ABB機器人伺服電機進油的分析及解決措施

侯建錦

（北京汽車股份有限公司株洲分公司，湖南株洲 412000）

0 引言

伺服電機是機器的關(guān)鍵部位之一，是機器人的動力來源，也是機器人動作精準的保障。ABB 機器人的伺服電機與減速箱直接相連，對電機輸出端采用軸封的形式，對骨架油封要求較高，在電機高速旋轉(zhuǎn)的狀況下，要保持良好密封條件。骨架油封屬于易損件，一旦密封效果下降，會對電機造成較大的故障，在設(shè)備維護過程中，防止電機進油與電機進油后的有效處置尤為重要。

1 伺服電機進油的危害

ABB 機器人伺服電機輸出軸與減速箱中間無聯(lián)軸器，骨架油封一旦失效，減速箱內(nèi)的潤滑油將直接滲透到伺服電機內(nèi)，電機高速旋轉(zhuǎn)使得潤滑油在電機內(nèi)不斷飛濺，最后伺服電機剎車片沾油大大降低摩擦系數(shù)，造成抱閘失效，從而引起機器人停止位置不受控制。由于機器人伺服電機拆卸麻煩，電機進油后不易提前發(fā)現(xiàn)，等油滲透到電機后端蓋才能發(fā)現(xiàn)，而此時剎車盤已經(jīng)沾滿油污，抱閘效果大大降低。而骨架油封屬于易損件，骨架油封一般由橡膠體、骨架和自緊彈簧組成，密封時，骨架油封以其唇部極窄的密封接觸面（＜0.5 mm）與旋轉(zhuǎn)軸以一定的壓力接觸，在軸上形成一個接觸環(huán)帶，并且形成一層極薄的油膜，這層油膜是骨架油封密封效果和使用壽命的關(guān)鍵。而這層油膜與骨架油封的唇口材料、唇口與軸的配合以及唇口與軸配合處的潤滑有關(guān)，任何一個因素的影響都會導(dǎo)致骨架油封的早期失效。

2 伺服電機進油解決措施

伺服電機主要是由轉(zhuǎn)子、定子、編碼器、制動器、軸承組成。除了比普通電機多了編碼器，另外還有一個重要的不同是，伺服電機轉(zhuǎn)子采用永磁體。伺服電機剎車盤進油處置方式不能像普通電機一樣，將轉(zhuǎn)子拆下，卸下剎車盤，對其進行清洗，再安裝。這樣安裝過程中需要拆下編碼器，同時永磁轉(zhuǎn)子磁性很強，很難準確安裝轉(zhuǎn)子，這種處置方式最后極易使伺服電機使用過程中頻繁報過載故障。

為避免這種情況，對伺服電機剎車盤的清潔采用不完全卸下轉(zhuǎn)子，不拆卸編碼器的方式。利用4 根加長桿螺栓支撐后端蓋，通過電機輸出軸將轉(zhuǎn)子連同剎車盤、后端蓋、編碼器一同往后移出一段距離，直至露出剎車盤。用內(nèi)六角拆掉剎車盤的固定螺栓，拆卸前需要測量剎車盤間隙。用化油器對剎車盤內(nèi)部的油污進行清潔、擦拭干凈，同時清潔伺服電機內(nèi)腔。拆掉失效骨架油封，將轉(zhuǎn)子部分及其他部分退回定子內(nèi)，安裝全新油封，最后上機檢查，檢查機器人負載能力以及抱閘效果。此種方式拆卸簡單，拆卸安裝要求低，對伺服電機內(nèi)部做出部分原本位置影響很小。

3 機器人伺服電機進油預(yù)防措施

3.1 提高骨架油封的使用壽命

機器人減速箱內(nèi)嵌空間小，齒輪復(fù)雜，快速運轉(zhuǎn)過程中容易在腔體內(nèi)形成高壓，尤其是在更換完減速箱潤滑油后。這種高壓環(huán)境會大大降低油封的使用壽命。為避免減速箱內(nèi)形成高壓環(huán)境，首先更換潤滑油的過程中，加入準確油量是至關(guān)重要的，一般要求指定姿態(tài)下，加油口距離最高油面5 cm 左右。另外加油完畢，運行8 h 左右，打開變速箱加油口進行排氣泄壓，一定程度上也可以防止變速箱內(nèi)壓力過高。

更換伺服電機油封時，油封的安裝規(guī)范是影響油封壽命的重要因素，也是容易被忽略的因素。首先在安裝骨架油封前，應(yīng)該檢查電機輸出軸的清潔磨損程度，做好骨架油封骨架、唇口、自緊彈簧等可能發(fā)生損傷部分的檢查。裝配用工裝的質(zhì)量也是影響骨架油封裝配質(zhì)量的重要因素，使用可靠的專用工裝安裝油封，沿圓周方向力要均勻，防止工裝損傷密封唇口。另外唇口部位涂敷適量潤滑脂，防止瞬間啟動時唇口發(fā)生干磨損。

3.2 伺服電機前端增設(shè)進油觀察孔

在出現(xiàn)油封失效的現(xiàn)象后，為可以在伺服電機內(nèi)部進油前提前發(fā)現(xiàn)，降低機器人的故障時間，同時降低伺服電機的維修難度，可以直接更換骨架油封，無需對電機進行清潔工作。

油封失效后，變速箱內(nèi)的油首先進入的是電機的前端蓋內(nèi)，電機不斷高速運行一段時間才會將油飛濺電機定子轉(zhuǎn)子上，最后飛濺至電機尾部，造成剎車盤沾油。在伺服電機內(nèi)部，定子轉(zhuǎn)子部分與電機軸承有一段空腔，油封失效后變速箱的潤滑油首先會落到此空腔內(nèi)。在機器人靜止時姿態(tài)下，在電機此空腔位置底部加工一個3 mm 的孔作為觀察孔，然后用橡膠塞住。通過定期打開橡膠塞觀察是否沾油，可以提前判斷油封是否失效，避免電機內(nèi)部關(guān)鍵部位沾油，大大降低電機的維修難度。

4 結(jié)束語

ABB 機器人伺服電機進油的直接原因是由于骨架油封失效造成，應(yīng)首先提高骨架油封的壽命，降低機器人的故障頻率，然后通過伺服電機增設(shè)電機進油觀察孔的方法，提前發(fā)現(xiàn)機器人電機進油，降低伺服電機的維修難度。最后如果伺服電機出現(xiàn)進油故障后，通過不完全拆解電機對電機進行內(nèi)部清潔，可以很好的恢復(fù)電機的原有性能。