Où faire réparer un robot de presse à injecter ? Diagnostic express et réparation d’un robot de presse à injecter

Il est préférable de faire réparer un robot de presse à injecter par un service capable de diagnostiquer aussi bien la mécanique des axes, les servomoteurs et les codeurs que l’armoire de commande, les servovariateurs, le câblage et le préhenseur. Une réparation complète d’un robot de presse à injecter doit comprendre la lecture des codes d’erreur, l’analyse de la cause de la panne, la remise en état ou le remplacement des composants endommagés, la création d’une sauvegarde du logiciel, l’étalonnage et les essais de l’ensemble du poste. Cela permet non seulement de résoudre le problème actuel, mais aussi de réduire le risque d’un nouvel arrêt de production.

Les robots cartésiens et multiaxes assurent le retrait rapide de la pièce finie du moule d’injection, son déplacement ainsi que sa dépose en toute sécurité ou son transfert vers l’étape suivante du processus. Leur bon fonctionnement influe directement sur le temps de cycle, la répétabilité de la production et la sécurité du personnel. Lorsque le robot cesse d’exécuter les mouvements programmés, perd sa position ou ne retire plus la pièce moulée, la presse à injecter avec laquelle il travaille s’arrête également dans de nombreuses usines.

Pour cette raison, le diagnostic express des robots industriels ne doit pas se limiter à acquitter une alarme ou à remplacer le premier composant indiqué par le contrôleur. Un code d’erreur signale généralement l’effet d’un problème, mais n’en identifie pas toujours la cause première. Une erreur de surcharge d’axe peut provenir d’un servovariateur endommagé, mais aussi de roulements usés, d’un guidage bloqué, d’une courroie trop tendue ou d’un câble endommagé.

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Comment reconnaître une panne d’un robot de presse à injecter et en trouver la cause ?

Quels symptômes indiquent une défaillance d’un robot de presse à injecter ?

Une panne de robot industriel ne commence pas toujours par l’arrêt complet du poste. Dans de nombreux cas, les premiers symptômes apparaissent progressivement et peuvent être détectés par un opérateur ou un technicien de maintenance avant qu’un dommage grave ne survienne.

Les symptômes les plus fréquents sont les suivants :

• un bruit inhabituel pendant le déplacement de l’un des axes,
• des vibrations ou des à-coups du manipulateur,
• une hausse de la température du servomoteur ou du réducteur,
• une consommation de courant plus élevée au démarrage et au freinage,
• un mouvement d’axe plus lent ou irrégulier,
• une perte de précision lors de la dépose de la pièce,
• une perte de la position apprise,
• des erreurs de codeur ou de positionnement,
• des arrêts aléatoires du robot pendant le cycle,
• une perte de communication avec le pupitre opérateur ou le contrôleur,
• des problèmes de prise de la pièce par le préhenseur,
• l’arrêt automatique des entraînements ou de l’ensemble de l’armoire de commande.

Si les symptômes apparaissent de manière intermittente, il ne faut pas supposer que le problème a disparu après le redémarrage du robot. Les défauts des câbles, codeurs, alimentations et composants de puissance dépendent souvent de la température, de la position de l’axe ou de la charge. Après une réinitialisation, le système peut fonctionner correctement pendant un certain temps, puis s’arrêter de nouveau au même endroit ou à un tout autre point du cycle.

Quelles sont les causes du bruit, de la hausse de température et de la résistance accrue d’un axe ?

Défaillance des roulements du servomoteur

L’une des causes fréquentes des problèmes de déplacement d’un axe est la défaillance des roulements d’un robot de presse à injecter, notamment des roulements montés dans les servomoteurs. Ils sont soumis à des accélérations, des freinages, des changements de direction répétés et aux charges résultant de la dynamique de l’ensemble du manipulateur.

Les premiers signes d’usure des roulements sont généralement une augmentation du bruit, une élévation locale de la température et une résistance à la rotation plus importante. Le contrôleur d’entraînement doit alors appliquer un couple supérieur pour maintenir la dynamique programmée de l’axe. Cela augmente la consommation de courant, en particulier pendant les phases d’accélération et de freinage.

La poursuite du fonctionnement d’un servomoteur avec des roulements endommagés peut entraîner :

• l’endommagement de l’arbre ou du rotor,
• le frottement des pièces en rotation,
• la surchauffe des enroulements du stator,
• l’endommagement du codeur,
• l’immobilisation complète de l’axe.

