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Comprendre les mouvements non intentionnés dans les bras de robot

Les bras robotisés sont devenus des composants indispensables dans les procédés modernes de fabrication, de montage et d'automatisation dans les industries allant de l'automobile à la fabrication électronique. Ces machines sophistiquées accomplissent des tâches répétitives avec une précision remarquable, manipulant tout, du soudage et de la peinture aux opérations de manutention et d'assemblage des matériaux.

Les mouvements non intentionnés dans les bras robotisés se manifestent de diverses manières, allant des erreurs de positionnement subtiles aux mouvements inattendus dramatiques. Lorsque les bras robotisés rencontrent des singularités ou des zones de singularité, ils peuvent causer des trajectoires anormales de mouvement et même rendre les vitesses articulaires incontrôlables.

La complexité des systèmes robotiques modernes signifie que les mouvements non intentionnels peuvent provenir de sources multiples, nécessitant souvent une approche diagnostique systématique pour identifier et résoudre. Les bras robotiques peuvent dysfonctionnement pour diverses raisons, telles que l'usure, le câblage défectueux, les erreurs logicielles ou les facteurs environnementaux. Ce guide complet explore les causes communes des mouvements non intentionnels des bras robotisés, fournit des procédures diagnostiques détaillées et propose des solutions pratiques pour résoudre ces problèmes afin de rétablir une performance optimale.

Causes communes des mouvements de bras de robot non sollicités

Défaillances mécaniques et port

Selon les normes de l'industrie, les défaillances mécaniques représentent jusqu'à 40% des pannes de robots. Les problèmes mécaniques représentent l'une des causes les plus fréquentes de mouvements involontaires dans les bras de robots.

Avec le temps, les articulations et les parties mobiles du bras robot peuvent s'user, ce qui entraîne une augmentation du frottement et une réduction de l'efficacité des mouvements. Cette usure se manifeste de plusieurs façons, notamment par des articulations lâches, des engrenages usés, des roulements dégradés et des ceintures étirées ou endommagées.

Les défaillances du mécanisme de propulsion contribuent également à des mouvements non intentionnels, notamment une défaillance du mécanisme de propulsion, une instabilité de répétabilité due à une collision entraînant une charge excessive, qui peut entraîner un glissement de la base ou un codeur d'impulsions défectueux.

Erreurs d'étalonnage et de positionnement

L'un des problèmes les plus fréquents et les plus critiques pour les robots industriels est l'étalonnage, qui se réfère à l'alignement et à la précision de la position, de l'orientation et du mouvement du robot, et les erreurs d'étalonnage peuvent causer des défauts de produit, des collisions ou des blessures.

Si le bras du robot n'est pas correctement étalonné, il peut ne pas être en mesure de se positionner correctement, ce qui peut se produire en raison de changements mécaniques, comme le remplacement ou l'impact des composants.

L'étalonnage des robots est un processus utilisé pour améliorer la précision des robots, en particulier des robots industriels qui sont très répétables mais pas précis. Cette distinction entre répétabilité et précision est cruciale.Un robot peut revenir systématiquement à la même position (haute répétabilité) mais cette position peut ne pas être là où elle devrait être selon les coordonnées programmées (faible précision).

La précision absolue du robot industriel en série est affectée par les erreurs géométriques de l'usinage et de l'assemblage, et les erreurs de déformation élastiques des grosses charges utiles et des articulations flexibles.

Défauts de fonctionnement et problèmes de rétroaction des capteurs

Les capteurs utilisés pour le positionnement, comme les encodeurs ou les capteurs de vision, peuvent dysfonctionnement, fournissant une rétroaction incorrecte au système de contrôle. Lorsque les capteurs échouent ou fournissent des données inexactes, le système de contrôle du robot prend des décisions basées sur des informations erronées, entraînant des mouvements imprévus.

L'erreur de capteur est la différence entre la valeur réelle d'une quantité physique et la valeur mesurée par le capteur, et peut être causée par divers facteurs, tels que les défauts de fabrication, les conditions environnementales, le vieillissement, le bruit, l'interférence ou le biais.

Les capteurs défectueux peuvent induire en erreur les algorithmes décisionnels, ce qui fait que le robot exécute des mouvements en fonction de la position ou de la force incorrectes.

Erreurs de logiciel et de programmation

Les erreurs de programmation peuvent entraîner un comportement inattendu ou incorrect du robot, comme le saut d'étape, le déplacement hors de portée ou l'arrêt brutal. Ces erreurs peuvent survenir dans les programmes nouvellement développés ou émerger lorsque les programmes existants sont modifiés sans être testés en profondeur.

Pour les programmes nouveaux ou mis à jour, vérifiez que les commandes ne dirigent pas le bras robot vers des positions inaccessibles. Les erreurs de programmation peuvent inclure des spécifications de coordonnées incorrectes, des commandes de mouvement incorrectes, des vérifications de sécurité manquantes ou des erreurs logiques dans les énoncés conditionnels.

