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机器人维修减速机故障原理分析
时间:2024-11-27 点击: 来源:互联网 作者:匿名
简介：在机器人维修减速机齿轮不断的啮合滚动摩擦与滑动摩擦中，齿轮之间的间隙会逐渐增大。这种间隙的变化，会进一步导致齿间隙空程的逐步变化，具体表现为机械臂的抖动、电机扭矩的过载保护等现象。……
由于工业机器人所采用的两级减速机齿轮结构设计极为紧凑，这一特性在带来高效运作的时候，也导致了其在运行过程中的散热性能相对较差。加之工业机器人往往需要连续长时间地进行高强度作业，这就不可避免地使得减速机内部的关键部件，如针销、曲柄轴以及滚珠轴承等，长时间处于持续高温的状态。
在这样的高温环境下，齿面的机械表面极易产生大颗粒的疲劳铁屑，不断有铁屑被排出。这些不断形成的铁屑颗粒，在齿轮的啮合过程中，会被润滑油液所黏连，并参与到传动过程中。它们通过传动过程中的挤压与滑动摩擦，留下划痕，导致齿面的精度与强度逐渐失效，进而形成齿轮间隙以及传动空程。尤其当机械臂承受的负载越大时，其冲击负载也越大，啮合面的磨损情况就会更加严重。这种冲击负载所形成的碰撞次数，还会引发减速机异常的噪音，如下图所示，实际运行中存在着明显的负载转矩变化。
大量铁屑的不断形成，会进入润滑油液中，产生额外的不稳定摩擦力矩。这些不断累积的摩擦力矩，会迫使伺服电机的功率输出不断增加。随着铁粉浓度的持续上升，齿轮的早期变形、断裂以及齿间隙空程的变大等问题就会接踵而至。这时候机器人维修减速机就显而易见了。
在机器人维修减速机齿轮不断的啮合滚动摩擦与滑动摩擦中，齿轮之间的间隙会逐渐增大。这种间隙的变化，会进一步导致齿间隙空程的逐步变化，具体表现为机械臂的抖动、电机扭矩的过载保护等现象。
为了应对这些问题，目前主流的机器人公司大多采用了日本纳博特斯克公司的RV减速机。这种减速机通过集成角轴承，增加了减速机的刚度，使其能够支持更大的外部负荷。这样一来，就大大减少了外部支撑设备的需求，降低了所需的零件数，从而增加了整体的可靠性，并降低了总成本。
RV减速机采用了以摆线设计的独特针齿和RV齿轮结构，如下图所示。它搭载了一套大型内角轴承，实现了更大的负荷能力，减少了对外部负载的支撑力矩。同时，这种设计还能够减少设计时间和安装成本。机械一体设计化的理念，进一步降低了累积误差，减小了齿轮啮合背隙，使得在运转过程中能够保持恒定的传动力矩性能。在意外需要停机的情况下，拍下急停按钮，机器人维修减速机能够在短时间内承受额定扭矩峰值的5-8倍。
摆线齿轮和针齿的啮合精度，对冲击负载能力以及齿轮齿隙有着直接的影响。前端的加工精度以及磨合情况是否优良，也会极大地影响整个减速机齿轮的力矩分布。而力矩分布的不均，正是导致机械臂卡死的原因之一。
减小齿隙，减速机内部全部采用了集成式滚动接触部件。这一设计在传动过程中能够优化启动效率，从而降低故障率。相反地，如果增加不必要的零部件，反而会提升整体的故障率。
机器人维修减速机在工作时，转速一般达到3000r/min左右。转速越大，齿面和齿根所受到的交变应力次数就越多，疲劳强度也就越高，齿面的磨损情况也就越严重。
对于工业机器人手臂而言，其齿轮的精度越高，齿形就越准确，位置公差就越小，啮合过程也就更加紧密。这样的机械传动不仅平稳，而且噪声更小。噪音检测也成为了检测减速机早期故障的有效手段之一。
此外，良好的润滑也是改善减速机故障率的关键因素之一。合理的工业机器人维护周期可以延长减速机的使用寿命。不同的润滑介质具有不同的磨合性能，因此选用合适的润滑介质，对于降低故障率具有重要意义。
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