機電設(shè)備管理與維護技術(shù)（第二版）課件 模塊三 項目5 工業(yè)機器人機器人維護與保養(yǎng)

2025/1/171機電設(shè)備管理與維護教學(xué)綱要

任務(wù)一任務(wù)二2025/1/172模塊三機電設(shè)備保養(yǎng)維護案例項目五工業(yè)機器人機器人維護與保養(yǎng)教學(xué)綱要

任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)一工業(yè)機器人的維護保養(yǎng)2025/1/173學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.了解工業(yè)機器人組成；2.掌握工業(yè)機器人的維護相關(guān)知識。任務(wù)描述：

通過本任務(wù)學(xué)習(xí)工業(yè)機器人的維護保養(yǎng)過程和要求，能夠完成保養(yǎng)任務(wù)。圖3-5-1-1為常見工業(yè)機器人。教學(xué)綱要

任務(wù)一任務(wù)二2025/1/174教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人組成簡介1.機械部分1）驅(qū)動系統(tǒng)：它的作用是提供工業(yè)機器人各部分、各關(guān)節(jié)動作的原動力。驅(qū)動系統(tǒng)傳動部分可以是液壓傳動系統(tǒng)、電動傳動系統(tǒng)、氣動傳動系統(tǒng)，或者是幾種系統(tǒng)結(jié)合起來的綜合傳動系統(tǒng)。2）機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：主要由四大部分構(gòu)成：機身、臂部、腕部和手部，每一個部分具有若干的自由度，構(gòu)成一個多自由的機械系統(tǒng)。末端操作器是直接安裝在手腕上的一個重要部件，它可以是多手指的手爪，也可以是噴漆槍或者焊具等作業(yè)工具。2025/1/175教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人組成簡介2.感受部分1）感受系統(tǒng)：由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，用于獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。智能傳感器可以提高工業(yè)機器人的機動性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)。2）工業(yè)機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)：是實現(xiàn)工業(yè)機器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。工業(yè)機器人與外部設(shè)備集成為一個功能單元，如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。也可以是多臺工業(yè)機器人、多臺機床設(shè)備或者多個零件存儲裝置集成為一個能執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。2025/1/176教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人組成簡介2.感受部分3）控制部分：相當(dāng)于工業(yè)機器人的大腦部分，可以直接或者通過人工對工業(yè)機器人的動作進行控制，控制部分也可以分為兩個系統(tǒng)。①人機交互系統(tǒng)：是使操作人員參與工業(yè)機器人控制并與工業(yè)機器人進行聯(lián)系的裝置，簡單來說該系統(tǒng)可以分為兩大部分：指令給定系統(tǒng)和信息顯示裝置。②控制系統(tǒng)：是根據(jù)工業(yè)機器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配的執(zhí)行機構(gòu)去完成規(guī)定的運動和功能。2025/1/177教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二二、設(shè)備的維護保養(yǎng)要求(1)清潔設(shè)備內(nèi)外整潔，各滑動面、絲杠、齒條、齒輪箱、油孔等處無油污，各部位不漏油、不漏氣，設(shè)備周圍的切屑、雜物、臟物要清掃干凈；(2)整齊工具、附件、工件(產(chǎn)品)要放置整齊，管道、線路要有條理；(3)潤滑良好按時加油或換油，不斷油，無干摩現(xiàn)象，油壓正常，油標(biāo)明亮，油路暢通，油質(zhì)符合要求，油槍、油杯、油氈清潔；(4)安全遵守安全操作規(guī)程，不超負荷使用設(shè)備，設(shè)備的安全防護裝置齊全可靠，及時消除不安全因素。