Les problèmes avec le contrôleur lui-même, comme une défaillance matérielle ou un accident logiciel, peut l'empêcher d'envoyer ou de recevoir correctement des commandes. Le firmware obsolète, les fichiers logiciels corrompus ou les versions logicielles incompatibles peuvent tous contribuer au comportement erratique du robot.

Questions relatives à l'électricité et à l'électricité

Si l'alimentation est faible ou incohérente, elle peut affecter les performances et la précision de votre bras robotique. Les problèmes liés à l'alimentation comprennent les fluctuations de tension, une capacité d'alimentation insuffisante, des connexions électriques lâches et le câblage endommagé.

Les usines sont bruyantes électriquement, surtout autour des soudeurs, ce qui peut causer des événements ou des défauts intermittents ou apparemment aléatoires. L'interférence électromagnétique de l'équipement voisin peut perturber les signaux de contrôle, ce qui provoque des mouvements involontaires du robot ou s'arrête de façon inattendue.

Les moteurs peuvent surchauffer, les encodeurs peuvent échouer et d'autres défauts peuvent se développer. La surchauffe motrice est courante parmi les robots à 6 axes, et ce problème se produit souvent lorsque les utilisateurs entrent des paramètres de charge incorrectes, tels que les charges utiles, conduisant à une accélération et une décélération anormales, provoquant une hausse du courant moyen et la surchauffe motrice.

Facteurs environnementaux

Les conditions environnementales ont une incidence significative sur les performances des bras des robots et peuvent entraîner des mouvements non intentionnels. Les températures extrêmes affectent plusieurs aspects du fonctionnement des robots.

Les températures basses peuvent provoquer une épaississement des lubrifiants, une résistance accrue aux articulations et des erreurs de mouvement pouvant déclencher des mouvements. Un autre facteur principal qui peut conduire à la surchauffe du moteur est les températures ambiantes élevées, et pour atténuer efficacement ce problème, il est crucial de baisser la température ambiante et de garantir que l'environnement du moteur est adéquatement ventilé pour permettre une dissipation de chaleur efficace.

D'autres facteurs environnementaux sont la poussière et la contamination, l'humidité affectant les composants électriques, les vibrations provenant de l'équipement voisin et une ventilation inadéquate.

Questions relatives à la singularité

Les singularités représentent une catégorie unique de problèmes spécifiques à la cinématique robotique. La singularité est un point spécifique dans l'espace de travail d'un bras robotique qui fait perdre un ou plusieurs degrés de liberté au bras robotique, et quand le point central d'un bras robotique se déplace dans ou près d'une singularité, le bras robotique cesse de bouger ou de bouger de manière inattendue.

Voici quelques marqueurs qui suggèrent qu'un bras robotique pourrait être entré ou passé près d'une singularité : Il fait un mouvement scrayé ou s'arrête soudainement. Les singularités se produisent à des configurations géométriques spécifiques où le robot perd la capacité de se déplacer dans certaines directions, exigeant des vitesses articulaires infinies pour maintenir le mouvement final-effecteur.

La compréhension et l'évitement des singularités sont essentiels pour un fonctionnement fluide du robot. La planification de la trajectoire qui évite les configurations singulières et la programmation de mouvement appropriée peut empêcher ces problèmes de se produire pendant le fonctionnement normal.

Procédures de diagnostic systématiques

Observation initiale et collecte de données

Le dépannage efficace commence par une observation attentive et une collecte systématique de données. Commencez par observer le comportement du bras robotique, et les symptômes courants comprennent des bruits inhabituels, des mouvements erratiques ou l'échec à exécuter des tâches.

Quelle est la nature du problème? Le robot dépose-t-il des pièces, se déplace-t-il vers une mauvaise position ou autre chose? La collecte d'informations détaillées sur le problème aide à réduire les causes potentielles et guide le processus de diagnostic.

Un changement dans les dimensions des parties, une modification de l'effecteur final ou une mise à jour logicielle peut tous causer un problème de robot. Comprendre le contexte dans lequel les problèmes surviennent fournit souvent des indices précieux sur leurs causes profondes.

Vérification des codes d'erreur et des journaux système

Les contrôleurs robotisés modernes fournissent des informations diagnostiques détaillées par le biais de codes d'erreur et de journaux de système. Consultez le logiciel de contrôle pour les codes d'erreur, qui peuvent indiquer la nature du problème.

Codes de défaillance ou d'alarme sur le pendentif – FANUC fournit un support étendu pour la recherche et le débogage des défauts, y compris l'historique des défauts et un graphique des défauts les plus courants, donc commencez par regarder ce que le système vous dit. Consultez la documentation du fabricant pour interpréter correctement les codes d'erreur et comprendre leurs implications.

Les registres du système fournissent des données historiques qui peuvent révéler des tendances ou des tendances menant à des défaillances. L'analyse de ces registres permet de déterminer si les problèmes sont des incidents isolés ou s'ils font partie d'un problème en développement nécessitant une action préventive.

Inspection de l'alimentation électrique et du système électrique

La première étape consiste à vérifier l'alimentation de votre bras robotique et à s'assurer que le cordon d'alimentation est branché en toute sécurité et que la prise fonctionne correctement. Vérifier que les niveaux de tension répondent aux spécifications et restent stables pendant le fonctionnement.

