作者：周文寶

職務：沈陽百格機器人有限公司技術部經(jīng)理

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一 機器人的組成

一個典型的3D直角坐標機器人結(jié)構圖，它由X軸,Y軸,Z軸及驅(qū)動電機組成。下面分別予以介紹，以便更好地了解直角坐標機器人的日產(chǎn)保養(yǎng)。

1 直線運動軸

每個運動軸主要由支撐載體的鋁型材或鋼型材和被安裝在型材內(nèi)部的直線導軌、運動滑塊以及作為帶動滑塊做高速運動的同步帶等組成。

2運動軸的驅(qū)動系統(tǒng)
直角坐標機器人的傳動主要是通過驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動帶動同步帶運動，同步帶帶動直線導軌上的滑塊運動。當驅(qū)動軸的最高轉(zhuǎn)速低于600轉(zhuǎn)/分時通常選用步進電機，否則選用交流伺服電機。

3各個運動軸間的連接板

各個軸間是通過連接板連接在一起的。連接板的方式及強度非常重要，它直接關系到所設計生產(chǎn)的機器人能否長期高速高效穩(wěn)定工作，要由有多年實際經(jīng)驗的師父來設計。連接板設計不好也會帶來很多問題。

 

4直角坐標機器人的控制系統(tǒng)
機器人要在一定時間內(nèi)完成特定的任務，比如每10秒內(nèi)完成一次搬運工作，就需要一個機器人大腦。這個機器人大腦就是機器人的控制系統(tǒng)，它通常是數(shù)控系統(tǒng)，PLC，工控機加運動控制卡和帶軸卡功能的驅(qū)動電機。

5直角坐標機器人的末端操作器——手爪系統(tǒng)
根據(jù)其具體應用情況，其手爪系統(tǒng)可能是氣動吸盤、氣動夾取手爪、電動夾取手爪、電磁吸取手爪、焊槍、膠槍、專用工具和檢測儀器等，在很多場合可以一次抓取多個工件。

二 直角坐標機器人的主要特點

1任意組合成各種樣式：每根直線運動軸最長是6米，其帶載能力從10公斤到200公斤。在實際應用中已有近百種結(jié)構的直角坐標機器人，這些結(jié)構也可以任意組合成新的結(jié)構等。

2 超大行程：因為單根龍門式直線運動單元的長度是6米，還可以多根方便地級連成超大行程，所以其工作空間幾乎沒有限制，小到手機點膠機，大到24米長行程的切割機，8米長行程鉆銑床，6米*6米*3米的檢測機器人等。超大行程時要采用直線導軌和齒條傳動方式。

3負載能力強：單根直線運動單元的負載通常小于200公斤。但當采用雙滑塊或多滑塊剛性聯(lián)結(jié)時負載能力可以增加5到10倍。當把兩根或四根直線運動單元并排接起來使用時，其負載可以增加2到4倍。當采用多根多滑塊結(jié)構時其負載能力可增加到數(shù)噸。

4高動態(tài)特性：輕負載時其最大運行速度可達到每秒8米，加速度可達到每秒20米。使其具有很高的動態(tài)特性，工作效率非常高，通常在幾秒內(nèi)完成一個工作節(jié)拍。

5高精度：按傳動方式及配置在整個行程內(nèi)其重復定位精度可達到0.05mm到0.01mm。

6擴展能力強：可以方便改變結(jié)構或通過編程來適合新的應用。

7高度穩(wěn)定性：必需要長期高速高效地工作，一次誤動作，或不能保質(zhì)保量工作都會給用戶帶來很大的麻煩。

三、直角坐標機器人的保養(yǎng)

在前面已經(jīng)介紹了直線運動單元內(nèi)部含有鋼柱導軌或直線導軌及其主要特點。通常機器人的每個運動軸在經(jīng)過一定長度的運動后要周期性的通過滑塊的注油孔給直線導軌加注潤滑油。隨機器人使用環(huán)境的不同和工作速度不同，其注油的周期也不同。在食品和玻璃切割等行業(yè)要選用帶防塵帶的運動軸和縮短注油周期，在有噴水的場合也要縮短注油周期。下面是必須做的保養(yǎng)工作。

1 每周用油布擦導軸鋼柱

每周用油布擦直線運動單元內(nèi)部含有鋼柱導軌或直線導軌，使其表面沒有灰塵及有一層油膜。所用的油就是機床用運滑油。推薦潤滑油類型：要滿足 ISO VG 220, Molyduval, Biolub 220，采用20或40號機械油。

