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一种机器人伺服电机故障维修盒设计项目

单位名称 北京现代汽车有限公司 大赛年份 2021年
大赛届次 第16届 奖项 铜奖
发明人姓名 常锋
技术领域 机械制造与自动化,机器人
应用行业 工业机器人,智能制造,工业自动化
项目类别 专利
专利类型 实用新型
专利情况 申请号 申请日期
专利号 授权日期
计算机软件著作权证书登记号
项目简介 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新
汽车自动化生产线使用大量的工业机器人,而每个机器人又使用6个以上伺服电机,大量伺服电机高负荷长期使用后,电机老化损坏是个普遍的现象。传统的维修方法是对坏电机进行拆卸,并更换新的伺服电机。更换机器人需要多位经验的维修工协调进行作业,维修过程约为2个小时。车身工厂每停产1分钟就会造成700多元的经济损失。为了降低机器人伺服电机故障的维修时间,通过对电机的原理进行了详细分析研究,找到问题的根本原因,针对性的设计制作了伺服电机维修工具,并进行了线下测试,测试效果良好。并在北京现代各个工厂进行了推广应用,产生了巨大的经济效益。导致编码器不工作(或者报警)的根本原因是由于编码器数据异常导致。日常生活使用的一些小的电子产品激发了团队成员的灵感,路由器及MP4等一些电子设备都自带一套恢复出厂化设置的系统。它们都设置有一个RESET按钮,通过按动这个RESET按钮,可以使这台设备清除一些外部数据,恢复出厂化设置。通过研究编码器的线路原理,自制了一个专用来清除编码器数据的维修盒。当电机故障时,插入维修盒,启动工作按钮,5秒钟就可以清除内部全部数据,重新进行设定即可,避免了电机的更换作业,极大提高效率
2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面
根据调查,目前各个汽车企业都使用大量的机器人,伺服电机的故障也是频繁发生,而应对这一类故障的普遍方法都是进行电机的整体更换作业,目前没有更好的方法。而这项发明,可以直接对电机故障的根本原因进行针对性的处理,避免了电机的更换作业,直接进行电机的修复,维修效率高,自动化生产线的停线时间短,就会产生极大的生产效益。机器人伺服电机维修工具颠覆了维修机器人的传统思路,由坏了就换备件改变为坏了去尝试快速修复。改善前:更换伺服电机,调整机器人伺服原点位置,确认焊接或抓件位置。(平均维修时间120分钟)改善后:无须更换伺服电机。使用机器人伺服电机维修工具快速修复,计算伺服数据信息,确保机器人轨迹无偏差。(平均维修时间20分钟)改善后避免了伺服电机的更换,每年可节约大量的部件更换费用。机器人伺服电机维修工具改善项目有以下特点:1.降低维修作业劳动强度2.投入少,成果显著3.消除维修作业的安全隐患4.减少了质量问题隐患5.减少停线时间,降低成本6.提高员工创新能力
项目进展阶段 批量生产和应用
备注 伺服电机维修工具在北京现代推广应用后,并在现代汽车全球30多个工厂推广、应用。该项目获得北京现代年度优秀改善提案第一名,机器人伺服电机维修工具在2015年6月获得了国家专利证书。并在2019年获得机械工业科技进步三等奖。机器人伺服电机维修盒不仅仅可以用在机器人维修上,他的使用原理可以应用于其他装有旋转绝对值编码器的伺服电机上,而所做的只是确定编码器的接线,对维修盒的插头做相应的改善即可。这一技术在工业自动化控制领域还将发挥更大的作用。