Vérifier les câbles lâches ou les alimentations endommagées. Inspecter les disjoncteurs et les fusibles pour s'assurer qu'ils n'ont pas trébuché ou soufflé. Tester les connexions de mise à la terre, car la mise à la terre inappropriée peut conduire au bruit électrique et comportement erratique.

Pour les systèmes alimentés par batterie, vérifier la tension et les niveaux de charge de la batterie. Les batteries faibles ou défaillantes peuvent causer une alimentation incohérente, entraînant des erreurs de positionnement et des mouvements inattendus.

Inspection des composants mécaniques

Inspectez les composants matériels de votre bras robotique, tels que les articulations, les liaisons, les capteurs, les actionneurs et les câbles, et vérifiez si les composants mécaniques du bras robotique sont endommagés, reliés de façon lâche ou obstrués, et vérifiez que tous les joints et les liaisons se déplacent librement sans bruit inhabituel.

Recherchez les signes d'usure des joints, câbles et actionneurs. Examinez chaque joint pour vérifier qu'il y a un jeu ou une fixation excessif, vérifiez l'usure ou les dommages, vérifiez les ceintures pour vérifier la tension et l'état de la pièce et vérifiez que toutes les attaches sont bien serrées.

Faites attention à l'effecteur final et à son montage. Assurez-vous qu'il est solidement fixé et correctement aligné. Vérifiez les obstructions dans l'espace de travail du robot qui pourraient interférer avec les mouvements prévus.

Essai et vérification des capteurs

Vérifier la fonctionnalité du capteur, le remplacement ou le recalibrage au besoin. Tester chaque capteur individuellement pour confirmer qu'il fournit des relevés précis. Vérifier les relevés du capteur par rapport aux valeurs attendues.

Pour les encodeurs de position, vérifiez qu'ils sont correctement montés et qu'il n'y a pas de glissement ou de dommages mécaniques. Vérifiez les capteurs optiques pour détecter la contamination ou le désalignement.

Inspecter le câblage du capteur pour détecter les dommages, les connexions lâches ou les signes d'interférence électromagnétique.

Examen des logiciels et de la programmation

Testez les fonctions logicielles de votre bras robotique, comme le système de contrôle, l'interface de programmation et les mécanismes de rétroaction, et vous pouvez utiliser un ordinateur ou un appareil portatif pour vous connecter à votre bras robotique et exécuter des tests de diagnostic, et vous pouvez également vérifier les codes d'erreur et les journaux pour voir s'il y a des problèmes ou des problèmes logiciels, et si vous trouvez des erreurs logicielles, vous pourriez avoir besoin de mettre à jour, de réinstaller ou de déboguer le logiciel.

Revoir la programmation du robot pour s'assurer qu'elle est correcte et que les mouvements et les positions souhaités sont spécifiés avec précision, vérifier les erreurs ou les bogues dans le code et apporter les corrections nécessaires. Vérifier que les paramètres de mouvement tels que la vitesse, l'accélération et les rayons de mélange sont appropriés pour l'application.

Vérifiez que les zones de sécurité et les limites sont correctement configurées. Assurez-vous que la logique du programme gère correctement tous les scénarios possibles, y compris les conditions d'erreur et les cas de bord.

Vérification du système de communication

Des problèmes avec le réseau local, comme un signal Wi-Fi faible ou un câble Ethernet défectueux, peuvent perturber la communication entre le bras robot et le contrôleur, et si le protocole de communication utilisé par le bras robot et le contrôleur n'est pas compatible, il peut entraîner des défaillances de communication.

Vérifiez les connexions réseau et assurez-vous que les paramètres réseau sont corrects, et si vous utilisez Wi-Fi, essayez de déplacer le bras robot plus près du point d'accès ou utilisez une connexion filaire pour une communication plus fiable. Vérifiez que les protocoles de communication correspondent entre tous les appareils connectés et que les taux de transmission de données sont appropriés pour l'application.

Tester les liens de communication en surveillant le flux de données et en vérifiant les erreurs de perte ou de transmission de paquets. S'assurer que tous les appareils du réseau ont des adresses uniques et qu'il n'y a pas de conflit.

Solutions complètes pour la fixation de mouvements non intentionnés

Procédures et techniques d'étalonnage

Pour résoudre les problèmes de positionnement et de précision, il est essentiel de procéder à un étalonnage adéquat. Suivez la procédure d'étalonnage du fabricant pour réajuster le bras du robot, qui peut comprendre l'utilisation d'outils et de logiciels d'étalonnage spécialisés pour assurer un positionnement précis.

L'étalonnage de niveau 1 ne concerne que les différences entre les valeurs réelles et les valeurs de déplacement des articulations rapportées, aussi appelées maîtrise, étalonnage de niveau 2, aussi appelé étalonnage cinématique, qui concernent l'ensemble de l'étalonnage géométrique du robot, qui comprend les décalages d'angle et les longueurs des articulations, et l'étalonnage de niveau 3, appelé aussi étalonnage non cinématique, erreurs de modèles autres que les valeurs géométriques par défaut telles que la rigidité, la conformité des articulations et la friction.

