CN111562070A - 一种机器人组件气密性检测方法 - Google Patents

Abstract

一种机器人组件气密性检测方法，包括以下步骤：在机器人组件的油腔内注入油脂并密封所述油腔的入口与出口；运行加有油脂的机器人组件一段时间；对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测，判定所述机器人组件是否有气密性不良；若无气密性不良，则进行其他检测；若有气密性不良，则消除所述气密性不良。本发明的机器人组件气密性检测方法检测机器人实际工作状态下的气密性，所检测的结果符合实际工作情况，能降低实际工作中机器人组件的油脂泄漏情况，降低机器人组件的不良率。

Description

一种机器人组件气密性检测方法

技术领域

本发明涉及气密性检测方法技术领域，特别是涉及机器人组件气密性检测方法。

背景技术

在现代工业中，机器人的使用日益普及，机器人通过控制多个关节机械手或多自由度机器装置完成各项加工动作。这些关节为多个零部件组成的组件，其活动的过程中难免会出现因摩擦所造成的磨损与发热，为此在机器人组件的关节部位设置储存油脂的油腔。请参阅图1，所述机器人组件由多个单个铸件以及密封件通过螺钉等连接件安装而成，包括油腔1、入口2以及出口3，所述入口2以及所述出口3分别设置在所述油腔1的两侧，使用时，密封所述出口3，油脂从所述入口2注入所述油腔1，然后密封所述入口2；更换油脂时，打开所述出口3排出油脂，并从所述入口2重新注入油脂。

为防止因零部件不良或是安装时产生间隙导致油脂泄漏，在机器人组件在组装完成后往往需要进行气密性检测。而由于机器人组件的油腔主要由单个铸件组合而成，因此气密性检测也主要针对铸件所存在的缺陷而进行的。请参阅图2，专利申请号为201510251942.1的发明专利公开了一种卡式毛坯铸件型腔压力检测装置，该压力检测装置专门用于检测具有腔体的铸件4压力，包括门形卡式工装5、橡胶垫6、压板7以及强推螺杆8。所述门形卡式工装5的侧壁与所述铸件4的开口相对应。所述橡胶垫6设置在所述门形卡式工装5的侧壁与所述铸件4的开口用于密封所述铸件4的开口。所述压板7压紧所述橡胶垫6，所述压板7上设有与所述铸件4的开口连通的进出口，所述压板7的进出口分别与进口管(图未示)以及出口管(图未示)连接，所述出口管连接压力表(图未示)。所述强推螺杆8顶压所述压板7。对所述铸件4的腔体压力进行检测时，分别通过所述压板7挤压所述橡胶垫6对所述铸件4的开口进行密封，所述压板7的压紧力通过所述强推螺杆8进行调节，从而可以密封表面粗糙的腔体开口端面，然后通过所述进口管向所述铸件4的腔体内充入气压或水压并保压，观测与所述出口管连接的压力表的保压情况，并判断铸件型腔是否有泄漏。

从上述压力检测装置以及压力测试步骤可以看出，现有技术的铸件腔体气密性测试主要是在注入油脂前对铸件腔体进行静态压力检测完成的。然而对于作为关节的机器人组件来说，由于常处于活动状态，气密性不良一般出现工作一段时间或磨合期以后，因此静态的压力检测方式无法检测机器人组件经磨合期后的气密性，仅仅采用静态压力检测无法减少机器人组件在工作过程中的油脂泄漏情况，更无法降低机器人组件的不良率。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种检测机器人磨合期后的气密性检测方法。

本发明的机器人组件气密性检测方法是通过如下方案实现：

一种机器人组件气密性检测方法，包括以下步骤：

在机器人组件的油腔内注入油脂并密封所述油腔的入口与出口；

运行加有油脂的机器人组件一段时间；

对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测，判定所述机器人组件是否有气密性不良；若无气密性不良，则进行其他检测；若有气密性不良，则消除所述气密性不良。

