浅谈P500IA机器人静电高压原理及故障处理
蒋国顺
【摘要】基于上汽通用五菱汽车股份有限公司 重庆分公司 涂装车间P500IA喷涂机器人为研究对象.为解决P500IA喷涂机器人在生产喷涂油漆过程中报静电高压故障问题,提供关于故障处理经验分享,进而降低生产停线. 关键词:喷涂、机器人、静电高压、
The discussion on the High Voltage principle and troubleshooting of P500IA robot Jiang guoshun
【Abstract】The research paint robot from SGMW chongqin breach . In order to provide effective reference for solving the problem of the high voltage failure in the production of P500IA paint robot. Reduce production shutdown
Keywords:Paint Robotics The High Voltage
引言：随着现代化汽车企业的不断进步，机器人不断运用到汽车制造企业。为使车身的喷涂质量稳定，越来越多的汽车企业使用机器人喷涂，因为机器人喷涂对人身伤害少，而且机器人成本相对于人力成本竞争力越来越大。本次论文以发那科在重庆分公司涂装车间P500IA喷涂机器人喷涂过程中，报静电高压为一个点进行分析，进而提供一种解决方法，为减少车间停线，提高生产效益。
一、静电高压喷涂原理：
静电高压喷涂原理通过高压控制装置，将静电通过高压线缆，绝缘装置传递到雾化器，进而在喷涂中，让这些油漆带电，进行更好的吸附在车身表面，达到喷涂的过程。在这过程中，涉及的通讯设备、相互连锁的设备如：控制器、监控电脑、区域PLC、机器人本体、静电高压发生装置、相关的线缆等等，具体连锁交换如图1：
图1 原理图
二、静电高压报警的显示：
1、预警% （仅供显示）。此项显示预警是指当一个警告出现时切断限值所占的百分比。例如，在电压操作中如果最大电流值是100 微安，预警被设置为20%，当电流达到值的20%（80 微安）， 设置警告。在达到最小电压前，在电流操作中警告被设置为20%。用预警LED 来显示预警并启动离散输出HV-警告。
2、释放% （仅供显示）。此项显示释放%是指在设置已达到设定点的信号处设定点值所占的百分比。释放%被设定为90%。例如，在电压操作中如果设定点是90 千伏，达到设定点的信号被设置为值的90%（81 千伏）。用达到设定点的LED 来显示释放并启动离散输出HV-已达到的设定点。
3、锁定 （仅供显示）。此项显示从HV 被切断起直至接地开关信号无效的时间延迟。设置此延时为30 秒。当“HV-ON”，输出接地开关被启动，从高电压启用被关闭起30 秒后，此输出接地开关被停用。
4、设备安全 （仅供显示）。此项显示用高电压装置工作的安全工作电压。设备安全电压值被设置为10 千伏。当断开高电压装置后，直到实际电压值低于10 千伏时输出HV-ON 始终保持启用状态。
5、容量 （仅供显示）。此项显示系统的总电能容量被设置为50nF。残余能量 （仅供显示）。此项显示在某个时刻系统所保持的电能。当允许触碰它时，可以将剩余能量调整为可允许的最大能量。根据EN 50176，在允许接触前，可允许的最大能量是350 毫焦。然而，如果用包含溶剂的试剂进行清洗时，可允许的最大能量是0.24 毫焦，通常就是可能燃烧溶剂的能量。剩余能量被设置为0.24 毫焦。
6、计算出的电压势头 （仅供显示）。此项显示用剩余能量所计算出的Eg.力矩，KV 值和容量。此值是可允许的最大值，但并没有超越当一触摸旋杯时在预调整容量下已调整过的能量。
7、其显示出来的过电流和电压，可以在高压发生器面板（如图2）、电脑监控电脑（如图3 ）都可以看到
图2高压发生器
图3监控电脑显示的值
三、静电参数高压默认值:
1、输出电压的默认值可以在0-100KV 之间。这个值会永远保存并在通电时随时可用，但是只有在第X 步（本地）操作时使用。
2、电流默认值可以在0 到275 之间。这个值会永远保存并在通电时随时可用，但是只有在第X 步（本地）操作时使用。
3、默认的操作：默认的操作模式可以是电流(I)或电压(V)。这个值会永远保存并在通电时随时可用，但是只有在第X 步（本地）操作时使用。
