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助力機械手

  助力機械手它是在早期出現的古代機器人的基礎上發展起來的,機械手研究始於20世紀中期,隨著計算機和自動化技術的發展,特別是1946年第一台數字電子計算機問世以來,計算機取得了驚人的進步,向高速度、大容量、低價格的方向發展。同時,大批量生產的迫切需求推動了自動化技術的發展,又為機器人的開發奠定了基礎。另一方麵,核能技術的研究要求某些操作機械代替人處理發射性物質。在這一需求背景下,美國於1947年開發了遙控機械手,1948年又開發了機械式的助力機械手。

        助力機械手首先是從美國開始研製的。1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念,並申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術控製機器人的關節,利用人手對機器人進行動作示教,機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人。現有的機器人差不多都采用這種控製方式。1958年美國聯合控製公司研製出第一台機械手鉚接機器人。

        助力機械手廣泛應用於機械製造、冶金、電子、輕工和原子能等行業。

助力機械手行業自2000年以來以每年20%的速度增長,在“十一五”期間,銷售兩旺,產量,質量和水平進一步提高,非凡在汽車行業,IT製造業,拉動了模具檔次提高,精良的模具製造裝備為模具技術水平提供了保障。中國模具工業協會常務副會長,秘書長,表示,曹延安,中國模具業正經曆“黃金發展階段”,今後一段時間內將繼續保持持續快速增長。 

        近年來,助力機械手行業產品結構調整加快,以大型,精密,複雜,長壽命模具為代表的高技術模具行業總體發展速度,占模具總量的35%左右的增長速度比。在2007年模具出口增幅達35.73%,逆差進一步下降,進出口模具結構更加合理,替代進口模具已成氣候國內。 

        專家分析,在接受采訪時,中國的模具行業將是大型,精密,複雜,高效率,長壽命和多功能方向發展。目前,電子,汽車,電機,電器,儀器,儀表,家電,通訊和軍工產品,60%-80%的零部件,都要依靠成型。

表現出高精確度,高複雜性,高一致性,高生產率和低功耗的部件的成型,其它製造方法無法比擬的。模具在很大程度上決定了質量的產品,效率和發展能力。

        專家認為,中國助力機械手工業會越來越大,但是準確度會更高。 10年前,精密模具的精度一般為5μm,現在已達2-3μm的。不久,1μm精度的模具將上市。隨著元件的微型化及精度要求的提高,一些精密模具公差要求1μm以下,這就要求發展超精加工。專家認為,中國模具行業要進一步發展多功能複合模具除了衝壓模具零件一個多功能,而且還擔負疊壓,攻絲,鉚接和鎖緊等組裝任務。有了這個多功能的工具已經不再生產批次零件,但大量的組件,如接觸軸承組件,各種小型電機,電器及儀表的核心部件。多色和多材質塑料成形模具也將得到快速發展。這種模具縮短了生產周期,今後將在不同領域和應用開發。 

        助力機械手隨著熱流道技術的推廣和應用,熱流道模具在塑料模具的比例逐步提高。熱流道模具技術可以提高生產力和配件質量關,並且可以大大節省部分的原材料,這項技術的應用在國外發展迅速,已經非常普遍。國內熱流道模具也已經生產,一些企業已經達到了30%,但是,在一般情況下,該比率太低,尚待開發。隨著塑料成型工藝的不斷改進和發展,模具及適應高壓氣體輔助注射成型過程中,將按照模具的發展。有關專家認為,模具標準件的應用將越來越廣泛,模具標準化及模具標準件能極大地影響模具製造周期中的應用。使用模具標準件不但縮短模具製造周期,也提高產品質量和降低模具的製造成本。同時,快速經濟模具的前景十分廣闊。 

        由於人們要求模具的生產周期盡可能短,因此開發快速經濟模具越來越引起人們的關注。如各種超塑性材料製作模具的發展;環氧,聚酯或在其中填充金屬,玻璃等增援製作簡易模具。這類模具製造工藝簡單,精度容易控製,收縮率較小,價格便宜,壽命較高。也可以用水泥塑料製作汽車覆蓋件模具。 ,低熔點合金模具,噴塗成型模具,電鑄模,精密模具,疊層模具,塑料模具,光陶瓷的造型和使用的低成本快速製造熱固性橡膠模具等快速經濟模具將進一步發展。快速換模,快換衝頭等也將越來越大。

        另一種使用計算機控製的機械手操作的快速換模設備,快速檢測模式的設備技術將得到發展和完善。中國塑料模具網專家認為,壓鑄模具行業,這一比例將繼續增加。隨著產品如汽車和方向輕巧,壓鑄模的數量和複雜性生活會提出了越來越高的要求。隨著塑料和鋼,塑料和木材部件的開發和產品的精度和複雜性不斷增加,塑料的比例將繼續增加其精度和複雜性也將隨著相應的增加。


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惡劣工況或滿負荷狀態下工作的FANUC機器人保養須知

 發那科機器人 上海發那科技術沙龍 7月17日

對於FANUC機器人,發那科公司規定在使用一定的時間後應定期對機器人進行保養。保養的內容包括對各軸減速機/齒輪箱更換潤滑油、更換電池、清理灰塵等。其中,各軸減速機/齒輪箱油脂更換的周期和方法尤其重要,特別是對於在惡劣工況或者滿負荷狀態下工作的機器人,如果換油的時機和方法掌握的不對,極易造成減速機/齒輪箱的提前磨損或關節處油封漏油等故障。為了更好的使用機器人,本文針對惡劣工況或滿負荷狀態下工作的FANUC機器人換油要點進行重點介紹。


