工业机器人的维修与保养浅析

殷邦革　王文川　徐大飞

摘 要：随着机器人技术的发展，工业机器人被广泛用于汽车、食品、包装等行业中，不仅提升了产品的品质和生产效率，而且还降低了生产成本。工业机器人的管理与维护保养是企业的一项重要工作，对相关人员的专业素养也提出了很高的要求，不仅需要具有基本理论知识和管理能力，而且还需要胜任安装、编程、调试与维护保养工作。文章介绍了工业机器人的典型应用及其组成，对其维护与保养进行了分析，进而针对机器人维护专业人才缺口大的问题，提出了相应的解决方案。

关键词：工业机器人；维护与保养；制造业；设备

1 概述

随着社会经济的高速发展和人口老龄化趋势的加剧，企业生产人工成本不断增加，尤其是制造业。为节省生产成本和提高生产效率，采用工业机器人实现产品的自动化、柔性化和智能化生产已成为各个企业的共识，也是未来行业发展的必然趋势。工业机器人作为企业生产的重要工具，将机器人等先进技术广泛应用制造业、食品加工等行业，不仅可以提高产品品质，还能实现生产自动化，是实现中国制造转型升级的重要举措之一[1，2]。

工业机器人具有效率高、稳定性和可靠性好、重复精度高等优势，各大企业纷纷以机器人换人，大量引入工业机器人。工业机器人是一门综合性学科，融机械、电子、信息、传感、计算机、控制等多个学科技术为一体。机器人在企业的大量应用，使得具备机器人领域综合素质的高级技能型人才紧缺，难以满足机器人行业发展的需求。对于企业来说，工业机器人管理与维护保养是一个新型的技术工种，不仅要求管理维护人员掌握工业机器人技术基本理论，还要求掌握机器人安装、调试、系统编程、维修等技能。

2 工业机器人的典型应用及其组成

工业机器人在制造业中应用最多，如汽车生产企业中的工件抓取、装配、焊接、喷涂、机加工、搬运及码垛、涂胶等作业内容都大量使用了机器人技术。在食品、包装、激光切割、运输、分拣等行业和工种中也有不同程度的应用。

工业领域使用的机器人大多为多关节机械手，一般具有3～7轴，并以6轴机器人为主，也有少量并联机器人的使用。

3 机器人维护与保养

机器人管理与维护保养的目的是减少机器人的故障率和停机时间，充分利用机器人这一生产要素，最大限度地提高生产效率。机器人的管理与维护保养在企业生产中尤为重要，直接影响到系统的寿命，必须精心维护。管理部门要充分认识到机器人维护管理工作的重要性，从制度上建立、健全机器人管理与维护保养体系，包括制度的制定、实施、考核等多个方面。而工业机器人管理与维护人员，必须经过专业培训，具备安全操作知识，并且严格按照维护计划来执行。

工业机器人的维护与保养，主要包括一般性保养和例行维护[3]。例行维护分为控制柜维护和机器人本体系统的维护。一般性保养是指机器人操作者在开机前，对设备进行点检，确认设备的完好性以及机器人的原点位置；在工作过程中注意机器人的运行情况，包括油标、油位、仪表压力、指示信号、保险装置等；之后清理整理现场，清扫设备。

控制柜的维护保养，包括一般清洁维护，更换滤布（500小时），更换测量系统电池（7000小时），更换计算机风扇单元、伺服风扇单元（50000小时），检查冷却器（每月）等。保养时间间隔主要取决于环境条件，以及机器人运行时数和温度。机器系统的电池是不可充电的一次性电池，只在控制柜外部电源断电的情况下才工作，其使用寿命大约为7000小时。定期检查控制器的散热情况，确保控制器没有被塑料或其它材料所覆盖，控制器周围有足够的间隙，并且远离热源，控制器顶部无杂物堆放，冷却风扇正常工作，风扇进出口无堵塞现象。冷却器回路一般为免维护密闭系统，需按要求定期检查和清洁外部空气回路的各个部件，环境湿度较大时，需检查排水口是否定期排水。

