机电设备管理与维护技术（第二版）课件 模块三 项目5 工业机器人机器人维护与保养

2025/1/171机电设备管理与维护教学纲要

任务一任务二2025/1/172模块三机电设备保养维护案例项目五工业机器人机器人维护与保养教学纲要

任务一任务二任务一工业机器人的维护保养2025/1/173学习目标：

1.了解工业机器人组成；2.掌握工业机器人的维护相关知识。任务描述：

通过本任务学习工业机器人的维护保养过程和要求，能够完成保养任务。图3-5-1-1为常见工业机器人。教学纲要

任务一任务二2025/1/174教学纲要任务一任务二一、工业机器人组成简介1.机械部分1）驱动系统：它的作用是提供工业机器人各部分、各关节动作的原动力。驱动系统传动部分可以是液压传动系统、电动传动系统、气动传动系统，或者是几种系统结合起来的综合传动系统。2）机械结构系统：主要由四大部分构成：机身、臂部、腕部和手部，每一个部分具有若干的自由度，构成一个多自由的机械系统。末端操作器是直接安装在手腕上的一个重要部件，它可以是多手指的手爪，也可以是喷漆枪或者焊具等作业工具。2025/1/175教学纲要任务一任务二一、工业机器人组成简介2.感受部分1）感受系统：由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用于获取内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器可以提高工业机器人的机动性、适应性和智能化的水准。2）工业机器人-环境交互系统：是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。也可以是多台工业机器人、多台机床设备或者多个零件存储装置集成为一个能执行复杂任务的功能单元。2025/1/176教学纲要任务一任务二一、工业机器人组成简介2.感受部分3）控制部分：相当于工业机器人的大脑部分，可以直接或者通过人工对工业机器人的动作进行控制，控制部分也可以分为两个系统。①人机交互系统：是使操作人员参与工业机器人控制并与工业机器人进行联系的装置，简单来说该系统可以分为两大部分：指令给定系统和信息显示装置。②控制系统：是根据工业机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配的执行机构去完成规定的运动和功能。2025/1/177教学纲要任务一任务二二、设备的维护保养要求(1)清洁设备内外整洁，各滑动面、丝杠、齿条、齿轮箱、油孔等处无油污，各部位不漏油、不漏气，设备周围的切屑、杂物、脏物要清扫干净；(2)整齐工具、附件、工件(产品)要放置整齐，管道、线路要有条理；(3)润滑良好按时加油或换油，不断油，无干摩现象，油压正常，油标明亮，油路畅通，油质符合要求，油枪、油杯、油毡清洁；(4)安全遵守安全操作规程，不超负荷使用设备，设备的安全防护装置齐全可靠，及时消除不安全因素。1.保养要求2025/1/178教学纲要任务一任务二二、设备的维护保养要求2.保养内容(1)设备要达到整齐、清洁、坚固、润滑、防腐、安全等的作业内容、作业方法、使用的工器具及材料、达到的标准及注意事项；(2)日常检查维护及定期检查的部位、方法和标准；(3)检查和评定操作工人维护设备程度的内容和方法等。2025/1/179教学纲要任务一任务二三、工业机器人设备的三级保养制1.工业机器人设备的日常维护保养1）日常例保①班前四件事消化图样资料，检查交接班记录。擦拭设备，按规定润滑加油。检查手柄位置和手动运转部位是否正确、灵活，安全装置是否可靠。低速运转检查传动是否正常，润滑、冷却是否畅通。②班中五注意注意运转声音，设备的温度、压力、液位、电气、液压、气压系统，仪表信号，安全保险是否正常。③班后四件事关闭开关，所有手柄放到零位。清除铁屑、脏物，擦净设备导轨面和滑动面上的油污，并加油。清扫工作场地，整理附件、工具。填写交接班记录和运转台时记录，办理交接班手续。2025/1/1710教学纲要任务一任务二三、工业机器人设备的三级保养制1.工业机器人设备的日常维护保养2）周例保①外观擦净设备导轨、各传动部位及外露部分，清扫工作场地。达到内外洁净无死角、无锈蚀，周围环境整洁。②操纵传动检查各部位的技术状况，紧固松动部位，调整配合间隙。