【文/廖文清】“如果沒有潤滑油，這個世界將無法運轉(zhuǎn)?！?/p>

工業(yè)機器人的各種故障分析越來越受重視，其中，漏油現(xiàn)象是較為常見的故障之一，嚴重影響了工業(yè)機器人的正常使用，漏油現(xiàn)象不僅浪費大量的潤滑油/脂，造成經(jīng)濟損失、污染環(huán)境、產(chǎn)品形象受損，而且還威脅設(shè)備的安全使用和生產(chǎn)的順利進行，嚴重時還會因機械結(jié)構(gòu)內(nèi)部的齒輪和軸承缺油脂而得不到充分的潤滑，導致齒面磨損加劇以及軸承燒壞，從而引發(fā)設(shè)備事故。

而機器人漏油主要來自兩個方面：電機漏油和減速機漏油。其中，減速機漏油現(xiàn)象更為多見，背后既有本體企業(yè)安裝不合理以及后期維護保養(yǎng)不到位等原因，也有減速機企業(yè)是否合理選擇潤滑油脂等問題，而往往這些細微的地方極易被忽略。

被忽視的潤滑油脂

據(jù)悉，工業(yè)機器人大約有80%的零件損壞是由于摩擦、磨損引起，潤滑油/脂作為減少摩擦、磨損的關(guān)鍵，其重要性不言而喻，然而因為潤滑油/脂在整個機器人本體成本中所占的比例非常小，前期企業(yè)對其重視程度不夠，后期就大大加劇了機器人的維修成本。

締奈中國區(qū)總代理商廣東締睿斯奈相關(guān)負責人鐘劍俐對高工機器人表示，其實一臺諧波減速機里邊用的油脂非常少，可能就是幾克的量?！拔覀兪前凑展锛墎碛嬎銤櫥椭氖褂昧?，比如3C行業(yè)，給蘋果外殼打磨的小型機器人，負載才幾kg，最小的負載才0.5kg，這樣的機器人一個軸需要的潤滑脂僅2g-3g?！?/p>

但潤滑油對減速器性能的影響卻是巨大的，特別是在使用環(huán)境比較惡劣，溫度比較高的場合，對潤滑油脂的要求更為苛刻。

“普遍來說，諧波減速器的廠家會自己購買油脂，RV減速機企業(yè)一般不會自己買油，而是把減速機賣給客戶之后，由本體企業(yè)自行購買?！辩妱f。

據(jù)悉，生產(chǎn)諧波減速器的廠家設(shè)備都比較精密，對油脂的耐磨度要求比較高，所以他們對于選擇哪個品牌的油脂，必須經(jīng)過自身千錘百煉的測試之后，才會做出選擇。

甚至有些諧波減速機企業(yè)在與潤滑油脂企業(yè)的合作過程中，在原有的潤滑油脂的基礎(chǔ)上，通過自身對添加劑配比的創(chuàng)新，研發(fā)出適用于其減速器產(chǎn)品的專用油脂，并重新命名，成為自創(chuàng)品牌。

但有人指出，目前還沒有不可替代的減速器油脂，事實上，考慮到成本的問題，一般減速器和機器人本體企業(yè)會選擇可替代的潤滑油脂品牌。

MeliorMotion GmbH中國區(qū)負責人張猛也指出，其實很多品牌自己不研發(fā)潤滑油，都是直接購買然后貼牌，用了他們的減速機就必須用他們的油，這樣成本會比較高，而Melior Motion GmbH的油比較簡單，客戶可以直接在市場上購買?！拔覀冇眉螌嵍嗟腅P320比較多，還有納博特斯克的SB150，都是經(jīng)過測試的，客戶可以自行選擇，從而降低成本?！?/p>

無論是出廠前就添加了潤滑油脂，還是出廠后添加潤滑油脂，減速機在使用了一段時間之后都需要對其潤滑油進行更換。如果長期不更換潤滑油而高速運轉(zhuǎn)的話，減速機內(nèi)部的潤滑油變得極其的濃稠，同時還可能帶有雜質(zhì)。這種情況下可能會造成兩個結(jié)果：一個是異響，另一個是溫升。

