Дали перформансите на роботот за машина за лиење со три оски со серво се влошуваат?

Дали перформансите на триосен серво мотор Машина за лиење со вбризгување роботот се деградира?

На производствена линија за лиење со инјектирање, робот за машина за лиење со три оски со серво вбризгување е основен дел од опремата што ги поврзува отворањето и затворањето на калапот, поставувањето на производот и транспортот. Неговата стабилност на перформансите директно ја одредува ефикасноста на производството, стапката на квалификација на производот и животниот век на опремата. Кога роботот доживува проблеми со перформансите, како што се отстапување од точноста на позиционирањето, бавна брзина, намален капацитет на оптоварување или застој во движењето, неуспехот брзо да се пронајде основната причина не само што може да предизвика застој на производствената линија, туку и да доведе до секундарно оштетување на компонентите поради невнимателни поправки. Оваа статија ќе обезбеди систематско решение за проценка на причината за дефект од четири перспективи: идентификација на абнормален сигнал → решавање проблеми модул по модул → верификација на дефекти → превентивно одржување, помагајќи им на техничарите ефикасно да ги решат проблемите.

1. Рана дијагноза на абнормалности во перформансите: Прво „Снимете го сигналот“, потоа „Заклучете го телескопот“

Пред да започнете со решавање проблеми, важно е да се идентификуваат специфичните манифестации на деградација на перформансите преку набљудување и собирање податоци за да се избегне губење време со спроведување неселективно решавање проблеми. Следните се вообичаени сигнали за аномалии во перформансите и нивните соодветни области на почетна дијагноза:

1. Класификација на сигналот за аномалија на основните перформанси

Отстапување од точноста на позиционирањето: Роботот отстапува од целната позиција при фаќање на производот, не успева прецизно да се порамни со транспортерската лента при поставувањето или грешката на повторување ја надминува наведената вредност во упатството за опремата (обично, точноста на повторување на триосен серво мотор) Робот Стреба да биде ≤ ± 0,1 mm). Првични сомневања: поместување на параметрите на серво системот, механичко абење и абнормалности на сигналот на кодерот.

Намалување на работната брзина: Кога роботот е истоварен или оптоварен, вистинската брзина на секоја оска (хоризонтална X-оска, вертикална Y-оска и вертикална Z-оска) е помала од зададената вредност и има паузи за време на забрзувањето/забавувањето. Првични сомневања: Ограничување на струјата на серво погонот, губење на моќноста на моторот или зголемен отпор на оптоварување.

Намален капацитет на оптоварување: Производ што претходно можеше да се зграби нормално (на пр., дел од лиен со инјектирање од 5 кг) паѓа по зграпчувањето или се активира аларм за преоптоварување за време на работата поради прекумерно оптоварување. Првични сомневања: Недоволен вртежен момент на серво моторот, лизгање на менувачот или недоволен притисок во пневматскиот/хидрауличниот помошен систем (доколку е вклучен пневматски држач). Доцнење при одговор на дејството: Откако операциониот панел ќе издаде команда, на роботот му требаат 1-3 секунди за да изврши дејство или има забележлива пауза при префрлување помеѓу дејствата. Првични сомневања: Доцнење во комуникацијата на контролниот систем, доцнење на сигналот на сензорот и неправилни параметри на засилување на сервото.

2. Собирање и споредба на клучни податоци
Само визуелната инспекција не може точно да го лоцира проблемот; споредбата на податоците е неопходна за да се стесни опсегот на грешката:

Запишување на струјните работни параметри: Користете го системот за контрола на роботот (како што е екранот на допир на PLC или панелот за серво погон) за да читате податоци како што се работната брзина, отстапувањето на положбата, струјата на моторот и излезниот вртежен момент на секоја оска. Споредете ги овие со параметрите за време на нормалното работење (погледнете го упатството за уредот или историските записи за работа). Фокусирајте се на индикатори како што се „ненормално висока струја“, „отстапување на положбата што го надминува прагот“ и „прекумерно флуктуирање на вртежниот момент“.

Статистички услови за активирање на грешки: Запишете дали влошувањето на перформансите е поврзано со специфични сценарија, како што се „отстапување се јавува само под оптоварување“, „брзината се забавува по 1 час работа“ и „чести дефекти се јавуваат кога температурата на околината се зголемува“. Овие услови можат да помогнат во исклучување на неповрзани фактори (како што се влијанието на температурата на околината и влажноста врз електронските компоненти).

