工业机器人工作站为什么停:本体很少坏,停在外围和接口上
搬运、上下料、码垛机器人工作站的停机,绝大多数不在机器人本体,而在夹爪吸盘、到位传感器、视觉、来料定位、安全围栏和与主机的信号握手上。特点是次数多、单次短、复位就走,而且很多“等信号”的停顿根本不报警,必须靠节拍信号才能抓到。
机器人工作站的停机长什么样
搬运、机床上下料、码垛这类机器人工作站,机器人本体是整个单元里最可靠的部件。停机几乎都发生在它周围:夹爪没夹住、吸盘漏气、到位传感器没信号、相机没找到工件、料框摆歪了、有人开了安全门、主机那边的“允许上料”信号迟迟不来。维修工到现场,多数时候不用碰机器人,处理的是气管、传感器、料盘和信号线。
第二个特点是碎。抓取失败重试一次、复位一下、把歪掉的工件扶正,每次几十秒到两三分钟,一个班可以有几十次。这类小停机没有人会去报修,也不会出现在任何台账上,但加起来常常超过当班所有故障停机的总和。
第三个特点是很多停顿不报警。机器人程序里大量使用“等待某信号为真”的指令,信号不来就一直等。从外面看,机器人静止、无报警、三色灯可能还是绿的。这时到底是机器人在等机床,还是机床在等机器人,还是两边都在等料,现场常常说不清,而责任归属和改善方向完全不同。
停机现象排查表
| 停机现象 | 常见原因 | 排查顺序 | 归类 |
|---|---|---|---|
| 夹爪夹不住、夹紧确认信号不来 | 气源压力低;气缸磁性开关位置松动;手指磨损或夹持面沾油;工件尺寸超差;电磁阀卡滞 | 看气压 → 手动点动夹爪看开关灯 → 调磁性开关位置 → 查手指磨损 → 量工件 | 小停机 / 工装 |
| 吸盘掉件、真空未建立报警 | 吸盘唇边磨损开裂;气管接头漏气;真空发生器、过滤器堵塞;真空开关阈值不当;工件表面有油、粉尘 | 看真空表读数 → 逐个查吸盘 → 查接头和气管 → 清洁或更换真空发生器滤芯 → 核对阈值 | 小停机 / 工装 |
| 到位信号丢失,机器人原地等待 | 接近开关、光电被铁屑油污遮挡或安装松动;感应距离在临界值;拖链内线缆疲劳断线(时通时断) | 看输入点指示灯 → 清洁传感器 → 调感应距离并紧固 → 晃动线缆看信号是否闪断 → 换线 | 小停机 / 电气 |
| 视觉定位失败、找不到工件 | 环境光变化;镜头或光源脏;工件表面状态变化(反光、氧化、换批次);相机被碰后标定失效;工件超出视野 | 看失败图像 → 清洁镜头和光源 → 查曝光和遮光 → 查相机支架是否松动 → 重新标定 → 调模板或阈值 | 小停机 / 电气 |
| 抓取位置偏、放料放不进 | 来料在料盘、料框中位置偏差大;料框变形;定位销磨损;夹具被撞移位;换品种后偏移量没改 | 先查来料和料框 → 查夹具定位销和紧固 → 用基准针核对工具坐标和示教点 → 最后才改点位 | 上下游 / 工装 |
| 安全围栏、光幕触发停机 | 人员进入取样、清料、补料;叉车或料车误入光幕区;门锁开关松动误触发 | 查触发记录和时间规律 → 分清是必要进入还是误触发 → 查门锁和光幕安装 | 小停机 / 待人 |
| 与主机握手超时 | 机床门未开到位、卡盘未松开、加工未结束;信号定义两边不一致;总线通讯掉站;一方程序处于非自动模式 | 看机器人当前停在哪条等待指令 → 对照握手时序表查两边输入输出 → 查主机状态 → 查通讯模块和接头 | 上下游 / 电气 |
| 碰撞检测报警 | 工件未放到位再次抓取;卡盘上残留工件;料框超高;碰撞灵敏度设置过严;负载参数设置不对 | 查现场干涉物 → 查上一循环是否异常中断 → 核对负载设置 → 检查夹爪和示教点有无偏移 | 故障 |
| 示教点“漂移”,动作逐渐不准 | 夹具、料台移位;夹爪变形;地脚或底座松动;编码器电池亏电丢零点;减速机磨损 | 查外部基准 → 查夹爪 → 查底座紧固 → 查零点标记 → 联系厂家查减速机 | 故障 / 工装 |
| 伺服报警、过载、编码器异常 | 负载超重或重心设置错;管线包缠绕拉扯;本体线缆磨损;制动器异常;控制柜散热差 | 记报警代码和轴号 → 查负载与管线包 → 查控制柜风扇滤网 → 查线缆 → 联系厂家 | 故障 |
| 码垛站等托盘、满垛未运走 | 空托盘库空了;满垛等叉车;隔板、缠膜耗材用完;垛型倒塌 | 看等待发生的时间规律,和叉车班次、物流配送节奏对照 | 待料 / 上下游 |
| 来料断流,机器人空等 | 上游设备停机;输送线卡料;料仓空了没人补 | 查上游状态;查补料提醒是否有效 | 上下游 / 待料 |
值得统计的 12 个停机原因码
| 编码 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| T01 | 夹爪 / 吸盘抓取失败 | 掉件、夹紧或真空确认超时,含重试和人工处理 |
| T02 | 夹具、料台定位问题 | 定位销磨损、夹具移位、放料放不进 |
| E01 | 到位信号丢失 | 传感器脏污、松动、线缆断 |
| E02 | 视觉定位失败 | 含人工干预后重拍 |