对于机器人本体而言，主要是机械手的清洗和检查、减速器的润滑，以及机械手的轴制动测试。

（1）机械手底座和手臂总是需要定期清洗，若使用溶剂则应避免使用丙酮等强溶剂，也可以使用高压清洗设备，但应避免直接向机械手喷射。为了防止静电，不能使用干抹布擦拭。中空手腕，如有必要，视需要清洗，以避免灰尘和颗粒物堆积，用不起毛的布料清洁，清洁后可在手腕表面添加少量凡士林或類似物质，以方便以后的清洗。

（2）机械手的检查包括检查各螺栓是否有松动、滑丝现象；易松劲脱离部位是否正常；变速是否齐全，操作系统安全保护、保险装置等是否灵活可靠；检查设备有无腐蚀、碰砸、拉离和漏油、水、电等现象，周围地面清洁、整齐，无油污、杂物等；检查润滑情况，并定时定点加入定质定量的润滑油。

（3）机器人的轴制动测试是为了确定制动器是否正常工作，因

为在操作过程中，每个轴电机制动器都会正常磨损，必须进行测试。其测试方法如下：a.运行机械手轴至相应位置，该位置机械手臂总重及所有负载量达到最大值（最大静态负载）；b.马达断电；c.检查所有轴是否维持在原位。如马达断电时机械手仍没有改变位置，则制动力矩足够。还可移动机械手，检查是否还需进一步保护措施。当移动机器人紧急停止时，制动器会帮助停止，因此可能产生磨损。因此，在机器使用寿命期间需要反复测试，以检验机器是否维持着原来的能力。

4 机器人管理维护现状与解决方案

工业机器人的需求量将会越来越大，但相关的应用性人才却极度缺乏，根本不能满足日益增长的机器人需求量。具有机器人管理与维护保养的高素质技能型人才短缺已经成为制约企业发展的主要因素之一。预计到2020年，我国工业机器人保有量将超过150万台左右，若按照5：1的比例配备技术服务人员，人才缺口将达到30万左右。对于企业来说，加大专业人才引进力度和培养一批专业性人才是解决当前人才紧缺的主要途径。

在企业开展工业机器人应用及管理维护培训，是为了培养工业机器人管理维护专业性人才，提升相关人员的专业知识，培养深厚的理论基础和实际操作能力，促进工业机器人应用和维护的可持续发展。由于机器人技术是一门综合性学科，需要较广的跨专业知识运用能力。因此开展工业机器人应用及管理维护培训可从以下几个方面入手：工业机器人基本原理及其应用和编程、工业机器人的日常管理、机械结构与电气控制系统的故障诊断、工业机器人的维护保养。其中，工业机器人的维护保养是培训的重点内容，包括：轴运动和机械系统状态监测及密封和润滑；电池、马达、驱动系统及刹车系统的维护和保养；传感系统的维护保养及安装调试；电气系统（控制柜、动力、通讯电缆）的定检和维护。

5 结束语

工业机器人对于提高产品品质和生产效率、降低人力成本等有着重要的意义。工业机器人是企业生产的重要因素，对工业机器人的管理与维护关系着企业的生产效率，对维持安全、稳定、健康、经济运行等起着十分重要的作用。企业管理层要有高度的重视，从制度上健全工业机器人的运行、维护管理制度，提高机器人投运率。维护专业人员也要努力提高职业技能，切实做好检修维护工作，丰富故障判别及维护经验。

参考文献

[1]顾震宇.全球工业机器人产业现状与趋势[J].机电一体化，2006，12（2）：6-9.

[2]计时鸣，黄希欢.工业机器人技术的发展与应用综述[J].机电工程，2015，32，（1）：1-13.

[3]冯帆.浅谈工业机器人应用与维护技术[J].科技风，2015（13）：95-95.

作者简介：殷邦革（1985-），男，汉族，江苏省扬州市人，大学本科，维修技术员、工程师，单位：上汽大众汽车有限公司仪征分公司，研究方向：电气控制。