2每月給油氈的注滿油

為了確保導軸得到充足的潤滑, 要每月一次給油氈墊拄滿油。它可以通過緊固在滑塊前端的潤滑孔進行再次注油。潤滑時間間隔由周圍的環(huán)境決定，如灰塵多導軌上油少了就要注油。壓注式油杯被成對的固定在滑塊正面的尾端。為了能給導軸進行完全的潤滑，必須確保最小的行程超過滑塊的長度。

 

3 調(diào)節(jié)齒形帶張力

通常境況下每3個月要調(diào)節(jié)齒形帶張力，如果負載很大，或運動速度很高及加速度較大就要2個月調(diào)節(jié)一此齒形帶張力。。高速及精度要求不高情況下，齒形帶張力可以小些，反之要大些，詳細數(shù)據(jù)及有關齒形帶張力的調(diào)節(jié)方法請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系

 

4滑塊與鋼柱導軸的相對運動

通常情況下運行大約100公里后滑塊與導軌間的配合壓力就小了，需要調(diào)節(jié)滑塊與導軌間的配合壓力。詳細壓力數(shù)據(jù)及有關的調(diào)節(jié)方法請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系。

5 周期性檢查

機器人在加速和減速時會產(chǎn)生強大的沖擊力，而且通常每天要工作24小時，所以機器人必須被牢固地安裝在支架上，以保證在長期高速高動態(tài)運動沖擊下，沒有任何晃動。但大負載長期高速高動態(tài)工作可能會使有的部位的螺絲松動，這時要請對機械設備有經(jīng)驗的工程師來找處原因，緊好松動的螺絲（有的部位必須帶膠）。還要經(jīng)常檢察每個運動軸的兩個限位開關，保證其正確工作。

四 在用戶處可能出現(xiàn)的問題

1 噪音大了：看看是否要加潤滑油，其次再檢查有無螺絲松動。要從地腳，機器人支架，連接板到每根軌的齒型帶壓板等。還可能是齒形帶張力小了。根據(jù)出現(xiàn)的問題采取對應解決措施。

 

2震動大了：一定是那兒松動了，要細細排查。如果沒有發(fā)現(xiàn)機械方面的問題，就可能是有人改變了伺服電機的參數(shù)，或控制系統(tǒng)里面的參數(shù)。通常要由有經(jīng)驗的操作員來操作和管理機器人。

 

3 某個軸不動了

控制系統(tǒng)出問題了，控制信號線斷了，伺服電機壞了，連軸節(jié)壞了或連接松動了，而Neugart減速機從沒壞過。

 

4速度慢了：沒有潤滑油了，粉塵多了要求驅(qū)動電機出力更大。解決辦法一是定期加注潤滑油，經(jīng)常用油布擦導軸鋼柱去掉粉塵及保證導軌一直均勻有潤滑油。如果速度還是上不去，就是驅(qū)動電機選小了點，解決辦法是減低加速度和減速度值。

 

5發(fā)生碰撞：檢查限位開關，確保其可靠工作。檢查和調(diào)節(jié)齒形帶張力。檢查那兒螺絲松動了，要細細排查，特別是齒形帶張力機構和所有連軸節(jié)，緊好松動的螺絲（有的部位必須帶膠）。很多螺絲要用扭矩搬手，嚴格按德國百格拉公司定義的扭矩扭緊。具體扭矩數(shù)據(jù)及可能涉及的部位請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系。

6定位位置不準了：齒形帶張力小了和連軸節(jié)松動了都會產(chǎn)生運動位置不準。

7換齒形帶：齒形帶是消耗品，通常一年更換一次。但更換的時機與負載大小，運動速度，加減速度值大小及工作方式和精度要求有關。如果精度要求有關可能五年更換一次。但按前面的方法無法滿足定位精度和降低噪音就該更換齒形帶。齒形帶雖然是標準產(chǎn)品，但建議大家請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系，購買他們推薦的產(chǎn)品。

五，結(jié)論和展望

到目前為止真正出現(xiàn)的問題還是用戶機器人操作人員技術水平和責任心問題。有的南方小公司安排連小學都沒畢業(yè)的小伙子來操縱機器人。公司內(nèi)部沒有更高的電器人員，對數(shù)據(jù)系統(tǒng)和驅(qū)動電機幾乎一點也不懂，沒法培訓好。在大型汽車配件廠，大學和有規(guī)模的企業(yè)其機器人運行非常好。隨著自動化程度、環(huán)保要求、衛(wèi)生規(guī)定、生產(chǎn)效率和人工費用的提高，技術人員數(shù)量和質(zhì)量的提高，直角坐標機器人在中國也必將被更多行業(yè)成功廣泛地采用。