工業機器人作為國內外應用廣泛的智能化設備，被廣泛應用在汽車制造業的點焊、搬運、涂膠、弧焊及輥邊工藝中。作為一個復雜的綜合系統，由于受到其他相關工業的制約，工業機器人經歷了從困難到靈活應用的轉變。針對這些應用情況，對機器人在低溫環境工況下存在的問題及解決措施進行了論述。

每到冬天，現場作業的工程師都會面臨惡劣天氣的影響。相信在這個季節，大家都遇到過溫度太低機器人無法啟動的問題，除了那些常規的取暖手段讓機器人“活”過來，那有沒有什么符合我們高端智能設備氣質的處理方式呢？

存在的問題

外界環境溫度為-10～40℃。目前焊裝車間工業機器人處于投產階段，冬季初期環境溫度較低時（未開啟車間空調，環境溫度低于10℃），部分工業機器人在焊接、搬運和輥邊等過程中，出現與外界設備發生碰撞、偏離機器人運行軌跡、關節負荷過高或某軸過電流等問題，在機器人手動運行回到原位后，進行降低機器人自動運行速度操作后恢復生產，機器人故障現象消失。

接下來我們將針對上述問題，用理論和實操經驗告訴你，該如何處理！

//1. ABB機器人

在焊裝車間冬季初期，尤其在上午生產線體啟動期間，ABB機器人出現“關節負荷過高”及“動作監控”報警較為頻繁，機器人關節ROB_X（如圖1所示，X代表機器人關節軸，ROB1_2為機器人1的第二關節軸）實際轉矩過高，可能為負荷數據錯誤、加速度過高、外部過程力度過大、低溫或硬件故障。經技術人員進行現場狀態確認，機器人未與設備和工件等物體發生碰撞，排除由于卡滯和碰撞造成的轉矩或負荷過高。機器人動作監控被觸發，機器人機械單元的移動被立即中斷。

//2. KUKA機器人

同樣在車間入冬初期，車間空調未開啟，車間環境溫度低于10℃以下，尤其在上午線體開啟期間，KUKA機器人頻繁報“超過最大滯后誤差（X）”（如圖2所示，X為機器人或附屬機械關節軸，KSP為KUKA SERVO PACK，1為第一軸的伺服控制）。

KUKA機器人報警界面 ? //3. FANUC機器人

日系機器人的潤滑多選用潤滑脂，溫度低或者長時間停機時，也容易出現潤滑油脂凝固，阻力變大的情況。在阻力變大時會觸發碰撞檢測。

FANUC機器人報警

問題分析及解決方法:

//1.不順暢的機器人運動軌跡

現場的機器人運行軌跡主要是以手動示教的方式生成，而在示教過程中的軌跡各不相同，所產生的軌跡不一定很順暢和平滑，在機器人運行過程中如果碰到某些位置某個軸的運動量比較大，并且速度和加速度都很大時即會出現瞬間的該軸的過電流。

這是由于：程序的某個軌跡點的位置及運動參數設置不當造成的，可以觀察每次產生該報警的位置，看是否在相同的位置，如果是，適當優化該點的位置并且適當減小該點的速度及加速度的值。

//2.檢查硬件

如果該問題在現場持續發生，即發生的頻率很高，則需要檢查硬件，包括電動機、電纜和伺服驅動等相關的硬件，可以采用替換法換掉相應的模塊。需要注意的是只需要更換報警軸的相應部分。

本文引述為ABB機器人和KUKA機器人，特別指出KUKA機器人的KPP/KSP不可同時更換，否則會報錯，必須逐一更換。

//?3.溫度原因

在溫度較低的環境中工作會造成機器人內部的油脂黏稠度較高，在機器人開始運行時會由于油脂黏稠度高而造成設備運行阻力較大，導致齒輪箱內的摩擦加劇，因而需要更大的電動機轉矩來克服阻力。由此原因，一個軸（或者多個軸）的電動機電流會達到最大值。同時溫度較低時，機器人控制系統的電路板同樣會受到影響，因為電路板主要為半導體材料，半導體在低溫環境下運行不穩定，可能會出現機器人控制系統死機或開啟機器人時間長等問題。

ABB工業機器人溫度特性 本體儲存溫度為-25～55℃，在存儲時間低于24h的情況下能夠承受的最高溫度為70℃，機器人本體在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。機器人本體操作溫度范圍為5～50℃，機器人IRC5在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。

機器人IRC5儲存溫度為-25～55℃，在存儲情況下能夠承受的最高溫度為70℃，機器人本體在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。IRC5運行溫度為5～45℃，機器人IRC5在常溫下能夠承受的最大濕度為95%。

KUKA工業機器人溫度特性 本體存儲溫度為-40～60℃，機器人本體運行溫度為10～55℃。機器人KRC4儲存溫度為5～45℃。

//?4.解決措施

我們針對機器人齒輪油脂想到的解決方法是，在低溫環境下向油脂中添加防凍劑。機器人油脂的成分組成為添加劑及油脂（油脂一般為合成油），但是其一般為廠家壟斷，成分組成是保密的。ABB機器人油脂為日本協同油脂及美孚油脂兩種，KUKA機器人油脂為嘉實多某類油品。

由于油脂成分保密，不建議在不咨詢廠家、專業人士的情況下添加任何添加劑，因為添加任何成分都會影響整體齒輪油脂的特性，可能會損壞機器人軸的齒輪和齒輪箱的密封圈等。

更多關于油脂方面的問題，可以咨詢更專業的指南車！指南車的特種潤滑油，更耐高低溫。

除上述方法外，ABB機器人、KUKA機器人及其他品牌機器人可以在開始生產運行時低速運行一段時間，采用速度逐漸提高的漸進式方法恢復到機器人外部全速或客戶要求的節拍。KUKA機器人的電動機電流可以通過預熱的功能監控，一旦達到了設定值，控制系統會自動降低運動速度，由此來降低電動機電流。

FANUC機器人預留了di速度選擇

菜單-設置-di速度選擇-啟用，配置io，設定需求速度。

工業機器人的應用是為了配合生產工藝，提高自動化水平，我們需要在設備安裝調試初期對于機器人的管理及故障解決給予足夠重視，希望本文能夠對于工業機器人軸過電流的問題提供借鑒性幫助。

編輯：黃飛

?