Рэдуктар РВ у параўнанні з гарманічным прывадам у робатах ABB
Калі некаторыя людзі ўпершыню знаёмяцца з прамысловымі робатамі ABB, іх увага звычайна засяроджваецца на кантрольных шкафах, сэрваматорах і навучальных пультах. Але ў канчатковым выніку рух робата — «ці ён стабільны, ці дакладны, ці даўгавечны» — у аснове вызначаецца ўсё ж такі ў шарнірах: менавіта ў некалькіх рэдуктарах.
Большасць спецыялістаў па тэхнічным абслугоўванні робатаў ABB сталкваліся з такой праблемай: праз некалькі гадоў эксплуатацыі робат паступова пачынае паказваць адхіленні траекторыі руху, нестабільнасць пры зварцы, вібрацыю, шум і памылкі ў пазіцыянаванні. Пры праверцы ўсіх шарніраў часта выяўляецца, што пашкоджаны рэдуктар у шарніры. У галоўцы робатаў ABB найбольш распаўсюджаныя два тыпы рэдуктараў: рэдуктары тыпу RV і гарманічныя рэдуктары.
Кліенты часта пытаюцца: «У чым розніца паміж гэтымі двума рэдуктарамі?», «Чаму ABB гэта робіць? Чаму ABB выкарыстоўвае рэдуктары RV для некаторых валоў і гарманічныя рэдуктары — для іншых?» «Які з іх больш стойкі?» «Які з іх больш дакладны?» Сёння мы пагаворым з вамі, асноваючыся выключна на практычным вопыце майстроў. 
Рэдуктар у робаты ў канчатковым выніку — гэта тое, што трэба зрабіць
Серваматоры для прамысловых робатаў: павялічце хуткасць — гэта хутка, але ёсць фатальная праблема: высокая хуткасць не азначае вялікую моц. Падчас рэальнай працы робату патрэбны нізкая хуткасць, высокі круцяны момант, высокая дакладнасць і адначасова стабільны выхад. Падумайце: падчас зваркі рух павінен быць асабліва плаўным, каб дакладна нацэліцца на шов; калі робат апрацоўвае дэталі вагой у сотні фунтаў, яго суставы павінны вытрымліваць значныя нагрузкі і не трасціся. Задача рэдуктара — знізіць «глупую» хуткасць матора, павялічыць моц і забяспечыць дакладнае размяшчэнне выхаднага валу. Таму рэдуктар можна ўявіць як «павялічвальнік моцы» і «страж дакладнасці» ў суставах. У шматлікіх робатах ABB, калі рэдуктар зношваецца, гэта адразу адчуваецца: траекторыя становіцца ўсё больш «плаваючай», памылка паўтаральнай пазіцыянавання паступова расце, рукі пачынаюць трасціся, пры паскарэнні і спавольненні з’яўляюцца ўдары, якасць зваркі пагаршаецца, а ў канчатковым выніку сістэма пачынае выдаўаць папярэджанні і аўтаматычна спыняецца.
Рэдуктар РВ: цвёрды і стойкі да вытворчых нагрузк
Якую ролю выконвае рэдуктар РВ? Шмат хто таксама называе яго цыклоідальным рэдуктарам. Галоўная яго перавага — гэта адна рэч: ён вельмі жорсткі і асабліва стойкі да дэфармацыі. Ён выкарыстоўваецца ў цяжкасугружаўных прамысловых робатах для перамяшчэння стрэлы, таму ў робатах ABB, якія выконваюць зварку, перанос, палетызацыю вялікіх аб’ектаў, асабліва ў аснове, рукаве і самай навантажанай суставах рукава, унутры ўсталяваны менавіта рэдуктары РВ. Падумайце самі: калі вялікі робат ABB падымае ўсю руку, то некалькі падшыпнікаў у аснове павінны ўтрымліваць інерцыйную сілу — якое ж гэта велізарнае нагрузк! Калі рэдуктар у гэтым месцы недастаткова жорсткі, тады ўвесь робат будзе працаваць, як п’яны — раскачвацца. Наймоцнейшай рысай рэдуктара РВ і з’яўляецца гэтая «цвёрдая косць».