相对于现有技术，本发明的机器人组件气密性检测方法主要检测加入油脂并经过一段磨合期的机器人组件，所检测的结果符合实际工作情况，能降低实际工作中机器人组件的油脂泄漏情况，降低机器人组件的不良率。

进一步，对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测包括如下步骤：停止所述机器人组件的运行；对所述油腔充气并检测所述油腔内压力值，当所述油腔压力值达到标准压力值，则停止充气；对完成充气的油腔保压一段时间后，再次检测所述油腔内压力值并与所述标准压力值相比较，若所述压力值的变化在要求范围内，则判定无气密性不良；若所述压力值的变化超出要求范围，则判定有气密性不良。

进一步，对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测包括如下步骤：停止所述机器人组件的运行；对所述油腔充气并检测所述油腔内压力值，当所述油腔压力值达到标准压力值，则停止充气；对完成充气的油腔保压的同时再次运行所述机器人组件一段时间，再次检测所述油腔内压力值并与所述标准压力值相比较，若所述压力值的变化在要求范围内，则判定无气密性不良；若所述压力值的变化超出要求范围，则判定有气密性不良。检测运行中的机器人组件获取动态压力值，符合机器人组件的实际工作状态，提高检测结果的准确性。

进一步，对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测包括如下步骤：停止所述机器人组件的运行；对所述油腔充气并检测所述油腔内压力值，当所述油腔压力值达到标准压力值时，则停止充气；获取所述油腔内温度值作为标准温度值；对完成充气的油腔保压的同时以最大额定功率运行所述机器人组件一段时间，再次检测所述油腔内压力值并与所述标准压力值相比较，再次检测所述油腔内温度值并与所述标准温度值相比较；若所述压力值以及所述温度值在要求范围内，则判定无气密性不良；若所述压力值超出要求范围，又或是所述温度值超出要求范围而所述压力值在要求范围内，则判定有气密性不良。与温度相结合的检测方式，能检测到细微的泄漏，提高检测的精确度。

进一步，在对所述机器人组件的油腔注入油脂前还包括如下步骤：对所述机器人组件进行组装，包括组装单个铸件并进行密封处理；对完成组装的机器人组件进行前置气密性检测，判定所述机器人组件是否有气密性不良；若无气密性不良，则在所述机器人组件的油腔内注入油脂；若有气密性不良，则消除所述气密性不良后在所述机器人组件的油腔内注入油脂。检测运行前的机器人组件，提前排除不良品，节约检测程序，提高工作效率。

进一步，在对所述机器人组件的各个零部件进行组装前还包括如下步骤：获取所述机器人组件的单个铸件；对所述单个铸件进行气密性检测，若所述单个铸件无气密性不良，则进行所述机器人组件的组装；若所述单个铸件有气密性不良，则消除所述气密性不良后再组装所述机器人组件。检测单个组件的气密性，进一步提前排除不良品，从而进一步提高工作效率

进一步，在对获取所述机器人组件的单个铸件前还包括如下步骤：利用有限元软件分析所述单个铸件的结构缺陷，结合成型工艺分析，优化所述单个铸件的结构以及成型工艺。结合有限元软件与铸造工艺排除气密性不良，在生产前减少不良，节约成本。

进一步，注入所述油腔的油脂占所述油腔腔体体积90％；运行加有油脂的机器人组件3天以上。

进一步，消除所述气密性不良包括如下步骤：查找出所述气密性不良的部位；若所述气密性不良的部位属于铸件气密性不良，则重新生产单个铸件；若所述气密性不良的部位属于外购品不良，则更换所述外购品；若所述气密性不良的部位属于连接不良，则重新调整安装工艺。提供不良品的简单处理方法，有效改进机器人的气密性。

进一步，在所述油腔上设置压力表以及温度传感器；通过无线信号获取所述压力表与所述温度传感器的读数。无线信号传输的方式为操作人员的读数提供吧便利。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为现有技术中机器人组件的结构示意图；