La précision de positionnement des robots industriels varie selon le fabricant, l'âge et le type de robot, et grâce à l'étalonnage cinématique, ces erreurs peuvent être réduites à moins d'un millimètre dans la plupart des cas.

Utilisez des outils de mesure appropriés pour l'étalonnage, comme des traceurs laser, des machines de mesure de coordonnées ou des systèmes d'étalonnage robotisés spécialisés. Suivez les procédures recommandées par le fabricant avec précision et documentez les résultats d'étalonnage pour suivre les performances au fil du temps.

Réparations mécaniques et remplacement des composants

Lorsque des problèmes mécaniques sont identifiés, une réparation rapide ou un remplacement empêche d'autres dommages et rétablit la bonne fonction. Remplacez les roulements, les engrenages ou les courroies usés selon les spécifications du fabricant.

Lorsque vous remplacez des composants, utilisez des pièces de fabricant authentiques ou des équivalents approuvés pour assurer la compatibilité et les performances. Les pièces incorrectes peuvent introduire de nouveaux problèmes ou échouer prématurément.

Suivre le programme de lubrification du fabricant pour maintenir les joints et les pièces mobiles bien lubrifiés. Utilisez le type et la quantité de lubrifiants indiqués par le fabricant, car une lubrification incorrecte peut causer des problèmes allant de friction excessive aux dommages de joint.

Étalonnage et remplacement des capteurs

L'étalonnage du capteur est un processus de comparaison de la sortie du capteur avec une valeur de référence connue, et de réglage ou de compensation de la sortie du capteur en conséquence, ce qui peut réduire l'erreur et l'incertitude du capteur, et améliorer la précision et la fiabilité des données du capteur.

Effectuer un étalonnage zéro pour éliminer les erreurs de décalage, l'étalonnage de l'échelle pour corriger les facteurs d'échelle et l'étalonnage multipoints pour les capteurs exigeant une précision élevée sur toute leur gamme.

Lorsque les capteurs ne peuvent pas être étalonnés avec une précision acceptable, il peut être nécessaire de les remplacer. Sélectionnez des capteurs de remplacement qui satisfont ou dépassent les spécifications originales.

Mises à jour logicielles et corrections de programmation

Gardez le logiciel de contrôle et le firmware à jour pour assurer des performances et une sécurité optimales. Les mises à jour logicielles incluent souvent des corrections de bugs, des améliorations de performance et de nouvelles fonctionnalités qui peuvent résoudre les problèmes existants et prévenir les problèmes futurs.

Avant de mettre à jour le logiciel, sauvegardez tous les programmes et données de configuration. Suivez attentivement les procédures de mise à jour du fabricant et testez le système soigneusement après les mises à jour pour s'assurer que tout fonctionne correctement.

Utilisez une plateforme logicielle fiable et compatible, suivez les normes et les lignes directrices de programmation, testez et déboguez le code robot de façon approfondie, et si vous rencontrez des erreurs de programmation, vous devriez revoir le code, identifier la source de l'erreur et le corriger en conséquence.

Réparations de systèmes électriques

Réparer ou remplacer le câblage endommagé, en assurant une bonne jauge et une bonne isolation. Rresser les connexions et vérifier la bonne résistance au contact. Installer ou réparer le blindage pour protéger contre les interférences électromagnétiques.

Vérifier que l'alimentation électrique fournit une tension stable dans les spécifications. Installer des régulateurs de tension ou des alimentations non interruptibles si la qualité de l'alimentation est incohérente. Assurer une mise à la terre adéquate dans tout le système, car les problèmes de mise à la terre peuvent causer de nombreux problèmes, y compris un comportement erratique et des dommages aux composants.

Pour les problèmes de moteur et de servomoteur, testez les composants individuels pour identifier les défaillances. Remplacez les moteurs, les entraînements ou les encodeurs défectueux au besoin.

Mesures de contrôle de l'environnement

Mettre en place des contrôles environnementaux pour maintenir des conditions de fonctionnement optimales. Veiller à ce que la zone d'installation ait une ventilation adéquate et à ce que vous puissiez installer des ventilateurs supplémentaires ou améliorer le débit d'air autour du bras robot.

Contrôlez l'humidité pour prévenir la condensation et la corrosion. Installez des couvercles de poussière ou des enceintes pour protéger les composants sensibles contre la contamination. Implémentez l'isolement des vibrations si l'équipement voisin génère des vibrations excessives.

Le nettoyage régulier du robot et de son environnement empêche l'accumulation de contaminants qui peuvent interférer avec les capteurs, les composants mécaniques et les systèmes électriques.

Gestion et optimisation des charges

Les changements de charge portés par le bras robot peuvent affecter sa précision de positionnement, et si le bras est conçu pour supporter un certain poids mais est surchargé, il peut ne pas être en mesure d'atteindre la bonne position.

