涂装自动化机器人高压报警故障排查与解决

王双贵，魏鹿义，随呈祥

（1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545000；2.一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130012）

在汽车制造厂四大车间中，涂装车间是自动化程度最高的车间，而涂装车间的重要工序中涂、面漆、罩光漆对喷漆的均匀性和漆层的厚度要求很高，否则容易产生色差等品质问题，故汽车绝大部分汽车制造厂集中采用机器人进行喷涂。由于涂装车间是重大易燃易爆防范场所，机器人需具有安全可靠的特点方能应用于涂装车间。涂装车间机器人在日常使用过程中，会发生一些故障引起生产停滞造成损失，其中高压报警故障约占60%。因此能够预防和解决高压报警故障，就能够大量减少机器人造成的生产停台和经济损失。

1 故障现象

涂装车间面漆机器人正常喷漆过程中突然停住，控制台人机界面显示高压报警故障。手动将机器人打回原位，拆检机器人雾化器无异常，重新清洗机器人恢复正常，喷涂完几台车后，面漆机器人又在同一位置停住，故障复现。

2 喷涂机器人高压控制系统

高压控制系统由IPS控制器、HVC模块、喷涂雾化装置的高压级联装置和喷涂雾化装置自身组成。高压控制系统原理如图1所示。

图1 高压控制系统的原理图

1）IPS控制器和HVC模块共同进行闭环工艺控制。IPS控制器为HVC模块设定基准值，比如：所需的高压输出、电流限制、电流斜率限值、输出启动等。HVC模块将工艺参数值反馈至IPS 控制器，比如：实际高压输出和实际电流输出。HVC模块可控制级联装置高压输出的频率、电流和电平。级联装置的实际输出电压和电流将反馈至HVC模块。

2）HVC模块通过限制最大值与最大斜率监测输出电流，当电流超过限定值，就会产生高压报警。

2.1 高压级联装置

高压级联装置位于喷涂机器人雾化器内，用于将24V低压转换为正常喷涂所需要的几万伏电压，电压加载到旋杯上将涂料雾化和使其快速到达车身。图2是高压级联装置的原理图。

图2 高压级联装置的原理图

2.2 雾化器

雾化器是安装在机器人手腕上的喷涂工具，用于将涂料雾化，并将雾化后的涂料快速转移到车身，如图3所示。

图4为雾化器的分解爆炸图，其中序号2是雾化器的后连接板，为纯金属，用于连接来自机器人上的漆管、溶剂管、空气管以及高压电缆。当后连接板上的溶剂或油漆管路泄露，就会导致高压泄露，电流从后连接板顺着机器人手臂流向大地，造成无高压，从而产生高压报警。图5是雾化器内部漆路、溶剂管路图。

图3 机器人雾化器

图4 雾化器的分解爆炸图

3 高压报警故障排查与解决

1）拆下机器人雾化器，检查后连接板，无油漆、溶剂泄露，机器人手臂内废油漆回收管路无涂料残留，清理回收管路和后连接板后，恢复机器人，喷涂2台车后，继续高压报警。

2）怀疑高压电缆损坏，更换电缆后，故障不消除。

3）拆解机器人雾化器，发现雾化器内部回收管路有积漆和溶剂，拆解进行清理。

4）考虑到机器人均是喷涂到车身上方时产生高压报警，怀疑回收管路的单向阀接头损坏，导致废油漆和溶剂回流入雾化器。当机器人喷涂到车身上方时，废油漆和溶剂向下流动，导通后连接板和旋杯，从而产生电流泄露，导致高压报警。

5）更换单向阀接头后，连续生产一周均未再高压报警。

图5 雾化器内部漆路、溶剂管路图

4 总结

本高压报警故障排查案例有助于汽车厂了解喷涂机器人的高压系统以及排查高压报警故障，同时可以帮助处理一些其他棘手的高压报警故障。在处理高精尖且复杂的设备问题时，需要工程师结合机械、电气、液压等多方面技术才能解决问题。