2. Детално решавање проблеми модул по модул: Од „основни компоненти“ до „помошни системи“

Перформансите на триосниот серво робот за машина за лиење со вбризгување зависи од координираната работа на „серво системот → механичка структура → систем за контрола → помошни системи“. Решавањето проблеми бара расклопување модул по модул, проверувајќи го функционалниот интегритет на секоја врска една по една.

A. Основен извор на енергија: Решавање проблеми со серво системот (причина за повеќе од 60% од проблемите со перформансите)

Серво системот е „моќното срце“ на роботот, кој се состои од три дела: серво мотор, серво погон и кодер. Секоја абнормалност во која било компонента директно ќе доведе до влошување на перформансите. Отстранувањето на проблемите треба да ја следи логиката „од погон до мотор, од сигнал до хардвер“: (1) Серво погон: прво проверете го „кодот за аларм“, а потоа потврдете го „поставувањето на параметрите“.

Чекор 1: Прочитајте го кодот за аларм: Панелот на серво погонот ќе го прикаже кодот за грешка (како на пример „AL.E6“ од серијата Mitsubishi MR-J4 претставува дефект на кодерот, а „Err.11“ од серијата Panasonic A6 претставува прекумерна струја). Основните проблеми (како што се пренапон, прекумерна струја, прегревање и абнормалност во комуникацијата со кодерот) може да се лоцираат со споредување со упатството за опремата.

Чекор 2: Проверете ги клучните параметри: Ако нема кодови за аларм, но перформансите се намалени, фокусирајте се на следните параметри:

Засилување на позиционата јамка (P Gain) и засилување на брзината (V Gain): Премалку засилување ќе резултира со бавен одговор на позиционирање и големо отстапување; превисоко засилување може да предизвика вибрации. Фино подесување според препорачаните вредности во упатството за уредот (обично прво прилагодување на брзината, а потоа на позиционата јамка).

Електронски преносен однос: Неправилно поставување на преносниот однос може да резултира со несовпаѓање помеѓу командираната положба и вистинската положба (на пример, поставено движење од 100 mm, но само 50 mm). Проверете дали преносниот однос се совпаѓа со преносниот однос на механичкиот менувач (како што е водот на топчестиот завртка).

Поставки за ограничување на струјата и вртежниот момент: Ако погонот е погрешно поставен на „режим за ограничување на струјата“ или ограничувањето на вртежниот момент е прениско, излезната моќност на моторот ќе биде недоволна, што ќе резултира со мала брзина и намален капацитет на оптоварување. Вратете ги стандардните гранични вредности или ресетирајте ги врз основа на барањата за оптоварување.

Б, Серво мотор: Проценка на „состојбата на хардверот“ од „работната состојба“

Сензорска инспекција: Кога моторот работи, допрете го куќиштето на моторот со раката (внимавајте да избегнете изгореници). Ако температурата надмине 70℃ (нормалното зголемување на температурата на серво моторот е ≤40℃), можеби намотката на моторот старее, лежиштето е истрошено или оптоварувањето е преголемо; слушајте го звукот на работа на моторот. Ако има звук на „зуење“ или „триење“, веројатно е дека на лежиштето му недостасува масло или е оштетено. Потребно е да се расклопи, провери и замени лежиштето (се препорачува да се користат увезени лежишта од ист модел, како што се NSK и SKF).

Тест на перформанси: Исклучете го моторот од менувачкиот механизам (тест без оптоварување). Ако брзината на моторот и вртежниот момент се нормални кога е без оптоварување, тоа значи дека грешката е на крајот од механичкото оптоварување; ако сè уште е абнормална кога е без оптоварување, користете мултиметар за да ја измерите вредноста на отпорот на трифазната намотка на моторот (нормално, трите фази треба да бидат избалансирани, со отстапување од ≤5%). Ако отпорот на една фаза е бесконечен, тоа значи дека намотката е скршена и моторот треба да се поправи или замени.

C, Енкодер: Сигналот „нулта грешка“ е клучот за точноста на позиционирањето.