S'assurer que le bras robot n'est pas surchargé et, si nécessaire, régler la charge ou utiliser un bras robot avec une capacité de charge plus élevée. Configurer le contrôleur robot avec des informations précises sur la charge utile, y compris la masse, le centre de gravité et les propriétés d'inertie.

Optimisez les paramètres de mouvement en fonction de la charge utile réelle. Réduisez les vitesses et les accélérations lors de la manipulation de charges lourdes pour éviter une contrainte excessive sur les composants mécaniques et les moteurs.

Stratégies de prévention de l'entretien

Établissement d'un calendrier de maintenance

L'entretien préventif est essentiel pour réduire au minimum les problèmes de bras robot. Elaborez un calendrier d'entretien complet basé sur les recommandations du fabricant et vos conditions d'exploitation spécifiques. Dans chaque marque et modèle de robot articulé, certaines procédures d'entretien doivent être suivies au fur et à mesure que le mouvement se produit, et l'échec peut souvent entraîner des avertissements, des alarmes et même des défaillances.

La maintenance hebdomadaire pourrait comprendre des inspections plus détaillées des composants mécaniques, le nettoyage des capteurs et des systèmes optiques, et la vérification des systèmes de secours. Les tâches mensuelles pourraient comprendre la lubrification, des inspections mécaniques détaillées et des vérifications d'étalonnage.

La maintenance annuelle ou semestrielle devrait comprendre une évaluation complète du système, le remplacement des composants principaux en fonction de l'usure, le recalibrage complet et les mises à jour logicielles.

Procédures d'inspection régulières

Effectuer des inspections visuelles régulières du bras robot pour vérifier tout signe d'usure, de détérioration ou de connexion lâche. Élaborer des listes de contrôle détaillées pour tous les composants et systèmes critiques.

Il faut aussi tenir compte des données d'inspection pour prévoir les cas où les composants pourraient échouer, ce qui permet de prévoir le remplacement avant que les défaillances ne se produisent.

Mettre en place des systèmes de surveillance de l'état qui suivent en permanence les paramètres clés tels que les courants moteurs, les températures, les niveaux de vibrations et la précision du positionnement.

Formation des opérateurs et pratiques exemplaires

Offrir une formation appropriée aux opérateurs pour s'assurer qu'ils utilisent correctement le bras robotisé et suivent les procédures de sécurité. Les opérateurs bien formés sont moins susceptibles de causer des problèmes en raison d'une mauvaise utilisation et plus susceptibles de reconnaître et de signaler les problèmes rapidement.

La formation devrait porter sur les procédures d'exploitation appropriées, la compréhension des messages d'erreurs et des alarmes, les techniques de dépannage de base et le moment où appeler à l'assistance à la maintenance.

Encourager les exploitants à signaler des problèmes, même mineurs, car ils peuvent être des indicateurs précoces de problèmes plus graves. Créer une culture où la sécurité et le bon fonctionnement sont prioritaires par rapport à la vitesse de production.

Documentation et tenue de registres

Tenir à jour une documentation exhaustive de toutes les activités de maintenance, de réparations, d'étalonnages et de modifications. Ce dossier historique fournit des renseignements précieux pour résoudre les problèmes récurrents et identifier les tendances.

Tenir des registres détaillés de tous les problèmes rencontrés, y compris les symptômes, les mesures de diagnostic prises, les causes profondes identifiées et les solutions mises en oeuvre.

Maintenez la documentation à jour des programmes de robots, y compris le contrôle de version et les journaux de changement. Cela garantit que vous pouvez récupérer des erreurs de programmation ou restaurer des configurations précédentes si nécessaire.

Techniques avancées de dépannage

Utilisation d'outils et d'équipement de diagnostic

Les oscilloscopes aident à analyser les signaux électriques et à identifier les problèmes de bruit ou d'interférence. Les caméras d'imagerie thermique détectent les composants de surchauffe avant qu'ils ne échouent. Les analyseurs de vibrations identifient les problèmes mécaniques tels que l'usure du roulement ou le déséquilibre.

Les systèmes de mesure laser vérifient la précision de positionnement et peuvent être utilisés pour l'étalonnage de précision. Les systèmes d'acquisition de données enregistrent simultanément plusieurs paramètres, aidant à identifier les corrélations entre les différentes variables.

Investir dans des outils de diagnostic appropriés basés sur vos systèmes robotisés et vos besoins de maintenance. Former le personnel de maintenance à leur bonne utilisation et interprétation des résultats. Ces outils peuvent réduire considérablement le temps de dépannage et améliorer la précision du diagnostic.

Méthodes d'analyse des causes profondes

Lorsque les problèmes se reproduisent ou sont particulièrement complexes, l'analyse systématique des causes profondes aide à identifier les problèmes sous-jacents plutôt que de traiter simplement les symptômes. Utilisez des approches structurées comme la technique « 5 Pourquoi », où vous demandez à plusieurs reprises « pourquoi » de creuser vers les causes fondamentales.

