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在低温环境（通常指 0℃以下）中，ABB 协作机器人的机械部件（如关节电机、减速器）和电子元件（如传感器、控制器）可能因温度过低导致运行精度下降、响应速度变慢甚至启动故障。为应对这一问题，可通过硬件配置优化和软件逻辑设计为机器人增加预热功能，具体实现方式如下：

一、预热功能的核心目标

1. 使机器人关节温度升至5℃以上（避免润滑油粘度异常）；

2. 确保控制器、传感器等电子元件温度稳定（避免低温导致的信号漂移）；

3. 预热过程中避免剧烈运动，防止机械应力过大。

二、硬件层面的预热配置

1. 关节加热组件（可选外接）

• 针对低温敏感的关节（如肩关节、肘关节），可加装低功率加热片（如硅胶加热膜），通过控制柜的辅助电源（24V DC）供电，加热片功率控制在 5-10W / 关节（避免局部过热）。

• 加热片需紧贴关节减速器外壳，外部包裹隔热棉减少热量流失，同时串联温度传感器（如 PT100）实时监测关节温度，温度达标后自动断电。

2. 控制柜保温与加热

• 若控制柜暴露在低温环境中，可在内部加装恒温加热模块（设定启动阈值为 5℃），通过控制柜内的温度传感器联动控制，确保控制器、驱动模块工作环境温度不低于 0℃。

• 控制柜外壳可增加保温层（如阻燃保温棉），减少外界低温影响。

三、软件层面的预热逻辑设计（通过 RobotStudio 编程实现）

1. 预热启动触发条件

• 机器人开机时，通过示教器或控制柜内置的温度传感器（需额外配置，如 DSQC679 温度模块）检测环境温度，若低于 5℃，自动启动预热程序；

• 也可通过外部信号（如 PLC 触发）强制启动预热模式。

2. 预热运动程序设计

• 低负载慢速运动：编写循环程序，控制机器人执行小范围、低速度（5-10% 最大速度）的关节运动（如关节 1-6 依次小幅转动 ±10°），通过机械运动自身产生的摩擦热升温，避免急停或高速运动导致的冲击。

• 运动暂停逻辑：每运动 30 秒暂停 10 秒，同时读取关节温度传感器数据，当所有关节温度≥5℃时，预热程序自动退出，转入正常工作模式。

• 示例代码片段（RAPID 语言）：

  rapid

• 

• 

• PROC Preheat()
      VAR num temp1, temp2;  // 关节1、2温度
      WHILE (temp1 < 5 OR temp2 < 5) DO
          MoveJ Offs(pHome, 0, 50, 0), v50, z10, tool0;  // 小幅移动
          MoveJ Offs(pHome, 0, -50, 0), v50, z10, tool0;
          temp1 := ReadTemp(1);  // 读取关节1温度（需绑定传感器信号）
          temp2 := ReadTemp(2);  // 读取关节2温度
          WaitTime 10;  // 暂停10秒
      ENDWHILE
      TPWrite "Preheat completed";  // 示教器提示预热完成
  ENDPROC

3. 安全保护机制

• 预热过程中，若检测到关节温度异常（如超过 40℃）或运动卡滞，立即停止预热并触发报警（通过 DO 信号通知 PLC 或示教器显示）；

• 预热模式下，机器人外部急停信号、安全区域监控仍保持生效，确保人机协作安全。

四、操作与监控

1. 示教器可实时显示预热进度（当前温度、剩余时间），支持手动终止预热（需权限确认）；

2. 通过 RobotStudio 远程监控预热状态，记录每次预热的温度变化曲线，优化预热时间参数。

通过以上硬件辅助加热与软件运动预热结合的方式，可有效解决低温环境下 ABB 协作机器人的启动与运行稳定性问题。实际应用中需根据具体环境温度（如 - 10℃ vs -20℃）调整预热时间和加热功率，避免能源浪费或预热不充分。