焊接机器人停机原因:弧焊、点焊工作站为什么停
焊接机器人工作站的停机很少出在机器人本体,多数来自焊接过程和外围:弧焊的粘丝、断弧、送丝不畅、清枪换导电嘴,点焊的电极帽修磨更换和焊接控制器报警,以及夹具到位检测失败、碰撞报警、工件来料偏差、安全门光栅触发和等待上下料。其中大部分是几分钟内的短停。
机器人本体很少坏,停的是“焊接”和“工装”
焊接机器人停机原因里,机器人本体的故障(伺服报警、减速机、编码器电池)占比通常很小。工作站停下来,大多是因为这几件事:弧焊的粘丝、断弧、起弧失败、送丝不畅,清枪和换导电嘴;点焊的电极帽修磨与更换、电极粘连、焊接控制器报警;夹具到位检测失败;碰撞报警;工件来料偏差导致焊偏或寻位失败;安全门、光栅被触发;还有等人上下料。
一个焊接工作站其实是一套系统:机器人、焊接电源或焊接控制器、送丝机或焊钳、清枪站或修磨器、变位机、夹具、安全围栏,外加人工或自动上下料。任何一环给不出“就绪”信号,机器人就停在原地等。操作工看到的是“机器人不动了”,示教器上显示的可能只是一条“等待输入信号”,真正的原因要到夹具的某个接近开关上去找。
这类停机的另一个特点是短而频。粘丝处理一次一两分钟,某个到位开关不亮、工人拍一下工件就好了,一个班几十次,属于小停机。而焊接质量问题(焊偏、气孔、虚焊)引起的停线调整和返修,又把停机和质量损失搅在一起。通用的机器人系统问题可参见工业机器人工作站停机原因,这里只讲焊接特有的部分。
焊接机器人停机现象与排查顺序对照表
| 停机现象 | 常见原因 | 排查顺序 | 归类 |
|---|---|---|---|
| 弧焊:起弧失败报警 | 焊丝端头结球;起弧点有油污、氧化皮或定位焊渣;地线接触不良;焊丝未送到位;工件偏差使起弧点悬空 | 看焊丝端头 → 查起弧点表面和实际位置 → 查地线夹与导电装置 → 查送丝 | 小停机 |
| 弧焊:焊接中断弧 | 导电嘴磨损;送丝轮打滑;送丝软管堵塞;焊枪电缆弯折过急;焊丝盘或桶装焊丝缠绕;保护气异常;回路接触不良 | 换导电嘴 → 查送丝轮压力和轮槽 → 手动送丝感觉阻力、吹扫或更换软管 → 查电缆走向 → 查接地回路 | 小停机 / 故障 |
| 弧焊:粘丝 | 回烧时间等收弧参数不当;导电嘴到工件距离变小;收弧点位置不当 | 查收弧参数 → 查工件和夹具位置 → 确认粘丝检测功能开启 | 小停机 |
| 弧焊:导电嘴回烧堵死 | 送丝阻力大、瞬时送丝停顿;起弧参数过强;导电嘴孔径与焊丝不匹配;干伸长过短 | 查送丝阻力 → 核对导电嘴规格 → 查起弧参数和干伸长 | 小停机(换导电嘴) |
| 弧焊:气孔多、飞溅大,被质检叫停 | 喷嘴内飞溅堆积挡住保护气;气体流量不足或管路漏气;工件有油、水、锈;穿堂风;清枪和喷防飞溅液没起作用 | 看喷嘴内部 → 在枪口实测气体流量 → 查清枪站铰刀和喷油 → 查工件清洁度 | 质量 |
| 清枪站动作失败、清枪后撞枪 | 铰刀磨损或规格与喷嘴不匹配;夹紧气缸气压不足;剪丝刀钝;清枪位置点偏移 | 查气压 → 查铰刀和剪丝刀 → 低速单步验证清枪程序点位 | 故障(外围) |
| 弧焊:焊缝偏移、寻位或跟踪失败 | 工件尺寸散差、冲压件回弹;夹具定位销或定位面磨损;换导电嘴、撞枪后焊丝尖端位置变了;焊丝弯曲 | 先量工件 → 查夹具定位 → 用基准尖校验焊枪工具点 → 查焊丝校直 | 质量 / 来料 |