1.保養(yǎng)要求2025/1/178教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二二、設(shè)備的維護保養(yǎng)要求2.保養(yǎng)內(nèi)容(1)設(shè)備要達到整齊、清潔、堅固、潤滑、防腐、安全等的作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)方法、使用的工器具及材料、達到的標(biāo)準(zhǔn)及注意事項；(2)日常檢查維護及定期檢查的部位、方法和標(biāo)準(zhǔn)；(3)檢查和評定操作工人維護設(shè)備程度的內(nèi)容和方法等。2025/1/179教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二三、工業(yè)機器人設(shè)備的三級保養(yǎng)制1.工業(yè)機器人設(shè)備的日常維護保養(yǎng)1）日常例保①班前四件事消化圖樣資料，檢查交接班記錄。擦拭設(shè)備，按規(guī)定潤滑加油。檢查手柄位置和手動運轉(zhuǎn)部位是否正確、靈活，安全裝置是否可靠。低速運轉(zhuǎn)檢查傳動是否正常，潤滑、冷卻是否暢通。②班中五注意注意運轉(zhuǎn)聲音，設(shè)備的溫度、壓力、液位、電氣、液壓、氣壓系統(tǒng)，儀表信號，安全保險是否正常。③班后四件事關(guān)閉開關(guān)，所有手柄放到零位。清除鐵屑、臟物，擦凈設(shè)備導(dǎo)軌面和滑動面上的油污，并加油。清掃工作場地，整理附件、工具。填寫交接班記錄和運轉(zhuǎn)臺時記錄，辦理交接班手續(xù)。2025/1/1710教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二三、工業(yè)機器人設(shè)備的三級保養(yǎng)制1.工業(yè)機器人設(shè)備的日常維護保養(yǎng)2）周例保①外觀擦凈設(shè)備導(dǎo)軌、各傳動部位及外露部分，清掃工作場地。達到內(nèi)外潔凈無死角、無銹蝕，周圍環(huán)境整潔。②操縱傳動檢查各部位的技術(shù)狀況，緊固松動部位，調(diào)整配合間隙。檢查互鎖、保險裝置。達到傳動聲音正常、安全可靠。③液壓潤滑清洗油線、防塵氈、濾油器，油箱添加油或換油。檢查液壓系統(tǒng)，達到油質(zhì)清潔，油路暢通，無滲漏，無研傷。④電氣系統(tǒng)擦拭電動機、蛇皮管表面，檢查絕緣、接地，達到完整、清潔、可靠。2025/1/1711教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二三、工業(yè)機器人設(shè)備的三級保養(yǎng)制2.工業(yè)機器人一級保養(yǎng)一級保養(yǎng)是以操作工人為主，維修工人協(xié)助，按計劃對設(shè)備局部拆卸和檢查，清洗規(guī)定的部位，疏通油路、管道，更換或清洗油線、毛氈、濾油器，調(diào)整設(shè)備各部位的配合間隙，緊固設(shè)備的各個部位。一級保養(yǎng)所用時間為4-8h，一保完成后應(yīng)做記錄并注明尚未清除的缺陷，車間機械員組織驗收。一保的范圍應(yīng)是企業(yè)全部在用設(shè)備，對重點設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。一保的主要目的是減少設(shè)備磨損，消除隱患、延長設(shè)備使用壽命，為完成到下次一保期間的生產(chǎn)任務(wù)在設(shè)備方面提供保障。2025/1/1712教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二三、工業(yè)機器人設(shè)備的三級保養(yǎng)制3.工業(yè)機器人二級保養(yǎng)二級保養(yǎng)是以維修工人為主，操作工人參加來完成。二級保養(yǎng)列入設(shè)備的檢修計劃，對設(shè)備進行部分解體檢查和修理，更換或修復(fù)磨損件，清洗、換油、檢查修理電氣部分，使設(shè)備的技術(shù)狀況全面達到規(guī)定設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)的要求。二級保養(yǎng)所用時間為7天左右。二保完成后，維修工人應(yīng)詳細填寫檢修記錄，由車間機械員和操作者驗收，驗收單交設(shè)備動力科存檔。