אבחון רב מימדי ופתרונות לתקלות נפוצות של רובוטים תעשייתיים

כמה נפוציםרובוט תעשייתיתקלות מנותחות ומאובחנות בפירוט, ולכל תקלה ניתנים פתרונות תואמים, במטרה לספק לאנשי תחזוקה ומהנדסים מדריך מקיף ומעשי לפתרון בעיות תקלות אלו ביעילות ובבטחה.

חלק 1 מבוא
רובוטים תעשייתייםממלאים תפקיד חיוני בייצור מודרני. הם לא רק משפרים את יעילות הייצור, אלא גם משפרים את יכולת השליטה והדיוק של תהליכי הייצור. עם זאת, עם היישום הנרחב של מכשירים מורכבים אלה בתעשייה, תקלות ובעיות תחזוקה קשורות הפכו בולטות יותר ויותר. על ידי ניתוח מספר דוגמאות לתקלות רובוטים תעשייתיים טיפוסיות, נוכל לפתור ולהבין באופן מקיף את הבעיות הנפוצות בתחום זה. ניתוח דוגמה לתקלות הבא כולל בעיקר את סוגיות הליבה הבאות: בעיות אמינות חומרה ונתונים, ביצועים לא שגרתיים של רובוטים בפעולה, יציבות של מנועים ורכיבי הינע, דיוק אתחול ותצורת המערכת וביצועים של רובוטים בסביבות עבודה שונות. באמצעות ניתוח ועיבוד מפורט של כמה מקרי תקלות טיפוסיים, ניתנים פתרונות ליצרנים ולצוות הרלוונטי של סוגים שונים של רובוטי תחזוקה קיימים כדי לעזור להם לשפר את חיי השירות בפועל ובטיחות הציוד. במקביל, התקלה והגורם לה מזוהים מכל הזוויות, מה שבעצם צובר כמה אסמכתאות שימושיות למקרי תקלה דומים אחרים. בין אם בתחום הרובוטים התעשייתיים הנוכחיים ובין אם בתחום ייצור חכם בעתיד עם פיתוח בריא יותר, פילוח תקלות ומעקב אחר מקור ועיבוד אמין הם הפריטים הקריטיים ביותר בהדגמת טכנולוגיות חדשות ובהכשרת ייצור חכם.

חלק 2 דוגמאות לתקלות
2.1 אזעקת מהירות יתר בתהליך הייצור בפועל, לרובוט תעשייתי הייתה אזעקת מהירות יתר, שהשפיעה קשות על הייצור. לאחר ניתוח תקלות מפורט, הבעיה נפתרה. להלן מבוא לתהליך אבחון ועיבוד התקלות. הרובוט יוציא אוטומטית אזעקת מהירות יתר ויכבה במהלך ביצוע המשימה. אזעקת מהירות יתר עלולה להיגרם על ידי התאמת פרמטרים של תוכנה, מערכת בקרה וחיישן.
1) תצורת תוכנה ואבחון מערכת. היכנס למערכת הבקרה ובדוק את פרמטרי המהירות והתאוצה. הפעל את תוכנית הבדיקה העצמית של המערכת כדי לאבחן תקלות חומרה או תוכנה אפשריות. יעילות פעולת המערכת ופרמטרי האצה נקבעו ונמדדו, ולא היו חריגות.
2) בדיקת חיישן וכיול. בדוק את חיישני המהירות והמיקום המותקנים על הרובוט. השתמש בכלים סטנדרטיים כדי לכייל את החיישנים. הפעל מחדש את המשימה כדי לראות אם האזהרה על מהירות יתר עדיין מתרחשת. תוצאה: חיישן המהירות הראה שגיאת קריאה קלה. לאחר כיול מחדש, הבעיה עדיין קיימת.
3) החלפת חיישן ובדיקה מקיפה. החלף את חיישן המהירות החדש. לאחר החלפת החיישן, בצע שוב בדיקה עצמית מקיפה של המערכת וכיול פרמטרים. הפעל מספר סוגים שונים של משימות כדי לוודא אם הרובוט חזר לקדמותו. תוצאה: לאחר התקנת חיישן המהירות החדש וכיול, אזהרת מהירות הגז לא הופיעה שוב.
