上篇 模块四 工业机器人本体维护与故障诊断

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模块四工业机器人本体维护与故障诊断目录CATALOGUE学习背景学习地图学习目标学习任务学习拓展01学习背景学习背景系统构成本模块立足工业机器人由机械、驱动、控制及传感器等组成的集成化复杂系统，建立学习的基础技术认知。维护价值阐述定期维护可延长寿命、降低故障、保障安全、提效降本，突显其在生产场景中不可或缺的应用价值。实操载体以ABBIRB120为典型机型，聚焦本体维护、部件更换与故障排除，实现理论与岗位实操的紧密结合。02学习地图学习地图03学习目标学习目标懂构识系深入理解工业机器人本体由机械、驱动、控制等构成的集成系统，建立基础认知框架。精检熟护排障安责熟练掌握布线、机械停止、阻尼器、同步带等常规检查与维护要点，能关键部件的检查与更换。具备快速诊断与处理本体故障的实操能力，同时树立安全生产意识与职业责任感。04学习任务模块四单元1工业机器人本体常规维护IRB120安装选项IRB120支持地面、倒置及墙上安装，不同安装下耐久性负载和最大复载值各异，轴1、3、4的最小转动半径分别为121mm、147mm、70mm。机器人本体介绍工业机器人本体由传动部件、机身及行走机构、臂部、腕部和手部组成，开式运动链确保灵活运动，各连杆独立驱动，实现精准控制。IRB120机器人特点ABBRobotics推出的IRB120是6轴工业机器人，载荷达3kg，专为3C行业设计，采用开放式结构，支持多种安装方式，具备高度灵活性。本体组成信息标签概述工业机器人本体上共有9类信息标签，包括ABB标识、额定值标签、校准标签、警告标签等，确保机器人安全、合规地投入使用。特殊环境标签机器人本体上还有提升说明标签、警告标签-有电（闪光标志）（5份）、标签库存机械手、洁净室标签和食品级润滑标签等特殊标签。信息标签开始作业原点位置校对使用确认程序作业结束更换部件建立确认程序这是更换部件流程的起始点，标志着整个更换作业的开始，需进行全面的准备工作，确保后续步骤能顺利进行。在更换部件之前，需要建立一个确认程序，包括安全检查、工具准备和作业环境的确认，确保作业安全高效。流程的核心步骤，涉及到实际的部件移除和新部件的安装，需专业人员进行操作，确保部件更换的正确性和安全性。部件更换后，需要对机器人的原点位置进行校对，以确保机器人的精确度和重复性，保障生产效率和产品质量。完成原点位置校对后，使用确认程序来验证机器人的性能和功能是否符合预期，确保机器人正常工作。在确认机器人正常工作后，整个更换部件的作业流程即可宣告结束，标志着机器人已恢复最佳工作状态。更换部件操作流程模块四单元2工业机器人本体常规维护机器人由本体和控制器机柜组成，需定期维护以确保功能正常，应用环境平均工作30000小时需全面大修。机器人维护周期维护活动间隔取决于机器人操作周期、工作环境和移动模式，频繁操作、严重污染或苛刻移动模式需增加维护频率。维护间隔与条件维护计划维护活动检查定期检查机器人阻尼器、电缆线束、同步带、塑料盖等部件，确保其正常工作，延长机器人使用寿命。更换清洁按照规定时间间隔更换电池组，如RMU101或RMU102的电池触点，并处理低电量警告，确保机器人稳定运行。定期维护清洁机器人，包括检查布线、机械停止和阻尼器，确保机器人正常运行，延长使用寿命。