二保的主要目的是使設(shè)備達到完好標(biāo)準(zhǔn)，提高和鞏固設(shè)備完好率，延長大修周期。2025/1/1713教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二四、工業(yè)機器人使用維護要求1.四定工作1)定使用人員。按定人定機制度，精、大、稀設(shè)備操作工人應(yīng)選擇本工種中責(zé)任心強、技術(shù)水平高和實踐經(jīng)驗豐富者，并盡可能保持較長時間的相對穩(wěn)定；2)定檢修人員。精、大、稀設(shè)備較多的企業(yè)，根據(jù)本企業(yè)條件，可組織精、大、稀設(shè)備專業(yè)維修或修理組，專門負責(zé)對精、大、稀設(shè)備的檢查、精度調(diào)整、維護、修理；3)定操作規(guī)程。精、大、稀設(shè)備應(yīng)分機型逐臺編制操作規(guī)程，加以顯示并嚴(yán)格執(zhí)行；4)定備品配件。根據(jù)各種精、大、稀設(shè)備在企業(yè)生產(chǎn)中的作用及備件來源情況，確定儲備定額，并優(yōu)先解決。2025/1/1714教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二四、工業(yè)機器人使用維護要求2.工業(yè)機器人設(shè)備使用維護要求1)必須嚴(yán)格按說明書規(guī)定安裝設(shè)備；2)對環(huán)境有特殊要求的設(shè)備（恒溫、恒濕、防震、防塵）企業(yè)應(yīng)采取相應(yīng)措施，確保設(shè)備精度性能；3)設(shè)備在日常維護保養(yǎng)中，不許拆卸零部件，發(fā)現(xiàn)異常立即停車，不允許帶病運轉(zhuǎn)；4)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備說明書規(guī)定的切削規(guī)范，只允許按直接用途進行零件精加工。加工余量應(yīng)盡可能小。加工鑄件時，毛坯面應(yīng)預(yù)先噴砂或涂漆；5)非工作時間應(yīng)加護罩，長時間停歇，應(yīng)定期進行擦拭，潤滑、空運轉(zhuǎn)；6)附件和專用工具應(yīng)有專用柜架擱置，保持清潔，防止研傷，不得外借。2025/1/1715教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二五、工業(yè)機器人相關(guān)動力設(shè)備的使用維護要求1)運行操作人員必須事先培訓(xùn)并經(jīng)過考試合格；2)必須有完整的技術(shù)資料、安全運行技術(shù)規(guī)程和運行記錄；3)運行人員在值班期間應(yīng)隨時進行巡回檢查，不得隨意離開工作崗位；4)在運行過程中遇有不正常情況時，值班人員應(yīng)根據(jù)操作規(guī)程緊急處理，并及時報告上級；5)保證各種指示儀表和安全裝置靈敏準(zhǔn)確，定期校驗。備用設(shè)備完整可靠；6)動力設(shè)備不得帶病運轉(zhuǎn)，任何一處發(fā)生故障必須及時消除；7)定期進行預(yù)防性試驗和季節(jié)性檢查；8)經(jīng)常對值班人員進行安全教育，嚴(yán)格執(zhí)行安全保衛(wèi)制度。2025/1/1716教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二六、設(shè)備的區(qū)域維護(1)負責(zé)本區(qū)域內(nèi)設(shè)備的維護修理工作，確保完成設(shè)備完好率、故障停機率等指標(biāo)；(2)認真執(zhí)行設(shè)備定期點檢和區(qū)域巡回檢查制，指導(dǎo)和督促操作工人做好日常維護和定期維護工作；(3)在車間機械員指導(dǎo)下參加設(shè)備狀況普查、精度檢查、調(diào)整、治漏，開展故障分析和狀態(tài)監(jiān)測等工作。2025/1/1717教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二七、提高設(shè)備維護水平的措施規(guī)范化就是使維護內(nèi)容統(tǒng)一，哪些部位該清洗、哪些零件該調(diào)整、哪些裝置該檢查，要根據(jù)各企業(yè)情況按客觀規(guī)律加以統(tǒng)一考慮和規(guī)定。工藝化就是根據(jù)不同設(shè)備制訂各項維護工藝規(guī)程，按規(guī)程進行維護。制度化就是根據(jù)不同設(shè)備不同工作條件，規(guī)定不同維護周期和維護時間，并嚴(yán)格執(zhí)行。對定期維護工作，要制定工時定額和物質(zhì)消耗定額并要按定額進行考核。2025/1/1718機電設(shè)備管理與維護教學(xué)綱要