Le remplacement des roulements dans un robot industriel nécessite de respecter les ajustements, l’alignement et la position correcte des éléments de mesure. Dans les servomoteurs équipés de codeurs absolus ou de systèmes de retour précis, un déplacement accidentel de l’élément de mesure peut empêcher le démarrage correct de l’entraînement.

Usure des réducteurs, guidages et courroies dentées

Le bruit et l’augmentation de la résistance peuvent également provenir des réducteurs, des guidages linéaires, des chariots, des vis d’entraînement ou des courroies dentées. Dans les robots cartésiens, la précision du mouvement dépend de la tension correcte des courroies, de l’état des guidages et du respect de la géométrie des différents axes.

Les problèmes mécaniques typiques sont les suivants :

• jeu dans le réducteur,
• absence ou dégradation du lubrifiant,
• contamination de la voie de déplacement,
• courroie trop tendue,
• dents de courroie usées ou endommagées,
• géométrie incorrecte de l’axe après une collision.

Le remplacement du seul servomoteur ne résoudra pas le problème si la surcharge est causée par un guidage bloqué ou un réducteur endommagé. Un service professionnel de robots pour presses à injecter doit donc contrôler l’ensemble de la chaîne mécanique de transmission de l’axe, et pas uniquement le composant indiqué dans le message d’erreur.

Pourquoi le robot perd-il sa position ou effectue-t-il des mouvements brusques ?

Défaillance du codeur

Le codeur du servomoteur transmet au système de commande des informations sur la position actuelle de l’arbre, sa vitesse et son sens de rotation. Ces données constituent la boucle de retour sans laquelle le contrôleur ne peut pas piloter avec précision le mouvement de l’axe.

L’endommagement du codeur ou la perturbation de son signal peut provoquer :

• la perte de la position de référence,
• un positionnement incorrect du préhenseur,
• des à-coups soudains de l’axe,
• des erreurs de vitesse ou de sens de déplacement,
• l’impossibilité d’activer le servosystème,
• la nécessité d’effectuer fréquemment la prise d’origine du robot,
• l’arrêt immédiat de l’ensemble du poste.

Les problèmes de codeur ne signifient pas toujours que le capteur lui-même est endommagé. La cause peut être le câble de retour, un connecteur sale ou desserré, un blindage incorrect, une alimentation instable ou une défaillance du circuit d’entrée du servovariateur.

Coupures intermittentes dans les câbles de signal

Les faisceaux de câbles des robots subissent des millions de cycles de flexion à l’intérieur des chaînes porte-câbles. Avec le temps, des microfissures peuvent apparaître dans les conducteurs en cuivre, même si l’isolation extérieure du câble semble encore intacte.

Ces défauts sont particulièrement difficiles à détecter, car la connexion peut être interrompue uniquement dans une position précise de l’axe. Le robot peut fonctionner correctement pendant les mouvements de maintenance et ne s’arrêter qu’à un endroit déterminé du programme de production.

Les symptômes de câbles endommagés peuvent inclure :

• des erreurs de codeur aléatoires,
• la disparition des signaux d’entrée ou de sortie,
• une communication intermittente,
• des erreurs apparaissant uniquement dans une position déterminée de l’axe,
• l’impossibilité de reproduire clairement la panne lorsque la machine est à l’arrêt.

Le diagnostic doit inclure non seulement un contrôle de continuité lorsque le câble est au repos, mais aussi la vérification de son comportement pendant la flexion et le déplacement de l’axe.

Quelles défaillances peuvent survenir dans l’armoire de commande du robot ?

L’armoire de commande est l’élément central de l’ensemble du système. Elle contient les circuits responsables de l’alimentation, de la commande des mouvements, du traitement des signaux, de la communication et des fonctions de sécurité. La défaillance d’un seul module peut arrêter un axe ou l’ensemble du robot.

Défaillance du servovariateur

Le servovariateur commande le servomoteur à partir des ordres du contrôleur supérieur et du signal du codeur. Son étage de puissance fournit au moteur un courant correctement modulé.

