新松工業機器人電機運行抖動故障維修方法分享:在工業自動化生產場景中,新松工業機器人憑借高精度、高穩定性的優勢,廣泛應用于焊接、裝配、搬運等核心工序。電機作為機器人運動執行的核心部件,其運行狀態直接決定了機器人的作業精度和設備壽命。當電機出現運行抖動故障時,不僅會導致工件加工精度下降、生產效率降低,還可能引發電機過熱、軸承損壞等連鎖故障,甚至威脅到整個生產系統的穩定運行。

一、新松工業機器人電機運行抖動硬件故障原因分析
(一)電機本體部件損壞
電機本體是動力輸出的核心,其內部部件損壞是導致運行抖動的主要原因之一,具體包括以下幾類情況:
1. 轉子不平衡:轉子是電機實現機械能轉換的關鍵部件,若轉子上的永磁體脫落、磨損,或轉子軸存在彎曲變形,會導致轉子重心偏移,運行時產生離心力,引發電機抖動。新松伺服電機轉子采用高強度永磁材料,長期高負荷運行、頻繁啟停或受到外部撞擊時,永磁體可能出現局部脫落或磁性能衰減,進而破壞轉子平衡。此外,電機安裝過程中若同軸度偏差過大,長期運行會導致轉子軸彎曲,加劇抖動現象。
2. 軸承損壞:軸承是保障電機轉子順暢轉動的核心部件,承擔著轉子的徑向和軸向載荷。新松電機常用深溝球軸承和角接觸軸承,若電機長期在高溫、高濕度環境下運行,或潤滑脂老化、干涸,會導致軸承滾珠磨損、滾道劃傷,甚至出現軸承卡死現象。軸承損壞后,轉子轉動阻力增大,運行時會產生周期性振動,同時伴隨“嗡嗡”異響,抖動程度會隨轉速升高而加劇。
3. 定子繞組故障:定子繞組是電機產生電磁轉矩的核心部件,若繞組出現短路、斷路或絕緣層破損,會導致電機內部磁場分布不均,電磁轉矩波動,引發運行抖動。造成繞組故障的原因主要包括:電機過載運行導致繞組過熱燒毀;電機進水、受潮導致絕緣層破損,引發匝間短路;接線端子松動或氧化,導致繞組接觸不良。此外,新松電機繞組采用漆包線繞制,長期高頻振動可能導致漆包線磨損,進而引發繞組故障。
(二)傳動機構連接異常
新松工業機器人電機通過減速器、聯軸器、同步帶等傳動機構與執行部件連接,傳動機構連接異常會導致動力傳遞不穩定,進而引發電機抖動,具體原因包括:
1. 聯軸器損壞或安裝偏差:聯軸器是連接電機軸與減速器輸入軸的關鍵部件,用于傳遞轉矩并補償兩軸之間的同軸度偏差。若聯軸器存在磨損、裂紋,或安裝時兩軸同軸度偏差超過允許范圍(新松機器人要求同軸度偏差≤0.02mm),會導致動力傳遞過程中產生周期性沖擊,引發電機抖動。此外,聯軸器的彈性墊老化、脫落,也會導致緩沖作用失效,加劇振動傳遞。
2. 減速器故障:減速器作為機器人傳動系統的核心部件,用于降低轉速、增大轉矩。若減速器內部齒輪磨損、齒面剝落,或軸承損壞、潤滑油泄漏,會導致減速器運行阻力增大,輸出轉矩波動,進而反向傳遞至電機,引發電機抖動。新松機器人常用諧波減速器和RV減速器,其中諧波減速器的柔輪長期高負荷運行易出現疲勞磨損,RV減速器的針齒套、擺線輪損壞也會導致傳動精度下降,伴隨明顯抖動。
3. 同步帶松弛或磨損:部分新松機器人末端執行器采用同步帶傳動,若同步帶長期運行后出現松弛、齒面磨損或斷裂,會導致動力傳遞打滑,電機輸出的轉矩無法穩定傳遞至執行部件,進而引發電機抖動。此外,同步帶輪的齒槽磨損、軸向偏移,也會導致同步帶與帶輪嚙合不良,加劇抖動現象。
(三)供電系統異常
電機運行所需的穩定電源是保障其正常工作的基礎,供電系統異常會導致電機定子繞組電流波動,電磁轉矩不穩定,引發抖動,具體原因包括:
1. 電源電壓波動:若工業電網電壓波動過大(超過±10%),或三相電壓不平衡,會導致電機定子繞組輸入電壓不穩定,電磁轉矩產生波動,進而引發運行抖動。此外,車間內其他大功率設備(如電焊機、空壓機)的頻繁啟停,會導致電網電壓瞬時跌落,也會影響電機的正常運行。
2. 驅動器故障:伺服驅動器是控制電機運行的核心部件,用于將電網電壓轉換為電機所需的變頻變壓電源。若驅動器內部的IGBT模塊、電容、電阻等元件損壞,會導致輸出電壓波形畸變,電流波動過大,進而引發電機抖動。新松伺服驅動器采用模塊化設計,若功率模塊散熱不良、驅動電路故障,或驅動器與電機之間的連接線接觸不良,都會影響驅動器的正常輸出,導致電機運行異常。
(四)傳感器故障
新松工業機器人電機通過編碼器、霍爾傳感器等部件實現轉速、位置的閉環控制,傳感器故障會導致控制信號反饋異常,驅動器無法精準調節電機運行狀態,進而引發抖動,具體原因包括:
1. 編碼器故障:編碼器是檢測電機轉速和位置的核心傳感器,若編碼器內部光學元件磨損、碼盤污染,或信號線接觸不良、斷裂,會導致編碼器輸出信號失真或丟失。驅動器無法獲取準確的電機運行狀態信息,會導致轉速調節失控,電機出現抖動、轉速波動等問題。此外,編碼器安裝偏差過大、軸套磨損,也會影響檢測精度,引發運行異常。
2. 霍爾傳感器故障:霍爾傳感器用于檢測電機定子繞組的電流和磁場變化,為驅動器提供電流反饋信號。若霍爾傳感器損壞、靈敏度下降,或安裝位置偏差過大,會導致電流反饋信號不準確,驅動器無法精準控制定子電流,進而引發電磁轉矩波動,導致電機抖動。
二、新松工業機器人電機運行抖動硬件故障維修方法
(一)電機本體部件維修
針對電機本體部件損壞導致的抖動故障,需根據具體損壞部件進行針對性維修,維修過程中需嚴格遵循電機拆解和裝配規范,避免二次損壞:
1. 轉子不平衡維修:首先拆卸電機,對轉子進行外觀檢測,查看永磁體是否存在脫落、磨損現象。若永磁體脫落,可采用專用膠粘劑將永磁體重新粘貼固定,并進行固化處理;若永磁體磨損嚴重或磁性能衰減,需更換同型號永磁體。對于轉子軸彎曲故障,需采用百分表檢測軸的彎曲度,若彎曲度超過0.02mm,需進行校直處理,校直后需重新檢測轉子平衡。若轉子平衡度偏差過大,需在動平衡機上進行動平衡校正,確保轉子重心偏移量符合要求。
2. 軸承損壞維修:拆卸電機端蓋,取出轉子,檢測軸承的磨損情況。若軸承滾珠磨損、滾道劃傷,或存在卡死現象,需更換同型號、同精度等級的軸承。更換軸承時,需先清理軸承座內的雜質和舊潤滑脂,涂抹適量新的高溫潤滑脂(推薦采用鋰基潤滑脂),然后采用壓裝方式將新軸承安裝到位,確保軸承與軸、軸承座的配合間隙符合要求。安裝完成后,手動轉動轉子,確保轉動順暢無卡滯。
3. 定子繞組故障維修:采用萬用表檢測定子繞組的電阻值和絕緣電阻值,判斷繞組是否存在短路、斷路或絕緣破損故障。若繞組存在匝間短路,需拆解電機,拆除舊繞組,按照原繞組的繞制參數(匝數、線徑、接法)重新繞制繞組,并進行浸漆、烘干處理,提高繞組絕緣性能;若繞組斷路,需查找斷路點,重新焊接導線,并做好絕緣處理;若繞組絕緣層破損,需清理破損部位,涂抹絕緣涂料,或更換整個定子繞組。維修完成后,需重新檢測繞組的電阻值和絕緣電阻值,確保符合技術要求。
(二)傳動機構維修
針對傳動機構連接異常導致的抖動故障,需重點檢查連接部件的安裝精度和磨損情況,及時進行調整或更換:
1. 聯軸器維修:拆卸聯軸器,檢測聯軸器是否存在磨損、裂紋,彈性墊是否老化、脫落。若聯軸器損壞,需更換同型號的聯軸器;若彈性墊老化,需更換新的彈性墊。安裝聯軸器時,需采用百分表校正兩軸的同軸度,確保同軸度偏差≤0.02mm。校正完成后,均勻緊固聯軸器的固定螺栓,避免螺栓松動導致同軸度偏差。
2. 減速器維修:拆卸減速器,檢測內部齒輪、軸承的磨損情況,查看潤滑油是否存在泄漏、變質現象。若齒輪磨損、齒面剝落,需更換同型號的齒輪;若軸承損壞,需更換新的軸承;若潤滑油變質或泄漏,需清理減速器內部的舊潤滑油,添加適量的同型號專用潤滑油(新松機器人減速器推薦采用合成齒輪油)。維修完成后,需進行空載試運行,檢測減速器的運行噪聲和振動情況,確保運行平穩。
3. 同步帶維修:檢測同步帶的松緊度和磨損情況,若同步帶松弛,可通過調節同步帶輪的中心距進行張緊;若同步帶齒面磨損嚴重或斷裂,需更換同型號的同步帶。更換同步帶時,需確保同步帶輪的齒槽清潔無雜質,安裝后同步帶與帶輪嚙合良好,無打滑現象。同時,需檢查同步帶輪的軸向偏移量,若偏移過大,需進行調整,確保同步帶傳動平穩。
(三)供電系統維修
針對供電系統異常導致的抖動故障,需從電源和驅動器兩方面進行排查和維修:
1. 電源電壓異常維修:采用萬用表檢測電網三相電壓的數值和平衡度,若電壓波動過大,需安裝穩壓器或電抗器,穩定電網電壓;若三相電壓不平衡,需檢查車間配電線路,查找電壓不平衡的原因(如線路接觸不良、負載分配不均),并進行針對性處理。此外,可在電機供電線路上安裝濾波器,減少其他大功率設備對電機供電的干擾。
2. 驅動器故障維修:拆卸驅動器外殼,檢測內部IGBT模塊、電容、電阻等元件是否存在損壞、鼓包、燒蝕現象。若IGBT模塊損壞,需更換同型號的IGBT模塊,并檢查驅動電路是否存在故障;若電容損壞,需更換同規格的電容;若驅動器與電機之間的連接線接觸不良,需重新插拔連接線,緊固接線端子,或更換損壞的連接線。維修完成后,需對驅動器進行參數初始化,重新配置電機參數,確保驅動器與電機匹配。
(四)傳感器故障維修
針對傳感器故障導致的抖動故障,需檢測傳感器的輸出信號和安裝狀態,及時進行維修或更換:
1. 編碼器故障維修:拆卸編碼器,檢測碼盤是否存在污染、磨損,光學元件是否完好。若碼盤污染,需用無水乙醇擦拭碼盤表面,清理雜質;若碼盤磨損或光學元件損壞,需更換同型號的編碼器。安裝編碼器時,需確保安裝偏差符合要求,信號線連接牢固。安裝完成后,通過驅動器的診斷功能檢測編碼器的輸出信號,確保信號準確、穩定。
2. 霍爾傳感器故障維修:采用萬用表檢測霍爾傳感器的輸出電壓,判斷傳感器是否損壞。若霍爾傳感器損壞,需更換同型號的霍爾傳感器;若傳感器安裝位置偏差過大,需調整傳感器的安裝位置,確保檢測精度。更換傳感器后,需重新校準電流檢測參數,確保驅動器能夠準確獲取電流反饋信號。

三、結語
新松工業機器人電機運行抖動硬件故障的排查和維修,需依托對電機系統結構和工作原理的深入理解,遵循科學的排查流程,精準定位故障點。本文從電機本體、傳動機構、供電系統、傳感器四個核心維度,剖析了故障產生的原因,并提出了針對性的維修方法,同時強調了維修后的檢測和日常預防措施的重要性。在實際運維工作中,運維人員需不斷積累經驗,結合專業工具和技術規范,提高故障排查和維修效率,確保機器人電機長期穩定運行,保障工業自動化生產的順利進行。