4) מסקנה ופתרון. שילוב של שיטות אבחון תקלות מרובות, הסיבה העיקרית לתופעת מהירות יתר של רובוט תעשייתי זה היא כשל היסט חיישן המהירות, ולכן יש צורך להחליף ולהתאים את חיישן המהירות החדש[.
2.2 רעש חריג לרובוט יש כשל רעש חריג במהלך הפעולה, וכתוצאה מכך יעילות ייצור מופחתת בבית המלאכה של המפעל.
1) בדיקה מקדימה. השיפוט המוקדם עשוי להיות בלאי מכני או חוסר סיכה. עצור את הרובוט וערוך בדיקה מפורטת של חלקים מכניים (כגון מפרקים, גלגלי שיניים ומסבים). הזיזו את זרוע הרובוט באופן ידני כדי להרגיש אם יש בלאי או חיכוך. תוצאה: כל המפרקים והגלגלים תקינים והסיכה מספיקה. לכן, אפשרות זו נשללת.
2) בדיקה נוספת: הפרעות חיצוניות או פסולת. בדוק את הסביבה ואת נתיב התנועה של הרובוט בפירוט כדי לראות אם יש חפצים חיצוניים או פסולת. טהר ונקה את כל חלקי הרובוט. לאחר בדיקה וניקוי לא נמצאה עדות למקור, והוחרגו גורמים אקסוגניים.
3) בדיקה חוזרת: עומס לא אחיד או עומס יתר. בדוק את הגדרות העומס של זרוע הרובוט והכלים. השווה את העומס בפועל לעומס המומלץ במפרט הרובוט. הפעל מספר תוכניות בדיקת עומס כדי לראות אם יש צלילים חריגים. תוצאות: במהלך תוכנית בדיקת העומס, הצליל החריג הוחמר משמעותית, במיוחד בעומס גבוה.
4) מסקנה ופתרון. באמצעות בדיקות וניתוח מפורטות באתר, המחבר מאמין שהסיבה העיקרית לצליל החריג של הרובוט היא עומס לא אחיד או מוגזם. פתרון: הגדר מחדש את משימות העבודה כדי להבטיח שהעומס יתחלק באופן שווה. התאם את הגדרות הפרמטרים של הזרוע והכלי של הרובוט כדי להתאים אותם לעומס בפועל. בדוק מחדש את המערכת כדי לוודא שהבעיה נפתרה. האמצעים הטכניים לעיל פתרו את בעיית הסאונד החריג של הרובוט, וניתן להכניס את הציוד לייצור כרגיל.
2.3 אזעקת טמפרטורת מנוע גבוהה רובוט יזעיק במהלך הבדיקה. הסיבה האזעקה היא שהמנוע התחמם יתר על המידה. מצב זה הוא מצב תקלה פוטנציאלי ועשוי להשפיע על הפעולה הבטוחה והשימוש של הרובוט.
1) בדיקה מקדימה: מערכת קירור של מנוע רובוט. בהתחשב בכך שהבעיה היא שטמפרטורת המנוע גבוהה מדי, התמקדנו בבדיקת מערכת הקירור של המנוע. שלבי תפעול: עצור את הרובוט, בדוק אם מאוורר הקירור של המנוע פועל כרגיל, ובדוק אם תעלת הקירור חסומה. תוצאה: מאוורר הקירור של המנוע ותעלת הקירור תקינים, ובעיית מערכת הקירור נשללת.
2) בדוק עוד את גוף המנוע והנהג. בעיות במנוע או בנהג שלו עצמו עשויות להיות גם הגורם לטמפרטורה גבוהה. שלבי הפעלה: בדוק אם חוט חיבור המנוע פגום או רופף, גלה את טמפרטורת פני המנוע והשתמש באוסילוסקופ כדי לבדוק את צורות הגל הזרם והמתח של נהג המנוע. תוצאה: נמצא כי פלט צורת הגל הנוכחי על ידי נהג המנוע אינו יציב.
3) מסקנה ופתרון. לאחר סדרה של שלבי אבחון, קבענו את הסיבה לטמפרטורה הגבוהה של מנוע הרובוט. פתרון: החלף או תקן את מנהל ההתקן המנוע הלא יציב. לאחר החלפה או תיקון, בדוק מחדש את המערכת כדי לוודא אם הבעיה נפתרה. לאחר החלפה ובדיקה, הרובוט חזר לפעולה רגילה ואין אזעקה של טמפרטורת יתר של המנוע.