Les dommages du servovariateur peuvent être causés par :

• une surcharge de l’axe,
• un court-circuit dans le câble ou l’enroulement du moteur,
• une surchauffe de l’étage de puissance,
• un encrassement du système de refroidissement,
• le vieillissement des condensateurs,
• des surtensions dans l’installation électrique,
• l’endommagement du circuit de commande des transistors de puissance,
• un fonctionnement prolongé avec un ventilateur défectueux.

La réparation d’un servovariateur ne doit pas se limiter au remplacement des transistors endommagés. Il faut également contrôler les circuits de commande, les alimentations auxiliaires, les circuits de mesure du courant, les condensateurs et le système de refroidissement, ainsi que l’état du moteur et des câbles raccordés.

Défaillance de l’alimentation, du contrôleur ou d’un module d’E/S

L’alimentation principale du système fournit la tension aux modules d’entraînement et à l’électronique de commande. Son fonctionnement instable peut provoquer des redémarrages, des erreurs sur plusieurs axes, des pertes de communication ou empêcher le démarrage de l’ensemble du système.

Les composants suivants de l’armoire peuvent également tomber en panne :

• l’unité centrale du contrôleur,
• les modules mémoire,
• les cartes d’entrée et de sortie,
• les interfaces de communication,
• les circuits de sécurité,
• le pupitre IHM ou le boîtier d’apprentissage,
• les ventilateurs et les éléments de refroidissement.

La poussière, une température élevée et un débit d’air limité réduisent la durée de vie des composants électroniques. Un service complet de robots pour presses à injecter doit donc également comprendre le contrôle des filtres, des ventilateurs, des dissipateurs thermiques et de la température à l’intérieur de l’armoire.

Quelles défaillances peuvent survenir dans l’armoire de commande du robot ?

Le robot et la presse à injecter forment un processus intégré. L’arrêt du manipulateur empêche souvent le retrait automatique de la pièce et, par conséquent, la poursuite de la production. Même lorsqu’un fonctionnement manuel temporaire est possible, il entraîne généralement un allongement du temps de cycle et une mobilisation accrue des opérateurs.

Les conséquences d’une panne peuvent inclure :

• l’arrêt de la production d’un produit donné,
• des retards dans l’exécution des commandes,
• la nécessité de rééquiper une autre machine,
• une augmentation des coûts de main-d’œuvre et d’énergie,
• un risque accru d’endommagement des pièces ou du moule,
• une baisse de la disponibilité du poste,
• une perturbation des processus de production en aval,
• la nécessité d’acheter en urgence des pièces de rechange.

Le coût total d’une panne ne se limite donc pas au prix de la réparation du composant. Il faut également prendre en compte le coût de la production perdue, le temps de travail du service maintenance, les retards logistiques et le risque de ne pas respecter le plan de production.

Comment se déroule la réparation express d’un robot de presse à injecter ?

Par quoi commence le diagnostic d’un robot industriel ?

La réparation express d’un robot de presse à injecter commence par la collecte des données relatives à la panne, la sécurisation du logiciel et la détermination de la nature du problème : mécanique, entraînement, électronique, communication ou préhenseur. Plus la description de l’événement est précise, plus il est facile de préparer les outils, les pièces et l’équipement de diagnostic appropriés.

Il convient d’abord de recueillir les informations suivantes :

• la marque et le modèle du robot,
• le numéro de série ou la désignation du contrôleur,
• le code d’alarme et son message complet,
• l’indication de l’axe concerné,
• la description du moment où la panne s’est produite,
• des photos du robot et de l’armoire de commande,
• des informations sur les réparations antérieures,
• une copie du programme et des paramètres, si elle est disponible.

Avant toute intervention importante, il est recommandé de créer une sauvegarde du programme, des paramètres des entraînements, des réglages de l’outil, des points de travail et de la configuration de communication. Une sauvegarde réduit le risque de perte de données et accélère la remise en service après la réparation du contrôleur, du pupitre ou du module mémoire.

Comment diagnostique-t-on la mécanique, les servosystèmes et l’électronique ?

Essais mécaniques et mesures des entraînements

Le diagnostic mécanique comprend l’évaluation des jeux, des résistances, des bruits ainsi que de l’état des guidages, réducteurs, courroies, accouplements et points de lubrification. L’axe doit être contrôlé dans différentes positions, car le défaut peut n’apparaître que sur une portion précise de la course.

Pour un servomoteur, on analyse notamment :

• l’état des roulements,
• la résistance à la rotation de l’arbre,
• la température du carter,
• l’état des enroulements,
• l’isolation électrique,
• le fonctionnement du frein,
• le signal du codeur,
• le comportement de l’entraînement sous charge.

