2025/1/171機電設備管理與維護教學綱要

任務一任務二2025/1/172模塊三機電設備保養維護案例項目五工業機器人機器人維護與保養教學綱要

任務一任務二任務二工業機器人的維修2025/1/173學習目標：

1.了解工業機器人常見故障分類。2.掌握工業機器人診斷方法分類。3.掌握工業機器人常見的故障技術。任務描述：

工業機器人一旦發生故障是影響整個生產線的運作，不及時維修會來帶巨大損失。通過本任務讓學生掌握機器人常見故障分類以及診斷方法。圖3-5-2-1為生產線上工作的機器人。教學綱要

任務一任務二2025/1/174教學綱要任務一任務二一、工業機器人常見故障類型1.按故障存在的程度分類（1）暫時性故障：這類故障帶有間斷性，是在一定條件下，系統所產生的功能上的故障，通過調整系統參數或運行參數，不需要更換零部件又可恢復系統的正常功能；（2）永久性故障：這類故障是由某些零部件損壞而引起的，必須經過更換或修復后才能消除故障。這類故障還可分為完全喪失所應有的完全性故障及導致某些局部功能喪失的局部性故障。2025/1/175教學綱要任務一任務二一、工業機器人常見故障類型2.按故障發生、發展的進程分類（1）突發性故障：出現故障前無明顯征兆，難以靠早期試驗或測試來預測。這類故障發生時間很短暫，一般帶有破壞性，如轉子的斷裂，人員誤操作引起設備的損毀等屬于這一類故障；（2）漸發性故障：設備在使用過程中某些零部件因疲勞、腐蝕、磨損等使性能逐漸下降，最終超出所允許值而發生的故障。這類故障占有相當大的比重，具有一定的規律性，能通過早期狀態監測和故障預備來預防。2025/1/176教學綱要任務一任務二一、工業機器人常見故障類型3.按故障嚴重程度分類（1）破壞性故障：它既是突發性又是永久性的，故障發生后往往危及設備和人身安全；（2）非破壞性故障：一般它是漸發性的又是局部性的，故障發生后暫時不會危及設備和人身的安全。4.按故障發生的原因分類（1）外因故障：因操作人員操作不當或條件惡化而造成的故障，如調節系統的誤動作，設備的超速運行等；（2）內因故障：設備在運行過程中，因設計或生產方面存在的潛在隱患而造成的故障。2025/1/177教學綱要任務一任務二一、工業機器人常見故障類型5.按故障相關性分類（1）相關故障：也可稱間接故障。這種故障是由設備其他部件引起的，如滑動軸承因斷油而燒瓦的故障是因油路系統故障而引起的，這一點在故障診斷中應予注意；（2）非相關故障：也可稱直接故障。這是因零部件的本身直接因素引起的對設備進行故障診斷首先應診斷這類故障。2025/1/178教學綱要任務一任務二一、工業機器人常見故障類型6.按故障發生的事情分類（1）早期故障：這種故障的產生可能是設計加工或材料上的缺陷，在設備投入運行初期暴露出來。或者是有些零部件如齒輪對及其他摩擦副需經過一段時期的“跑合”使工作情況逐漸改善。（2）試用期故障：這是產品有些壽命期內發生的故障，這種故障是由于載荷即外因，運行條件等和系統特性即內因，零部件故障，結構損傷等，無法預知的偶然因素引起的。設備大部分的時間處于這種工作狀態。（3）后期故障也稱為耗散期故障：它往往發生在設備的后期，由于設備長期使用，甚至超過設備的使用壽命后，因設備的零部件逐漸磨損，疲勞，老化等原因使系統功能退化，最好可能導致系統發生突發性的，危險性的，全局性的故障。這期間設備故障率是上升趨勢，通過監測，診斷，發現失效零部件后應及時更換。2025/1/179教學綱要任務一任務二二、引起工業機器人故障的常見因素1.環境因素：包括力、能、振動、污染，如下表3-5-2-1所示。2.人為因素：包括設計不良、質量偏差、使用不當等。3.時間因素：常見的磨損、腐蝕、疲勞變形等故障都與時間有密切的關系。2025/1/1710教學綱要任務一任務二三、設備故障診斷技術及其實施過程1.按照診斷的目的、要求和條件分類功能診斷和運行診斷：功能診斷主要用于新安裝或剛維修的設備；而運行診斷則針對運行中的設備或系統。直接診斷和間接診斷：間接診斷主要通過設備運行中的二次信息判斷。在線診斷和離線診斷：在線是指對現場正在運行設備的自動實時監測；而離線監測是利用記錄儀等將現場的狀態信號記錄后，帶回實驗室進行分析診斷。定期診斷和連續監測。常規診斷和特殊診斷。簡易診斷和精密診斷。2025/1/1711教學綱要任務一任務二三、設備故障診斷技術及其實施過程2.按診斷的物理參數分類主要物理參數有振動、聲學、溫度、污染、無損、壓力、強度、電參數、趨向以及各種參數的綜合，如表3-5-2-2所示。2025/1/1712教學綱要任務一任務二三、設備故障診斷技術及其實施過程3.按診斷的直接對象主要直接診斷對象有本體部件、機械零件、伺服系統、控制系統、工藝流程、生產系統、電氣設備等。2025/1/1713教學綱要任務一任務二四、設備診斷過程1.狀態監測：通過傳感器采集設備在運行中的各種信息，將其轉變為電信號或其它物理量，再將獲取的信號輸入到信號處理系統進行處理。后者主要是將特征信號提取出來，而將無用信號和干擾信號排除。2.分析診斷：根據監測到的能夠反映設備運行狀態的征兆或特征參數的變化情況或將征兆與模式進行比較，來判斷故障的存在、性質、原因和嚴重程度以及發展趨勢。3.治理預防：根據分析診斷得出的結論確定治理修正和預防的辦法。2025/1/1714教學綱要任務一任務二