检查互锁、保险装置。达到传动声音正常、安全可靠。③液压润滑清洗油线、防尘毡、滤油器，油箱添加油或换油。检查液压系统，达到油质清洁，油路畅通，无渗漏，无研伤。④电气系统擦拭电动机、蛇皮管表面，检查绝缘、接地，达到完整、清洁、可靠。2025/1/1711教学纲要任务一任务二三、工业机器人设备的三级保养制2.工业机器人一级保养一级保养是以操作工人为主，维修工人协助，按计划对设备局部拆卸和检查，清洗规定的部位，疏通油路、管道，更换或清洗油线、毛毡、滤油器，调整设备各部位的配合间隙，紧固设备的各个部位。一级保养所用时间为4-8h，一保完成后应做记录并注明尚未清除的缺陷，车间机械员组织验收。一保的范围应是企业全部在用设备，对重点设备应严格执行。一保的主要目的是减少设备磨损，消除隐患、延长设备使用寿命，为完成到下次一保期间的生产任务在设备方面提供保障。2025/1/1712教学纲要任务一任务二三、工业机器人设备的三级保养制3.工业机器人二级保养二级保养是以维修工人为主，操作工人参加来完成。二级保养列入设备的检修计划，对设备进行部分解体检查和修理，更换或修复磨损件，清洗、换油、检查修理电气部分，使设备的技术状况全面达到规定设备完好标准的要求。二级保养所用时间为7天左右。二保完成后，维修工人应详细填写检修记录，由车间机械员和操作者验收，验收单交设备动力科存档。二保的主要目的是使设备达到完好标准，提高和巩固设备完好率，延长大修周期。2025/1/1713教学纲要任务一任务二四、工业机器人使用维护要求1.四定工作1)定使用人员。按定人定机制度，精、大、稀设备操作工人应选择本工种中责任心强、技术水平高和实践经验丰富者，并尽可能保持较长时间的相对稳定；2)定检修人员。精、大、稀设备较多的企业，根据本企业条件，可组织精、大、稀设备专业维修或修理组，专门负责对精、大、稀设备的检查、精度调整、维护、修理；3)定操作规程。精、大、稀设备应分机型逐台编制操作规程，加以显示并严格执行；4)定备品配件。根据各种精、大、稀设备在企业生产中的作用及备件来源情况，确定储备定额，并优先解决。2025/1/1714教学纲要任务一任务二四、工业机器人使用维护要求2.工业机器人设备使用维护要求1)必须严格按说明书规定安装设备；2)对环境有特殊要求的设备（恒温、恒湿、防震、防尘）企业应采取相应措施，确保设备精度性能；3)设备在日常维护保养中，不许拆卸零部件，发现异常立即停车，不允许带病运转；4)严格执行设备说明书规定的切削规范，只允许按直接用途进行零件精加工。加工余量应尽可能小。加工铸件时，毛坯面应预先喷砂或涂漆；5)非工作时间应加护罩，长时间停歇，应定期进行擦拭，润滑、空运转；6)附件和专用工具应有专用柜架搁置，保持清洁，防止研伤，不得外借。2025/1/1715教学纲要任务一任务二五、工业机器人相关动力设备的使用维护要求1)运行操作人员必须事先培训并经过考试合格；2)必须有完整的技术资料、安全运行技术规程和运行记录；3)运行人员在值班期间应随时进行巡回检查，不得随意离开工作岗位；4)在运行过程中遇有不正常情况时，值班人员应根据操作规程紧急处理，并及时报告上级；5)保证各种指示仪表和安全装置灵敏准确，定期校验。备用设备完整可靠；6)动力设备不得带病运转，任何一处发生故障必须及时消除；7)定期进行预防性试验和季节性检查；8)经常对值班人员进行安全教育，严格执行安全保卫制度。2025/1/1716教学纲要任务一任务二六、设备的区域维护(1)负责本区域内设备的维护修理工作，确保完成设备完好率、故障停机率等指标；(2)认真执行设备定期点检和区域巡回检查制，指导和督促操作工人做好日常维护和定期维护工作；(3)在车间机械员指导下参加设备状况普查、精度检查、调整、治漏，开展故障分析和状态监测等工作。2025/1/1717教学纲要任务一任务二七、提高设备维护水平的措施规范化就是使维护内容统一，哪些部位该清洗、哪些零件该调整、哪些装置该检查，要根据各企业情况按客观规律加以统一考虑和规定。工艺化就是根据不同设备制订各项维护工艺规程，按规程进行维护。制度化就是根据不同设备不同工作条件，规定不同维护周期和维护时间，并严格执行。对定期维护工作，要制定工时定额和物质消耗定额并要按定额进行考核。2025/1/1718机电设备管理与维护教学纲要

