作為一個(gè)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(jī)器人經(jīng)歷了從困難到靈活應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。針對(duì)這些應(yīng)用情況，對(duì)機(jī)器人在低溫環(huán)境工況下存在的問(wèn)題及解決措施進(jìn)行了論述。

　　每到冬天，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的工程師都會(huì)面臨惡劣天氣的影響。相信在這個(gè)季節(jié)，大家都遇到過(guò)溫度太低機(jī)器人無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題，除了那些常規(guī)的取暖手段讓機(jī)器人“活”過(guò)來(lái)，那有沒(méi)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(wèn)題

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

　　接下來(lái)我們將針對(duì)上述問(wèn)題，用理論和實(shí)操經(jīng)驗(yàn)告訴你，該如何處理!

　　//1. ABB機(jī)器人

　　在焊裝車間冬季初期，尤其在上午生產(chǎn)線體啟動(dòng)期間，ABB機(jī)器人出現(xiàn)“關(guān)節(jié)負(fù)荷過(guò)高”及“動(dòng)作監(jiān)控”報(bào)警較為頻繁，機(jī)器人關(guān)節(jié)ROB_X(如圖1所示，X代表機(jī)器人關(guān)節(jié)軸，ROB1_2為機(jī)器人1的第二關(guān)節(jié)軸)實(shí)際轉(zhuǎn)矩過(guò)高，可能為負(fù)荷數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、加速度過(guò)高、外部過(guò)程力度過(guò)大、低溫或硬件故障。經(jīng)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)確認(rèn)，機(jī)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(guò)高。機(jī)器人動(dòng)作監(jiān)控被觸發(fā)，機(jī)器人機(jī)械單元的移動(dòng)被立即中斷。

　　//2. KUKA機(jī)器人

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

　　KUKA機(jī)器人報(bào)警界面   //3. FANUC機(jī)器人

　　日系機(jī)器人的潤(rùn)滑多選用潤(rùn)滑脂，溫度低或者長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，也容易出現(xiàn)潤(rùn)滑油脂凝固，阻力變大的情況。在阻力變大時(shí)會(huì)觸發(fā)碰撞檢測(cè)。

　　FANUC機(jī)器人報(bào)警

　　問(wèn)題分析及解決方法:

　　//1.不順暢的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡

　　現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人運(yùn)行軌跡主要是以手動(dòng)示教的方式生成，而在示教過(guò)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(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中如果碰到某些位置某個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)量比較大，并且速度和加速度都很大時(shí)即會(huì)出現(xiàn)瞬間的該軸的過(guò)電流。

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

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　　如果該問(wèn)題在現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)機(jī)、電纜和伺服驅(qū)動(dòng)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(bào)警軸的相應(yīng)部分。

　　本文引述為ABB機(jī)器人和KUKA機(jī)器人，特別指出KUKA機(jī)器人的KPP/KSP不可同時(shí)更換，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)，必須逐一更換。

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　　在溫度較低的環(huán)境中工作會(huì)造成機(jī)器人內(nèi)部的油脂黏稠度較高，在機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)行時(shí)會(huì)由于油脂黏稠度高而造成設(shè)備運(yùn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩來(lái)克服阻力。由此原因，一個(gè)軸(或者多個(gè)軸)的電動(dòng)機(jī)電流會(huì)達(dá)到最大值。同時(shí)溫度較低時(shí)，機(jī)器人控制系統(tǒng)的電路板同樣會(huì)受到影響，因?yàn)殡娐钒逯饕獮?a href="http://www.wangxinlc.cn/i/semiconduc/" target="_blank" rel="nofollow">半導(dǎo)體材料，半導(dǎo)體在低溫環(huán)境下運(yùn)行不穩(wěn)定，可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)器人控制系統(tǒng)死機(jī)或開(kāi)啟機(jī)器人時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。

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

　　機(jī)器人IRC5儲(chǔ)存溫度為-25～55℃，在存儲(chǔ)情況下能夠承受的最高溫度為70℃，機(jī)器人本體在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。IRC5運(yùn)行溫度為5～45℃，機(jī)器人IRC5在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。

　　KUKA工業(yè)機(jī)器人溫度特性 本體存儲(chǔ)溫度為-40～60℃，機(jī)器人本體運(yùn)行溫度為10～55℃。機(jī)器人KRC4儲(chǔ)存溫度為5～45℃。

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　　我們針對(duì)機(jī)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(jī)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(jī)器人油脂為日本協(xié)同油脂及美孚油脂兩種，KUKA機(jī)器人油脂為嘉實(shí)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?yàn)樘砑尤魏纬煞侄紩?huì)影響整體齒輪油脂的特性，可能會(huì)損壞機(jī)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(wèn)題，可以咨詢更專業(yè)的指南車！指南車的特種潤(rùn)滑油，更耐高低溫。

　　除上述方法外，ABB機(jī)器人、KUKA機(jī)器人及其他品牌機(jī)器人可以在開(kāi)始生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)低速運(yùn)行一段時(shí)間，采用速度逐漸提高的漸進(jìn)式方法恢復(fù)到機(jī)器人外部全速或客戶要求的節(jié)拍。KUKA機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)電流可以通過(guò)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(huì)自動(dòng)降低運(yùn)動(dòng)速度，由此來(lái)降低電動(dòng)機(jī)電流。

　　FANUC機(jī)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(jī)器人的應(yīng)用是為了配合生產(chǎn)工藝，提高自動(dòng)化水平，我們需要在設(shè)備安裝調(diào)試初期對(duì)于機(jī)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(jī)器人軸過(guò)電流的問(wèn)題提供借鑒性幫助。