工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維任務(wù)8.2工業(yè)機(jī)器人周邊系統(tǒng)故障與處理01工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理02工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理1/38控制柜配有一些LED指示燈，它們能為故障排除提供重要的信息。如圖1所示控制柜上有LED的部件：A客戶I/O電源、B計(jì)算機(jī)單元、CLED板、D配電板、E系統(tǒng)電源、F接觸器接口電路板、G驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、H面板、J軸計(jì)算機(jī)。圖1控制柜上帶LED的部件LED板上的LED與面板（即圖中H）上的LED功能相同，如果LED板未工作，但面板工作，可能是這些板之間或者LED板本身的通信存在問(wèn)題。請(qǐng)檢查它們之間的線路。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理2/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-電源故障控制柜I/O電源位置圖如圖2所示。圖2控制柜I/O電源3/38客戶IO和系統(tǒng)電源模塊故障處理措施見表1。表1客戶IO和系統(tǒng)電源模塊故障處理措施序號(hào)故障原因采取措施1

客戶I/O電源模塊：

綠燈：所有直流輸出都超出指定的最低水平。

關(guān)：在一個(gè)或多個(gè)DC輸出低于指定的最低水平時(shí)。2

系統(tǒng)電源模塊：

綠燈：所有直流輸出都超出指定的最低水平。

關(guān)：在一個(gè)或多個(gè)DC輸出低于指定的最低水平時(shí)。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-電源故障4/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-計(jì)算機(jī)單元故障主計(jì)算機(jī)單元位置如圖3所示。圖3主計(jì)算機(jī)單元5/38主計(jì)算機(jī)故障處理措施見表2。表2主計(jì)算機(jī)故障處理措施序號(hào)描述含義1Power燈(綠)

