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工业自动化机器人的常见故障和规范使用操作注意事项

更新时间:2025-12-09点击次数:55

工业自动化机器人(如焊接机器人、搬运机器人、装配机器人等)是智能制造的核心设备,长期在高负荷、高精度的工况下运行,易因机械磨损、电气老化、程序异常等出现故障。以下是其高频故障分类及针对性使用注意事项,可帮助快速定位问题、延长设备寿命。


一、 常见故障类型


1. 机械结构类故障

机械部件是机器人运动的基础,故障多源于长期摩擦、负载超限或安装偏差。

关节与减速器故障:这是工业机器人ZUI高发的机械故障。减速器齿轮磨损、轴承滚珠损坏,会导致关节转动卡顿、动作迟滞,运行时伴随 “咔咔" 异响;严重时会出现轴体定位精度下降,如焊接机器人焊枪偏离焊缝、搬运机器人抓手抓取位置偏移。

连杆与抓手故障:机械臂连杆因长期承受交变载荷,可能出现变形、裂纹甚至断裂;抓手(夹具)的气缸密封圈老化、夹爪磨损,会引发抓取力不足、工件掉落,或夹具无法正常开合。

紧固件松动:机器人底座、关节法兰的螺栓、销钉松动,会导致运行时振动加剧,不仅影响作业精度,还可能因振动传导损坏内部电气元件。


2. 电气与动力系统故障

电气系统负责动力传输和指令执行,故障多与元件老化、电压不稳、线路破损相关。

电源与伺服系统故障

控制柜电源模块滤波电容老化,会出现机器人无法上电、频繁重启,或上电后报错 “电压异常";

伺服电机线圈短路、编码器损坏,会导致轴体 “掉轴"(伺服系统无法识别轴体位置)、动力中断,表现为机器人某一轴无法动作或动作时抖动剧烈;

伺服驱动器过热报警,多因散热风扇堵塞、驱动器过载运行,或外部电网电压波动过大。

线路与接线故障:电缆线长期弯折(如机器人腕部电缆)易出现内部芯线断裂,导致信号传输中断;接线端子氧化、松动,会引发接触不良,表现为机器人偶尔停机、程序无响应。


3. 控制与感知系统故障

控制与感知系统是机器人的 “大脑" 和 “眼睛",故障直接影响机器人的自主运行能力。

程序与通信故障

程序参数设置错误(如运动速度、轨迹点坐标错误),会导致机器人动作轨迹偏离、碰撞工件或设备;

与 PLC、MES 系统等外部设备通信中断,多因通信协议不匹配、网线松动或交换机故障,表现为机器人无法接收生产指令、无法上传作业数据;

程序丢失或错乱,多因控制柜电池没电(无法保存参数),或违规修改系统核心程序。

传感器故障

视觉传感器(摄像头)镜头污染、光源亮度不足,会导致工件定位失败,如装配机器人无法精准抓取零件;

激光测距传感器、力传感器数据异常,会引发机器人避障失效、装配压力过大损坏工件;

安全传感器(如安全门光幕、急停按钮)故障,会导致机器人无法启动,或运行中突然急停。


二、 使用注意事项

1. 操作规范:从源头避免故障

严禁超负载运行:严格按照机器人额定负载执行作业,禁止抓取超过负载范围的工件,防止关节减速器、伺服电机长期过载加速老化。

标准化操作流程:操作人员需经专业培训,严禁擅自修改机器人程序参数、强制手动掰动关节;运行前需进行空行程测试,确认轨迹无异常后再加载工件。

重视安全机制:机器人运行时,禁止人员进入安全防护区域;急停按钮需保持灵敏,出现故障时立即按下急停,切勿强行复位继续运行。


2. 定期维护:降低故障发生率

机械部件维护

定期为关节减速器加注专用润滑油,根据工况不同,一般每运行 500 - 1000 小时更换一次;

检查机械臂、抓手的磨损情况,及时更换磨损严重的夹爪、密封圈;

定期紧固底座、关节的螺栓,防止松动,紧固时需使用扭矩扳手,避免过紧损坏螺纹。

电气系统维护

定期清理控制柜内部灰尘,检查散热风扇是否正常运转,防止元件过热;

检查电缆线的磨损情况,对腕部等易弯折部位的电缆加装保护套,老化电缆及时更换;

定期更换控制柜内的备用电池(一般每 2 - 3 年更换一次),防止程序和参数丢失。

程序与数据维护:定期备份机器人程序、系统参数和故障日志,备份文件存储在独立设备中,避免因控制柜故障导致数据丢失。


3. 环境优化:营造稳定运行条件

控制运行环境温湿度:机器人运行环境温度需保持在 0 - 45℃,湿度控制在 20% - 80%(无冷凝),避免高温高湿导致电气元件老化、短路。

远离强干扰源:工业机器人需远离电焊机、高频炉等强电磁干扰设备,防止干扰伺服驱动器和传感器的信号传输;控制柜需做好接地处理,接地电阻小于 4Ω。

保持作业区域整洁:及时清理作业区域的铁屑、粉尘,防止异物进入机器人关节或控制柜,影响设备正常运行。


4. 故障处理:科学排查避免二次损伤

机器人出现报警时,先记录报警代码和故障现象,再根据手册排查,切勿盲目重启或拆卸部件;

涉及伺服电机、驱动器等精密元件的故障,建议由专业维修人员处理,避免因操作不当损坏元件;

故障排除后,需进行原点校准和空行程测试,确认机器人精度达标后,再投入生产