作為一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，由于受到其他相關(guān)工業(yè)的制約，工業(yè)機器人經(jīng)歷了從困難到靈活應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。針對這些應(yīng)用情況，對機器人在低溫環(huán)境工況下存在的問題及解決措施進(jìn)行了論述。

　　每到冬天，現(xiàn)場作業(yè)的工程師都會面臨惡劣天氣的影響。相信在這個季節(jié)，大家都遇到過溫度太低機器人無法啟動的問題，除了那些常規(guī)的取暖手段讓機器人“活”過來，那有沒有什么符合我們高端智能設(shè)備氣質(zhì)的處理方式呢?

　　存在的問題

　　外界環(huán)境溫度為-10～40℃。目前焊裝車間工業(yè)機器人處于投產(chǎn)階段，冬季初期環(huán)境溫度較低時(未開啟車間空調(diào)，環(huán)境溫度低于10℃)，部分工業(yè)機器人在焊接、搬運和輥邊等過程中，出現(xiàn)與外界設(shè)備發(fā)生碰撞、偏離機器人運行軌跡、關(guān)節(jié)負(fù)荷過高或某軸過電流等問題，在機器人手動運行回到原位后，進(jìn)行降低機器人自動運行速度操作后恢復(fù)生產(chǎn)，機器人故障現(xiàn)象消失。

　　接下來我們將針對上述問題，用理論和實操經(jīng)驗告訴你，該如何處理!

　　//1. ABB機器人

　　在焊裝車間冬季初期，尤其在上午生產(chǎn)線體啟動期間，ABB機器人出現(xiàn)“關(guān)節(jié)負(fù)荷過高”及“動作監(jiān)控”報警較為頻繁，機器人關(guān)節(jié)ROB_X(如圖1所示，X代表機器人關(guān)節(jié)軸，ROB1_2為機器人1的第二關(guān)節(jié)軸)實際轉(zhuǎn)矩過高，可能為負(fù)荷數(shù)據(jù)錯誤、加速度過高、外部過程力度過大、低溫或硬件故障。經(jīng)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場狀態(tài)確認(rèn)，機器人未與設(shè)備和工件等物體發(fā)生碰撞，排除由于卡滯和碰撞造成的轉(zhuǎn)矩或負(fù)荷過高。機器人動作監(jiān)控被觸發(fā)，機器人機械單元的移動被立即中斷。

　　//2. KUKA機器人

　　同樣在車間入冬初期，車間空調(diào)未開啟，車間環(huán)境溫度低于10℃以下，尤其在上午線體開啟期間，KUKA機器人頻繁報“超過最大滯后誤差(X)”(如圖2所示，X為機器人或附屬機械關(guān)節(jié)軸，KSP為KUKA SERVO PACK，1為第一軸的伺服控制)。

　　KUKA機器人報警界面   //3. FANUC機器人

　　日系機器人的潤滑多選用潤滑脂，溫度低或者長時間停機時，也容易出現(xiàn)潤滑油脂凝固，阻力變大的情況。在阻力變大時會觸發(fā)碰撞檢測。

　　FANUC機器人報警

　　問題分析及解決方法:

　　//1.不順暢的機器人運動軌跡

　　現(xiàn)場的機器人運行軌跡主要是以手動示教的方式生成，而在示教過程中的軌跡各不相同，所產(chǎn)生的軌跡不一定很順暢和平滑，在機器人運行過程中如果碰到某些位置某個軸的運動量比較大，并且速度和加速度都很大時即會出現(xiàn)瞬間的該軸的過電流。

　　這是由于：程序的某個軌跡點的位置及運動參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成的，可以觀察每次產(chǎn)生該報警的位置，看是否在相同的位置，如果是，適當(dāng)優(yōu)化該點的位置并且適當(dāng)減小該點的速度及加速度的值。

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　　如果該問題在現(xiàn)場持續(xù)發(fā)生，即發(fā)生的頻率很高，則需要檢查硬件，包括電動機、電纜和伺服驅(qū)動等相關(guān)的硬件，可以采用替換法換掉相應(yīng)的模塊。需要注意的是只需要更換報警軸的相應(yīng)部分。

　　本文引述為ABB機器人和KUKA機器人，特別指出KUKA機器人的KPP/KSP不可同時更換，否則會報錯，必須逐一更換。

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　　在溫度較低的環(huán)境中工作會造成機器人內(nèi)部的油脂黏稠度較高，在機器人開始運行時會由于油脂黏稠度高而造成設(shè)備運行阻力較大，導(dǎo)致齒輪箱內(nèi)的摩擦加劇，因而需要更大的電動機轉(zhuǎn)矩來克服阻力。由此原因，一個軸(或者多個軸)的電動機電流會達(dá)到最大值。同時溫度較低時，機器人控制系統(tǒng)的電路板同樣會受到影響，因為電路板主要為半導(dǎo)體材料，半導(dǎo)體在低溫環(huán)境下運行不穩(wěn)定，可能會出現(xiàn)機器人控制系統(tǒng)死機或開啟機器人時間長等問題。

　　ABB工業(yè)機器人溫度特性 本體儲存溫度為-25～55℃，在存儲時間低于24h的情況下能夠承受的最高溫度為70℃，機器人本體在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。機器人本體操作溫度范圍為5～50℃，機器人IRC5在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。

　　機器人IRC5儲存溫度為-25～55℃，在存儲情況下能夠承受的最高溫度為70℃，機器人本體在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。IRC5運行溫度為5～45℃，機器人IRC5在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。

　　KUKA工業(yè)機器人溫度特性 本體存儲溫度為-40～60℃，機器人本體運行溫度為10～55℃。機器人KRC4儲存溫度為5～45℃。

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　　我們針對機器人齒輪油脂想到的解決方法是，在低溫環(huán)境下向油脂中添加防凍劑。機器人油脂的成分組成為添加劑及油脂(油脂一般為合成油)，但是其一般為廠家壟斷，成分組成是保密的。ABB機器人油脂為日本協(xié)同油脂及美孚油脂兩種，KUKA機器人油脂為嘉實多某類油品。

　　由于油脂成分保密，不建議在不咨詢廠家、專業(yè)人士的情況下添加任何添加劑，因為添加任何成分都會影響整體齒輪油脂的特性，可能會損壞機器人軸的齒輪和齒輪箱的密封圈等。

　　更多關(guān)于油脂方面的問題，可以咨詢更專業(yè)的指南車！指南車的特種潤滑油，更耐高低溫。

　　除上述方法外，ABB機器人、KUKA機器人及其他品牌機器人可以在開始生產(chǎn)運行時低速運行一段時間，采用速度逐漸提高的漸進(jìn)式方法恢復(fù)到機器人外部全速或客戶要求的節(jié)拍。KUKA機器人的電動機電流可以通過預(yù)熱的功能監(jiān)控，一旦達(dá)到了設(shè)定值，控制系統(tǒng)會自動降低運動速度，由此來降低電動機電流。

　　FANUC機器人預(yù)留了di速度選擇

　　菜單-設(shè)置-di速度選擇-啟用，配置io，設(shè)定需求速度。

　　工業(yè)機器人的應(yīng)用是為了配合生產(chǎn)工藝，提高自動化水平，我們需要在設(shè)備安裝調(diào)試初期對于機器人的管理及故障解決給予足夠重視，希望本文能夠?qū)τ诠I(yè)機器人軸過電流的問題提供借鑒性幫助。