①正常啟動(dòng)：

在正常啟動(dòng)期間，此LED熄滅，直到計(jì)算機(jī)單元內(nèi)的COM快速模塊啟動(dòng)。

啟動(dòng)完成后LED長(zhǎng)亮。

②啟動(dòng)期間遇到故障（閃爍間隔熄滅）。短閃1秒熄滅。持續(xù)到電源關(guān)閉為止。處理措施：更換計(jì)算機(jī)裝置。

③運(yùn)行時(shí)電源故障（閃爍間隔，快速閃爍）。1到5s間隔閃爍，20s快速閃爍。這將持續(xù)到電源關(guān)閉為止。

處理措施：

暫時(shí)性電壓降低，重啟控制器電源。

檢查計(jì)算機(jī)單元的電源電壓。

更換計(jì)算機(jī)裝置。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-計(jì)算機(jī)單元故障6/38序號(hào)描述含義2DISC-Act（黃）磁盤活動(dòng)。DISC-Act表示計(jì)算機(jī)正在寫入SD卡。3STATUS（紅/綠）啟動(dòng)過(guò)程：①紅燈長(zhǎng)亮，正在加載bootloader。②紅燈閃爍，正在加載鏡像。③綠燈閃爍，正在加載RobotWare。④綠燈長(zhǎng)亮，系統(tǒng)就緒。故障表示：①紅燈始終長(zhǎng)亮，檢查SD卡。②紅燈始終閃爍，檢查SD卡。③綠燈始終閃爍，查看FlexPendant或CONSOLE的錯(cuò)誤消息。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-計(jì)算機(jī)單元故障7/38序號(hào)描述含義4NS（紅/綠）（網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)）未使用。5MS（紅/綠）（模塊狀態(tài)）未使用。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-計(jì)算機(jī)單元故障8/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-面板模塊故障面板單元指示燈功能如圖4所示。圖4面板單元指示燈功能圖9/38驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊如圖5所示。A：附加整流器單元（僅用于搭配小工業(yè)機(jī)器人的附加軸）B：小型工業(yè)機(jī)器人的主驅(qū)動(dòng)單元C：大型工業(yè)機(jī)器人的主驅(qū)動(dòng)單元D：附加驅(qū)動(dòng)單元（用于附加軸）圖5驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-驅(qū)動(dòng)模塊故障10/38主驅(qū)動(dòng)單元LED燈，如圖6所示。A：主驅(qū)動(dòng)單元 B：主驅(qū)動(dòng)單元以太網(wǎng)LEDC：額外驅(qū)動(dòng)單元 D：額外驅(qū)動(dòng)單元以太網(wǎng)圖6主驅(qū)動(dòng)單元LED燈指示圖工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-驅(qū)動(dòng)模塊故障11/38驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)描述見表3。表3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)描述序號(hào)描述含義1以太網(wǎng)LED（B，D）顯示其它軸計(jì)算機(jī)（2、3或4）和以太網(wǎng)電路板之間的以太網(wǎng)通信狀態(tài)。?綠燈熄滅：選擇了10Mbps數(shù)據(jù)率。?綠燈亮起：選擇了100Mbps數(shù)據(jù)率。?黃燈閃爍：兩個(gè)單元正在以太網(wǎng)通道上通信。?黃色持續(xù)：LAN鏈路已建立。?黃燈熄滅：未建立LAN鏈接。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-驅(qū)動(dòng)模塊故障12/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-軸計(jì)算機(jī)模塊故障軸計(jì)算機(jī)LED位置如圖7所示。圖7軸計(jì)算機(jī)LED位置圖13/38軸計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的描述見表4。表4軸計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的描述序號(hào)描述含義1狀態(tài)LED啟動(dòng)期間的正常順序：①持續(xù)紅燈：加電時(shí)默認(rèn)。②閃爍紅燈：建立與主計(jì)算機(jī)的連接并將程序加載到軸計(jì)算機(jī)。③閃爍綠燈：軸計(jì)算機(jī)程序啟動(dòng)并連接外圍單元。④持續(xù)綠燈。啟動(dòng)序列持續(xù)。應(yīng)用程序正在運(yùn)行。以下的情況指示錯(cuò)誤：①熄滅：軸計(jì)算機(jī)沒有電或者內(nèi)部錯(cuò)誤（硬件/固件）。②持續(xù)紅燈（永久）：軸計(jì)算機(jī)無(wú)法初始化基本的硬件。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-軸計(jì)算機(jī)模塊故障14/38序號(hào)描述含義2狀態(tài)LED以下的情況指示錯(cuò)誤：③閃爍紅燈（永久）：與主計(jì)算機(jī)的連接丟失、主計(jì)算啟動(dòng)問(wèn)題或者RobotWare安裝問(wèn)題。④閃爍綠燈（永久）：與外圍單元的連接丟失或者RobotWare啟動(dòng)問(wèn)題。3以太網(wǎng)LED顯示其它軸計(jì)算機(jī)（2、3或4）和以太網(wǎng)電路板之間的以太網(wǎng)通信狀態(tài)。①綠燈熄滅：選擇了10Mbps數(shù)據(jù)率。②綠燈亮起：選擇了100Mbps數(shù)據(jù)率。③黃燈閃爍：兩個(gè)單元正在以太網(wǎng)通道上通信。④黃色持續(xù)：LAN鏈路已建立。⑤黃燈熄滅：未建立LAN鏈接。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-軸計(jì)算機(jī)模塊故障15/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-接觸器模塊故障接觸器模塊位置如圖8所示。圖8接觸器模塊位置圖A/B：電機(jī)開機(jī)接觸器