| E03 | 握手 / 通讯超时 | 与主机、输送线、上位系统的信号交互异常 |
| E04 | 机器人本体与控制柜报警 | 伺服、碰撞检测、编码器、制动器 |
| S01 | 安全围栏 / 光幕触发 | 记录进入原因:取样、清料、补料、误触发 |
| W01 | 来料断流 | 上游没料、料仓空 |
| W02 | 下游堵塞 | 满垛未运走、输出线满、主机未就绪 |
| W03 | 来料位置偏差 | 料框变形、摆放不到位,需人工整理 |
| C01 | 换品种 | 换夹爪、换料盘、调用程序、首件确认 |
| Q01 | 质量异常停机 | 抽检不合格、工件磕碰划伤停下排查 |
W01 和 W02 在工作站自身看是“被动停机”,原因在别处,统计时要和自身原因分开,方法见上下游堵料与缺料。机器人给加工中心上下料的单元,可以结合CNC加工中心停机原因一起设计原因码,避免同一次停机两边各记一遍。
哪些停机靠人记不下来
机器人工作站往往是少人或无人值守,一个人看几个单元。靠人记录有三个硬伤:
- 短停太多。抓取重试、视觉重拍、复位再启动,每次不到两分钟,一个班几十次,人工不可能逐条登记。
- 无报警等待没人知道。机器人在等信号,现场没人,灯也没变红,等了十分钟才被路过的人发现。这段时间在任何记录里都不存在。
- 分不清谁在等谁。机器人等机床,还是机床等机器人?只看其中一台设备的状态回答不了。
解决办法是取循环信号而不是只取报警信号。每完成一次抓放循环,控制器给出一个脉冲,相邻两个脉冲的间隔就是实际节拍。间隔超过标准节拍一定倍数,就是一次停顿,时间和次数都自动留下来。假设标准节拍 45 秒,把阈值设在 2 分钟,短停就能一个不漏地抓到。具体做法见小停机怎么抓出来。
能从机器人控制器读到当前报警号和程序行号当然最好;读不到时,至少同时取机器人和主机两边的循环信号,两条时间线叠在一起,谁先停、谁在等就清楚了。
降低停机的优先动作
- 先数次数,再看时长。对短停为主的设备,按次数排序做帕累托图比按时长排序更能找到根因。一天失败三十次的抓取,比一个月一次的伺服报警更值得先解决。
- 吸盘、夹爪手指、真空滤芯按周期更换。它们是消耗品。在机旁备好整套快换件,磨损了直接换,不要等掉件掉到影响产量才处理。
- 管住来料一致性。料框、料盘定期检查变形,不合格的挑出来修或报废;上游摆料的要求写成图示贴在工位上。来料位置稳定了,视觉和抓取的失败率会同时下降。
- 传感器防护和紧固。有铁屑、切削液的环境,传感器加防护罩,安装支架用防松螺母,感应距离留足余量,不要调在“刚好能感应到”的位置。拖链里的线缆选用耐弯折型号。
- 视觉工位做遮光。车间天窗、相邻工位的焊接弧光都会影响成像。加遮光罩、用自带光源主导照明,比反复调阈值管用。失败图像要保存,便于事后分析。
- 减少进围栏的次数。统计 S01 下每一次进入的原因:如果是取样,就把取样口做到围栏外;如果是补料,就加大料仓或改为外部补料;如果是清理掉落的工件,回头解决掉件。
- 握手时序写成一张表。机器人和主机之间每个信号的含义、先后顺序、超时时间,由集成商和设备厂家共同确认并留档。现场大量“偶发不动作”的问题,根子是两边对同一个信号的理解不一致。
- 保留基准。夹具、料台、相机支架装定位销,机器人零点标记保持清晰,编码器电池按厂家要求周期更换,程序和点位定期备份。碰撞之后能在半小时内恢复,而不是重新示教半天。
焊接类工作站的停机结构有所不同,焊枪、送丝、清枪是主要矛盾,见焊接机器人停机原因。
本页排查内容为各品牌通用的原理性说明,具体报警代码与参数以设备厂家手册为准。涉及电气、液压、高温、压力容器和安全装置的检查与维修,必须由有资质的人员在断电、泄压、挂牌上锁后按规程进行;不得为了恢复生产而短接或屏蔽安全装置。
常见问题
机器人停在那里不动又不报警是怎么回事?
多半是程序停在一条等待信号的指令上:等主机开门到位、等夹具夹紧确认、等来料到位、等下游允许放料。信号一直不来,机器人就一直等,没有超时就没有报警。处理办法是给关键等待加超时报警,并在界面上显示当前在等哪个信号。
示教点为什么会漂移?
机器人本身的重复定位精度通常很稳定,所谓漂移多数是外部变了:夹具或料台被撞移位、夹爪碰撞后变形、工装定位销磨损、地脚松动。少数情况是编码器电池没电导致零点丢失,或者碰撞后轴零位偏移。先查外部基准,再考虑重新校零。
吸盘抓取总是掉件怎么排查?
先看真空度:吸盘唇边是否磨损开裂、气管接头是否漏、真空发生器和过滤器是否被粉尘堵住、气源压力够不够;再看真空压力开关的阈值设置是否合理;最后看工件表面是否有油、粉尘或不平整,吸盘规格和数量是否与工件重量匹配。
安全门一开机器人就要重新回原点,有办法缩短吗?
可以。把“进入围栏”分成请求进入和紧急打开两种:操作员先按请求按钮,机器人走完当前动作后停在安全位再解锁门,退出后按复位即可从断点继续。前提是安全回路设计符合标准并经过评估,不能为了省时间短接门锁。
接着看
本站由 TEEPTRAK 出版,正文保持厂商中立;商业关系见出版方声明。发现错误请发邮件至 yqf@teepchina.com。
微信号 Teeptrak-SZ