Кодерот е „окото“ на серво системот, одговорен за враќање на сигналите за положба и брзина на моторот. Абнормалните сигнали директно ќе доведат до отстапување од положбата. Метод за решавање проблеми:

Инспекција на линијата: Проверете ја линијата за поврзување помеѓу кодерот и драјверот (обично заштитен кабел) за да видите дали има лабави конектори, оштетени кабли или лошо заземјување на заштитениот слој (ако заштитениот слој не е заземјен, тоа ќе воведе електромагнетни пречки и ќе предизвика флуктуации на сигналот). Се препорачува повторно да го вклучите конекторот и да го замените оштетениот кабел.

Тест на сигнал: Користете осцилоскоп за мерење на излезните сигнали од фазата A, B и Z на кодерот. Под нормални околности, треба да биде стабилен сигнал со квадратен бран. Ако има дисторзија на брановата форма, губење на пулсот или амплитудата е премногу ниска (помала од 5V), тоа значи дека внатрешните компоненти на кодерот се оштетени и дека кодерот од истиот модел треба да се замени (имајте предвид дека резолуцијата на кодерот мора да одговара на драјверот, како на пример 17 бита или 23 бита). 2. Пренос на сила и движење: Отстранување проблеми со механичката структура (лесно занемарлив „невидлив убиец“) Дури и ако серво системот е нормален, абењето, лабавоста или деформацијата на механичката структура ќе доведат до влошување на перформансите, бидејќи движењето на манипулаторот треба да се пренесе преку „мотор → спојка → топчеста завртка / синхрон ремен → лизгач на водилката“, а губењето на која било врска ќе ја ослабне ефикасноста на преносот на енергија: (1) Механизам на пренос: фокус на „абење“ и „концентричност“ Топчеста завртка: Како основна компонента на преносот на оските X, Y и Z, абењето на завртката ќе доведе до „зголемен обратен клиренс“ (т.е. кога моторот ротира во спротивна насока, манипулаторот има празен ход), што се манифестира како отстапување од позиционирањето. Метод на проверка: Користете индикатор за циферблат за да го фиксирате лизгачот и рачно притиснете го лизгачот. Ако покажувачот на индикаторот за циферблат варира за повеќе од 0,05 mm, тоа значи дека завртката е сериозно истрошена; во исто време, набљудувајте дали има гребнатини, 'рѓа или сува маст на површината на завртката. Специјална маст (како што е маст на база на литиум) треба редовно да се додава. Кога абењето ќе ја надмине границата, завртката треба да се замени (се препорачува да се избере топчеста завртка со точност од C3 или поголема).
Спојка: Ако спојката што ги поврзува серво моторот и топчестата завртка има пукнатини, еластомерот е стар или инсталацијата не е концентрична, тоа ќе предизвика нестабилен пренос на енергија, заглавувања во движење или отстапувања во позиционирањето. Метод на проверка: Откако ќе ја запрете машината, свртете ја спојката рачно за да почувствувате дали има заглавување или лабавост. Ако спојката и вратилото на моторот/вратилото на завртката не се концентрични (отстапување> 0,1 mm), концентричноста треба да се рекалибрира.
Синхронен ремен (доколку го има): X-оската на некои роботи користи синхронен ременски погон. Ако синхрониот ремен е лабав или површината на забот е истрошена, тоа ќе предизвика „лизгање“, што ќе се манифестира како намалување на брзината и неточно позиционирање. Метод на проверка: Притиснете го синхрониот ремен. Ако отклонувањето надминува 10 mm, тоа значи дека е премногу лабав и затегнувачот треба да се прилагоди; ако површината на забот е очигледно истрошена или напукната, синхрониот ремен треба да се замени (се препорачува употреба на полиуретански синхронен ремен, кој е поотпорен на абење).

(2) Водилки и лизгачи: „Мазноста“ ја одредува стабилноста на движењето

Лизгачот на водилката е одговорен за потпирање на подвижните делови на роботот. Ако не е доволно подмачкан или е истрошен, ќе се зголеми отпорот на движење, што ќе резултира со помала брзина и заглавување. Решавање проблеми:

Рачно притиснете го лизгачот за да почувствувате забележлив отпор или лепење. Доколку е така, расклопете го лизгачот за да проверите дали има абење на внатрешните топчести лежишта и напукнати потпорни кафези. Исчистете ја прашината и остатоците од површината на водилката и нанесете лубрикант специјално дизајниран за водилки (како што е ISO VG32).

Користете микрометар за да ја измерите паралелизмот на водилките. Ако отстапувањето на паралелизмот надминува 0,1 mm/m, на лизгачот ќе се примени нееднаква сила за време на работата, што ќе го забрза абењето. Позицијата за инсталирање на водилката ќе треба да се рекалибрира.