為了更清晰地描述換油的注意事項,本文選擇兩種常用在極端工況的FANUC機型進行講解。一種機型是R-2000iC/210WE,常用於在高溫、高濕的清洗房內。另一種機型是M-10iA,常用於小物品的搬運、弧焊以及壓鑄噴淋等,因其動作輕便、生產效率高,故常常節拍很快,全年無休的滿負荷使用。


為了更清晰地描述換油的注意事項,本文選擇兩種常用在極端工況的FANUC機型進行講解。一種機型是R-2000iC/210WE,常用於在高溫、高濕的清洗房內。另一種機型是M-10iA,常用於小物品的搬運、弧焊以及壓鑄噴淋等,因其動作輕便、生產效率高,故常常節拍很快,全年無休的滿負荷使用。

非標設備定製

圖1 清洗機器人R-2000iC/210WE


 非標設備定製

圖2 中小型機M-10iA
 
1.清洗機器人R-2000iC/210WE
J1/J2/J3軸的減速機、J4/J5/J6軸的齒輪箱、以及手腕的潤滑油,必須按照正確的方法以每1年或累計運轉時間每達3840小時的較短一方為周期進行更換,而且必須使用從發那科公司購買的正品潤滑油。
有關供應的潤滑油以及供油量如下:

非標設備定製

圖3 1年(3840小時)定期更換用指定潤滑油以及供油量

潤滑油的更換、補充,應以下列姿勢進行:

非標設備定製圖4 R-2000iC/210WE機器人供油時的姿勢

2.中小型機M-10iA
J1/J2/J3軸減速機的潤滑油以及J4/J5/J6軸齒輪箱的潤滑油必須按照正確的方法以每3年、或者累計運轉時間每達11520小時的較短一方為周期進行更換,而且必須使用從發那科公司購買的正品潤滑油。
全年無休滿負荷工作的小時數為:365×24=8760h。
有關供應的潤滑油以及供油量如下:

非標設備定製

圖5 3年(11520小時)定期更換用指定潤滑油以及供油量

潤滑油的更換、補充,應以下列姿勢進行:

非標設備定製

非標設備定製

圖6 M-10iA機器人供油時的姿勢

3.更換油脂時的注意事項
1)務必使用FANUC唯一官方渠道購買的正品油脂,確保油脂品質能夠滿足機器人機械部件的運動需求,否則會導致機器人機械部件提前磨損而無法正常工作。


2)務必將機器人調整至要求的注油姿態,這樣機構內部油路是順暢的,可以取得最好的換油效果,且不易在注油時讓油路密封承受過大的壓力。


3)更換各軸油脂時,要確保打開正確的注油口和對應的排油口。假如不是很確定,建議加油前先在排油口處塗抹點油脂,這樣注油時可以查看排油口處有無氣泡冒出以確定油路是否順暢。


4)更換油脂時注油速度務必不能過快,應保持勻速、緩慢加注。對於發那科同款手動油槍,手動注油時以每2秒按壓油槍1次為宜;對於發那科同款氣動油槍,注油槍前端壓力應保持在0.15MPa以下。


5)注油完成後,減速機內部壓力會比較大,所以此時一定要做好各軸充分排壓。打開各軸排油口,堵上各軸進油口,編程動作各軸60°以上角度,以自動模式或T2模式100%高速運行20min左右即可充分釋放壓力。若現場達不到上述要求的排壓條件,請適當延長排壓時間。


6)對於有墊片的注、排油口螺塞,請確保螺塞墊片不丟失以及螺塞長度合適,否則可能會使螺塞擰入太深,接觸到內部減速機而使其損壞。同時,堵住螺塞時務必確保螺塞口無異物,切勿將異物帶入減速機內部從而磨損減速機。


7)機器人正常允許的環境溫度是0-45°,而在清洗房內或滿負荷頻繁反轉運動下,機器人周圍的環境溫度以及機器人各軸減速機的溫度均高於正常值。此時,潤滑油及油槽內壓會上升。在這種情況下,建議在注油後一天以及一周時,趁運轉剛結束後,打開每個軸的排油口釋放壓力,1分鍾後再堵上油口。

4.換油保養不當可能會引發的故障
1)超過規定周期未及時保養,因潤滑油失效而起不到保護效果,導致機械部件磨損,最終會導致減速機間隙過大或卡死。


2)使用非發那科官方渠道購買的潤滑油,因品質不達標,導致潤滑油在使用過程中提前失效,在規定保養周期內未起到保護效果,最終也會導致機械部件磨損,各軸間隙過大或卡死。同時,有些劣質油脂在失效的過程中會釋放部分氣體,也會導致油槽內壓過大而出現漏油現象。


3)未按正確的機器人姿態保養、或未打開正確的排油口、或注油速度過快、或注油完成後未充分並定期的釋放壓力,均會導致各軸機械部件內壓過大,從而會使潤滑油從油封處擠出,進入馬達內或各關節外,導致漏油。輕微的漏油,可以通過定期更換油脂、注意釋放內壓緩解。但嚴重的漏油,極大可能是各關節油封已被頂起凸出,這時隻能通過更換減速機來解決漏油故障了。

5.總結
機器人保養雖然是件不起眼的事情,但是,正確的保養卻是對機器人延長使用壽命有著極大的幫助。隻有我們重視細節,按規範操作保養,才能減少機器人的故障率,減少停機時間和維修費用,提高生產效率,獲取更大的經濟效益。