清洁与防护类型定期清洁机器人，使用合适方法，避免压缩空气和不当溶剂，确保机器人长期稳定运行。防护类型与清洁方法不同防护类型的机器人需采用不同清洁方法，具体方法详见表4-2，以确保机器人正常运行。清洁机器人模块四单元3伺服电机维护与更换免维护伺服电机ABB机器人使用免维护的交流伺服电机，它被安装在机械臂中，有很好的外部防护性，除非本体发生损坏，否则是不需要进行维护的。伺服电机定义伺服电机是一种在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，具有高精度、快速响应和优良的机电性能，可接收电信号并转化为机械运动输出。伺服电机的分类伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类，主要特点是在信号电压为零时无自转现象，转速会随着转矩的增加而匀速下降。伺服电机伺服电机维护：工业机器人伺服电机需定期检查连接器、编码器连接线及电源连接器，确保牢固无损坏；同时，检查输出轴旋转是否流畅，避免过载，防止电机过热或损坏。SMB电池更换：在ABB工业机器人中，SMB电池更换信号可通过系统信号监控；如“SMBBatteryChargeLow”指示电量低需更换，而“38200,BatteryBackupLost”表示失去电池备份，需及时更换。电池更换步骤：在更换电池时，需断开电源，打开机器人基座盖，按照步骤断开电池电缆，更换新电池后重新安装基座盖，并更新转数计数器，确保机器人正常运行。编码器电池更换：伺服电机编码器电池用于保持系统参数和编码器位置信息，使用寿命因情况而异，需定期检查更换；如安川机器人连续开机36000小时需更换，不常用则6000小时需注意。伺服电机的维护伺服电机故障处理机器人本体出现与伺服电机相关的故障报警，导致设备出现故障需要维修时，维修部门的技术人员将首先尝试排除故障报警；若故障报警无法通过常规方法复位，将更换伺服电机本体。伺服电机的更换伺服电机精度在ABB机器人的组成中，每个转轴都由一个AC伺服电机驱动，并且每个轴都带有一个齿轮箱，这样的设计使得机械手的运动精度可以达到±0.05mm到±0.2mm的范围。轴1电机更换以120型机器人轴1电机的更换为例，ABB机器人的轴1通常指的是机器人基座或第一个旋转轴，负责机器人的整体或水平方向的移动，为接下来的动作提供基础定位。伺服电机的更换拆除轴1电机拆除轴1电机需准备内六角螺钉、转矩扳手、小螺丝起子等工具，并润滑电缆；拆卸步骤包括卸下机器人、断开电缆、拧下螺钉，并切断动力源，确保安全无涂料残留。拆卸摆动壳拆卸摆动壳需削除涂料，卸除电缆支架、电缆线扎和连接器，并断开电池电缆；拆卸基座时需注意打磨涂料边缘，并小心断开电池电缆连接器，以免损坏。拆卸基座拆卸基座需卸除基座盖、平板及电池电缆连接器，并割断电缆线扎；拆卸轴1电机前需削除涂料，记录摆动板位置，提升摆动板并松动电缆线束，防止损坏。安装轴1电机安装轴1电机需确保清洁无损，释放底座压力，卸下固定螺栓，延伸电缆线扎，推动电机电缆穿过基座底部凹槽；安装时找到止动螺钉位置，固定电缆导向装置并涂敷润滑脂。安装基座安装基座需清洁关节、涂密封胶、润滑电缆导向装置，安装摆动板、电缆导向装置并固定连接器、电池电缆及支架；最后安装底座盖，确保紧固螺钉达到规定转矩。安装摆动壳安装摆动壳需两人协作，一人提升摆动壳和机械臂系统，另一人安装电缆支架并固定；同时小心地将轴2电机电缆推入摆动壳，并用电缆线扎延伸电缆以便拉动。