任务一任务二2025/1/1719模块三机电设备保养维护案例项目五工业机器人机器人维护与保养教学纲要

任务一任务二任务二工业机器人的维修2025/1/1720学习目标：

1.了解工业机器人常见故障分类。2.掌握工业机器人诊断方法分类。3.掌握工业机器人常见的故障技术。任务描述：

工业机器人一旦发生故障是影响整个生产线的运作，不及时维修会来带巨大损失。通过本任务让学生掌握机器人常见故障分类以及诊断方法。图3-5-2-1为生产线上工作的机器人。教学纲要

任务一任务二2025/1/1721教学纲要任务一任务二一、工业机器人常见故障类型1.按故障存在的程度分类（1）暂时性故障：这类故障带有间断性，是在一定条件下，系统所产生的功能上的故障，通过调整系统参数或运行参数，不需要更换零部件又可恢复系统的正常功能；（2）永久性故障：这类故障是由某些零部件损坏而引起的，必须经过更换或修复后才能消除故障。这类故障还可分为完全丧失所应有的完全性故障及导致某些局部功能丧失的局部性故障。2025/1/1722教学纲要任务一任务二一、工业机器人常见故障类型2.按故障发生、发展的进程分类（1）突发性故障：出现故障前无明显征兆，难以靠早期试验或测试来预测。这类故障发生时间很短暂，一般带有破坏性，如转子的断裂，人员误操作引起设备的损毁等属于这一类故障；（2）渐发性故障：设备在使用过程中某些零部件因疲劳、腐蚀、磨损等使性能逐渐下降，最终超出所允许值而发生的故障。这类故障占有相当大的比重，具有一定的规律性，能通过早期状态监测和故障预备来预防。2025/1/1723教学纲要任务一任务二一、工业机器人常见故障类型3.按故障严重程度分类（1）破坏性故障：它既是突发性又是永久性的，故障发生后往往危及设备和人身安全；（2）非破坏性故障：一般它是渐发性的又是局部性的，故障发生后暂时不会危及设备和人身的安全。4.按故障发生的原因分类（1）外因故障：因操作人员操作不当或条件恶化而造成的故障，如调节系统的误动作，设备的超速运行等；（2）内因故障：设备在运行过程中，因设计或生产方面存在的潜在隐患而造成的故障。2025/1/1724教学纲要任务一任务二一、工业机器人常见故障类型5.按故障相关性分类（1）相关故障：也可称间接故障。这种故障是由设备其他部件引起的，如滑动轴承因断油而烧瓦的故障是因油路系统故障而引起的，这一点在故障诊断中应予注意；（2）非相关故障：也可称直接故障。这是因零部件的本身直接因素引起的对设备进行故障诊断首先应诊断这类故障。2025/1/1725教学纲要任务一任务二一、工业机器人常见故障类型6.按故障发生的事情分类（1）早期故障：这种故障的产生可能是设计加工或材料上的缺陷，在设备投入运行初期暴露出来。或者是有些零部件如齿轮对及其他摩擦副需经过一段时期的“跑合”使工作情况逐渐改善。（2）试用期故障：这是产品有些寿命期内发生的故障，这种故障是由于载荷即外因，运行条件等和系统特性即内因，零部件故障，结构损伤等，无法预知的偶然因素引起的。设备大部分的时间处于这种工作状态。（3）后期故障也称为耗散期故障：它往往发生在设备的后期，由于设备长期使用，甚至超过设备的使用寿命后，因设备的零部件逐渐磨损，疲劳，老化等原因使系统功能退化，最好可能导致系统发生突发性的，危险性的，全局性的故障。这期间设备故障率是上升趋势，通过监测，诊断，发现失效零部件后应及时更换。2025/1/1726教学纲要任务一任务二二、引起工业机器人故障的常见因素1.环境因素：包括力、能、振动、污染，如下表3-5-2-1所示。2.人为因素：包括设计不良、质量偏差、使用不当等。3.时间因素：常见的磨损、腐蚀、疲劳变形等故障都与时间有密切的关系。2025/1/1727教学纲要任务一任务二三、设备故障诊断技术及其实施过程1.按照诊断的目的、要求和条件分类功能诊断和运行诊断：功能诊断主要用于新安装或刚维修的设备；而运行诊断则针对运行中的设备或系统。直接诊断和间接诊断：间接诊断主要通过设备运行中的二次信息判断。在线诊断和离线诊断：在线是指对现场正在运行设备的自动实时监测；而离线监测是利用记录仪等将现场的状态信号记录后，带回实验室进行分析诊断。定期诊断和连续监测。常规诊断和特殊诊断。简易诊断和精密诊断。2025/1/1728教学纲要任务一任务二三、设备故障诊断技术及其实施过程2.按诊断的物理参数分类主要物理参数有振动、声学、温度、污染、无损、压力、强度、电参数、趋向以及各种参数的综合，如表3-5-2-2所示。2025/1/1729教学纲要任务一任务二三、设备故障诊断技术及其实施过程3.按诊断的直接对象主要直接诊断对象有本体部件、机械零件、伺服系统、控制系统、工艺流程、生产系统、电气设备等。2025/1/1730教学纲要任务一任务二四、设备诊断过程1.状态监测：通过传感器采集设备在运行中的各种信息，将其转变为电信号或其它物理量，再将获取的信号输入到信号处理系统进行处理。后者主要是将特征信号提取出来，而将无用信号和干扰信号排除。2.分析诊断：根据监测到的能够反映设备运行状态的征兆或特征参数的变化情况或将征兆与模式进行比较，来判断故障的存在、性质、原因和严重程度以及发展趋势。3.治理预防：根据分析诊断得出的结论确定治理修正和预防的办法。2025/1/1731教学纲要任务一任务二

