工業(yè)機器人的維修與保養(yǎng)淺析

殷邦革　王文川　徐大飛

摘 要：隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人被廣泛用于汽車、食品、包裝等行業(yè)中，不僅提升了產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率，而且還降低了生產(chǎn)成本。工業(yè)機器人的管理與維護保養(yǎng)是企業(yè)的一項重要工作，對相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)也提出了很高的要求，不僅需要具有基本理論知識和管理能力，而且還需要勝任安裝、編程、調(diào)試與維護保養(yǎng)工作。文章介紹了工業(yè)機器人的典型應(yīng)用及其組成，對其維護與保養(yǎng)進行了分析，進而針對機器人維護專業(yè)人才缺口大的問題，提出了相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人；維護與保養(yǎng)；制造業(yè)；設(shè)備

1 概述

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和人口老齡化趨勢的加劇，企業(yè)生產(chǎn)人工成本不斷增加，尤其是制造業(yè)。為節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用工業(yè)機器人實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化、柔性化和智能化生產(chǎn)已成為各個企業(yè)的共識，也是未來行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。工業(yè)機器人作為企業(yè)生產(chǎn)的重要工具，將機器人等先進技術(shù)廣泛應(yīng)用制造業(yè)、食品加工等行業(yè)，不僅可以提高產(chǎn)品品質(zhì)，還能實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，是實現(xiàn)中國制造轉(zhuǎn)型升級的重要舉措之一[1，2]。

工業(yè)機器人具有效率高、穩(wěn)定性和可靠性好、重復(fù)精度高等優(yōu)勢，各大企業(yè)紛紛以機器人換人，大量引入工業(yè)機器人。工業(yè)機器人是一門綜合性學(xué)科，融機械、電子、信息、傳感、計算機、控制等多個學(xué)科技術(shù)為一體。機器人在企業(yè)的大量應(yīng)用，使得具備機器人領(lǐng)域綜合素質(zhì)的高級技能型人才緊缺，難以滿足機器人行業(yè)發(fā)展的需求。對于企業(yè)來說，工業(yè)機器人管理與維護保養(yǎng)是一個新型的技術(shù)工種，不僅要求管理維護人員掌握工業(yè)機器人技術(shù)基本理論，還要求掌握機器人安裝、調(diào)試、系統(tǒng)編程、維修等技能。

2 工業(yè)機器人的典型應(yīng)用及其組成

工業(yè)機器人在制造業(yè)中應(yīng)用最多，如汽車生產(chǎn)企業(yè)中的工件抓取、裝配、焊接、噴涂、機加工、搬運及碼垛、涂膠等作業(yè)內(nèi)容都大量使用了機器人技術(shù)。在食品、包裝、激光切割、運輸、分揀等行業(yè)和工種中也有不同程度的應(yīng)用。

工業(yè)領(lǐng)域使用的機器人大多為多關(guān)節(jié)機械手，一般具有3～7軸，并以6軸機器人為主，也有少量并聯(lián)機器人的使用。

3 機器人維護與保養(yǎng)

機器人管理與維護保養(yǎng)的目的是減少機器人的故障率和停機時間，充分利用機器人這一生產(chǎn)要素，最大限度地提高生產(chǎn)效率。機器人的管理與維護保養(yǎng)在企業(yè)生產(chǎn)中尤為重要，直接影響到系統(tǒng)的壽命，必須精心維護。管理部門要充分認識到機器人維護管理工作的重要性，從制度上建立、健全機器人管理與維護保養(yǎng)體系，包括制度的制定、實施、考核等多個方面。而工業(yè)機器人管理與維護人員，必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，具備安全操作知識，并且嚴格按照維護計劃來執(zhí)行。

工業(yè)機器人的維護與保養(yǎng)，主要包括一般性保養(yǎng)和例行維護[3]。例行維護分為控制柜維護和機器人本體系統(tǒng)的維護。一般性保養(yǎng)是指機器人操作者在開機前，對設(shè)備進行點檢，確認設(shè)備的完好性以及機器人的原點位置；在工作過程中注意機器人的運行情況，包括油標、油位、儀表壓力、指示信號、保險裝置等；之后清理整理現(xiàn)場，清掃設(shè)備。

控制柜的維護保養(yǎng)，包括一般清潔維護，更換濾布（500小時），更換測量系統(tǒng)電池（7000小時），更換計算機風(fēng)扇單元、伺服風(fēng)扇單元（50000小時），檢查冷卻器（每月）等。保養(yǎng)時間間隔主要取決于環(huán)境條件，以及機器人運行時數(shù)和溫度。機器系統(tǒng)的電池是不可充電的一次性電池，只在控制柜外部電源斷電的情況下才工作，其使用壽命大約為7000小時。定期檢查控制器的散熱情況，確?？刂破鳑]有被塑料或其它材料所覆蓋，控制器周圍有足夠的間隙，并且遠離熱源，控制器頂部無雜物堆放，冷卻風(fēng)扇正常工作，風(fēng)扇進出口無堵塞現(xiàn)象。冷卻器回路一般為免維護密閉系統(tǒng)，需按要求定期檢查和清潔外部空氣回路的各個部件，環(huán)境濕度較大時，需檢查排水口是否定期排水。