| 点焊:电极帽修磨、更换 | 按焊点数计划修磨;修磨刀片磨钝导致修磨不净、反复修磨;更换后未做电极长度补偿 | 看修磨后端面形状和直径 → 查刀片 → 查修磨压力和时间 → 执行磨损补偿 | 计划内辅助 / 小停机 |
| 点焊:电极粘连、飞溅大 | 电极帽端面过度磨损或未对中;焊接电流偏大、压力偏小;板材贴合不良;冷却水不足 | 查电极对中和端面 → 查焊接参数与压力 → 查板件贴合 → 查冷却水流量 | 质量 / 小停机 |
| 点焊:焊接控制器报警 | 电流不足或无电流(次级回路接触不良、电缆老化断股);可控硅或变压器过热;冷却水流量低;电网电压波动 | 看报警代码 → 查次级回路各连接面 → 查冷却水流量开关 → 查进线电压 | 故障(电气) |
| 夹具到位检测失败,机器人等待 | 接近开关被飞溅粘附或撞歪、线缆被烫断;夹紧气缸磁性开关移位;工件没放到位;工件本身超差夹不到位;气压低 | 看输入输出监控画面是哪个信号没到 → 看工件是否贴合定位面 → 查该传感器指示灯和线缆 → 查气压 | 小停机 / 工装 |
| 碰撞报警 | 工件装夹偏或漏夹;夹具压臂未打开;焊枪工具点变化;程序点位被改动;飞溅堆积物阻挡 | 先确认现场干涉物 → 查夹具状态信号 → 校验工具点 → 对比程序备份 | 故障 / 操作 |
| 安全门、光栅触发停机 | 上下料时误入光栅区;安全门没关到位或门开关松动;复位步骤繁琐导致恢复慢 | 统计触发时段 → 查门开关和光栅对准 → 评估上下料布局与时序 | 小停机 / 待人 |
| 等待上下料 | 一人看多站;上道工序零件没到;料架换料 | 区分是等人还是等料 | 待人 / 待料 |
| 换车型、换夹具 | 更换夹具、调用程序、试焊、首件破坏检验或外观尺寸检验 | 分段计时:换夹具、试焊、检验等待 | 换型 |
焊接工作站建议统计的 12 个停机原因码
| 编码 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| S01 | 起弧失败 / 断弧 / 粘丝 | 弧焊;备注焊缝编号 |
| S02 | 送丝故障 | 送丝轮、软管、焊丝缠绕、换焊丝 |
| S03 | 换导电嘴 / 喷嘴、清枪站故障 | 计划更换与堵死后被动更换分开备注 |
| S04 | 电极帽修磨 / 更换 | 点焊;计划内与反复修磨分开备注 |
| E01 | 焊接电源 / 焊接控制器报警 | 含冷却水流量、保护气压力报警 |
| T01 | 夹具到位检测失败 | 备注传感器编号 |
| T02 | 夹具、变位机机械故障 | 气缸、压臂、定位销、导电装置 |
| M01 | 碰撞报警 | 备注碰撞位置和原因 |
| M02 | 机器人本体 / 控制柜故障 | 伺服、减速机、线缆、示教器 |
| Q01 | 焊接质量调整 / 来料偏差 | 焊偏、气孔、虚焊引起的停线调整 |
| W01 | 安全门 / 光栅触发及等待上下料 | 待人、待料分开备注 |
| C01 | 换型 / 换夹具 | 含试焊和首件检验等待 |
S01 带焊缝编号、T01 带传感器编号,这两条看起来麻烦,却是后面做帕累托分析的关键:一个工作站十几条焊缝、二三十个到位开关,反复出问题的往往固定是其中两三个。
靠人记不下来的停机
- 短停的次数和时长:粘丝、到位信号不亮、光栅误触发,每次一两分钟,工人处理完就继续,不可能逐条填表。取机器人“自动运行中”“程序执行中”信号,加上每个工件的循环完成信号,就能自动得到每次停顿。
