Як вызначыць зношаны рэдуктар робата ABB да таго, як ён выйдзе з ладу?
Мы бачылі, як гэта адбывалася занадта шмат разоў на практыцы за апошнія гады. Робат ABB на канвеернай лініі працаваў нармальна, але ў адзін дзень раптам пачаў адхіляцца шов зваркі, траекторыя руху стала зрушвацца, адзін рух за іншым — у выніку ўзнікла сур’ёзная праблема, якая выклікала непасрэднае апавяшчэнне і спыненне працы. Увесь канвеер быў такім чынам спынены. Усе былі ў збянтэжанні: трэба было знайсці праблему — праверыць праграму, праверыць энкодар, праверыць аснастку, а ў канцы — разабраць усё, каб у канчатковым выніку выявіць, што рэдуктар ужо доўгі час не працаваў нармальна, проста раней ніхто не звярнуў увагі на тыя невялікія сігналы.
Асабліва ў выпадку робатаў для зваркі, маніпулявання, загрузкі і разгрузкі, а таксама штампоўкі — пры доўгатэрміновай нагрузкі і непарыўным вярчэнні рэдуктар рэдка раптам разрушаецца без папярэджання. На самой справе ён доўгі час наперадзе падае вам «прывітанне», але ў многіх цэхах прывыклі лічыць гэта звычайнай справай для «старых машын» і проста ігнараваць такія сігналы. 
Упершыню шмат людзей заўважаюць праблему, калі робат «не так дакладны, як раней».
Гэта сапраўды самы распаўсюджаны першы сімптом. Цікава тое, што інжынеры-палевікі амаль ніколі не думаюць пра рэдуктар як пра першае падазрэнне. Іх паслядоўнасць дыягнастыкі часта такая: спачатку падазраюць, што TCP не зрушаны, ці хтосьці ўдарыў па гарматцы; затым правяраюць праграму, каб упэўніцца, што кропкі зададзены правільна; потым правяраюць энкодар, каб упэўніцца, што не адбываецца страта імпульсаў; а таксама могуць падазраць, што параметры сервапрываду не зрушыліся ці што прылады не размацаваны. Такі цыкл праверак з’яўляецца вельмі звычайным, і толькі ў канцы выкарыстоўваюць вымяральны прыбор і выяўляюць, што люфт на пэўнай восі відавочна большы. Гэта асабліва лёгка заўважыць у зварачных робатах: раней шов быў вельмі гладкім, а цяпер пачаў з’яўляцца нестабільны дугавы разрад, траекторыя дугі стала нероўнамернай, і пры кожным запуску той жа праграмы траекторыя мае невялікія адхіленні. Часам кліенты лічаць, што праблема ў сістэме тэхнічнага зроку, але на самой справе гэта знос унутраных зазораў рэдуктара, у выніку чаго перадача руху не адпавядае руху маніпулятара.
Знос рэдуктара робата ABB, «люфт» будзе ставаць усё больш бачным
Усе, хто звязаны з тэхнічным абслугоўваннем, ведаюць тэрмін «люфт», які азначае наяўнасць пустога прамежку ў злучэнні. Маторная частка, відавочна, круціцца, але механічная частка павінна чакаць невялікага пустога ходу, перш чым пачне рухацца. Злучэнні новага робата вельмі шчыльныя, але праз доўгі час эксплуатацыі планетарныя перадачы і падшыпнікі ўнутры рэдуктара выраўноўваюцца, паміж зубцамі ўзнікае большы прамежак, падшыпнікі таксама становяцца люфтавымі, а дакладнасць зачаплення паніжаецца. У выніку робат пачынае паказваць паўтаральныя памылкі ў пазіцыянаванні, зрушэнне траекторыі руху і невялікую вібрацыю пры паскарэнні і спавольненні. Найбольш непрыемна тое, што ў пачатку гэта стан не выглядае асабліва крытычным — многія могуць карыстацца робатам яшчэ некалькі месяцаў, але калі ступень выраўноўвання адной з восей перавысіць прагавае значэнне, дэградацыя адбываецца вельмі хутка: напрыклад, у першыя два тыдні адхіленне можа быць незначным, а потым раптам узнікае паведамленне пра калізію ці перагрузку.
Робатыя злучэнні пачынаюць «дзяржаць», у рэальнасці, гэта ўжо вельмі небяспечна!
