1. Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Temperatureffekt: Die Temperatur der Arbeitsumgebung von Industrierobotern hat einen erheblichen Einfluss auf ihre Leistung und Nutzlastkapazität. In Umgebungen mit hohen Temperaturen kann es zu einer Überhitzung wichtiger Komponenten wie Motoren und Untersetzungsgetriebe von Robotern kommen. Wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur die Obergrenze der vorgesehenen Arbeitstemperatur des Roboters überschreitet (normalerweise etwa 40-50 Grad Celsius), nimmt die Effizienz des Motors ab und die Drehmomentabgabe kann abnehmen. Dies bedeutet, dass in Umgebungen mit hohen Temperaturen die tatsächliche Nutzlast, der Roboter standhalten können, unter dem Nennwert liegen kann. Im Gegenteil: In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen verschlechtert sich die Fließfähigkeit von Materialien wie Schmierfetten und die Widerstandsfähigkeit mechanischer Komponenten von Robotern nimmt zu. Beispielsweise können in einigen kalten Arbeitsszenarien im Freien (Temperaturen unter -10 Grad Celsius) die Gelenkbewegungen von Robotern träge werden und auch ihre Nutzlastkapazität beeinträchtigt werden.
Auswirkungen der Luftfeuchtigkeit: Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit können dazu führen, dass elektronische Komponenten von Robotern feucht werden, was zu Problemen wie Kurzschlüssen und Korrosion führen kann. Wenn die elektronischen Komponenten wie die Leiterplatte des Roboters feucht werden, kann es zu Fehlfunktionen des Steuerungssystems kommen, wodurch die Kontrolle des Roboters über die Nutzlast beeinträchtigt wird. Beispielsweise wird in einigen Fabriken oder Lebensmittelverarbeitungsbetrieben in der Nähe des Meeres (mit einer Luftfeuchtigkeit von normalerweise etwa 70 % -90 %) die Leistung von Robotern erheblich beeinträchtigt, wenn keine guten Feuchtigkeitsschutzmaßnahmen vorhanden sind. Für Roboter mit strengen Anforderungen an die Feuchtigkeitsbeständigkeit muss ein geeigneter Schutzgrad gewählt werden, z. B. IP65 (Staub- und Spritzwasserschutz) oder höher, um einen normalen Betrieb in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten.
2. Staub und Feinstaub
Die Auswirkungen auf mechanische Komponenten: In Arbeitsumgebungen mit viel Staub und Feinstaub, wie z. B. Gießereien, Zementwerken usw., können diese Verunreinigungen leicht in die Gelenke, Reduzierstücke und andere mechanische Komponenten von Robotern gelangen. Mit der Zeit erhöht die Staubansammlung den Verschleiß zwischen den Komponenten und verringert die Genauigkeit und Nutzlastkapazität des Roboters. In der Gießereiwerkstatt beispielsweise verschleißt Metallstaub, der in die Gelenke von Robotern eindringt, die Lager und Dichtungen der Gelenke wie Schleifmittel. Wenn der Roboterarm nicht rechtzeitig gereinigt und gewartet wird, ist er aufgrund übermäßiger Abnutzung möglicherweise nicht in der Lage, die Nennlast genau zu tragen.
Auswirkungen auf das Kühlsystem: Staub kann auch das Kühlsystem von Robotern beeinträchtigen. Wenn der Kühler durch Staub blockiert ist, kann die Wärme im Inneren des Roboters nicht rechtzeitig abgeführt werden, was zu einem Anstieg der Innentemperatur führt. Dies wirkt sich nicht nur auf die Leistung der elektrischen Komponenten des Roboters aus, sondern wirkt sich indirekt auch auf seine effektive Belastbarkeit aus, beispielsweise durch die zuvor erwähnte Verringerung der Motordrehmomentabgabe in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Daher müssen Roboter, die in staubigen Umgebungen arbeiten, über gute staubdichte Konstruktionen verfügen, wie z. B. abgedichtete Verbindungsstrukturen und effiziente Luftfiltersysteme, um die Beschädigung des Roboters durch Staub zu reduzieren.
3. Chemische Substanzen und korrosive Gase
Chemische Korrosion: In einigen Werkstätten für die chemische Produktion, Galvanikwerkstätten und anderen Umgebungen, in denen Chemikalien und korrosive Gase vorhanden sind, können Roboter chemischer Korrosion ausgesetzt sein. In der Galvanikwerkstatt entstehen beispielsweise saure Gase wie Salzsäure und Schwefelsäure, die Metallgehäuse, Leiterplatten und andere Komponenten von Robotern angreifen können. Wenn das Material des Roboterarms eines Roboters nicht korrosionsbeständig ist, nimmt die Festigkeit des Arms ab und auch die effektive Belastbarkeit nimmt ab, wenn er über einen längeren Zeitraum korrosiven Gasen ausgesetzt ist. Daher ist es in dieser Umgebung notwendig, Materialien mit Korrosionsschutzeigenschaften für die Herstellung von Robotern zu wählen, beispielsweise Edelstahl oder Materialien mit einer speziellen Korrosionsschutzbehandlung auf der Oberfläche.
Risiko chemischer Reaktionen: Bestimmte Chemikalien können miteinander reagieren und so neue Stoffe bilden. Wenn der Roboter in einer Umgebung arbeitet, in der chemische Reaktionen auftreten können, muss berücksichtigt werden, ob diese Reaktionen zu Schäden am Roboter führen. In einigen Werkstätten für chemische Synthese können beispielsweise verschiedene chemische Rohstoffe austreten und während des Transports oder der Verarbeitung reagieren. Kommen Roboter mit diesen reaktiven Stoffen in Kontakt, können sie beschädigt werden und dadurch ihre Nutzlast und Leistung beeinträchtigen. Daher sollte die Schutzbeschichtung und das Dichtungsdesign von Robotern in der Lage sein, das Eindringen dieser Chemikalien zu verhindern.
4. Elektromagnetische Störungen
Auswirkungen auf das Steuerungssystem: In einigen Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störungen, wie z. B. Umspannwerken, Hochfrequenzschweißwerkstätten usw., kann das Steuerungssystem von Robotern durch Störungen beeinträchtigt werden. Elektromagnetische Störungen können bei Robotern zu Signalübertragungsfehlern und Steuerungsstörungen führen. Beispielsweise können in der Nähe eines Umspannwerks starke elektromagnetische Felder die Kommunikationsleitungen von Robotern stören, was dazu führt, dass diese falsche Anweisungen erhalten und die Nutzlast nicht richtig steuern können. Daher ist es in Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störungen erforderlich, Roboter mit elektromagnetischer Abschirmfunktion auszuwählen und Kommunikationsleitungen ordnungsgemäß zu verlegen und abzuschirmen, um die Stabilität des Robotersteuerungssystems sicherzustellen.
Die Auswirkungen auf Sensoren: Roboter sind typischerweise mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, um den Status der Umgebung und der Nutzlast zu erfassen. Elektromagnetische Störungen können die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Sensoren beeinträchtigen. Beispielsweise kann es in einer Umgebung mit einem starken Magnetfeld zu Abweichungen beim Kraftsensor oder Visionsensor des Roboters kommen. Dies kann zu Fehlern bei der Beurteilung der Nutzlast durch den Roboter führen, wie z. B. zu viel oder zu wenig Kraft beim Greifen von Objekten aufgrund falscher Messwerte von Sensoren, was den normalen Arbeitsablauf beeinträchtigen kann.