2.4 אזעקת אבחון בעיית אתחול שגיאת אתחול כאשר רובוט תעשייתי מופעל מחדש ומתאתחל, מתרחשות מספר תקלות אזעקה, ונדרש אבחון תקלות כדי למצוא את סיבת התקלה.
1) בדוק את אות הבטיחות החיצוני. בתחילה עולה החשד שזה קשור לאות הבטיחות החיצוני החריג. היכנס למצב "הכנס לפעולה" כדי לקבוע אם יש בעיה במעגל הבטיחות החיצוני של הרובוט. הרובוט פועל במצב "מופעל", אך המפעיל עדיין לא יכול להסיר את נורית האזהרה, מה שמבטל את הבעיה של אובדן אות בטיחות.
2) בדיקת תוכנה ומנהלי התקנים. בדוק אם תוכנת הבקרה של הרובוט עודכנה או שחסרים קבצים. בדוק את כל הדרייברים, כולל מנהלי מנוע וחיישנים. נמצא כי התוכנה והדרייברים כולם מעודכנים ואין קבצים חסרים, ולכן נקבע שלא זו הבעיה.
3) קבע שהתקלה נובעת ממערכת הבקרה של הרובוט עצמו. בחר הכנס לפעולה ← שירות לאחר המכירה ← הכנס למצב פעולה בתפריט הראשי של תליון ההוראה. בדוק שוב את פרטי האזעקה. הפעל את הכוח של הרובוט. מכיוון שהתפקוד לא חזר לקדמותו, ניתן לקבוע שלרובוט עצמו יש תקלה.
4) בדיקת כבל ומחבר. בדוק את כל הכבלים והמחברים המחוברים לרובוט. ודא שאין נזק או רפיון. כל הכבלים והמחברים שלמים, והתקלה לא כאן.
5) בדוק את לוח ה-CCU. לפי הנחיית האזעקה, מצא את ממשק SYS-X48 בלוח CCU. שים לב לנורת המצב של לוח CCU. נמצא שנורית המצב של לוח ה-CCU הוצגה בצורה לא תקינה, ונקבע שלוח ה-CCU פגום. 6) מסקנה ופתרון. לאחר 5 השלבים לעיל, נקבע שהבעיה הייתה בלוח CCU. הפתרון היה להחליף את לוח ה-CCU הפגום. לאחר החלפת לוח ה-CCU, ניתן היה להשתמש במערכת הרובוט הזו כרגיל, ואזעקת השגיאה הראשונית הוסרה.
2.5 אובדן נתונים של מונה סיבובים לאחר הפעלת המכשיר, מפעיל רובוט הציג את "סוללת הגיבוי של לוח מדידת היציאה הטורי SMB אבדה, נתוני מונה הסיבובים של הרובוט אבדו" ולא יכול היה להשתמש בתליון הלימוד. גורמים אנושיים כגון שגיאות הפעלה או הפרעה אנושית הם בדרך כלל גורמים נפוצים לכשלים מורכבים במערכת.
1) תקשורת לפני ניתוח תקלות. שאלו האם מערכת הרובוט תוקנה לאחרונה, האם הוחלפו אנשי תחזוקה או מפעילים אחרים, והאם בוצעו פעולות חריגות וניפוי באגים.
2) בדוק את רישומי הפעולה והיומנים של המערכת כדי למצוא פעילויות שאינן עולות בקנה אחד עם מצב הפעולה הרגיל. לא נמצאו שגיאות הפעלה ברורות או הפרעה אנושית.
3) כשל במעגל או בחומרה. ניתוח הגורם: מכיוון שהוא כולל את "לוח מדידת היציאה הטורית של SMB", זה בדרך כלל קשור ישירות למעגל החומרה. נתק את אספקת החשמל ופעל על פי כל נהלי הבטיחות. פתח את ארון הבקרה של הרובוט ובדוק את לוח מדידת היציאה הטורית של SMB ומעגלים קשורים אחרים. השתמש בכלי בדיקה כדי לבדוק קישוריות ותקינות מעגלים. בדוק אם יש נזק פיזי ברור, כגון צריבה, שבירה או חריגות אחרות. לאחר בדיקה מפורטת, נראה שהלוח והחומרה הקשורה תקינים, ללא נזק פיזי ברור או בעיות חיבור. האפשרות לכשל במעגלים או בחומרה נמוכה.