以異響來說，業(yè)內(nèi)人士指出，在機器人的使用過程中，機器人運動軸轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)雜音，若運動軸轉(zhuǎn)動時，有卡頓、鑄件間摩擦的現(xiàn)象，就有可能是運動軸油腔內(nèi)潤滑油高溫氧化或金屬磨粒等雜質(zhì)積聚過多，潤滑油失去潤滑效果，需采取更換運動軸油腔潤滑油的措施。

說到機器人的維修和保養(yǎng)，在發(fā)那科機器人保養(yǎng)手冊上，明確提出了：機器人每工作三年或工作10000個小時，就需要更換機器人六個軸減速器潤滑油和J4軸齒輪軸潤滑油。

油脂的耐磨度越好，減速機就越耐磨，換油的時長也越長。當然，如果想要減速機使用時間長一點，就像我們使用車子5000公里就要保養(yǎng)一次一樣，需要定期維護?！?C行業(yè)一般是用小型機器人，車間也比較干凈，對諧波減速器的要求是運轉(zhuǎn)10000多小時進行一次保養(yǎng)?！辩妱赋觥?/p>

她進一步指出，如果一臺機器人沒有好好維護，進行售后保養(yǎng)的話，它的壽命會大大減少，正?？梢允褂?0年的機器人可能最后只能使用5年。

減速器漏油原因和解決辦法

“油脂其實不會損害任何機器人，因為它最柔軟，除非是使用錯了型號，不是專用型號的油脂，才會出現(xiàn)減速器或者機器人漏油的情況?！睒I(yè)內(nèi)人士指出。

從選擇合適的潤滑油脂來看，減速機潤滑技術(shù)分為潤滑油和潤滑脂，潤滑油在油脂分化時非常徹底，但是有一個缺點，對于密封性的要求非常高，在亞洲尤其日本、中國，大部分采用的是潤滑脂。

克魯勃潤滑劑(上海)有限公司技術(shù)工程師田大鵬此前表示，目前大部分的減速機都是用油脂潤滑，它的結(jié)構(gòu)分為油和增稠劑，油是90%以上的基礎(chǔ)油加添加劑，根據(jù)不同的工況，添加劑的比例在5%—10%之間，增稠劑的含量大概是在40%——60%左右，潤滑脂分為000#、00#、0#、1#、2#、3#、4#、5#、6#，從0#到6#，增稠劑含量越高，越來越硬，越硬在減速器里運行起來的分油率和潤滑性能就越差。

“如果國內(nèi)減速機廠商能夠做到100%密封，我們還是建議使用油潤滑，但是除了ABB之外，其它的企業(yè)好像都還沒能解決密封的問題，所以一般情況下，RV減速器我們推薦0#和00#油脂，密封好一點推薦00#，差一點的推薦0#，如果是諧波減速器，我們推薦1#或者2#?！碧锎簌i指出。

有業(yè)內(nèi)知情人士表示，國產(chǎn)機器人只能用潤滑脂，但是KUKA的機器人不管從大到小的機器人型號都可以用液體潤滑油，而不用固體油脂，是因為KUKA機器人密封效果比較好。“ABB也是用液體潤滑油，但是它比較復雜一點，KUKA是用一款油就可以，但是ABB根據(jù)不同的軸用的油會有一些不一樣，比如1/2/3軸用150的油，4/5/6有可能就是用320的油?！?/p>

不同的行業(yè)，對于減速器潤滑油脂的要求也有所不同。以汽車行業(yè)為例，由于汽車工業(yè)遍布大江南北，對油脂的高低溫性能提出了更高的要求。同時，汽車行業(yè)潤滑油還需要具備良好的與密封件兼容的性能，以保證長期使用不發(fā)生泄漏；而食品生產(chǎn)設(shè)備采用食品級潤滑產(chǎn)品的要求越發(fā)嚴格，對于加工和分揀機器人等有機會接觸食品的設(shè)備，所使用的潤滑劑必須符合食品安全標準。

除了潤滑脂選擇不合理之外，造成減速器漏油主要還有以下幾方面的原因：

1、減速器內(nèi)外壓力差：減速器工作過程中，內(nèi)部的各種摩擦副產(chǎn)生大量熱量，導致內(nèi)部溫度升高、壓力增大，潤滑脂在壓差的作用下，導致潤滑脂從縫隙中滲漏。減速器內(nèi)部溫升越高，滲漏的風險越大。