收尾工作收尾工作包括对关节上漆密封、连接各连接器、固定电缆、安装电缆支架、润滑下臂盖并通电校准机器人；同时需断开动力源，重新校准机器人，确保安全无误。伺服电机的更换01020304模块四单元4减速机维护与更换减速机功能概述减速机是低转速大扭矩传动设备，通过少齿数齿轮啮合大齿轮实现减速，可堆叠多对齿轮达理想减速效果，传动比为齿轮齿数之比。机器人减速机类型机器人常用两种减速机，RV减速机利用曲柄连杆原理减速；谐波减速机通过柔性传动元件减速，适用于不同需求和工作环境。减速机减速机维护减速机完全防尘防水，手臂封闭无需维护，除非机械损坏；日常维护只需添加润滑脂或更换润滑油，确保机器人运行顺畅。减速机寿命与工况ABB机器人齿轮箱预计30000小时寿命，保守估计使用10年以上；根据使用场景，作业时间占比低，齿轮箱寿命可达20年。减速机防护等级减速机防护等级IP65以上，IPXX代表防尘防水等级，第一X防尘，第二X防水，数字越大防护越好，减速机实现高效防护。减速机的维护ABB120机器人本体齿轮箱需定期维护，添加指定润滑脂，不同轴需油量不同，轴1需58克，其余各轴需油量不等，确保齿轮箱运行。润滑脂类型与量更换齿轮润滑油或脂需在90°C以下进行，佩戴防护工具；操作时小心塞子喷出，避免溢出，检查油位，尽量排空旧油，用磁油塞吸金属屑。更换润滑油注意事项减速机的维护A:轴1齿轮箱(底座内);B:轴2齿轮箱;C:轴3齿轮箱D:轴4齿轮箱;E:轴5齿轮箱;F:轴6齿轮箱减速机的更换机器人故障与维修结合某汽车零部件出产厂的实际使用情况，当机器人本体出现了关于动作的相关报警，导致设备故障需要修理的情况；维修部门的人员会在厂家指导下尝试消除报警，如果无法异常复位，为了尽快恢复生产，采用直接更换减速机本体的方法来进行故障修理。ABB120轴齿轮更换ABB120型机器人，轴1、2齿轮箱与电机连为一体，更换时需同步进行；具体步骤参照电机更换流程，确保轴1齿轮箱正确更换。轴3齿轮厂修ABB120型机器人轴3齿轮箱与下臂金属件连在一起，更换复杂，一般返厂维修；轴4、5、6齿轮箱拆装复杂，作为上臂部件拆卸返厂。拆卸上臂拆卸上臂需卸除线束，微动轴1至90°，拧下摆动壳止动螺钉；断电断气，确认安全；削除涂料，卸下手腕盖及电缆线束，包括电机轴5。减速机的更换电缆线束卸除步骤卸下倾斜盖、连接螺钉，断开客户触点，卸下连接器盖及轴5连接器支座；再卸下电缆线束，包括电机轴5、6上的电缆，并拔出手腕壳体。上臂壳电缆卸除卸除上臂壳电缆线束，包括电机轴5、6及电缆支架；再卸下上臂壳体，拔出手腕壳电缆线束至轴4，并断开相关连接器。下臂电缆卸除步骤割断电机轴3电缆线扎，拔出电缆线束至轴3并断开连接器；再卸下摆动壳与底座止动螺钉，倾斜机器人并割断电缆线扎、断开连接器。电缆线束卸除续上臂安装与检查减速机的更换拧松电机轴4止动螺钉，卸下下臂盖及电缆支架；再割断电机轴2电缆线扎并断开连接器，小心抬升机器人并卸下电缆导向装置。清洁关节，检查装配面；使用Loctite清除旧胶，涂Loctite574；固定上臂到齿轮箱，拧紧转矩2Nm；紧固螺丝推入电缆线束。A:电机轴6;B:电机轴5;C:电机轴4;D:电缆线束;E:电机轴3;F:电机轴2;G:平板(电缆线束的一部分);H:电机轴1连接器与电缆安装安装新下臂板，拧紧转矩4Nm；固定电缆线束到下臂平板；将电缆线束放在摆动板支架中，固定通气软管和电缆线束到摆动板。