任務(wù)一任務(wù)二2025/1/1719模塊三機電設(shè)備保養(yǎng)維護案例項目五工業(yè)機器人機器人維護與保養(yǎng)教學(xué)綱要

任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)二工業(yè)機器人的維修2025/1/1720學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.了解工業(yè)機器人常見故障分類。2.掌握工業(yè)機器人診斷方法分類。3.掌握工業(yè)機器人常見的故障技術(shù)。任務(wù)描述：

工業(yè)機器人一旦發(fā)生故障是影響整個生產(chǎn)線的運作，不及時維修會來帶巨大損失。通過本任務(wù)讓學(xué)生掌握機器人常見故障分類以及診斷方法。圖3-5-2-1為生產(chǎn)線上工作的機器人。教學(xué)綱要

任務(wù)一任務(wù)二2025/1/1721教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人常見故障類型1.按故障存在的程度分類（1）暫時性故障：這類故障帶有間斷性，是在一定條件下，系統(tǒng)所產(chǎn)生的功能上的故障，通過調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)或運行參數(shù)，不需要更換零部件又可恢復(fù)系統(tǒng)的正常功能；（2）永久性故障：這類故障是由某些零部件損壞而引起的，必須經(jīng)過更換或修復(fù)后才能消除故障。這類故障還可分為完全喪失所應(yīng)有的完全性故障及導(dǎo)致某些局部功能喪失的局部性故障。2025/1/1722教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人常見故障類型2.按故障發(fā)生、發(fā)展的進程分類（1）突發(fā)性故障：出現(xiàn)故障前無明顯征兆，難以靠早期試驗或測試來預(yù)測。這類故障發(fā)生時間很短暫，一般帶有破壞性，如轉(zhuǎn)子的斷裂，人員誤操作引起設(shè)備的損毀等屬于這一類故障；（2）漸發(fā)性故障：設(shè)備在使用過程中某些零部件因疲勞、腐蝕、磨損等使性能逐漸下降，最終超出所允許值而發(fā)生的故障。這類故障占有相當(dāng)大的比重，具有一定的規(guī)律性，能通過早期狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)備來預(yù)防。2025/1/1723教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人常見故障類型3.按故障嚴(yán)重程度分類（1）破壞性故障：它既是突發(fā)性又是永久性的，故障發(fā)生后往往危及設(shè)備和人身安全；（2）非破壞性故障：一般它是漸發(fā)性的又是局部性的，故障發(fā)生后暫時不會危及設(shè)備和人身的安全。4.按故障發(fā)生的原因分類（1）外因故障：因操作人員操作不當(dāng)或條件惡化而造成的故障，如調(diào)節(jié)系統(tǒng)的誤動作，設(shè)備的超速運行等；（2）內(nèi)因故障：設(shè)備在運行過程中，因設(shè)計或生產(chǎn)方面存在的潛在隱患而造成的故障。2025/1/1724教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人常見故障類型5.按故障相關(guān)性分類（1）相關(guān)故障：也可稱間接故障。這種故障是由設(shè)備其他部件引起的，如滑動軸承因斷油而燒瓦的故障是因油路系統(tǒng)故障而引起的，這一點在故障診斷中應(yīng)予注意；（2）非相關(guān)故障：也可稱直接故障。這是因零部件的本身直接因素引起的對設(shè)備進行故障診斷首先應(yīng)診斷這類故障。2025/1/1725教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二一、工業(yè)機器人常見故障類型6.按故障發(fā)生的事情分類（1）早期故障：這種故障的產(chǎn)生可能是設(shè)計加工或材料上的缺陷，在設(shè)備投入運行初期暴露出來?；蛘呤怯行┝悴考琮X輪對及其他摩擦副需經(jīng)過一段時期的“跑合”使工作情況逐漸改善。（2）試用期故障：這是產(chǎn)品有些壽命期內(nèi)發(fā)生的故障，這種故障是由于載荷即外因，運行條件等和系統(tǒng)特性即內(nèi)因，零部件故障，結(jié)構(gòu)損傷等，無法預(yù)知的偶然因素引起的。設(shè)備大部分的時間處于這種工作狀態(tài)。（3）后期故障也稱為耗散期故障：它往往發(fā)生在設(shè)備的后期，由于設(shè)備長期使用，甚至超過設(shè)備的使用壽命后，因設(shè)備的零部件逐漸磨損，疲勞，老化等原因使系統(tǒng)功能退化，最好可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)性的，危險性的，全局性的故障。這期間設(shè)備故障率是上升趨勢，通過監(jiān)測，診斷，發(fā)現(xiàn)失效零部件后應(yīng)及時更換。2025/1/1726教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二二、引起工業(yè)機器人故障的常見因素1.環(huán)境因素：包括力、能、振動、污染，如下表3-5-2-1所示。2.人為因素：包括設(shè)計不良、質(zhì)量偏差、使用不當(dāng)?shù)取?.時間因素：常見的磨損、腐蝕、疲勞變形等故障都與時間有密切的關(guān)系。2025/1/1727教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二三、設(shè)備故障診斷技術(shù)及其實施過程1.按照診斷的目的、要求和條件分類功能診斷和運行診斷：功能診斷主要用于新安裝或剛維修的設(shè)備；而運行診斷則針對運行中的設(shè)備或系統(tǒng)。直接診斷和間接診斷：間接診斷主要通過設(shè)備運行中的二次信息判斷。在線診斷和離線診斷：在線是指對現(xiàn)場正在運行設(shè)備的自動實時監(jiān)測；而離線監(jiān)測是利用記錄儀等將現(xiàn)場的狀態(tài)信號記錄后，帶回實驗室進行分析診斷。定期診斷和連續(xù)監(jiān)測。常規(guī)診斷和特殊診斷。簡易診斷和精密診斷。2025/1/1728教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二三、設(shè)備故障診斷技術(shù)及其實施過程2.按診斷的物理參數(shù)分類主要物理參數(shù)有振動、聲學(xué)、溫度、污染、無損、壓力、強度、電參數(shù)、趨向以及各種參數(shù)的綜合，如表3-5-2-2所示。2025/1/1729教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二三、設(shè)備故障診斷技術(shù)及其實施過程3.按診斷的直接對象主要直接診斷對象有本體部件、機械零件、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、工藝流程、生產(chǎn)系統(tǒng)、電氣設(shè)備等。2025/1/1730教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二四、設(shè)備診斷過程1.狀態(tài)監(jiān)測：通過傳感器采集設(shè)備在運行中的各種信息，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚱渌锢砹?，再將獲取的信號輸入到信號處理系統(tǒng)進行處理。后者主要是將特征信號提取出來，而將無用信號和干擾信號排除。2.分析診斷：根據(jù)監(jiān)測到的能夠反映設(shè)備運行狀態(tài)的征兆或特征參數(shù)的變化情況或?qū)⒄髡着c模式進行比較，來判斷故障的存在、性質(zhì)、原因和嚴(yán)重程度以及發(fā)展趨勢。3.治理預(yù)防：根據(jù)分析診斷得出的結(jié)論確定治理修正和預(yù)防的辦法。2025/1/1731教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二