L'analyse des modes et effets de défaillance (FMEA) examine systématiquement les modes de défaillance potentiels et leurs conséquences, aidant à prioriser les mesures préventives. L'analyse des arbres de défaillance fonctionne à l'envers d'un problème pour identifier tous les facteurs contributifs possibles et leurs relations.

Documenter les analyses de causes profondes et partager les résultats dans votre organisation. Comprendre pourquoi des problèmes se produisent permet des stratégies de prévention plus efficaces et aide à éviter des problèmes similaires dans d'autres systèmes robots.

Traitement des problèmes intermittents

Les problèmes intermittents sont parmi les plus difficiles à diagnostiquer car ils ne se produisent pas de façon uniforme. Dans de nombreux cas, les brèves interruptions résultant de défauts intermittents sont parmi les pires car ils diminuent l'OEE et sapent le moral de ceux qui travaillent avec et autour du système robot.

Pour les problèmes intermittents, mettre en place une surveillance continue pour saisir les données lorsque des problèmes surviennent. Utilisez la journalisation des données pour enregistrer les paramètres du système sur de longues périodes, permettant l'analyse des conditions présentes en cas de défaillance.

Les essais de vibration peuvent révéler des connexions ou des composants lâches qui échouent dans des conditions spécifiques. La substitution systématique des composants peut identifier les pièces défaillantes qui fonctionnent de façon intermittente.

Collaboration avec les fabricants et les experts

Si les ressources internes ne peuvent pas restaurer la fonctionnalité du système, il est inestimable d'avoir accès à un expert en robotique. Établir des relations avec les équipes de soutien technique des fabricants de robots.

En communiquant avec le personnel de soutien, fournir des renseignements détaillés sur le problème, y compris les codes d'erreur, les symptômes, les mesures de diagnostic déjà prises et tout changement récent au système.

Participez à des groupes d'utilisateurs et à des forums en ligne où vous pourrez apprendre des expériences d'autres utilisateurs de systèmes robots similaires. Ces communautés fournissent souvent des idées pratiques et des solutions qui ne sont pas trouvées dans la documentation officielle.

Considérations de sécurité pendant le dépannage

Procédures de verrouillage/d'arrêt

La sécurité doit être la priorité absolue lors de toutes les activités de dépannage et de maintenance. Mettre en place des procédures de verrouillage/détachage appropriées avant de travailler sur les systèmes robotisés. Débrancher les sources d'énergie et vérifier que l'énergie est dissipée avant de commencer à travailler.

Respecter toutes les normes et règlements de sécurité applicables, y compris les exigences de l'OSHA et les lignes directrices propres à l'industrie. Veiller à ce que seul le personnel qualifié effectue des activités de maintenance et de dépannage.

Soyez conscient de l'énergie stockée dans les systèmes pneumatiques et hydrauliques, les ressorts et les composants surélevés. Relâchez ou sécurisez ces sources d'énergie avant de travailler sur le système. Ne contournez jamais les dispositifs de sécurité ou les dispositifs de protection sauf comme le permet spécifiquement le fabricant, et rétablissez tous les dispositifs de sécurité avant de remettre le robot en service.

Procédures d'essai sûres

Lors de l'essai des systèmes robotisés après réparation ou réglage, suivez des procédures sûres pour minimiser les risques. Commencez par le robot en mode manuel à vitesse réduite. Vérifiez que tous les systèmes de sécurité fonctionnent avant de procéder à l'opération automatique.

Confirmez que les mécanismes de sécurité n'ont pas été déclenchés et que la raison commune pour laquelle le robot s'arrête est un interrupteur ou un capteur quelque part dans la cellule indiquant qu'une barrière ou un garde est ouvert. Vérifiez que les boutons d'arrêt d'urgence sont accessibles et fonctionnent.

Utilisez des pendentifs ou des panneaux de commande à partir de lieux sûrs à l'extérieur de la portée du robot. Lorsqu'il est nécessaire d'être dans l'espace de travail, utilisez des dispositifs d'activation qui arrêtent le robot si il est libéré. Ne tournez jamais le dos sur un robot en service ou supposez qu'il suivra son chemin programmé.

Évaluation des risques et atténuation

Effectuer des évaluations des risques avant d'effectuer des activités de dépannage, en particulier pour des problèmes inhabituels ou complexes. Identifier les dangers potentiels, y compris les mouvements inattendus de robots, les chocs électriques, les points de pincement et les objets qui tombent.

Communiquer les risques à tout le personnel participant aux activités de dépannage. Veiller à ce que chacun comprenne ses rôles et responsabilités en matière de maintien de la sécurité. Établir des protocoles de communication clairs, surtout lorsque plusieurs personnes travaillent sur le même système.

Apprenez-en davantage sur les incidents et les quasi-incidents. Faites enquête sur tout événement lié à la sécurité pour comprendre ce qui s'est passé et comment prévenir les récidives.

Études de cas et exemples du monde réel

Erreur de positionnement en raison de la dérive d'étalonnage

Une installation de fabrication a connu des erreurs de positionnement croissantes dans son robot de soudage pendant plusieurs mois. Les pièces étaient soudées avec des compensations qui s'estompaient progressivement, entraînant des problèmes de qualité et de retravail.