4) בעיה בסוללת גיבוי. מכיוון ששני ההיבטים שלעיל נראים נורמליים, שקול אפשרויות אחרות. תליון ההוראה מזכיר בבירור ש"סוללת הגיבוי אבדה", מה שהופך למוקד הבא. אתר את המיקום הספציפי של סוללת הגיבוי על ארון הבקרה או הרובוט. בדוק את מתח הסוללה. בדוק אם ממשק הסוללה והחיבור שלמים. נמצא שמתח סוללת הגיבוי נמוך משמעותית מהרמה הרגילה, וכמעט שלא נותר כוח. ככל הנראה הכשל נגרם כתוצאה מכשל של סוללת הגיבוי.
5) פתרון. רכשו סוללה חדשה מאותו דגם ומפרט כמו הסוללה המקורית והחליפו אותה לפי הוראות היצרן. לאחר החלפת הסוללה, בצע אתחול וכיול המערכת בהתאם להוראות היצרן כדי לשחזר נתונים שאבדו או שניזוקו. לאחר החלפת הסוללה והאתחול, בצע בדיקת מערכת מקיפה כדי לוודא שהבעיה נפתרה.
6) לאחר ניתוח מפורט ובדיקה, נשללו חשדות תפעוליים בתחילה וכשלים במעגלים או בחומרה, ובסופו של דבר נקבע כי הבעיה נגרמה כתוצאה מסוללת גיבוי כושלת. על ידי החלפת סוללת הגיבוי ואתחול מחדש וכיול המערכת, הרובוט חזר לפעולה רגילה.

חלק 3 המלצות תחזוקה יומיות
תחזוקה יומיומית היא המפתח להבטחת פעולה יציבה של רובוטים תעשייתיים, ויש להגיע לנקודות הבאות. (1) ניקוי ושימון רגילים בדוק באופן קבוע את מרכיבי המפתח של הרובוט התעשייתי, הסר אבק וחומרים זרים, ושמן כדי להבטיח את פעולתם התקינה של הרכיבים.
(2) כיול חיישנים כייל באופן קבוע את חיישני הרובוט כדי להבטיח שהם רוכשים במדויק נתונים ומשובים כדי להבטיח תנועה ותפעול מדויקים.
(3) בדוק את הברגים והמחברים של ההידוק בדוק אם הברגים והמחברים של הרובוט רופפים והדק אותם בזמן כדי למנוע רטט מכאני וחוסר יציבות.
(4) בדיקת כבל בדוק בקביעות את הכבל לבלאי, סדקים או ניתוק כדי להבטיח את יציבות האותות והעברת הכוח.
(5) מלאי חלקי חילוף שמור על מספר מסוים של חלקי חילוף מרכזיים כך שניתן יהיה להחליף חלקים פגומים בזמן חירום כדי לצמצם את זמן ההשבתה.

חלק 4 סיכום
על מנת לאבחן ולאתר תקלות, התקלות הנפוצות של רובוטים תעשייתיים מתחלקות לתקלות חומרה, תקלות תוכנה וסוגי תקלות נפוצים של רובוטים. מתמצים התקלות הנפוצות של כל חלק ברובוט התעשייתי והפתרונות ואמצעי הזהירות. באמצעות הסיכום המפורט של הסיווג נוכל להבין טוב יותר את סוגי התקלות הנפוצים ביותר של רובוטים תעשייתיים כיום, כך שנוכל לאבחן ולאתר במהירות את סיבת התקלה בעת מתרחשת תקלה, ולתחזק אותה טוב יותר. עם התפתחות התעשייה לקראת אוטומציה ומודיעין, רובוטים תעשייתיים יהפכו חשובים יותר ויותר. למידה וסיכום חשובים מאוד לשיפור מתמיד של יכולת ומהירות פתרון הבעיות להסתגל לסביבה המשתנה. אני מקווה שלמאמר זה תהיה משמעות התייחסות מסוימת עבור העוסקים הרלוונטיים בתחום הרובוטים התעשייתיים, כדי לקדם את הפיתוח של רובוטים תעשייתיים ולשרת טוב יותר את התעשייה היצרנית.