對于機器人本體而言，主要是機械手的清洗和檢查、減速器的潤滑，以及機械手的軸制動測試。

（1）機械手底座和手臂總是需要定期清洗，若使用溶劑則應(yīng)避免使用丙酮等強溶劑，也可以使用高壓清洗設(shè)備，但應(yīng)避免直接向機械手噴射。為了防止靜電，不能使用干抹布擦拭。中空手腕，如有必要，視需要清洗，以避免灰塵和顆粒物堆積，用不起毛的布料清潔，清潔后可在手腕表面添加少量凡士林或類似物質(zhì)，以方便以后的清洗。

（2）機械手的檢查包括檢查各螺栓是否有松動、滑絲現(xiàn)象；易松勁脫離部位是否正常；變速是否齊全，操作系統(tǒng)安全保護、保險裝置等是否靈活可靠；檢查設(shè)備有無腐蝕、碰砸、拉離和漏油、水、電等現(xiàn)象，周圍地面清潔、整齊，無油污、雜物等；檢查潤滑情況，并定時定點加入定質(zhì)定量的潤滑油。

（3）機器人的軸制動測試是為了確定制動器是否正常工作，因

為在操作過程中，每個軸電機制動器都會正常磨損，必須進行測試。其測試方法如下：a.運行機械手軸至相應(yīng)位置，該位置機械手臂總重及所有負載量達到最大值（最大靜態(tài)負載）；b.馬達斷電；c.檢查所有軸是否維持在原位。如馬達斷電時機械手仍沒有改變位置，則制動力矩足夠。還可移動機械手，檢查是否還需進一步保護措施。當(dāng)移動機器人緊急停止時，制動器會幫助停止，因此可能產(chǎn)生磨損。因此，在機器使用壽命期間需要反復(fù)測試，以檢驗機器是否維持著原來的能力。

4 機器人管理維護現(xiàn)狀與解決方案

工業(yè)機器人的需求量將會越來越大，但相關(guān)的應(yīng)用性人才卻極度缺乏，根本不能滿足日益增長的機器人需求量。具有機器人管理與維護保養(yǎng)的高素質(zhì)技能型人才短缺已經(jīng)成為制約企業(yè)發(fā)展的主要因素之一。預(yù)計到2020年，我國工業(yè)機器人保有量將超過150萬臺左右，若按照5：1的比例配備技術(shù)服務(wù)人員，人才缺口將達到30萬左右。對于企業(yè)來說，加大專業(yè)人才引進力度和培養(yǎng)一批專業(yè)性人才是解決當(dāng)前人才緊缺的主要途徑。

在企業(yè)開展工業(yè)機器人應(yīng)用及管理維護培訓(xùn)，是為了培養(yǎng)工業(yè)機器人管理維護專業(yè)性人才，提升相關(guān)人員的專業(yè)知識，培養(yǎng)深厚的理論基礎(chǔ)和實際操作能力，促進工業(yè)機器人應(yīng)用和維護的可持續(xù)發(fā)展。由于機器人技術(shù)是一門綜合性學(xué)科，需要較廣的跨專業(yè)知識運用能力。因此開展工業(yè)機器人應(yīng)用及管理維護培訓(xùn)可從以下幾個方面入手：工業(yè)機器人基本原理及其應(yīng)用和編程、工業(yè)機器人的日常管理、機械結(jié)構(gòu)與電氣控制系統(tǒng)的故障診斷、工業(yè)機器人的維護保養(yǎng)。其中，工業(yè)機器人的維護保養(yǎng)是培訓(xùn)的重點內(nèi)容，包括：軸運動和機械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及密封和潤滑；電池、馬達、驅(qū)動系統(tǒng)及剎車系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)；傳感系統(tǒng)的維護保養(yǎng)及安裝調(diào)試；電氣系統(tǒng)（控制柜、動力、通訊電纜）的定檢和維護。

5 結(jié)束語

工業(yè)機器人對于提高產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率、降低人力成本等有著重要的意義。工業(yè)機器人是企業(yè)生產(chǎn)的重要因素，對工業(yè)機器人的管理與維護關(guān)系著企業(yè)的生產(chǎn)效率，對維持安全、穩(wěn)定、健康、經(jīng)濟運行等起著十分重要的作用。企業(yè)管理層要有高度的重視，從制度上健全工業(yè)機器人的運行、維護管理制度，提高機器人投運率。維護專業(yè)人員也要努力提高職業(yè)技能，切實做好檢修維護工作，豐富故障判別及維護經(jīng)驗。

參考文獻

[1]顧震宇.全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢[J].機電一體化，2006，12（2）：6-9.

[2]計時鳴，黃希歡.工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J].機電工程，2015，32，（1）：1-13.

[3]馮帆.淺談工業(yè)機器人應(yīng)用與維護技術(shù)[J].科技風(fēng)，2015（13）：95-95.

作者簡介：殷邦革（1985-），男，漢族，江蘇省揚州市人，大學(xué)本科，維修技術(shù)員、工程師，單位：上汽大眾汽車有限公司儀征分公司，研究方向：電氣控制。