Пры нармальнай працы робат выдае вельмі роўны гук — такі бурчанне матора ў сукупнасці з вельмі гладкім механічным гукам. Аднак, калі ў каробцы перадач узнікаюць праблемы, гук адразу ж мяняецца: да яго дадаюцца шэпелявыя гукі металічнага траценння або характэрныя «цік-цік-цік-цік», а пры паскарэнні і спавольненні можна нават пачуць нізкі гук, пры гэтым рукой, прыкладзенай да злучэнняў, адчуваецца, быццам нешта стукае ўнутры. Шматлікія досведжаныя аператары на лініі кажуць: «У апошні час гэты робат не так гучаць». Калі вы чуеце такія словы, не трэба цягнуць з дзеяннямі, бо ў гэты момант вельмі высока верагоднасць таго, што зубцы шасцёрняў ужо пашкоджаны, сятка падшыпніка распаламілася або смазка страціла свае ўласцівасці, што прывяло да прамога кантакту металу з металам. Калі працягваць працу ў такім стане, нязначнае знос паскорана перарастае ў сур’ёзнае зацяпленне зубцоў шасцёрняў, а пасля таго, як зубцы будзе «з’едзены», уся рэдуктарная ўстаноўка фактычна стане непрыдатнай да эксплуатацыі.
Калі ўжо гаворка ідзе пра гэта, мы бачылі занадта шмат праблем з каробкамі перадач у майстэрні; на самой справе, карань праблемы — у змашчэнні. Шматлікія заводы штодзённа эксплуатуюць робатаў, а змашчэнне і тэхнічнае абслугоўванне праводзяцца вельмі нядрэнна, асабліва на некаторых старых вытворчых лініях. Цыкл дадання смазкі даўно ўжо не ўлічвае старэнне масляных ушчольнікаў, ніхто не звяртае ўвагі на падтёкі масла ў швах — працягваюць працаваць, прамацуючы плямы, пры гэтым смазка змешваецца з водзяной парай, пылам ці металічным парам і ўсё адно выкарыстоўваецца ў звычайным парадку. У выніку працяглага часу ўмовы змашчэння пагаршаюцца, што негатыўна адбіваецца на трэнні ўнутры, якое адразу ж павялічваецца, тэмпература таксама павышаецца, а масляная плёнка на зубах шасцёрні больш не можа ўтрымлівацца, пачынаецца ненармальнае знос. Рэдуктар ABB сам па сабе мае вельмі высокую дакладнасць, а зазоры паміж зубчатымі коламі і падшыпнікамі асабліва малыя, таму ён вельмі патрабавальны да змашчэння: калі смазка становіцца разрэджанай, перасыхае ці забруджваецца, хуткасць зносу павялічваецца ў экспаненцыяльным парадку. Некаторыя каробкі перадач настолькі гарачыя, што іх нельга дакранацца рукамі — гэта часта сігнал аб поўнай страце эфектыўнасці змашчэння, калі масла ўжо доўгі час не выконвае сваю абаронную функцыю.
Тэмпературны індыкатар — гэта вельмі наочны сігнал.
Можна паспрабаваць адчуць тэмпературу злучэнняў кожнай восі пасля таго, як робат працуе некаторы час. У нармальных умовах павышэнне тэмпературы адносна стабільнае, і адно злучэнне не стане раптам значна цяплей за астатнія. Асабліва для вялікіх нагрузкаваных злучэнняў, такіх як J2 і J3, калі яны працяглы час ненармальна гарачыя, найбольш імаверна, што ўнутранае трэнне занадта вялікае, недастаткова смазкі, падшыпнікі ўжо пашкоджаныя або робат працуе перагружаны. Многія рэдуктары доўгі час «ціха» працавалі ў стане «высокай тэмпературы», перш чым у канчатковым выніку заклінілі. Таму ўсё больш і больш фабрык пачынаюць рэгулярна праводзіць тэрмаграфічнае сканаванне ўсіх злучэнняў робатаў на лініі з дапамогай тэрмічнага імаджара — гэты прыём сапраўды эфектыўны: шматлікія праблемы, звязаныя з тэмпературай, можна выявіць наперадзе, не чакаючы паўрэдзення робата.
Калі робаты ABB пачынаюць трусіцца, часта праблема ўжо не лёгкая!
Можаце заўважыць, што ўся рука трасецца пры паскарэнні, а затым кількі разоў дрыжыць пасля спынення. Пры руху на высокіх хуткасцях траекторыя не з'яўляецца круглай і гладкай, адчуваецца лёгкая «зубчастасць». Шмат хто лічыць, што прычына ў няправільным наладжванні каэфіцыента сервапрываду, але калі вы ўпэўненыя, што энкодар і рухавік працуюць нармальна, а параметры не змяняліся, то, найбольш імаверна, унутраная жорсткасць рэдуктара недастатковая. Гэта асабліва характэрна для суставаў з RV-рэдуктарамі: вібрацыя паступова нарастае ад адсутнасці да адсутнасці, як толькі пачынаюць зносіцца цыклоідныя колы і падшыпнікі, і ўсё больш складана яе замаскаваць.
А таксама яшчэ адна праблема, якую часта прапускаюць — падтёкі алею.