下臂安装与检查电缆连接与安装拆除电机连接器电缆线扎，重新连接各连接器，安装电缆向导；拉动电缆线束穿过上臂壳，确认未扭曲；重新安装下臂盖。重新连接各连接器，固定电缆；调整电缆长度，确保延伸至连接器；将电缆线束推入手腕壳，重新安装电缆支架，拧紧转矩1Nm。减速机的更换减速机的更换手腕与连接器安装重新安装电缆支架到手腕中，固定电缆线束；重新连接通气软管、客户触点R2.Cs；安装电机至轴5中，重新安装同步带。电机与连接器紧固固定电机，安装手腕壳，拧紧转矩2Nm；重新连接各连接器，固定电缆线束；用电缆线扎固定电缆线束到支架上，拧紧转矩1Nm。电缆管理与安装在电机轴5重新安装固定夹具的连接螺钉；确保电缆松驰地从圆形边缘通到电机轴6；用电缆线扎固定电缆线束；重新连接各连接器。重新安装连接器盖，拧紧转矩1Nm；在手腕中的电缆线束上涂敷电缆润滑脂；清洁所有弄脏的盖；在盖内侧涂敷电缆润滑脂；重新安装手腕侧盖。连接器与盖安装重新安装手腕侧盖、倾斜盖；紧固颗粒物，用蘸有酒精的无绒布擦拭机器人；完成所有维修工作后重新校准机器人。维护后检查与校准减速机的更换A：止动螺钉M3x8(1件);B:连接器盖;C:(轴5应处在90°位置)模块四单元5机器人本体故障诊断保养与维修提示定期检修机器人，根据生产时间和生产小时数合理安排保养计划，确保齿轮箱等关键部件得到及时维护。机器人本体故障工业机器人本体故障包括机械磨损、电气连接问题、超负荷损坏等，这些故障可能导致刚度失效、零件变形、控制电路板短路等。故障排除指南维护人员可参考故障代码，查找机器人本体故障原因，并采取建议措施排除故障，确保机器人正常运行。常见故障电压与连接故障处理直流链路电压过低时，建议增加稳压器；电动机接触器启动错误需检查线路和旋钮开关；转矩回路电流不足则需恢复插头。常见故障通讯与硬件故障排除处理与驱动模块通讯中断、轴计算机未找到等故障时，需检查接线和更换故障部件，确保机器人正常运行。路径与载荷设置调整转角路径故障、靠近寄异点等问题，需设置转弯数据为FINE并避开0度角度；关节超出范围和位置超出范围需重新校准零点。碰撞与圆心问题处理关节碰撞和不确定的圆问题，需检查WObj连接和传送带节点状态；电机温度警告需检测制动器并优化程序。通信与电机故障解决与10单元通信失效时，检查IO单元供电和总线连接；PROFIBUS通信失效建议升级ROBOTWARE；DeviceNet通信错误需检查终端电阻。常见故障机器人丢失原点电池电压低导致原点丢失机器人伺服电机配合编码器监控旋转角度，确保精度；长期未换编码器电池或断电时间长，电压低可能导致原点丢失。更换电池参考项目四工业机器人本体维护任务2工业机器人本体常规维护二、维护的具体实施六、更换机器人本体的电池组校准校准方法有三种；将轴1-6旋转至特定角度时，校准针脚位置如图示；校准前需断电、拆阻尼器，安装校准工具至轴6，释放制动闸，手动旋转至针脚接触，选择微校后校准，完成后再推至零度位置。同步标记位置各轴同步标记（A:轴1同步标记;B:轴2同步标记;C:轴3同步标记;D:轴4同步标记;E:轴5同步标记;F:轴6同步标记）应确保匹配，以实现机器人精准控制。机器人丢失原点故障代码与措施维护人员可通过故障代码，查找到机器人本体相关的故障及可能产生故障的原因，采取建议措施排除故障，确保机器人正常运行。轻度撞击