2、油封結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理：例如，油封產(chǎn)生泵吸效應(yīng)的前提是接觸壓力峰值要靠近油側(cè)，當壓力峰值靠近空氣側(cè)時，油側(cè)壓力梯度小于空氣側(cè)壓力梯度，油封一定發(fā)生泄漏。

3、制造、裝配工藝過程管控不嚴格，如注油量、密封軸的光潔度傾斜、油封裝配不正確等現(xiàn)象均可造成減速器滲漏。

在昊志機電看來，目前，很多機器人本體廠商解決潤滑脂滲漏問題的辦法就是抹布擦除，治標不治本，還增加作業(yè)人員維護的工作量，而昊志主要從降低減速器的溫升、提升齒面的潤滑能力降低摩擦發(fā)熱、密封設(shè)計三個方面從根本上提出了解決這一問題的辦法。

據(jù)悉，溫度變化會導致潤滑脂粘度的變化，進而會導致分子摩擦。例如，高溫可能會將油分子剪切/裂解成較小的分子，從而導致粘度降低。根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的經(jīng)驗，溫度每升高10oC，化學反應(yīng)速率（包括氧化和熱降解）將會變化2倍，例如，溫度升高10oC會使反應(yīng)速率加倍，從而使預期壽命減半。隨著溫度的升高，潤滑脂將很快失效。

昊志機電在潤滑脂添加劑中加入了含有納米級別的球狀微粒成分，其直徑約為分子直徑的二十分之一，可以滲透到部件間的每一個角落而不會引起粘度的變化；此外，納米級微粒起到細微軸承的作用，利用軸承效應(yīng)，將滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，從而最大限度的降低阻力抑制溫升，防止基礎(chǔ)油劣化。

對于一些自動化的客戶，Melior Motion也提供加好潤滑油脂的封閉式減速機產(chǎn)品，加完一次油之后，可以實現(xiàn)免維護。張猛說：“因為我們的效率比較高，發(fā)熱量比較低，所以油封使用壽命很長，我們標的使用壽命在滿載的情況下是20000小時，在這20000小時內(nèi)是不用換油的，這大大降低了客戶的使用成本?！敝档靡惶岬氖?，作為新型減速器品牌，Melior Motion的減速器可以替代RV減速器應(yīng)用在一些高精密的場合。

潤滑油脂的國產(chǎn)化

目前大部分機器人使用的油脂品牌有：締奈Drislide、嘉實多Castrol、協(xié)同油脂KyodoYushi、哈默納科Harmonic等。

“在與我們合作的客戶中，基本上都是使用進口的潤滑油/脂，國內(nèi)的油/脂還不太成熟，會出現(xiàn)一些問題?！睒I(yè)內(nèi)人士表示，潤滑油脂的國產(chǎn)化目前并不容樂觀。

當然從機器人的國產(chǎn)化來看，除了減速機、控制器、伺服電機等核心部件的核心技術(shù)需要實現(xiàn)國產(chǎn)化突圍外，關(guān)鍵材料和潤滑油等配套產(chǎn)品的國產(chǎn)化也不容忽視。

值得一提的是，盡管目前減速器油脂國產(chǎn)化面臨重重壓力，但是國內(nèi)也有一些企業(yè)取得了突破性進展，比如中國石油潤滑油公司——昆侖潤滑，從2014年就開始研究擺線針輪機器人專用油、脂產(chǎn)品，成功研發(fā)了昆侖DG-2諧波減速器潤滑脂、昆侖機器人擺線針輪（RV）RV00減速器潤滑脂。

其中，昆侖DG-2諧波減速器潤滑脂產(chǎn)品研制中采用降噪工藝，能有效降低減速器柔輪和鋼輪嚙合過程中的噪音和振動；具有極低的摩擦系數(shù)，有效提升齒輪傳動效率，降低減速器的工作溫度；具有優(yōu)良的抗磨性能和機械安定性能，達到減速器的終身免維護潤滑，保證在減速器急加速測試和運轉(zhuǎn)過程中，使用該產(chǎn)品潤滑的減速器齒輪溫度沒有異常變化。