Une étude plus approfondie a révélé que le robot n'avait pas été réajusté depuis l'installation trois ans plus tôt. Les variations de température dans l'installation, combinées à des décantations mécaniques normales, avaient causé une dérive de l'étalonnage.

Après l'étalonnage, la précision de positionnement s'est améliorée de façon spectaculaire, les erreurs étant réduites de plusieurs millimètres à moins de 0,5 mm. L'installation a mis en place un calendrier d'étalonnage trimestriel pour prévenir la dérive future et la précision de positionnement est demeurée stable depuis.

Arrêt intermittent dû au bruit électrique

Un bras robotisé dans une ligne d'assemblage automobile a connu un arrêt intermittent sans messages d'erreur clairs. Le problème s'est produit au hasard, parfois plusieurs fois par quart, d'autres fois pas pendant des jours.

Le bruit électrique des soudeurs s'est couplé aux signaux de commande du robot, ce qui a amené le contrôleur à détecter les fausses erreurs. La solution consistait à détourner les câbles de signal des lignes électriques, à ajouter des protections aux câbles sensibles et à installer des filtres antibruit sur les entrées du contrôleur robot.

Après avoir mis en œuvre ces mesures, l'arrêt intermittent a complètement cessé. L'installation a appliqué des techniques d'atténuation du bruit similaires à d'autres cellules robots comme mesure préventive, évitant ainsi des problèmes similaires ailleurs.

Mouvements imprévus à partir d'une défaillance de l'encodeur

Un robot pick-and-place a commencé à montrer des mouvements erratiques dans un axe, parfois se déplaçant vers des positions incorrectes ou des cibles de dépassement. Le problème était assez cohérent pour empêcher la production mais ne générait pas de codes d'erreur spécifiques.

Des tests détaillés ont révélé que l'encodeur sur l'axe affecté fournissait une rétroaction intermittente incorrecte de la position. L'encodeur avait développé une faille interne qui a causé des sauts de position occasionnels. Lorsque le contrôleur a reçu des informations de position incorrectes, il a commandé des mouvements pour corriger l'erreur perçue, ce qui a entraîné le comportement erratique observé.

Le remplacement du codeur défectueux a immédiatement résolu le problème. L'installation a ajouté des tests d'encodeur à ses procédures de maintenance préventive, en vérifiant la précision de la rétroaction de position pendant les intervalles de maintenance réguliers.

Tendances futures du diagnostic des robots

Technologies de maintenance prédictive

Les technologies émergentes transforment la maintenance des robots de la réaction aux approches prédictives. Les algorithmes d'apprentissage automatique analysent les données historiques pour prédire quand les composants risquent de échouer, permettant le remplacement avant que des défaillances ne se produisent.

Les plateformes d'analyse basées sur le cloud regroupent les données de plusieurs robots, identifiant les modèles et les tendances qui ne seraient pas visibles de chaque système. Ces plateformes peuvent comparer les performances de votre robot aux données de l'ensemble de la flotte, en soulignant les anomalies qui pourraient indiquer des problèmes.

La technologie numérique à double génération crée des modèles virtuels de systèmes robots qui reflètent les performances réelles. Ces modèles peuvent simuler différents scénarios, prédire les effets de l'usure et du vieillissement, et optimiser les horaires de maintenance en fonction des modes d'utilisation réels plutôt que des intervalles fixes.

Intégration avancée des capteurs

Les capteurs de force et de couple dans chaque joint fournissent des informations détaillées sur le chargement et l'état mécanique. Les capteurs acoustiques détectent des sons anormaux qui pourraient indiquer une usure du roulement ou d'autres problèmes mécaniques avant qu'ils ne deviennent graves.

Les systèmes de vision surveillent l'état du robot, détectent les fuites d'huile, les composants lâches ou d'autres problèmes visibles. Les capteurs de température dans tout le robot fournissent une cartographie thermique qui peut identifier les composants surchauffants ou un refroidissement inadéquat.

Les réseaux de capteurs sans fil éliminent le besoin de câblage étendu tout en offrant une flexibilité dans le placement des capteurs. Les technologies de collecte d'énergie capteurs de puissance sans piles, réduisant les exigences de maintenance et permettant des capteurs dans des endroits où l'énergie filaire n'est pas pratique.

Intelligence artificielle dans le dépannage

Les systèmes d'IA formés sur de vastes bases de données de problèmes et de solutions peuvent suggérer des étapes de diagnostic et des causes probables basées sur les symptômes. Les interfaces de langage naturel permettent aux techniciens de décrire les problèmes en langage clair et recevoir des conseils ciblés.

Les algorithmes d'IA identifient les modèles dans les données de capteurs qui sont en corrélation avec des modes de défaillance spécifiques, permettant un diagnostic plus précis. Les systèmes de réalité augmentée superposent les informations diagnostiques et les instructions de réparation directement sur le robot, guidant les techniciens par des procédures complexes.