Трето. Команден и центар за повратни информации: решавање проблеми со контролниот систем: решавање проблеми со нивно решавање.

Контролниот систем (вклучувајќи PLC, оперативен панел, сензор) е одговорен за испраќање команди за акција и примање повратни сигнали. Доколку се појави грешка, тоа ќе предизвика „команди не можат да се пренесат“ или „искривување на повратниот сигнал“, што се манифестира како влошување на перформансите:

(1) PLC и програма: „Логичка точност“ е основата

Проверете дали PLC-то има индикатор за аларм (како на пример, светлото ERR е вклучено). Ако е така, прочитајте го кодот на грешка (како што е дефект на влезно/излезниот модул, грешка во програмата) преку софтверот за програмирање и проверете дали комуникациската линија помеѓу PLC-то и серво-погонот и сензорот (како што е RS485, EtherCAT комуникациска линија) е лабава. Проверете ја логиката на програмата: Ако програмата на PLC е неодамна изменета, потребно е да се спореди резервната програма за да се провери дали има проблеми како што се „доцнење на командата“ и „грешка во низата на дејства“ (на пример, извршување на командата за подигнување пред да се заврши дејството на фаќање). Процесот на извршување на програмата може да се потврди чекор по чекор преку режимот „едночекорно работење“.

(2) Сензор: „Точноста на сигналот“ е клучот за повратните информации

Вообичаени сензори што се користат кај манипулаторите вклучуваат сензори за позиција (како што се фотоелектрични прекинувачи, прекинувачи за близина) и сензори за притисок (како што се сензори за притисок на рачката). Ако сигналот на сензорот е абнормален, тоа ќе доведе до погрешна проценка на дејството:

Сензор за позиција: Проверете дали позицијата на инсталација на сензорот е поместена (како на пример фотоелектричниот прекинувач не е порамнет со целната точка на детекција), користете мултиметар за да го измерите излезниот сигнал на сензорот (како сензор од типот NPN, кој дава ниско ниво за време на детекцијата). Ако сигналот не се промени или варира, прилагодете ја позицијата на инсталација или заменете го сензорот.

Сензор за притисок: Ако држачот е пневматски управуван, сензорот за притисок е одговорен за откривање на притисокот на држачот. Ако вредноста на притисокот е пониска од зададената вредност (како на пример зададената вредност од 0,5 MPa, вистинската вредност е 0,3 MPa), држачот нема да има доволна сила на фаќање, што ќе резултира со паѓање на производот. Потребно е да се провери дали притисокот на изворот на воздух е нормален (обично притисокот на изворот на воздух треба да биде ≥0,6 MPa) и дали сензорот е калибриран (излезната вредност на сензорот може да се калибрира со стандарден манометар).

Четврто. Помошен систем: Пневматско/хидраулично и решавање проблеми со напојувањето (лесно занемарени „поддржувачки улоги“)

(1) Пневматски/хидрауличен систем (доколку содржи стеги или помошни дејства)

Пневматски систем: Проверете дали притисокот на компресорот за воздух е нормален, дали цевката за воздух протекува и дали електромагнетниот вентил е заглавен (соленоидниот вентил може да се расклопи за да се исчисти јадрото на вентилот). Ако силата на зафаќање на држачот е недоволна, проверете дали заптивката на цилиндарот е истрошена (заменете ја заптивката) и дали вентилот за регулирање на притисокот е прилагоден на точниот притисок (обично 0,4-0,6 MPa). Хидрауличен систем (го користат неколку манипулатори за тешки услови): Проверете дали нивото на хидрауличното масло е во стандардниот опсег, дали маслото е расипано (ако маслото е заматено или содржи нечистотии, заменете го хидрауличното масло и исчистете го филтерскиот елемент) и дали притисокот на хидрауличната пумпа е нормален. Ако притисокот е недоволен, проверете дали телото на пумпата е истрошено или дали вентилот за прелевање е неисправен.

(2) Систем за напојување: „Стабилното напојување“ е предуслов за работа на опремата.

Проверете дали напонот на напојувањето (како AC220V, DC24V) на серво погонот, PLC-то и сензорот е стабилен. Користете мултиметар за да измерите дали флуктуацијата на напонот надминува ±5% (напонот што е пренизок ќе резултира со недоволен вртежен момент за серво моторот, а напонот што е превисок ќе ги изгори електронските компоненти).

