殷邦革 王文川 徐大飛
摘 要:隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人被廣泛用于汽車、食品、包裝等行業(yè)中,不僅提升了產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率,而且還降低了生產(chǎn)成本。工業(yè)機(jī)器人的管理與維護(hù)保養(yǎng)是企業(yè)的一項(xiàng)重要工作,對相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)也提出了很高的要求,不僅需要具有基本理論知識和管理能力,而且還需要勝任安裝、編程、調(diào)試與維護(hù)保養(yǎng)工作。文章介紹了工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用及其組成,對其維護(hù)與保養(yǎng)進(jìn)行了分析,進(jìn)而針對機(jī)器人維護(hù)專業(yè)人才缺口大的問題,提出了相應(yīng)的解決方案。
關(guān)鍵詞:工業(yè)機(jī)器人;維護(hù)與保養(yǎng);制造業(yè);設(shè)備
1 概述
隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口老齡化趨勢的加劇,企業(yè)生產(chǎn)人工成本不斷增加,尤其是制造業(yè)。為節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率,采用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動化、柔性化和智能化生產(chǎn)已成為各個企業(yè)的共識,也是未來行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。工業(yè)機(jī)器人作為企業(yè)生產(chǎn)的重要工具,將機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用制造業(yè)、食品加工等行業(yè),不僅可以提高產(chǎn)品品質(zhì),還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化,是實(shí)現(xiàn)中國制造轉(zhuǎn)型升級的重要舉措之一[1,2]。
工業(yè)機(jī)器人具有效率高、穩(wěn)定性和可靠性好、重復(fù)精度高等優(yōu)勢,各大企業(yè)紛紛以機(jī)器人換人,大量引入工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是一門綜合性學(xué)科,融機(jī)械、電子、信息、傳感、計(jì)算機(jī)、控制等多個學(xué)科技術(shù)為一體。機(jī)器人在企業(yè)的大量應(yīng)用,使得具備機(jī)器人領(lǐng)域綜合素質(zhì)的高級技能型人才緊缺,難以滿足機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的需求。對于企業(yè)來說,工業(yè)機(jī)器人管理與維護(hù)保養(yǎng)是一個新型的技術(shù)工種,不僅要求管理維護(hù)人員掌握工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基本理論,還要求掌握機(jī)器人安裝、調(diào)試、系統(tǒng)編程、維修等技能。
2 工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用及其組成
工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中應(yīng)用最多,如汽車生產(chǎn)企業(yè)中的工件抓取、裝配、焊接、噴涂、機(jī)加工、搬運(yùn)及碼垛、涂膠等作業(yè)內(nèi)容都大量使用了機(jī)器人技術(shù)。在食品、包裝、激光切割、運(yùn)輸、分揀等行業(yè)和工種中也有不同程度的應(yīng)用。
工業(yè)領(lǐng)域使用的機(jī)器人大多為多關(guān)節(jié)機(jī)械手,一般具有3~7軸,并以6軸機(jī)器人為主,也有少量并聯(lián)機(jī)器人的使用。
3 機(jī)器人維護(hù)與保養(yǎng)
機(jī)器人管理與維護(hù)保養(yǎng)的目的是減少機(jī)器人的故障率和停機(jī)時間,充分利用機(jī)器人這一生產(chǎn)要素,最大限度地提高生產(chǎn)效率。機(jī)器人的管理與維護(hù)保養(yǎng)在企業(yè)生產(chǎn)中尤為重要,直接影響到系統(tǒng)的壽命,必須精心維護(hù)。管理部門要充分認(rèn)識到機(jī)器人維護(hù)管理工作的重要性,從制度上建立、健全機(jī)器人管理與維護(hù)保養(yǎng)體系,包括制度的制定、實(shí)施、考核等多個方面。而工業(yè)機(jī)器人管理與維護(hù)人員,必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),具備安全操作知識,并且嚴(yán)格按照維護(hù)計(jì)劃來執(zhí)行。
工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)與保養(yǎng),主要包括一般性保養(yǎng)和例行維護(hù)[3]。例行維護(hù)分為控制柜維護(hù)和機(jī)器人本體系統(tǒng)的維護(hù)。一般性保養(yǎng)是指機(jī)器人操作者在開機(jī)前,對設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢,確認(rèn)設(shè)備的完好性以及機(jī)器人的原點(diǎn)位置;在工作過程中注意機(jī)器人的運(yùn)行情況,包括油標(biāo)、油位、儀表壓力、指示信號、保險裝置等;之后清理整理現(xiàn)場,清掃設(shè)備。