Une hausse du courant ne signifie pas toujours une panne électronique. Elle peut être la réaction de l’entraînement à une friction accrue, à un roulement endommagé, à un guidage bloqué ou à un problème de réducteur. Les mesures électriques doivent donc être interprétées conjointement avec l’évaluation mécanique.

Diagnostic de la commande et de la communication

Dans l’armoire de commande, on contrôle les alimentations, les servovariateurs, l’unité centrale, les modules d’E/S, les systèmes de refroidissement et les liaisons de communication. L’analyse porte non seulement sur l’alarme actuelle, mais aussi sur l’historique des erreurs et les conditions dans lesquelles le problème apparaît.

Selon le type de panne, le diagnostic peut comprendre :

• le contrôle des tensions d’alimentation,
• le contrôle du bus continu,
• l’essai des étages de puissance des servovariateurs,
• le contrôle des signaux des codeurs,
• la vérification des entrées et des sorties,
• le contrôle de la communication avec la presse à injecter,
• le contrôle des circuits de sécurité,
• l’essai du pupitre opérateur ou du boîtier d’apprentissage,
• l’évaluation de la température et du refroidissement des modules.

L’analyse de la cause première est essentielle. Si le servovariateur a été endommagé par un court-circuit dans un câble ou un moteur, le montage du module réparé sans suppression du court-circuit peut provoquer une nouvelle panne.

Que comprend la réparation ou la remise en état du robot ?

L’étendue des travaux dépend des résultats du diagnostic. La réparation d’un robot industriel pour presse à injecter peut concerner un seul composant ou une révision complète de plusieurs systèmes.

Les opérations les plus fréquemment réalisées sont les suivantes :

• le remplacement des roulements dans les servomoteurs,
• la réparation des enroulements ou des freins des moteurs,
• la réparation ou le remplacement des codeurs,
• la remise en état des réducteurs et de la mécanique des axes,
• le remplacement des courroies dentées et des guidages usés,
• la réparation des faisceaux de câbles,
• la réparation des servovariateurs,
• la remise en état des alimentations système,
• la réparation des contrôleurs, modules d’E/S et pupitres IHM,
• la maintenance du boîtier d’apprentissage,
• la réparation du préhenseur et du système pneumatique,
• le nettoyage de l’armoire et des systèmes de refroidissement,
• la restauration de la configuration et du logiciel.

Une réparation complète doit également inclure l’évaluation des composants associés à la pièce endommagée. Un roulement défectueux peut surcharger le servovariateur, tandis qu’un ventilateur hors service peut accélérer la dégradation de l’alimentation et de l’électronique de commande.

Pourquoi l’étalonnage et les essais sont-ils nécessaires après une réparation ?

Le remplacement d’un composant ne clôt pas le processus de maintenance. Le robot doit être contrôlé dans des conditions aussi proches que possible de son fonctionnement réel. Cela est particulièrement important après la réparation d’un codeur, le remplacement d’un moteur, une intervention sur le réducteur ou le réglage des courroies.

Le contrôle final peut comprendre :

• la vérification des positions d’origine,
• l’étalonnage des axes,
• la vérification des points de travail,
• le contrôle des sens de déplacement,
• l’essai des vitesses et des accélérations,
• la mesure de la consommation de courant,
• la surveillance de la température des entraînements,
• l’essai du fonctionnement du préhenseur,
• un essai en cycle automatique complet.

Un essai du robot sans charge peut ne pas révéler les problèmes qui apparaissent pendant le retrait dynamique de la pièce. Après la réparation, il est donc recommandé d’effectuer des essais aux vitesses, à la charge et selon la séquence de fonctionnement réelles du poste.

Quand une réparation suffit-elle et quand une révision est-elle nécessaire ?

Une réparation ponctuelle suffit lorsque la panne concerne un seul composant et que les autres éléments du robot sont en bon état. Il peut s’agir, par exemple, d’un ventilateur, d’un pupitre, d’une alimentation, d’un câble ou d’un codeur endommagé.