C：制動(dòng)接觸器D：跳線（3pcs） E：接觸器接口電路板16/38接觸器模塊LED指示燈顯示的含義，見表5。表5接觸器模塊LED指示燈顯示的含義序號(hào)描述含義1狀態(tài)LED閃爍綠燈：串行通信錯(cuò)誤。狀態(tài)LED持續(xù)綠燈：找不到錯(cuò)誤，且系統(tǒng)正在運(yùn)行。閃爍紅燈：系統(tǒng)正在加電/自檢模式中。持續(xù)紅燈：出現(xiàn)串行通信錯(cuò)誤以外的錯(cuò)誤。工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-接觸器模塊故障17/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-標(biāo)準(zhǔn)I/O模塊故障標(biāo)準(zhǔn)I/O模塊位置如圖9所示。圖9標(biāo)準(zhǔn)I/O模塊位置圖A：模塊狀態(tài)LED B：網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)LED18/38模塊狀態(tài)LED指示燈顯示的含義與故障解決方法見表6。表6模塊狀態(tài)LED指示燈顯示的含義與故障解決方法LED燈顏色描述解決方法熄滅

模塊沒有供電

檢查供電持續(xù)綠燈

模塊正常工作閃爍綠燈

不完整或者不正確的組態(tài)，模塊處于待機(jī)狀態(tài)

檢查系統(tǒng)參數(shù)

檢查事件日志閃爍紅燈

可恢復(fù)的輕微錯(cuò)誤

檢查事件日志持續(xù)紅燈

不可恢復(fù)的錯(cuò)誤

更換模塊紅燈、綠燈閃爍

設(shè)備運(yùn)行自檢如果閃爍時(shí)間較長(zhǎng)，檢查硬件工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-標(biāo)準(zhǔn)I/O模塊故障19/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-標(biāo)準(zhǔn)I/O模塊故障網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)LED指示燈顯示與故障處理方式見表7。表7網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)LED指示燈顯示的含義與故障解決方法LED燈顏色描述解決方法熄滅

模塊沒有供電或不在線。

模塊尚未通過(guò)Dup_MAC_ID測(cè)試。

檢查模塊狀態(tài)LED燈。

檢查受影響模塊的供電。持續(xù)綠燈

正常工作。

檢查網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)是否正常運(yùn)行。

檢查參數(shù)以查看模塊是否具有正確的ID。20/38LED燈顏色描述解決方法閃爍綠燈

設(shè)備在線，但在已建立的狀態(tài)下沒有連接。

檢查系統(tǒng)參數(shù)

檢查事件日志閃爍紅燈

一個(gè)或多個(gè)連接超時(shí)。

檢查系統(tǒng)信息持續(xù)紅燈

通信設(shè)備失敗。設(shè)備檢測(cè)到錯(cuò)誤，導(dǎo)致無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信。