4、切断：切断Imax 表示静态电流切断在电压操作时被激活。如果Imax 切断是“ON”，一旦运行电流达到预先调整设值的值，HV-contro 切断。当Imax 切断发生时，数字输出‘高压故障’被激活，红色LED‘故障’指示灯点亮，并且故障会显示在主屏幕上。当静态电流切断复原时(‘Imax switch OFF = Off’)，电压被在最大电压容量之内，没有超出最大的电流设值。
5、最大的+dl/dt uA/s：动态电流切断的值可以在0-999uA/s 之间调整。如果电流升的比这个参数高， HV-contro 切断。当一个动态电流切断发生时，数字输入’高压故障’会激活，LED‘故障’指示灯会点亮，并且故障显示在主屏幕上。动态电流关断可能不起作用。 6、最小电压：静态电流切断可以在0 到100KV 之间调整，也可以不起作用。
最小切断电压，切断表示当前操作中的静态电压切断被是否激活。如果Vmin 切断被打开， 高压控制切断的操作电压被调解到预先调解的设置值。当Vmin 切断发生时，数字输出‘高压故障’被激活，红色的LED‘故障’指示灯被点亮，故障被显示在主屏幕上。当电压切断没有激活时，电流被在最大电流之内而不会超过最大电流。
四、静电高压报警的故障类别及处理方法（主要结合目前P500IA机器人在涂装车间出现的故障为主阐述）：
1、高压（图4、图5）损坏问题，在2015.3 左右，平均每周报高压故障4次，每次处理故障5-10分钟不等，影响到车间的效率。造成高压损坏问题主要原因是高压内部是弹簧与金属接触是点接触，在与高压绝缘底座接触不好，产生瞬时高压，而报高压故障。目前处理措施，更换高压：
高压 高压底座
图4高压
高压 高压底座
图5安装到现场的高压与高压底座
2、高压线断、破损或接头接触不良导致。由于高压线是用来传递高压，同时高压线缆与机器人本体是固定在一起运动，当出现断裂、破损或接头接触不良时，同样会导致报静电高压问题。在车间就出现过高压线缆接头与机器人衣服不合适，有干涉，导致高压故障频繁；此外也出现过高压底座端到雾化漆间的高压线断裂问题，导致报静电高压。目前解决的措
施：1、车间更改机器人衣服（图6）；2、更换高压线（图7）；3、在PM中增加定期紧固高压线接头（图8）。
机器人衣服
图6机器人的衣服
高压底座到雾化器段高压线 图7高压线缆
高压线接头
图8 高压与高压线接头
3、雾化漆漏溶剂或漏油漆等原因，导致报静电高压问题；解决措施，清洗更换雾化器。
雾化器
图9 雾化器
4、静电高压发生器损坏。虽然在重庆基地尚未出现过高压发生器损坏现象，但是在总部河西基地P500机器人使用6年以后出现过多台静电高压发生器损坏问题。解决措施直接更换静电高压发生器。
静电高压发生器
图10 静电高压发生器
5、管路问题。目前出现了多台机器人报高压问题，现场不能复位，主要原因是WASH管被击穿，导致喷涂过程中电流过高，报高压故障。解决措施：1、更换WASH管；2、修改工艺冲洗程序；3、采购质量更好的WASH管。
WASH管
图10 有问题的WASH管
6、喷涂过程中与车身距离太近导致报高压问题。导致近的原因有2种：1、工艺仿型程序不完善；2、车身位置变化（进错销孔）或车型识别错误。目前这类问题大部分报静电高压故障主要集中在车身位置变化（进错销孔）或车型识别错误。解决措施现场复位，不喷涂放车过线，或者在线将车身抬正过线喷涂。
喷涂距离短 图11 喷涂的距离太近
7、控制反馈线路问题。这类问题主要集中在控制器与静电高压发生器之间的传输线缆出问题，导致静电高压问题；此类问题的解决，需要根据线缆接线进行排查。
图12 相互连接反馈的线路
8、其它原因的问题：油漆黏度、机器人衣服湿。此类问题，检测油漆黏度，更换机器人衣服即可。
9、针对以上的处理步骤，如下画了一个高压系统故障抢修技巧关联图，图13。
图13高压系统故障抢修技巧关联图
五、结论：
本文基于P500IA机器人现场处理故障实际情况出发，对于初学和有一定基础的人员学习处理静电高压故障可以提高参考建议；实战性相对要强。在实际处理这类问题过程中，需要结合现场状态，由简入繁，步步逼近，最终将静电高压故障问题控制。
参考文献：
1、美国发那科机器人有限公司《发那科机器人系统R-J3iB P-500雾化器零件和维护手册》； 2、美国发那科机器人有限公司《SMS控制硬件水性漆系统》；
