机电设备管理与维护技术（第二版）课件 模块三 项目五 任务二 工业机器人的维修

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

任务一任务二任务二工业机器人的维修2025/1/173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

任务一任务二2025/1/174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。2025/1/175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。2025/1/176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。2025/1/177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。2025/1/178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。2025/1/179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。2025/1/1710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。2025/1/1711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。2025/1/1712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。2025/1/1713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。2025/1/1714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。2025/1/1715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。2025/1/1716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，可以侧量、比较正常的印制电路板和有故障的印制电路板之间的电压或波形的差异，进而分析、判断故障原因及故障所在位置。2025/1/1717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（7）原理分析法。这是根据数控系统的组成及工作原理，从原理上分析各点的电平和参数，并利用万用表、示波器或逻辑分析仪等仪器对其进行侧量，分析和比较，进而对故障进行系统检查的一种方法。（8）其它方法。除了以上介绍的故障检测方法外，还有插拔法、电压拉偏法、敲击法：局部升温法等等这些检查方法各有特点.（9）经验法.①望；②闻；③问；④切2025/1/1718教学纲要任务一任务二六、工业机器人故障诊断几大原则1.先外部后内部2.先机械后电气3.先静后动4.先公用后专用5.先简单后复杂6.先一般后特殊2025/1/1719教学纲要任务一任务二七、故障诊断排除的一般流程1.故障现场调查（1）故障的种类（2）故障的频繁程度（3）故障发生时的外界状况（4）有关操作情况

（5）机床使用情况（6）工业机器人的运转情况（7）机器人本体与控制柜之间的接线情况（8）控制柜与机器人本体装置的外观检查2025/1/1720教学纲