檢查系統(tǒng)信息和系統(tǒng)參數(shù)工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-標(biāo)準(zhǔn)I/O模塊故障21/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-事件日志信息當(dāng)工業(yè)機(jī)器人和控制器發(fā)生故障時(shí)，示教器或者軟件界面會(huì)出現(xiàn)故障事件日志信息，用來(lái)告知用戶出現(xiàn)故障代碼，故障信息，以及建議的處理方法。事件信息有以下幾個(gè)方面組成：編號(hào)：事件消息的編號(hào)。符號(hào)：事件消息的類型。名稱：事件消息的名稱。說(shuō)明：導(dǎo)致事件發(fā)生的動(dòng)作。結(jié)果：事件發(fā)生后工業(yè)機(jī)器人的狀態(tài)?？赡苄栽颍河锌赡軐?dǎo)致事件的原因。動(dòng)作：消除事件影響所需要做的步驟。22/38事件信息界面如圖10所示。圖10事件信息界面圖編號(hào)符號(hào)說(shuō)明結(jié)果動(dòng)作可能性原因名稱23/38工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理-事件日志信息工業(yè)機(jī)器人控制柜故障的診斷與處理安全注意事項(xiàng)：所有正常的檢修工作、安裝、維護(hù)和維修工作通常在關(guān)閉全部電氣、氣壓和液壓動(dòng)力的情況下執(zhí)行。通常使用機(jī)械擋塊等防止所有操縱器運(yùn)動(dòng)。在故障排除時(shí)通過(guò)在本地運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人程序或者通過(guò)與系統(tǒng)連接的PLC從FlexPendant手動(dòng)控制操縱器運(yùn)動(dòng)。故障排除期間存在危險(xiǎn)，在故障排除期間必須無(wú)條件地考慮這些注意事項(xiàng)：（1）所有電氣部件必須視為是帶電的。（2）操縱器必須能夠隨時(shí)進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)。（3）由于安全電路可能已經(jīng)斷開或已綁住以啟用正常禁止的功能，因此系統(tǒng)必須能夠執(zhí)行相應(yīng)操作。24/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障西門子（SIMATIC）PLC以其精湛的德國(guó)制造工藝，在我國(guó)很多行業(yè)被廣泛應(yīng)用，因而西門子故障處理、PLC電路板維修成為很多企業(yè)設(shè)備維護(hù)技術(shù)人員必須掌握的本領(lǐng)。軟件故障軟件故障都可以利用西門子專用編程器解決問(wèn)題，西門子PLC都留有通訊PC接口，通過(guò)專用伺服編程器即可以解決幾乎所有的軟件問(wèn)題。PLC的故障可概述為軟件故障、硬件故障和外圍線路故障三大類。25/38PLC硬件故障PLC的硬件故障較為直觀地就能發(fā)現(xiàn)，維修的基本方法就是更換模塊。根據(jù)故障指示燈和故障現(xiàn)象判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵，盲目的更換會(huì)帶來(lái)不必要的損失。外圍線路故障接線松動(dòng)、元器件損壞、機(jī)械故障、干擾等均可引起外圍電路故障，排查時(shí)要仔細(xì)，替換的元器件要選用性能可靠安全系數(shù)高的優(yōu)質(zhì)器件。一些功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)采用故障代碼表示故障，對(duì)故障的分析排除帶來(lái)極大便利，應(yīng)好好利用。26/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障PLC故障的診斷及處理過(guò)程中，要注意以下安全事項(xiàng)。安全注意事項(xiàng)：所有正常的檢修工作、安裝、維護(hù)和維修工作通常在關(guān)閉全部電氣、氣壓和液壓動(dòng)力的情況下執(zhí)行。通常使用機(jī)械擋塊等防止所有操縱器運(yùn)動(dòng)。在故障排除時(shí)通過(guò)在本地運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人程序或者通過(guò)與系統(tǒng)連接的PLC從FlexPendant手動(dòng)控制操縱器運(yùn)動(dòng)。27/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障故障排除期間存在危險(xiǎn)，在故障排除期間必須無(wú)條件地考慮這些注意事項(xiàng)：（1）所有電氣部件必須視為是帶電的。（2）操縱器必須能夠隨時(shí)進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)。（3）由于安全電路可能已經(jīng)斷開或已綁住以啟用正常禁止的功能，因此系統(tǒng)必須能夠執(zhí)行相應(yīng)操作。28/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障PLC的硬件故障常見的有電源模塊故障、I/O模塊故障和CPU模塊故障。