要伺服上电，在示教状态下操作机器人解除轴干涉问题，修正轴干涉位置，一切恢复正常后可以再次启动自动运行模式。

3.5 OTC机器人气路系统异常处理

中梁切割机器人在工作过程中需要用到压缩空气、切割氧气、预热氧气和丙烷4种气体，气路监控系统出现故障报警红闪，需要对气路系统进行检查，包括检查压力检测装置是否工作正常，压力一次检测信号是否正常，压力二次检测信号是否正常以及压力检测信号与PLC连接是否正常，处理出现的异常即可解决气路监控系统异常，机器人可以再次投入工作。

3.6 OTC机器人移动定位系统异常处理

OTC机器人移动定位系统出现故障主要有伺服器报警、滑台限位报警和定位模块报警，移动定位系统专用伺服驱动器报警（过速、欠压等），只需清除伺服器上报警号，重新上电，若上电后无法解除，检查滑台定位机械机构，看是否有卡堵现象，解除机械故障即可。滑台限位出现异常，检查行程开关是否失灵或者损坏，更换相应行程开关即可。定位模块出现报警红闪，出现数据溢出，进行系统复位即可。

4 总结

中梁切割OTC机器人是生产过程中的关键设备，降低设备的故障率，及时解决设备故障，对于生产过程中提高生产效率尤为重要。本文就OTC机器人的经常出现的故障以及难以解决的异常进行诊断，结合日常维修工作经验进行分析，总结出一套科学有效的处理措施和方法，对今后的生产过程中的OTC机器人维修工作有很好的指导作用。

参考文献：

[1] 王文峰.机器人的未来前景[J].未来与发展，2011（04）：53-54.

[2] DAIHEN Corporation.OTC AImega AⅡ系列操作说明书-导入篇[M].DAIHEN Corporation，2010：150-206.