À mesure que ces technologies seront en phase de maturité, elles rendront les capacités avancées de dépannage accessibles à un plus large éventail de personnel, réduisant ainsi la dépendance à l'égard d'experts hautement spécialisés et permettant une résolution plus rapide des problèmes.

Liste de contrôle pour le dépannage des problèmes essentiels

Pour aborder systématiquement le dépannage des bras de robot, suivez cette liste de contrôle exhaustive couvrant tous les principaux domaines du système :

Évaluation initiale

  • Documenter les symptômes et le moment où ils surviennent
  • Vérifier les codes d'erreur et les messages d'alarme
  • Examiner les changements récents apportés au système ou à l'environnement
  • Vérifier le fonctionnement des systèmes de sécurité
  • Confirmer les niveaux d'alimentation et de tension appropriés

Inspection mécanique

  • Inspecter toutes les articulations pour l'usure, le jeu ou la fixation
  • Vérifier les rapports, les ceintures et les composants d'entraînement
  • Vérifier la lubrification appropriée des pièces mobiles
  • Examiner le montage et l'alignement de l'effecteur final
  • Rechercher des obstacles dans l'espace de travail
  • Vérifier les attaches ou les connexions lâches

Système électrique

  • Tension et stabilité de l'alimentation électrique d'essai
  • Inspecter les câbles pour endommager ou user
  • Vérifier que toutes les connexions électriques sont sécurisées
  • Vérifier l'intégrité du système de mise à la terre
  • Essai d'interférence électromagnétique
  • Examiner le fonctionnement du moteur et du système d'entraînement

Capteurs et rétroaction

  • Précision et fonctionnalité du codeur d'essai
  • Vérifier l'étalonnage des capteurs par rapport aux références connues
  • Vérifier le câblage et les connexions des capteurs
  • Nettoyer les capteurs optiques et éliminer la contamination
  • Valeurs de la force d ' essai et du capteur de couple
  • Vérifier le fonctionnement du système de vision, le cas échéant

Logiciels et programmation

  • Examiner les programmes de robots pour détecter les erreurs
  • Vérifier les paramètres de mouvement sont appropriés
  • Vérifier les versions de logiciels et de micrologiciels
  • Programmes d'essai en mode simulation
  • Vérifier les paramètres de charge utile correspondant aux charges réelles
  • Examiner les registres des systèmes pour déterminer les tendances ou les tendances

Systèmes de communication

  • Tester les connexions réseau et la résistance du signal
  • Vérifier la compatibilité du protocole de communication
  • Vérifier les erreurs de transmission des données
  • Inspecter les câbles et les connecteurs de communication
  • Vérifier les paramètres et adresses du réseau

Facteurs environnementaux

  • Mesurer la température ambiante et l'humidité
  • Vérifier la ventilation et le refroidissement adéquats
  • Contrôle de la poussière ou de la contamination
  • Évaluer les niveaux de vibrations à partir de l'équipement voisin
  • Identifier les sources potentielles de chaleur affectant le robot

Conclusion

Dépannage et fixation des mouvements involontaires dans les bras robot nécessite une approche systématique combinant connaissances techniques, compétences diagnostiques et expérience pratique. Dépannage des problèmes de bras robot nécessite une approche systématique et une bonne compréhension des composants et du fonctionnement du bras robot, et en identifiant les problèmes communs et en mettant en œuvre les solutions appropriées, vous pouvez garder vos bras robot en bon état de fonctionnement et minimiser les temps d'arrêt.

La réussite de la maintenance des systèmes robotisés dépend de plusieurs facteurs : mise en oeuvre de programmes complets de maintenance préventive, formation du personnel aux techniques de fonctionnement et de dépannage, tenue de documents et de dossiers détaillés, utilisation d'outils et d'équipement de diagnostic appropriés, établissement de relations avec les fabricants et les ressources de soutien.

Les technologies émergentes telles que la maintenance prédictive, les capteurs avancés et l'intelligence artificielle transforment la façon dont nous diagnostiqueons et résolvons les problèmes des robots. Cependant, les principes fondamentaux restent constants : bien comprendre vos systèmes, observer attentivement, penser systématiquement et tout documenter.

L'investissement dans les capacités de dépannage appropriées rapporte des temps d'arrêt réduits, une qualité de produit améliorée, une durée de vie prolongée de l'équipement et une sécurité accrue au travail. En suivant les lignes directrices et les procédures décrites dans cet article, vous pouvez diagnostiquer et corriger efficacement les mouvements involontaires dans les bras robotisés, en assurant un fonctionnement fluide et en maximisant la valeur de vos systèmes d'automatisation robotique.

Pour obtenir des ressources supplémentaires sur la robotique industrielle et l'automatisation, visitez Robotics Industries Association pour les normes et les meilleures pratiques de l'industrie.Organisation internationale de normalisation fournit des normes de sécurité complètes pour les robots industriels.Pour la formation technique et les programmes de certification, explorez les offres des fabricants de robots et des organisations comme la communauté Automation World.Institut national des normes et de la technologie offre des recherches et des lignes directrices précieuses sur l'étalonnage et la mesure des performances des robots.