【文/廖文清】“如果沒有潤滑油，這個世界將無法運轉。”

工業機器人的各種故障分析越來越受重視，其中，漏油現象是較為常見的故障之一，嚴重影響了工業機器人的正常使用，漏油現象不僅浪費大量的潤滑油/脂，造成經濟損失、污染環境、產品形象受損，而且還威脅設備的安全使用和生產的順利進行，嚴重時還會因機械結構內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，從而引發設備事故。

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，減速機漏油現象更為多見，背后既有本體企業安裝不合理以及后期維護保養不到位等原因，也有減速機企業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

據悉，工業機器人大約有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。

締奈中國區總代理商廣東締睿斯奈相關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。“我們是按照公斤級來計算潤滑油脂的使用量，比如3C行業，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。”

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，由本體企業自行購買。”鐘劍俐說。

據悉，生產諧波減速器的廠家設備都比較精密，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在與潤滑油脂企業的合作過程中，在原有的潤滑油脂的基礎上，通過自身對添加劑配比的創新，研發出適用于其減速器產品的專用油脂，并重新命名，成為自創品牌。

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會選擇可替代的潤滑油脂品牌。

MeliorMotion GmbH中國區負責人張猛也指出，其實很多品牌自己不研發潤滑油，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。“我們用嘉實多的EP320比較多，還有納博特斯克的SB150，都是經過測試的，客戶可以自行選擇，從而降低成本。”

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的話，減速機內部的潤滑油變得極其的濃稠，同時還可能帶有雜質。這種情況下可能會造成兩個結果：一個是異響，另一個是溫升。

以異響來說，業內人士指出，在機器人的使用過程中，機器人運動軸轉動時出現雜音，若運動軸轉動時，有卡頓、鑄件間摩擦的現象，就有可能是運動軸油腔內潤滑油高溫氧化或金屬磨粒等雜質積聚過多，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，在發那科機器人保養手冊上，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公里就要保養一次一樣，需要定期維護。“3C行業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10000多小時進行一次保養。”鐘劍俐指出。

她進一步指出，如果一臺機器人沒有好好維護，進行售后保養的話，它的壽命會大大減少，正常可以使用10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，才會出現減速器或者機器人漏油的情況。”業內人士指出。

從選擇合適的潤滑油脂來看，減速機潤滑技術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，它的結構分為油和增稠劑，油是90%以上的基礎油加添加劑，根據不同的工況，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#。”田大鵬指出。

有業內知情人士表示，國產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。”

不同的行業，對于減速器潤滑油脂的要求也有所不同。以汽車行業為例，由于汽車工業遍布大江南北，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生泄漏；而食品生產設備采用食品級潤滑產品的要求越發嚴格，對于加工和分揀機器人等有機會接觸食品的設備，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、減速器內外壓力差：減速器工作過程中，內部的各種摩擦副產生大量熱量，導致內部溫度升高、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。減速器內部溫升越高，滲漏的風險越大。

2、油封結構設計不合理：例如，油封產生泵吸效應的前提是接觸壓力峰值要靠近油側，當壓力峰值靠近空氣側時，油側壓力梯度小于空氣側壓力梯度，油封一定發生泄漏。

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熱、密封設計三個方面從根本上提出了解決這一問題的辦法。

據悉，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。根據業內人士的經驗，溫度每升高10oC，化學反應速率（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，將滑動摩擦轉變為滾動摩擦，從而最大限度的降低阻力抑制溫升，防止基礎油劣化。

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品，加完一次油之后，可以實現免維護。張猛說：“因為我們的效率比較高，發熱量比較低，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小時內是不用換油的，這大大降低了客戶的使用成本。”值得一提的是，作為新型減速器品牌，Melior Motion的減速器可以替代RV減速器應用在一些高精密的場合。

潤滑油脂的國產化

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，國內的油/脂還不太成熟，會出現一些問題。”業內人士表示，潤滑油脂的國產化目前并不容樂觀。

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

值得一提的是，盡管目前減速器油脂國產化面臨重重壓力，但是國內也有一些企業取得了突破性進展，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、脂產品，成功研發了昆侖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，有效提升齒輪傳動效率，降低減速器的工作溫度；具有優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過程中，使用該產品潤滑的減速器齒輪溫度沒有異常變化。