图2为现有技术中一种卡式毛坯铸件型腔压力检测装置；

图3为本发明中机器人组件气密性检测方法的流程示意图；

图4为本发明中利用有限元软件分析单个铸件结构的结果；

图5为本发明中消除气密性不良方法的流程示意图；

图6为本发明中进行第二次气密性检测的流程示意图。

具体实施方式

请参阅图3，本发明中的机器人组件气密性检测方法包括如下步骤：

步骤S10：分析单个铸件所存在的结构以及工艺缺陷且进行优化，然后生产所述单个铸件。

其中请参阅图4，在一个实施中，利用有限元软件对单个铸件结构进行分析，预测容易出现残余应力、收缩变形或是缩孔等缺陷的部位并对此进行结构优化。进一步，结合铸造工艺进行成型模拟分析，合理设置单个铸件成型温度、保压保温时间、浇口以及流道位置，避免铸件出现气孔、缩孔、裂纹以及沙眼等缺陷。

步骤S20：对所述单个铸件进行气密性测试，若所述单个铸件无气密性不良，则进行下一步；若所述单个铸件存在气密性不良，则查找出现气密性不良的部位并再次进行步骤S10，对所述单个铸件的结构以及成型工艺进行调整，直至消除所述气密性不良。

进行步骤S20时，采用密封件堵塞所述单个铸件需要密封的部位，使构成机器人组件油腔的部分与密封件形成测试腔体并对所述测试腔体内充入气体，然后所述测试腔体与压力表连接进行气密性测试。在经过一段时间后，若与所述压力表检测的压力值变化在要求范围内，则判定所述单个铸件无气密性不良，进行下一步操作。若与所述压力表的压力值减少并超出要求范围，则判定所述单个铸件有气密性不良，通过涂抹肥皂水等方式查找气体泄漏的部位，并返回步骤S10对所述单个铸件的结构和工艺进行分析，分析出现气密性不良的原因并进行改良，直至消除所述气密性不良，所述单个铸件通过步骤S20中的所述单个铸件气密性测试。在一个实施例中，向所述测试腔体内充入0.05MPa的空气，经过30min后再次检测所述测试腔体内的压力值，若所述测试腔体的压力值为0.04MPa以上，则判定所述单个铸件无气密性不良；若所述测试腔体的压力值小于0.04Mpa，则判定所述单个铸件有气密性不良。

步骤S30：将各个单个铸件与其他零部件组装成机器人组件，并对需要密封的部位进行密封处理。

将多个单个铸件通过螺钉、销轴等与减速机等其他零部件组装一起，并在需要进行密封的部位设置密封圈、油封等进行密封处理，形成具有油腔的机器人组件，预留所述油腔入口与出口。

步骤S40：对所述机器人组件进行第一次气密性检测，即前置气密性检测，判定机器人组件是否有气密性不良。若无气密性不良，则进行下一步；若有气密性不良，则查找出现气密性不良的部位并进行处理，并返回步骤S30重新安装所述机器人组件，直至消除所述气密性不良，所述机器人组件通过步骤S40中的第一次气密性检测。

在一个实施例中，进行第一次气密性检测时，首先用密封件堵塞油腔出口，然后通过油腔入口对油腔内进行充气并设置压力表检测油腔的压力值，当所述压力表检测到油腔的压力值达到所述标准压力值0.05Mpa时，停止向所述油腔内充气。然后保压30min以上，再次检测所述油腔的压力值，并与所述标准压力值相比较，若所述压力值为0.04Mpa以上，则判定无气密性不良；若所述压力值小于0.04Mpa，则判定有气密性不良。使用肥皂水等方式对与油腔相关的部位进行检测，查找漏气的部位以及相关的零部件。

