ABB机器人伺服电机进油的分析及解决措施

侯建锦

（北京汽车股份有限公司株洲分公司，湖南株洲 412000）

0 引言

伺服电机是机器的关键部位之一，是机器人的动力来源，也是机器人动作精准的保障。ABB 机器人的伺服电机与减速箱直接相连，对电机输出端采用轴封的形式，对骨架油封要求较高，在电机高速旋转的状况下，要保持良好密封条件。骨架油封属于易损件，一旦密封效果下降，会对电机造成较大的故障，在设备维护过程中，防止电机进油与电机进油后的有效处置尤为重要。

1 伺服电机进油的危害

ABB 机器人伺服电机输出轴与减速箱中间无联轴器，骨架油封一旦失效，减速箱内的润滑油将直接渗透到伺服电机内，电机高速旋转使得润滑油在电机内不断飞溅，最后伺服电机刹车片沾油大大降低摩擦系数，造成抱闸失效，从而引起机器人停止位置不受控制。由于机器人伺服电机拆卸麻烦，电机进油后不易提前发现，等油渗透到电机后端盖才能发现，而此时刹车盘已经沾满油污，抱闸效果大大降低。而骨架油封属于易损件，骨架油封一般由橡胶体、骨架和自紧弹簧组成，密封时，骨架油封以其唇部极窄的密封接触面（＜0.5 mm）与旋转轴以一定的压力接触，在轴上形成一个接触环带，并且形成一层极薄的油膜，这层油膜是骨架油封密封效果和使用寿命的关键。而这层油膜与骨架油封的唇口材料、唇口与轴的配合以及唇口与轴配合处的润滑有关，任何一个因素的影响都会导致骨架油封的早期失效。

2 伺服电机进油解决措施

伺服电机主要是由转子、定子、编码器、制动器、轴承组成。除了比普通电机多了编码器，另外还有一个重要的不同是，伺服电机转子采用永磁体。伺服电机刹车盘进油处置方式不能像普通电机一样，将转子拆下，卸下刹车盘，对其进行清洗，再安装。这样安装过程中需要拆下编码器，同时永磁转子磁性很强，很难准确安装转子，这种处置方式最后极易使伺服电机使用过程中频繁报过载故障。

为避免这种情况，对伺服电机刹车盘的清洁采用不完全卸下转子，不拆卸编码器的方式。利用4 根加长杆螺栓支撑后端盖，通过电机输出轴将转子连同刹车盘、后端盖、编码器一同往后移出一段距离，直至露出刹车盘。用内六角拆掉刹车盘的固定螺栓，拆卸前需要测量刹车盘间隙。用化油器对刹车盘内部的油污进行清洁、擦拭干净，同时清洁伺服电机内腔。拆掉失效骨架油封，将转子部分及其他部分退回定子内，安装全新油封，最后上机检查，检查机器人负载能力以及抱闸效果。此种方式拆卸简单，拆卸安装要求低，对伺服电机内部做出部分原本位置影响很小。

3 机器人伺服电机进油预防措施

3.1 提高骨架油封的使用寿命

机器人减速箱内嵌空间小，齿轮复杂，快速运转过程中容易在腔体内形成高压，尤其是在更换完减速箱润滑油后。这种高压环境会大大降低油封的使用寿命。为避免减速箱内形成高压环境，首先更换润滑油的过程中，加入准确油量是至关重要的，一般要求指定姿态下，加油口距离最高油面5 cm 左右。另外加油完毕，运行8 h 左右，打开变速箱加油口进行排气泄压，一定程度上也可以防止变速箱内压力过高。

更换伺服电机油封时，油封的安装规范是影响油封寿命的重要因素，也是容易被忽略的因素。首先在安装骨架油封前，应该检查电机输出轴的清洁磨损程度，做好骨架油封骨架、唇口、自紧弹簧等可能发生损伤部分的检查。装配用工装的质量也是影响骨架油封装配质量的重要因素，使用可靠的专用工装安装油封，沿圆周方向力要均匀，防止工装损伤密封唇口。另外唇口部位涂敷适量润滑脂，防止瞬间启动时唇口发生干磨损。

3.2 伺服电机前端增设进油观察孔

在出现油封失效的现象后，为可以在伺服电机内部进油前提前发现，降低机器人的故障时间，同时降低伺服电机的维修难度，可以直接更换骨架油封，无需对电机进行清洁工作。

油封失效后，变速箱内的油首先进入的是电机的前端盖内，电机不断高速运行一段时间才会将油飞溅电机定子转子上，最后飞溅至电机尾部，造成刹车盘沾油。在伺服电机内部，定子转子部分与电机轴承有一段空腔，油封失效后变速箱的润滑油首先会落到此空腔内。在机器人静止时姿态下，在电机此空腔位置底部加工一个3 mm 的孔作为观察孔，然后用橡胶塞住。通过定期打开橡胶塞观察是否沾油，可以提前判断油封是否失效，避免电机内部关键部位沾油，大大降低电机的维修难度。

4 结束语

ABB 机器人伺服电机进油的直接原因是由于骨架油封失效造成，应首先提高骨架油封的寿命，降低机器人的故障频率，然后通过伺服电机增设电机进油观察孔的方法，提前发现机器人电机进油，降低伺服电机的维修难度。最后如果伺服电机出现进油故障后，通过不完全拆解电机对电机进行内部清洁，可以很好的恢复电机的原有性能。