控制柜的維護(hù)保養(yǎng),包括一般清潔維護(hù),更換濾布(500小時),更換測量系統(tǒng)電池(7000小時),更換計(jì)算機(jī)風(fēng)扇單元、伺服風(fēng)扇單元(50000小時),檢查冷卻器(每月)等。保養(yǎng)時間間隔主要取決于環(huán)境條件,以及機(jī)器人運(yùn)行時數(shù)和溫度。機(jī)器系統(tǒng)的電池是不可充電的一次性電池,只在控制柜外部電源斷電的情況下才工作,其使用壽命大約為7000小時。定期檢查控制器的散熱情況,確保控制器沒有被塑料或其它材料所覆蓋,控制器周圍有足夠的間隙,并且遠(yuǎn)離熱源,控制器頂部無雜物堆放,冷卻風(fēng)扇正常工作,風(fēng)扇進(jìn)出口無堵塞現(xiàn)象。冷卻器回路一般為免維護(hù)密閉系統(tǒng),需按要求定期檢查和清潔外部空氣回路的各個部件,環(huán)境濕度較大時,需檢查排水口是否定期排水。
對于機(jī)器人本體而言,主要是機(jī)械手的清洗和檢查、減速器的潤滑,以及機(jī)械手的軸制動測試。
(1)機(jī)械手底座和手臂總是需要定期清洗,若使用溶劑則應(yīng)避免使用丙酮等強(qiáng)溶劑,也可以使用高壓清洗設(shè)備,但應(yīng)避免直接向機(jī)械手噴射。為了防止靜電,不能使用干抹布擦拭。中空手腕,如有必要,視需要清洗,以避免灰塵和顆粒物堆積,用不起毛的布料清潔,清潔后可在手腕表面添加少量凡士林或類似物質(zhì),以方便以后的清洗。
(2)機(jī)械手的檢查包括檢查各螺栓是否有松動、滑絲現(xiàn)象;易松勁脫離部位是否正常;變速是否齊全,操作系統(tǒng)安全保護(hù)、保險裝置等是否靈活可靠;檢查設(shè)備有無腐蝕、碰砸、拉離和漏油、水、電等現(xiàn)象,周圍地面清潔、整齊,無油污、雜物等;檢查潤滑情況,并定時定點(diǎn)加入定質(zhì)定量的潤滑油。
(3)機(jī)器人的軸制動測試是為了確定制動器是否正常工作,因
為在操作過程中,每個軸電機(jī)制動器都會正常磨損,必須進(jìn)行測試。其測試方法如下:a.運(yùn)行機(jī)械手軸至相應(yīng)位置,該位置機(jī)械手臂總重及所有負(fù)載量達(dá)到最大值(最大靜態(tài)負(fù)載);b.馬達(dá)斷電;c.檢查所有軸是否維持在原位。如馬達(dá)斷電時機(jī)械手仍沒有改變位置,則制動力矩足夠。還可移動機(jī)械手,檢查是否還需進(jìn)一步保護(hù)措施。當(dāng)移動機(jī)器人緊急停止時,制動器會幫助停止,因此可能產(chǎn)生磨損。因此,在機(jī)器使用壽命期間需要反復(fù)測試,以檢驗(yàn)機(jī)器是否維持著原來的能力。
4 機(jī)器人管理維護(hù)現(xiàn)狀與解決方案
工業(yè)機(jī)器人的需求量將會越來越大,但相關(guān)的應(yīng)用性人才卻極度缺乏,根本不能滿足日益增長的機(jī)器人需求量。具有機(jī)器人管理與維護(hù)保養(yǎng)的高素質(zhì)技能型人才短缺已經(jīng)成為制約企業(yè)發(fā)展的主要因素之一。預(yù)計(jì)到2020年,我國工業(yè)機(jī)器人保有量將超過150萬臺左右,若按照5:1的比例配備技術(shù)服務(wù)人員,人才缺口將達(dá)到30萬左右。對于企業(yè)來說,加大專業(yè)人才引進(jìn)力度和培養(yǎng)一批專業(yè)性人才是解決當(dāng)前人才緊缺的主要途徑。
在企業(yè)開展工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及管理維護(hù)培訓(xùn),是為了培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人管理維護(hù)專業(yè)性人才,提升相關(guān)人員的專業(yè)知識,培養(yǎng)深厚的理論基礎(chǔ)和實(shí)際操作能力,促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用和維護(hù)的可持續(xù)發(fā)展。由于機(jī)器人技術(shù)是一門綜合性學(xué)科,需要較廣的跨專業(yè)知識運(yùn)用能力。因此開展工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及管理維護(hù)培訓(xùn)可從以下幾個方面入手:工業(yè)機(jī)器人基本原理及其應(yīng)用和編程、工業(yè)機(jī)器人的日常管理、機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣控制系統(tǒng)的故障診斷、工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)保養(yǎng)。其中,工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)保養(yǎng)是培訓(xùn)的重點(diǎn)內(nèi)容,包括:軸運(yùn)動和機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及密封和潤滑;電池、馬達(dá)、驅(qū)動系統(tǒng)及剎車系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng);傳感系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)及安裝調(diào)試;電氣系統(tǒng)(控制柜、動力、通訊電纜)的定檢和維護(hù)。
5 結(jié)束語
工業(yè)機(jī)器人對于提高產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率、降低人力成本等有著重要的意義。工業(yè)機(jī)器人是企業(yè)生產(chǎn)的重要因素,對工業(yè)機(jī)器人的管理與維護(hù)關(guān)系著企業(yè)的生產(chǎn)效率,對維持安全、穩(wěn)定、健康、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等起著十分重要的作用。企業(yè)管理層要有高度的重視,從制度上健全工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行、維護(hù)管理制度,提高機(jī)器人投運(yùn)率。維護(hù)專業(yè)人員也要努力提高職業(yè)技能,切實(shí)做好檢修維護(hù)工作,豐富故障判別及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:殷邦革(1985-),男,漢族,江蘇省揚(yáng)州市人,大學(xué)本科,維修技術(shù)員、工程師,單位:上汽大眾汽車有限公司儀征分公司,研究方向:電氣控制。