其中，请参阅图5，消除所述气密性不良包括如下步骤：

步骤S410：使用肥皂水等方式对与油腔关联的部位进行检测，查找漏气的部位以及相关的零部件，查找气密性不良的部位；

步骤S420：气密性不良的部位属于单个铸件气密性不良，则返回步骤S10。

返回步骤S10重新对所述单个铸件的结构和工艺进行分析，分析出现气密性不良的原因并进行改良，直至步骤S40中所述单个铸件无气密性不良。

步骤S430：气密性不良的部位属于外购品气密性不良，则更换所述外购品。

例如密封件、油封、又或是减速机整机等出现气密性不良，则直接更换所述外购品，直至步骤S40中所述外购品无气密性不良。

步骤S440：气密性不良的部位属于连接不良，则返回步骤S30，重新调整零部件之间的连接关系或是调整安装工艺等。

例如将原来的间隙配合改为过盈配合，又或是调整安装的公差范围等，直至步骤S40中所述零部件连接无气密性不良。

步骤S450：重新组装经过步骤S420到S440的机器人组件，直至消除所述气密性不良。

步骤S50：向所述油腔内注入油脂且密封油腔入口与出口，并运行机器人组件一段时间。

在一个实施例中，根据所述油腔的空间大小注入占所述油腔腔体体积90％的油脂，其余10％为空气，然后运行所述机器人组件3天以上，运行方式包括通过电机旋转或平移机器人组件的各个关节。

步骤S60：对运行一段时间后的机器人组件进行第二次气密性检测，判定所述机器人组件是否有气密性不良。若无气密性不良，则进行其他检测；若有气密性不良，则查找出现气密性不良的部位并进行处理，并返回步骤S30重新安装所述机器人组件，直至消除所述气密性不良，所述机器人组件通过步骤S50中的第二次气密性检测。具体内容请参阅图6。

在一个实施例中，进行第二次气密性检测时，包括如下步骤：

步骤S610：停止所述机器人组件的运行。

步骤S620：通过所述油腔入口对所述油腔进行充气，然后设置所述压力表检测所述油腔压力值，当所述压力表显示所述油腔的压力值达到所述标准压力值0.05MPa时，停止向所述油腔内充气。

步骤S630：进行保压一段时间，即保压30min以上。

步骤S680：再次检测所述油腔内的压力值，并与所述标准压力值相比较，若再次检测的压力值在0.04MPa以上，则判定无气密性不良；若所述压力值小于0.04MPa，则判定有气密性不良，进行步骤S690。

步骤S690：使用肥皂水等方式对与油腔相关的部位进行检测，查找漏气的部位以及相关的零部件并进行处理。所述处理步骤操作参照步骤S410到S430。然后返回步骤S30重新安装机器人组件并再次进行步骤S30到S60，直至消除所述气密性不良，所述机器人组件通过步骤S680的气密性检测。

由于步骤S40中第一次气密性只检测了机器人组件刚完成组件、各零部件未经磨合状态下的静态气密性，然而机器人组件在实际工作中各零部件往往需要经过一段磨合期才能达到正常工作状态，而安装不良、连接不当等气密性不良也往往出现在磨合期以后，因此。通过检测经过一段磨合期的机器人组件气密性，能准确获取机器人在实际运行中的动态气密性，降低机器人组件的不良率。

在另外一个实施例中，向所述油腔充气且所述油腔内压力到达所述标准压力值，即达到0.05MPa后，还包括如下步骤：

步骤S640：进行保压一段时间，即保压30min以上，与此同时以低于电机额定功率50％的速度运行所述机器人组件。

然后进行步骤S680判定是否有气密性不良，若所述机器人组件无气密性不良，则进行其他检测；若所述机器人组件有气密性不良，则进行步骤S690，直至消除所述气密性不良，所述机器人组件通过步骤S680的气密性检测。

此外，为防止在测试人员观测压力值变化时，运动的机器人组件运行对测试人员造成伤害或不便，在检测所述标准气压值时，可通过程序设置降低所述机器人组件运动幅度或速度，又或是在所述压力表上设置无线信号发送模块，通过所述无线信号发送模块发送无线信号至接收装置进行读数，所述无线信号包括蓝牙、WiFi等无线信号，所述接收装置包括带有显示屏的计算机。

机器人在实际使用状态时，随着各种动作其零部件的连接状态不断的发生改变，气密性状态也可能相应地发生变化。检测运行中的机器人组件气压值变化的方式，不单能准确获取所述机器人组件在经过一段磨合期后的动态气密性，而且能在此基础上进一步获取所述机器人组件在实际工作过程中动态变化的压力值，从而更准确地检测到其动态的气密性，所获取动态气密性更符合实际工作时的状态，所以进一步降低机器人组件的不良率。