Проверете дали има знаци на прегорување на прекинувачот за воздух и контакторот во разводната кутија. Ако контактите се оксидирани, треба да се користи шмиргла за полирање или замена на компонентите за да се избегне прекин на напојувањето поради слаб контакт.

3. Проверка на причината за грешката: Користете „метод на замена“ и „тест без оптоварување“ за да ја потврдите основната причина.

Откако ќе се заклучи сомнителната точка на дефект преку решавање проблеми модул по модул, причината за дефектот треба да се потврди преку тестирање за верификација за да се избегне погрешна проценка:

1. Метод на замена: Брзо проверете го квалитетот на компонентите.

Доколку се сомнева дека серво моторот е неисправен, заменете го со нормален мотор од истиот модел. Ако перформансите се вратат во нормала по замената, тоа значи дека оригиналниот мотор е оштетен. Доколку се сомнева дека кодерот е неисправен, заменете го кабелот на кодерот или кодерот за да се види дали сигналот се враќа во нормала. Доколку се сомневате на дефект на сензорот, заменете го сензорот во нормална положба (како што е резервен фотоелектричен прекинувач) со позицијата во која се сомневате дека е неисправен. Ако сигналот е нормален, оригиналниот сензор е оштетен.

2. Споредбен тест без оптоварување наспроти оптоварен
Тест без оптоварување: Исклучете го роботот од товарот (како што е држачот или производот) и ракувајте со секоја оска. Ако перформансите се нормални (брзината и точноста на позиционирањето ги исполнуваат спецификациите) кога е без оптоварување, проблемот е во товарот (како што е заглавен држач или преголем производ). Ако абнормалноста продолжи кога е без оптоварување, проблемот лежи во серво системот или механичката структура.
Тест со оптоварување: Откако тестот без оптоварување ќе биде нормален, постепено зголемувајте го оптоварувањето (почнувајќи од 50% од номиналното оптоварување) и набљудувајте ги промените во перформансите. Доколку се појави абнормалност кога оптоварувањето ќе ја достигне номиналната вредност, проверете дали вртежниот момент на серво моторот е компатибилен и дали механизмот за пренос може да го издржи оптоварувањето (на пример, дали номиналната динамичка оптовареност на топчестиот завртка ги исполнува барањата).

4. Превентивно одржување: Од „реактивна поправка“ до „проактивна превенција“

По решавањето на тековниот дефект, воспоставувањето систем за превентивно одржување може ефикасно да спречи понатамошно влошување на перформансите на роботот и да го продолжи работниот век на опремата:

Редовно подмачкување: Додавајте специјализирана маст на топчестиот завртка и водилките неделно и проверувајте месечно за сува маст за да спречите абење предизвикано од суво триење.

Редовна калибрација: Калибрирајте ја точноста на позиционирањето и повторувањето на секоја оска на секои три месеци со помош на ласерски интерферометар. Доколку отстапувањата ги надминуваат стандардните вредности, прилагодете ги параметрите на засилување на сервото или веднаш заменете ги истрошените делови.

Резервна копија на параметрите: Месечно правете резервна копија на програмата на PLC и параметрите на серво погонот за да спречите дефект на опремата поради губење на параметрите.

Контрола на животната средина: Одржувајте чиста и сува работна средина за роботот за да спречите влегување прашина и масло во серво моторот или кодерот. Одржувајте температура на околината помеѓу 0 и 40°C (високите температури го забрзуваат стареењето на електронските компоненти).

Обука на персоналот: Обезбедете обука за операторите и персоналот за одржување за да се спречи влошување на перформансите предизвикано од неправилно работење (како што се неправилно модифицирање на параметрите на сервото или преоптоварување).

Заклучок
Клучот за оценување на деградацијата на перформансите на робот со три оски серво машина за лиење со вбризгување лежи во систематското решавање проблеми и поддршка на податоци. Прво, идентификувајте го проблемот користејќи симптоми и податоци, а потоа расклопете го по редослед „серво систем → механичка структура → контролен систем → помошен систем“. Конечно, потврдете ја основната причина преку замена и компаративно тестирање. Совладувањето на овој пристап не само што овозможува брзо решавање на тековниот проблем, туку и ја намалува веројатноста за дефект преку превентивно одржување, обезбедувајќи стабилно работење на линијата за лиење со вбризгување.