Я бачыў занадта шмат фабрык: калі толькі яны заўважаюць колца алею, якое пракосваецца з злучэння робатаў ABB, іх першая рэакцыя — узяць тканіну і выцерці яго, кажучы: «Усё ў парадку, ён усё яшчэ можа працаваць». Але на самой справе, пракос алею, як правіла, сведчыць пра тое, што ўшчыльненні пагоршыліся, алей знутры выцякае назоўн, а забруджванні звонку таксама могуць пранікнуць унутр. Рэдуктары больш за ўсё баюцца недахопу алею, асабліва ў выпадках непарыўнага вярчэння цягам 24 гадзін у суткі: калі зламаецца ланцужок змашчэння, хуткасць зносу адразу павялічваецца. Шмат рэдуктараў можна адрамантаваць, але з-за доўгатэрміновага пракосу алею, які не ўспрымаўся сур’ёзна, у канчатковым выніку ўсе ўнутраныя дэталі спрацоўваюцца поўнасцю, і рэдуктар прыходзіцца замяніць цалкам.
Вось тут можна запытаць: чаму ў шматлікіх робатаў ABB, якія працуюць на заводзе ўжо некалькі гадоў, пачынаюць узнікаць праблемы з рэдуктарам? На самой справе, калі добра падумаць, гэта цалкам нармальна. Прамысловыя робаты — гэта машыны, якія працуюць у рэжыме высокай частоты: зварачныя робаты цэлы дзень вярцяцца вакол сябе, маніпуляцыйныя робаты пастаянна пачынаюць і спыняюцца, паскарваюцца і спавольняюцца, цяжкія палетызацыйныя робаты доўгі час працуюць на поўнай нагрузкі з высокай хуткасцю, а робаты для загрузкі і разгрузкі станкоў выконваюць па тысячы цыклаў у дзень — усе гэтыя ўмовы прыводзяць да ўздзеяння ўдарных і пераменных напружанняў на рэдуктар. Нават калі якасць робатаў ABB вельмі высокая, знос механічных кампанентаў — гэта фізічны закон, ад якога ніхто не можа ўбяжать. Асабліва гэта стасуецца да робатаў, якія ўвесь год працуюць пры нагрузкі, блізкай да верхняй межы намінальнай.
Шмат людзей задаюцца пытаннем: ці варта рамантаваць рэдуктар ці замяніць яго?
Наш досвед паказвае, што калі ёсць толькі невялікае павелічэнне люфту, часамі чувацца дзенькот, або пачынаюць прапускаць масляныя ўшчыльненні, у некаторых выпадках можна паспрабаваць адрамантаваць іх шляхам апрацоўкі падшыпнікаў, масляных ушчыльнянняў і паўторнай рэгулёўкі папярочнага нагрузкі. Але калі дакладнасць сур’ёзна страчана, унутраныя зубчатыя колы перанапружаны, вібрацыя настолькі моцная, што ўся рука трусе, працуе пры доўгачасовай высокай тэмпературы ці пасля разборкі выяўляецца, што ўнутры поўна залезных стружак, то ў большасці выпадкаў эканамічней непасрэдна замяніць іх новымі. Бо калі робат раптам спыніцца з-за спынення лініі рэдуктара, страты разлічваюцца ў гадзінах ці нават у хвілінах, і ў параўнанні з коштам спынення вытворчай лініі кошт самога рэдуктара сапраўды нішто.
Толькі таму, што мы паступова пачалі разумець гэтае рашэнне, усё больш і больш фабрык цяпер не чакаюць, пакуль не з'явяцца праблемы, каб потым іх выправіць, а актыўна праводзяць прадыктыўнае тэхнічнае абслугоўванне. Рэгулярна вымяраюць вібрацыю, выкарыстоўваюць цеплавыя камеры для кантролю размеркавання тэмпературы, прымяняюць прылады для праверкі змены люфту, адлюстроўваюць тэндэнцыі ў дакладнасці траекторыі і слухаюць новыя частоты шуму пры эксплуатацыі. Мы па-новаму ўсвядомілі, што перад поўным выхадам з ладу рэдуктараў ABB Robotics ужо да таго з'яўляліся даволі выразныя папярэджанні — проста раней ніхто сістэматычна не звяртаў на гэта ўвагу. Ранняе выяўленне праблем дазваляе знізіць выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне, пазбегнуць незапланаваных прастоёў, не дапусціць раптоўнага адключэння ў сярэдзіне ночы, а таксама пазбегнуць паслядоўнага пашкоджання матора і энкодара. Таму шматлікія сучасныя аўтаматызаваныя лініі цяпер уключаюць стан робатычных рэдуктараў у свае штодзённыя планы праверкі і маніторынгу.