（1）電源模塊故障一個(gè)工作正常的電源模塊，其上面的工作指示燈如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等應(yīng)該是綠色長(zhǎng)亮的，哪一個(gè)燈的顏色發(fā)生了變化或閃爍或熄滅就表示那一部分的電源有問(wèn)題。電源模塊故障處理措施見表1。29/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障表1電源模塊故障處理措施序號(hào)故障原因采取措施1“AC”燈不亮，無(wú)工作電源檢查電源保險(xiǎn)絲是否熔斷，更換熔絲時(shí)應(yīng)用同規(guī)格同型號(hào)的保險(xiǎn)絲，操作請(qǐng)遵循安全注意事項(xiàng)。2“5VDC”、“24VDC”燈熄滅表示無(wú)相應(yīng)的直流電源輸出。檢查控制器中所有單元的各個(gè)LED指示燈，檢查主計(jì)算機(jī)上的全部狀態(tài)信號(hào)。3“BATT”變色燈是后備電源指示燈，綠色表示正常，黃色表示電量低，紅色表示故障。黃燈亮?xí)r就應(yīng)該更換后備電池，手冊(cè)規(guī)定兩到三年需更換鋰電池一次；當(dāng)紅燈亮?xí)r表示后備電源系統(tǒng)故障，需要更換整個(gè)模塊。30/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障（2）I/O模塊故障輸入模塊一般由光電耦合電路組成；輸出模塊根據(jù)型號(hào)不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。每一個(gè)輸入輸出點(diǎn)都有相應(yīng)的發(fā)光二極管指示。有輸入信號(hào)但該點(diǎn)不亮或確定有輸出但輸出燈不亮?xí)r就應(yīng)該懷疑I/O模塊有故障。輸入和輸出模塊有6到24個(gè)點(diǎn)，如果只是因?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)的損壞就更換整個(gè)模塊在經(jīng)濟(jì)上不合算。通常的做法是找備用點(diǎn)替代，然后在程序中更改相應(yīng)的地址。但要注意，程序較大將使查找具體地址有困難。特別強(qiáng)調(diào)的是，無(wú)論是更換輸入模塊還是更換輸出模塊，都要在PLC斷電的情況下進(jìn)行。31/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障（3）CPU模塊故障通用型S7PLC的CPU模塊上往往包括有通信接口、EPROM插槽、故障指示燈等，故障的隱蔽性更大，因?yàn)楦鼡QCPU模塊的費(fèi)用很大，所以對(duì)它的故障分析、判斷要尤為仔細(xì)。需要專業(yè)的維修人員進(jìn)行檢測(cè)處理。32/38工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-PLC故障機(jī)器視角度，模擬眼睛通過(guò)視覺傳感器進(jìn)行圖像采集，并在獲取之后由圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理和識(shí)別。視覺系統(tǒng)作為集成設(shè)備的重要組成部分，其主要故障主要是出現(xiàn)在啟動(dòng)時(shí)、操作時(shí)和通訊時(shí)，以上故障的分析和處理措施見表1、表2和表3。啟動(dòng)時(shí)操作時(shí)通訊時(shí)工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-視覺系統(tǒng)故障33/38啟動(dòng)時(shí)：?jiǎn)?dòng)時(shí)發(fā)生的故障現(xiàn)象及處理措施見表1。表1啟動(dòng)時(shí)故障處理措施序號(hào)故障現(xiàn)象采取措施1電源指示燈不亮。連接電源，調(diào)整電壓（DC24V+10%，-15%）。2監(jiān)視器不顯示。檢查監(jiān)視器電源，正確連接電纜，如仍不顯示請(qǐng)更換。3不顯示FH畫面。確認(rèn)相機(jī)連接電纜，再啟動(dòng)及初始化，如仍無(wú)法顯示，請(qǐng)確認(rèn)是否數(shù)據(jù)損壞，請(qǐng)與售后聯(lián)系。4監(jiān)視器圖像模糊。檢查線纜并正確連接，檢查周邊電源和電磁干擾并排除。5相機(jī)圖像不顯示。打開鏡頭蓋，檢查相機(jī)電纜連接，調(diào)整光圈。6啟動(dòng)速度慢。檢查是否在啟動(dòng)時(shí)連接了LAN，如果在啟動(dòng)時(shí)連接LAN，啟動(dòng)可能需要一段時(shí)間。工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備故障診斷與處理-視覺系統(tǒng)故障34/38操作時(shí)：操作時(shí)發(fā)生的故障現(xiàn)象及處理措施見表2。表2操作時(shí)故障處理措施序號(hào)故障現(xiàn)象采取措施1監(jiān)視器不顯示測(cè)量結(jié)果或者無(wú)法保存數(shù)據(jù)。檢查是否在主畫面，不在主畫面請(qǐng)調(diào)整；如仍不顯示，請(qǐng)查看控制器內(nèi)存卡，是否已無(wú)內(nèi)存，請(qǐng)將資料轉(zhuǎn)存，以釋放存儲(chǔ)空間。2測(cè)量時(shí)無(wú)法更新顯示。當(dāng)STEP信號(hào)的輸入間隔較