五、设备诊断常用方法1.机械故障诊断（1)振动测量法：根据能否用确定的时间关系函数来描述，振动分为振动分为确定性振动和随机振动，确定性振动又分为周期振动和非周期振动，周期振动又进一步分为简谐周期振动和复杂周期振动，非周期振动也进一步分为准周期振动和瞬态振动。（2)噪声测量法：根据噪声信号的特征量制定一个限值作为有无故障的标准。要识别故障的性质、发生的部位以及严重程度，还需要提取噪声信号作频谱分析。（3)温度测量法：利用仪器检测设备温度，通过温度表征设备运转情况。通过测温测量所能发现的常见故障轴承损坏、流体系统故障、发热异常、污染物质积聚、保温材料损坏、电器元件故障、非金属部件的故障、机件内部缺陷、裂纹探测等。2025/1/1732教学纲要任务一任务二

五、设备诊断常用方法2.电气故障诊断（1）直观法。这是一种最基本、最简单的方法。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可将故障缩小到某个模块，甚至一块印制电路板但是，它要求维修人员具有丰富的实践经验，以及综合判断能力。（2）系统自诊断法。充分利用工业机器人的自诊断功能，根据显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示，可判断出故瘴的大致起因。（3）参数检查法。数控系统的机床参数是保证机床正常运行的前提条件，它们直接影响着数控机床的性能。通过核对、调整参数，有时可以迅速排除故障：特别是对于机床长期不用的情况，参数丢失的现象经常发生，因此，检查和恢复机床参数是维修中行之有效的方法之一。2025/1/1733教学纲要任务一任务二

五、设备诊断常用方法2.电气故障诊断（4）功能测试法。所谓功能测试法是通过功能测试程序，检查机床的实际动作，判别故障的一种方法功能测试可以将系统的功能，用手工编程方法，编制—个功能铡试程序，并通过运行测试程序，来检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的原因。（5）部件交换法。所谓部件交换法，就是在故障范围大致确认，并在确认外部条件完全正确的情况下，利用同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或兀器件替换有疑点的部分的方法。（6）测量比较法。维修人员利用这些检测端子，可以