- 等待类时间:机器人焊完等人上下料,设备状态是“正常待机”,没有任何报警,却是实打实的产能损失。用循环完成到下一次循环启动之间的间隔来量,超过标准上下料时间的部分即为等待。
- 焊接报警的分布:焊接电源和机器人控制器里有报警记录,但分散在各自的日志里,很少有人导出来看。把报警代码和时间采出来,按焊缝或焊点号汇总,是找系统性问题最快的办法。
- 节拍变慢:出过几次碰撞之后,现场常把运行速度倍率调低,之后再没调回去。只有循环时间记录能发现。
短停抓取的门槛和方法可参考小停机怎么抓出来。
优先动作
- 易损件按数量计划更换,不等出问题。导电嘴按焊接工件数或弧焊时间定更换间隔,安排在换班或休息时;送丝软管定期吹扫、按周期更换;点焊电极帽按焊点数修磨、按修磨次数更换。备件放在工作站边上的固定位置。
- 清枪站保持有效。铰刀规格与喷嘴匹配并定期更换,防飞溅液液位每班检查,清枪频率按飞溅情况设定。喷嘴内飞溅堆积是气孔和断弧的共同源头。
- 保护夹具上的传感器。接近开关加防飞溅护罩或选用抗飞溅涂层型号,线缆穿耐高温护套并避开飞溅方向;磁性开关位置做标记。反复失效的检测点,考虑改变安装位置或检测方式。
- 把来料偏差量出来。焊偏和到位检测失败反复出现时,先抽量上道冲压件、折弯件的关键尺寸,和夹具定位基准对照。尺寸散差大的零件靠调机器人程序是追不上的,应该反馈给上道工序;必要时增加寻位或焊缝跟踪功能。
- 工具点校验做成标准动作。每次撞枪、换枪颈之后,用固定基准尖校验焊枪工具点,偏了就校正,而不是逐点修改程序。程序定期备份,修改留记录。
- 接地回路定期检查。地线夹、变位机的导电碳刷或导电滑环,接触面的清洁和压紧列入周点检。回路接触不良引起的断弧很隐蔽,常被误判成送丝问题。
- 改上下料布局,减少待人和光栅触发。双工位转台、预约进入按钮、料架摆放到不需要跨越光栅的位置,让人和机器人交替工作而不是互相等待。
汽车零部件行业的焊接线通常多站串联,一个站的短停会向上下游传递,整线层面的统计方法可以参考汽车零部件停机分析。
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
焊接机器人经常断弧报警是什么原因?
断弧多数是焊接回路或送丝的问题。按顺序查:导电嘴是否磨损成椭圆孔、送丝轮压力和轮槽磨损、送丝软管是否被铜屑堵塞、焊枪电缆弯曲是否过急、地线和变位机导电装置接触是否良好、工件表面油锈、保护气流量。总在同一条焊缝断弧,再查该处的工件间隙和焊枪姿态。
机器人焊接粘丝怎么解决?
粘丝是收弧时焊丝端头凝固在熔池里。先查收弧参数,特别是回烧时间和收弧电流电压是否合适;再查导电嘴到工件的距离是否因工件偏差变小、收弧点位置是否在焊缝末端堆高处。多数焊机有粘丝检测和自动解除功能,应当开启,避免机器人带着粘住的焊丝移动拉坏焊枪。
点焊电极帽多久修磨一次、多久更换?
没有通用数值,取决于板材镀层、焊接电流和电极帽材质,镀锌板修磨要更频繁。做法是通过试验确定:在保证熔核直径合格的前提下定出修磨间隔的焊点数,并记录每个电极帽可修磨的次数,到次数就换。修磨后的电极长度变化要由焊钳补偿或电极磨损检测来修正。
安全光栅频繁被触发停机怎么办?
先统计触发发生在什么时候。如果集中在上下料时,多半是人工上下料区与机器人动作区的时序或布局不合理,例如工人等不及提前伸手、料架位置迫使人穿过光栅,应从工位布局、双工位转台、预约进入按钮等方面解决。安全装置不允许屏蔽或短接。
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