五、設(shè)備診斷常用方法1.機械故障診斷（1)振動測量法：根據(jù)能否用確定的時間關(guān)系函數(shù)來描述，振動分為振動分為確定性振動和隨機振動，確定性振動又分為周期振動和非周期振動，周期振動又進一步分為簡諧周期振動和復(fù)雜周期振動，非周期振動也進一步分為準(zhǔn)周期振動和瞬態(tài)振動。（2)噪聲測量法：根據(jù)噪聲信號的特征量制定一個限值作為有無故障的標(biāo)準(zhǔn)。要識別故障的性質(zhì)、發(fā)生的部位以及嚴(yán)重程度，還需要提取噪聲信號作頻譜分析。（3)溫度測量法：利用儀器檢測設(shè)備溫度，通過溫度表征設(shè)備運轉(zhuǎn)情況。通過測溫測量所能發(fā)現(xiàn)的常見故障軸承損壞、流體系統(tǒng)故障、發(fā)熱異常、污染物質(zhì)積聚、保溫材料損壞、電器元件故障、非金屬部件的故障、機件內(nèi)部缺陷、裂紋探測等。2025/1/1732教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二

五、設(shè)備診斷常用方法2.電氣故障診斷（1）直觀法。這是一種最基本、最簡單的方法。維修人員通過對故障發(fā)生時產(chǎn)生的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察、檢查，可將故障縮小到某個模塊，甚至一塊印制電路板但是，它要求維修人員具有豐富的實踐經(jīng)驗，以及綜合判斷能力。（2）系統(tǒng)自診斷法。充分利用工業(yè)機器人的自診斷功能，根據(jù)顯示的報警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示，可判斷出故瘴的大致起因。（3）參數(shù)檢查法。數(shù)控系統(tǒng)的機床參數(shù)是保證機床正常運行的前提條件，它們直接影響著數(shù)控機床的性能。通過核對、調(diào)整參數(shù)，有時可以迅速排除故障：特別是對于機床長期不用的情況，參數(shù)丟失的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，因此，檢查和恢復(fù)機床參數(shù)是維修中行之有效的方法之一。2025/1/1733教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二

五、設(shè)備診斷常用方法2.電氣故障診斷（4）功能測試法。所謂功能測試法是通過功能測試程序，檢查機床的實際動作，判別故障的一種方法功能測試可以將系統(tǒng)的功能，用手工編程方法，編制—個功能鍘試程序，并通過運行測試程序，來檢查機床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生的原因。（5）部件交換法。所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認，并在確認外部條件完全正確的情況下，利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或兀器件替換有疑點的部分的方法。（6）測量比較法。維修人員利用這些檢測端子，可以