Une révision du robot de presse à injecter mérite d’être envisagée lorsque :

• le robot totalise un grand nombre d’heures de fonctionnement et possède un long historique d’utilisation,
• des jeux sont présents sur plusieurs axes,
• les câbles sont fissurés ou ont été réparés à plusieurs reprises,
• différentes erreurs d’entraînement apparaissent fréquemment,
• le système de refroidissement est fortement encrassé,
• les composants mécaniques présentent une usure avancée,
• aucune sauvegarde actuelle du programme et des paramètres n’est disponible,
• les pannes commencent à perturber régulièrement la production.

Une révision peut inclure la remise en état des servomoteurs, le remplacement des câbles, la rénovation de la mécanique, la réparation de l’électronique et la préparation d’une sauvegarde complète. Son objectif est de rétablir la stabilité de l’ensemble de l’équipement, et non de simplement supprimer une alarme actuelle.

Quand est-il pertinent de moderniser un robot de presse à injecter ?

Une modernisation peut être justifiée lorsque les composants d’origine ne sont plus disponibles, que la commande n’est pas compatible avec une nouvelle presse à injecter ou que les pannes récurrentes résultent du vieillissement de l’ensemble de la conception.

La modernisation peut comprendre :

• le remplacement de l’automate PLC,
• l’installation de nouveaux servosystèmes,
• le remplacement du pupitre IHM,
• la recréation ou la modification du programme,
• le remplacement des systèmes de communication,
• la modernisation du système de sécurité,
• l’intégration avec une nouvelle presse à injecter ou une nouvelle ligne de production.

Avant de prendre une décision, il faut comparer le coût de la réparation, la disponibilité des pièces, la durée d’exploitation restante prévue et le coût de l’arrêt. Dans certains cas, la réparation du module d’origine est le moyen le plus rapide de reprendre la production. Dans d’autres, une modernisation planifiée pendant un arrêt technologique programmé sera plus rentable.

Comment la maintenance du robot réduit-elle le risque d’arrêt ?

La maintenance des robots de presses à injecter permet de détecter l’usure avant qu’une panne critique ne survienne. L’inspection doit couvrir la mécanique, les entraînements, le câblage, l’électronique, la pneumatique et l’état des sauvegardes.

Dans le cadre de la maintenance, il convient d’effectuer régulièrement :

• le contrôle du bruit, des jeux et de la température des axes,
• le contrôle de la lubrification des guidages et des réducteurs,
• l’évaluation de la tension et de l’état des courroies,
• le contrôle des câbles dans les chaînes porte-câbles,
• le nettoyage des filtres et des ventilateurs,
• le contrôle du refroidissement de l’armoire de commande,
• le contrôle des ventouses, tuyaux et vannes,
• l’analyse de l’historique des alarmes,
• la création d’une sauvegarde à jour,
• l’essai des fonctions de sécurité.

La fréquence des inspections doit tenir compte du nombre de cycles, des conditions ambiantes, de la charge du robot et de l’importance du poste pour la production. Un robot fonctionnant à haute température, dans un environnement poussiéreux ou en régime continu à plusieurs équipes nécessite généralement des contrôles plus fréquents qu’un équipement utilisé occasionnellement.

Comment préparer une demande de service pour un robot de presse à injecter ?

Une demande complète accélère le diagnostic initial et facilite la préparation des pièces de rechange. Il est utile de fournir :

• le fabricant et le modèle du robot,
• les désignations du contrôleur et des entraînements,
• le numéro de l’axe concerné,
• le code d’erreur complet,
• une description des symptômes et du moment où la machine s’arrête,
• l’information indiquant si le robot redémarre après une réinitialisation,
• des photos des plaques signalétiques,
• une photo de l’armoire de commande,
• un enregistrement du bruit ou du mouvement anormal,
• des informations sur la disponibilité d’une sauvegarde du programme,
• la date souhaitée de reprise de la production.

Un service professionnel de robots industriels peut prendre en charge le diagnostic d’un composant individuel, la réparation complète du robot, la remise en état des servosystèmes, la révision du poste, la modernisation de la commande, la préparation de pièces de rechange ou le rachat d’équipements qui ne seront plus utilisés.

Une panne de robot a-t-elle arrêté votre presse à injecter ? Envoyez l’équipement pour un diagnostic express. Indiquez le code d’alarme, la désignation du modèle et une description des symptômes afin de déterminer plus rapidement si le problème concerne la mécanique, le codeur, le servosystème, la commande, les câbles ou le préhenseur. —> Demander une réparation

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