在另一个实施例中，向所述油腔充气且所述油腔内压力到达所述标准压力值，即达到0.05MPa后，还包括如下步骤：

步骤S650：在所述油腔旁设置温度传感器获取所述油腔的标准温度值，即在机器人组件油腔内充气直到气压值为0.05MPa时，通过所述温度传感器获取到所述机器人组件油腔的温度，其读数为40摄氏度，以40摄氏度为所述标准温度值。

步骤S660：进行保压一段时间，即保压30min以上，与此同时以电机的最大额定功率运行所述机器人组件；

步骤S670：再次检测所述油腔内的压力值以及温度值，所述压力表的压力值与所述标准气压值相比较，所述温度传感器的温度值与所述标准温度值相比较，若压力值以及温度值的变化在要求范围内，又或是再次检测的温度值超出要求范围，同时再次检测的压力值变化超出要求范围，即再次检测的压力值为0.04Mpa以上，且再次检测的温度值为50摄氏度以下，又或是再次检测的温度值超出要求范围，又或是再次检测的温度值为80摄氏度以上，而再次检测的压力值超过0.05Mpa，则判定无气密性不良；若压力降低到要求范围以外，又或是再次检测的温度值超出要求范围，而再次检测的压力值变化不超出要求范围，则判定有气密性不良，即再次检测的压力值小于0.04Mpa，又或是再次检测的温度值为80摄氏度以上，而再次检测的压力值在0.04到0.05Mpa之间，则判定有气密性不良，进行步骤S690。

此外，所述压力值与所述温度值均通过无线通讯模块与所述压力表以及所述温度传感器进行无线信号通讯获取。

进一步，步骤S650中在所述油腔旁还设置了加热器。步骤S660中在保压的同时，所述加热器进行加热，所述机器人组件保持静止状态，又或是进行低速运行。步骤S670中，所述温度传感器检测所述油腔内温度值变化的同时，所述压力表检测所述油腔内压力值变化，通过温度变化值与压力变化值相结合的方式，同样也能实现对所述油腔的气密性检测。

由于机器人组件的油腔腔体体积较小，油腔内所存在的气体较少，因此所述标准气压值数值以及气压变化值常常是一个较小的值。如果所述机器人组件只出现轻微的泄漏，其压力变化值极小甚至超出所述压力表的检测公差范围，此时所述压力表无法检测其压力变化而误判没有泄漏。由此可见，对于机器人腔体的气密性检测只靠检测气压值的话，是无法实现对轻微泄漏的检测。与此同时，由于机器人组件在运行过程中零部件之间的摩擦会出现发热现象，而且随着运行时间延长以及运行速度提高，油腔内温度越来越高。根据热胀冷缩原理，在密封的油腔内，随着温度的提高，油脂膨胀，气压增大，在密封的条件下，再次所得的压力值必然增大并超过一定范围，若无出现该结果，则是轻微泄漏所导致的。由此可见，与仅仅设置所述压力表检测压力变化的方式相比，通过所述压力表检测压力变化与所述温度传感器检测温度变化相结合判定气密性的检测方式，能检测出压力表检测公差范围外的轻微泄漏，提高气密性的精准度，达到防范于未然的效果。

步骤S70：对通过步骤S60中的气密性检测的机器人组件进行其他检测。

相比于现有技术，本发明的机器人组件气密性检测方法对经过磨合期的机器人组件的气密性进行检测，符合实际使用情况，减少在实际使用中的油脂泄漏情况。通过检测压力的方法简单、容易实现。进一步，检测运动中的机器人组件的动态气密性，模拟机器人使用状态，获取动态气密性变化值，进一步提高检测的准确性。而且，压力与温度相结合的检测方式扩大检测的范围，即使是细微的泄漏也能检测，提高气密性检测的精准度。与此同时，与注入油脂前的前置气密性检测以及单个铸件的气密性检测相结合，全方位排除各种气密性不良。此外，配合合理的气密性不良的处理方式，排除机器人组件的气密性不良。通过无线信号读数的方式更能减少操作人员在机器人运行中进行读数时的伤害，提高检测的可操作性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机器人组件气密性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在机器人组件的油腔内注入油脂并密封所述油腔的入口与出口；

