美國智能維護(hù)中心－ 豐田汽車制造公司（TMMK，肯塔基州）機(jī)器人診斷及預(yù)測案例

（a） 項(xiàng)目背景

工業(yè)機(jī)器人是汽車制造業(yè)的重要組成部分。它們能夠進(jìn)行一些高強(qiáng)度，柔韌性和工藝可重復(fù)性的工作，如材料處理，焊接，涂裝等。在一個(gè)北美汽車公司的一個(gè)初步數(shù)據(jù)挖掘進(jìn)行研究中，人們發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線上機(jī)器人的失效會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致大多數(shù)設(shè)備停機(jī)。因此，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行診斷和預(yù)測從而提高設(shè)備的生產(chǎn)力和效率是非常必要的。對(duì)機(jī)器人的診斷和預(yù)測是指能夠預(yù)測和檢測機(jī)器人或任何其組件是否實(shí)效，而且在存在多個(gè)故障模式的情況下能夠區(qū)分故障類型。

機(jī)器人診斷預(yù)測的目標(biāo)是在故障真正發(fā)生之前能夠檢測到即將發(fā)生的組件故障的癥狀并預(yù)測對(duì)其進(jìn)行維護(hù)的時(shí)間。隨著智能維護(hù)技術(shù)的利用，其目標(biāo)是利用預(yù)測和診斷工具能夠評(píng)估機(jī)器人和其重要組成部件的整體狀況。

（b） 項(xiàng)目時(shí)間 2007年8月至2007年12月

（c） 項(xiàng)目目標(biāo) TMMK項(xiàng)目的總體目標(biāo)是開發(fā)能夠提供對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行性能評(píng)估的診斷預(yù)測系統(tǒng)，從目標(biāo)系統(tǒng)收集的健康信息將被提供給維修人員使其可以在不影響實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度的情況下計(jì)劃機(jī)器人維修。

具體的目標(biāo)首先是開發(fā)基于部件的狀態(tài)監(jiān)控，如大部分機(jī)器人的H -鏈接軸承。從而提交一個(gè)證明使用IMS的工具和離線數(shù)據(jù)可以診斷軸承故障的程序。

（d） 技術(shù)方法總結(jié) 在TMMK維修人員的幫助下，確定哪些部件是關(guān)鍵部件的任務(wù)已經(jīng)完成。在首次監(jiān)測任務(wù)中被選定的是川崎機(jī)器人的H -鏈接軸承，因?yàn)樗麄儠?huì)隨時(shí)實(shí)效而且頻率非常高，因此，它們對(duì)工廠停機(jī)有很大的影響。

振動(dòng)信號(hào)分析中軸承的診斷預(yù)測已經(jīng)相對(duì)成熟。然而，對(duì)于由許多不同的組件結(jié)構(gòu)組成機(jī)器人，使用標(biāo)準(zhǔn)或傳統(tǒng)的軸承監(jiān)測技術(shù)是不夠的。簡而言之，可以對(duì)機(jī)床主軸軸承的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)分析機(jī)器人軸承振動(dòng)信號(hào)，最后，利用Watchdog Agent?中的不同模塊提取不同的特征進(jìn)行故障診斷及預(yù)測。

（e） 項(xiàng)目結(jié)果

項(xiàng)目的初始階段的交付是一個(gè)用IMS工具來診斷軸承故障的示范。以下是豐田H - 鏈接軸承健康監(jiān)測的VI截圖： （A）數(shù)據(jù)分析（時(shí)-頻域）  

（B）健康評(píng)估（健康系數(shù)曲線） 健康系數(shù)的區(qū)間從0到1，低值表示部件已失效或損壞的情況，會(huì)導(dǎo)致潛在的停機(jī)操作，高值表示部件運(yùn)行狀態(tài)良好。