五、設備診斷常用方法1.機械故障診斷（1)振動測量法：根據能否用確定的時間關系函數來描述，振動分為振動分為確定性振動和隨機振動，確定性振動又分為周期振動和非周期振動，周期振動又進一步分為簡諧周期振動和復雜周期振動，非周期振動也進一步分為準周期振動和瞬態振動。（2)噪聲測量法：根據噪聲信號的特征量制定一個限值作為有無故障的標準。要識別故障的性質、發生的部位以及嚴重程度，還需要提取噪聲信號作頻譜分析。（3)溫度測量法：利用儀器檢測設備溫度，通過溫度表征設備運轉情況。通過測溫測量所能發現的常見故障軸承損壞、流體系統故障、發熱異常、污染物質積聚、保溫材料損壞、電器元件故障、非金屬部件的故障、機件內部缺陷、裂紋探測等。2025/1/1715教學綱要任務一任務二

五、設備診斷常用方法2.電氣故障診斷（1）直觀法。這是一種最基本、最簡單的方法。維修人員通過對故障發生時產生的各種光、聲、味等異常現象的觀察、檢查，可將故障縮小到某個模塊，甚至一塊印制電路板但是，它要求維修人員具有豐富的實踐經驗，以及綜合判斷能力。（2）系統自診斷法。充分利用工業機器人的自診斷功能，根據顯示的報警信息及各模塊上的發光二極管等器件的指示，可判斷出故瘴的大致起因。（3）參數檢查法。數控系統的機床參數是保證機床正常運行的前提條件，它們直接影響著數控機床的性能。通過核對、調整參數，有時可以迅速排除故障：特別是對于機床長期不用的情況，參數丟失的現象經常發生，因此，檢查和恢復機床參數是維修中行之有效的方法之一。2025/1/1716教學綱要任務一任務二

五、設備診斷常用方法2.電氣故障診斷（4）功能測試法。所謂功能測試法是通過功能測試程序，檢查機床的實際動作，判別故障的一種方法功能測試可以將系統的功能，用手工編程方法，編制—個功能鍘試程序，并通過運行測試程序，來檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的原因。（5）部件交換法。所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認，并在確認外部條件完全正確的情況下，利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或兀器件替換有疑點的部分的方法。（6）測量比較法。維修人員利用這些檢測端子，可以側量、比較正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的電壓或波形的差異，進而分析、判斷故障原因及故障所在位置。2025/1/1717教學綱要任務一任務二

五、設備診斷常用方法2.電氣故障診斷（7）原理分析法。這是根據數控系統的組成及工作原理，從原理上分析各點的電平和參數，并利用萬用表、示波器或邏輯分析儀等儀器對其進行側量，分析和比較，進而對故障進行系統檢查的一種方法。（8）其它方法。除了以上介紹的故障檢測方法外，還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法：局部升溫法等等這些檢查方法各有特點.（9）經驗法.①望；②聞；③問；④切2025/1/1718教學綱要任務一任務二六、工業機器人故障診斷幾大原則1.先外部后內部2.先機械后電氣3.先靜后動4.先公用后專用5.先簡單后復雜6.先一般后特殊2025/1/1719教學綱要任務一任務二七、故障診斷排除的一般流程1.故障現場調查（1）故障的種類（2）故障的頻繁程度（3）故障發生時的外界狀況（4）有關操作情況

（5）機床使用情況（6）工業機器人的運轉情況（7）機器人本體與控制柜之間的接線情況（8）控制柜與機器人本體裝置的外觀檢查2025/1/1720教學綱