运行加有油脂的机器人组件一段时间；

对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测，判定所述机器人组件是否有气密性不良；若无气密性不良，则进行其他检测；若有气密性不良，则消除所述气密性不良。

2.根据权利要求1所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测包括如下步骤：

停止所述机器人组件的运行；

对所述油腔充气并检测所述油腔内压力值，当所述油腔压力值达到标准压力值，则停止充气；

对完成充气的油腔保压一段时间后，再次检测所述油腔内压力值并与所述标准压力值相比较，若所述压力值的变化在要求范围内，则判定无气密性不良；若所述压力值的变化超出要求范围，则判定有气密性不良。

3.根据权利要求1所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测包括如下步骤：

停止所述机器人组件的运行；

对所述油腔充气并检测所述油腔内压力值，当所述油腔压力值达到标准压力值，则停止充气；

对完成充气的油腔保压的同时再次运行所述机器人组件一段时间，再次检测所述油腔内压力值并与所述标准压力值相比较，若所述压力值的变化在要求范围内，则判定无气密性不良；若所述压力值的变化超出要求范围，则判定有气密性不良。

4.根据权利要求1所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，对运行一段时间的机器人组件进行气密性检测包括如下步骤：

停止所述机器人组件的运行；

对所述油腔充气并检测所述油腔内压力值，当所述油腔压力值达到标准压力值时，则停止充气；

获取所述油腔内温度值作为标准温度值；

对完成充气的油腔保压的同时以最大额定功率运行所述机器人组件一段时间，再次检测所述油腔内压力值并与所述标准压力值相比较，再次检测所述油腔内温度值并与所述标准温度值相比较；若所述压力值以及所述温度值在要求范围内，则判定无气密性不良；若所述压力值超出要求范围，又或是所述温度值超出要求范围而所述压力值在要求范围内，则判定有气密性不良。

5.根据权利要求1到4所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，在对所述机器人组件的油腔注入油脂前还包括如下步骤：

对所述机器人组件进行组装，包括组装单个铸件并进行密封处理；

对完成组装的机器人组件进行前置气密性检测，判定所述机器人组件是否有气密性不良；若无气密性不良，则在所述机器人组件的油腔内注入油脂；若有气密性不良，则消除所述气密性不良后在所述机器人组件的油腔内注入油脂。

6.根据权利要求5所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，在对所述机器人组件的各个零部件进行组装前还包括如下步骤：

获取所述机器人组件的单个铸件；

对所述单个铸件进行气密性检测，若所述单个铸件无气密性不良，则进行所述机器人组件的组装；若所述单个铸件有气密性不良，则消除所述气密性不良后再组装所述机器人组件。

7.根据权利要求6所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，在对获取所述机器人组件的单个铸件前还包括如下步骤：

利用有限元软件分析所述单个铸件的结构缺陷，结合成型工艺分析，优化所述单个铸件的结构以及成型工艺。

8.根据权利要求1到4所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，注入所述油腔的油脂占所述油腔腔体体积90％；运行加有油脂的机器人组件3天以上。

9.根据权利要求1所述机器人组件气密性检测方法，其特征在于，消除所述气密性不良包括如下步骤：

查找出所述气密性不良的部位；

若所述气密性不良的部位属于铸件气密性不良，则重新生产单个铸件；

若所述气密性不良的部位属于外购品不良，则更换所述外购品；

若所述气密性不良的部位属于连接不良，则重新调整安装工艺。

10.根据权利要求4所述的机器人组件气密性检测方法，其特征在于，在所述油腔上设置压力表以及温度传感器；通过无线信号获取所述压力表与所述温度传感器的读数。

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