工業機器人的維修與保養淺析

殷邦革　王文川　徐大飛

摘 要：隨著機器人技術的發展，工業機器人被廣泛用于汽車、食品、包裝等行業中，不僅提升了產品的品質和生產效率，而且還降低了生產成本。工業機器人的管理與維護保養是企業的一項重要工作，對相關人員的專業素養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、調試與維護保養工作。文章介紹了工業機器人的典型應用及其組成，對其維護與保養進行了分析，進而針對機器人維護專業人才缺口大的問題，提出了相應的解決方案。

關鍵詞：工業機器人；維護與保養；制造業；設備

1 概述

隨著社會經濟的高速發展和人口老齡化趨勢的加劇，企業生產人工成本不斷增加，尤其是制造業。為節省生產成本和提高生產效率，采用工業機器人實現產品的自動化、柔性化和智能化生產已成為各個企業的共識，也是未來行業發展的必然趨勢。工業機器人作為企業生產的重要工具，將機器人等先進技術廣泛應用制造業、食品加工等行業，不僅可以提高產品品質，還能實現生產自動化，是實現中國制造轉型升級的重要舉措之一[1，2]。

工業機器人具有效率高、穩定性和可靠性好、重復精度高等優勢，各大企業紛紛以機器人換人，大量引入工業機器人。工業機器人是一門綜合性學科，融機械、電子、信息、傳感、計算機、控制等多個學科技術為一體。機器人在企業的大量應用，使得具備機器人領域綜合素質的高級技能型人才緊缺，難以滿足機器人行業發展的需求。對于企業來說，工業機器人管理與維護保養是一個新型的技術工種，不僅要求管理維護人員掌握工業機器人技術基本理論，還要求掌握機器人安裝、調試、系統編程、維修等技能。

2 工業機器人的典型應用及其組成

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

工業領域使用的機器人大多為多關節機械手，一般具有3～7軸，并以6軸機器人為主，也有少量并聯機器人的使用。

3 機器人維護與保養

機器人管理與維護保養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要素，最大限度地提高生產效率。機器人的管理與維護保養在企業生產中尤為重要，直接影響到系統的壽命，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體系，包括制度的制定、實施、考核等多個方面。而工業機器人管理與維護人員，必須經過專業培訓，具備安全操作知識，并且嚴格按照維護計劃來執行。

工業機器人的維護與保養，主要包括一般性保養和例行維護[3]。例行維護分為控制柜維護和機器人本體系統的維護。一般性保養是指機器人操作者在開機前，對設備進行點檢，確認設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；之后清理整理現場，清掃設備。

控制柜的維護保養，包括一般清潔維護，更換濾布（500小時），更換測量系統電池（7000小時），更換計算機風扇單元、伺服風扇單元（50000小時），檢查冷卻器（每月）等。保養時間間隔主要取決于環境條件，以及機器人運行時數和溫度。機器系統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，確保控制器沒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，冷卻風扇正常工作，風扇進出口無堵塞現象。冷卻器回路一般為免維護密閉系統，需按要求定期檢查和清潔外部空氣回路的各個部件，環境濕度較大時，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，若使用溶劑則應避免使用丙酮等強溶劑，也可以使用高壓清洗設備，但應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，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、滑絲現象；易松勁脫離部位是否正常；變速是否齊全，操作系統安全保護、保險裝置等是否靈活可靠；檢查設備有無腐蝕、碰砸、拉離和漏油、水、電等現象，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。當移動機器人緊急停止時，制動器會幫助停止，因此可能產生磨損。因此，在機器使用壽命期間需要反復測試，以檢驗機器是否維持著原來的能力。

4 機器人管理維護現狀與解決方案

工業機器人的需求量將會越來越大，但相關的應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的高素質技能型人才短缺已經成為制約企業發展的主要因素之一。預計到2020年，我國工業機器人保有量將超過150萬臺左右，若按照5：1的比例配備技術服務人員，人才缺口將達到30萬左右。對于企業來說，加大專業人才引進力度和培養一批專業性人才是解決當前人才緊缺的主要途徑。

在企業開展工業機器人應用及管理維護培訓，是為了培養工業機器人管理維護專業性人才，提升相關人員的專業知識，培養深厚的理論基礎和實際操作能力，促進工業機器人應用和維護的可持續發展。由于機器人技術是一門綜合性學科，需要較廣的跨專業知識運用能力。因此開展工業機器人應用及管理維護培訓可從以下幾個方面入手：工業機器人基本原理及其應用和編程、工業機器人的日常管理、機械結構與電氣控制系統的故障診斷、工業機器人的維護保養。其中，工業機器人的維護保養是培訓的重點內容，包括：軸運動和機械系統狀態監測及密封和潤滑；電池、馬達、驅動系統及剎車系統的維護和保養；傳感系統的維護保養及安裝調試；電氣系統（控制柜、動力、通訊電纜）的定檢和維護。

5 結束語

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

參考文獻

[1]顧震宇.全球工業機器人產業現狀與趨勢[J].機電一體化，2006，12（2）：6-9.

[2]計時鳴，黃希歡.工業機器人技術的發展與應用綜述[J].機電工程，2015，32，（1）：1-13.

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

作者簡介：殷邦革（1985-），男，漢族，江蘇省揚州市人，大學本科，維修技術員、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。