Чаму рэдуктар RV такі моцны? Гэта звязана з яго ўнутранай канструкцыяй. Звычайны зубчасты рэдуктар у адзін момант можа мець у кантакце адзін або два зубцы, якія прымаюць нагрузкі, але рэдуктар RV — гэта не тое ж самае: у ім адначасова знаходзяцца ў кантакце шмат зубцоў, і нагрузкі распаўсюджваюцца па ўсіх іх. Гэта падобна на тое, калі група людзей разам падымае цяжкі прадмет, а не адзін чалавек выконвае гэтую працу самастойна. Такім чынам, нагрузкі размеркаваны раўнамерна, устойлівасць да ўдарных нагрузкі вельмі высокая, рызыка пашкоджання зубцоў невялікая, а праца з цяжкай нагрузкай на працягу доўгага часу застаецца стабільнай. Самае гэта тлумачыць, чаму многія цяжкасляўныя робаты ABB з рэдуктарамі RV могуць працаваць шмат гадоў. Асабліва відавочна гэта ў аўтамабільных зварачных майстэрнях: тыя робаты ABB для зваркі працуюць больш за дзесяць гадзін у дзень і непарыўна круцяцца на працягу некалькіх гадоў; першымі, хто не вытрымлівае, часта бываюць не кантролеры, а механічныя злучэнні ў шарнірах, якія пацярпелі ад пацярці і паступова ўтварылі зазоры. Але ў цэлым агульны тэрмін службы рэдуктара RV сапраўды вельмі доўгі.
Гарманічны рэдуктар: нарадзіўся для «экстрэмальнай дакладнасці».
Гарманічны рэдуктар — гэта цалкам іншы падыход у параўнанні з RV-рэдуктарамі: RV-рэдуктары распрацоўваюцца для таго, каб іх можна было «вырабіць», тады як гарманічны рэдуктар распрацоўваецца для таго, каб быць «экстрэмальна дакладным». Гарманічны рэдуктар мае выразныя асаблівасці: невялікі памер, малая вага, вельмі нізкі люфт — настолькі нізкі, што ён амаль не ўлічваецца, вышыні дакладнасці, якая выклікае падзіў. Таму, калі вы паглядзіце на кістку робата ABB, то ўбачыце, што ўсе яго восі, а асабліва ўчасткі каля рабочага канца (напрыклад, пры фарбаванні, дакладнай зборцы, захопе маленькіх дэталей, у электроннай прамысловасці), у кістках робатаў ужываюцца майже выключна гарманічныя рэдуктары. Прастора ў гэтай зоне і без таго абмежаваная, а патрабаванні да дакладнасці руху — надзвычай высокія, таму гарманічны рэдуктар падыходзіць тут як ніколі.
Чаму гарманічны рэдуктар можа быць такім дакладным? Ключ у тым, што ён мае амаль поўнае адсутнасць паскарэння ў перадачы, якое мы часта называем «люфт». Шмат звычайных рэдуктараў маюць гэтую праблему: калі канец матора рухаецца трохі, выхад не адразу рухаецца супраць, заўсёды ёсць люфт. Чым большы люфт, тым менш дакладна будзе лакалізацыя робата. Гарманічныя рэдуктары спрабуюць прымяніць набор прынцыпаў гнуткай перадачы, каб знізіць люфт да вельмі нізкага ўзроўню. Таму вы адчуваеце, што запясцёў АВВ паварочваецца асабліва гладка, без адчування гэтага люфту. Асабліва відавочна гэта ў фарбавальных робатах: калі струмень фарбы трохі дрыжыць, на паверхні фарбы адразу з'яўляюцца палосы, нероўная тоўшчыня, эфект «апельсінавай кары» ці прапуск фарбы. Таму да дакладнасці гарманічнага рэдуктара ў запясцёў фарбавальнага робата выстаўляюцца асабліва высокія патрабаванні.
Чаму АВВ проста не выкарыстоўвае адзін рэдуктар?
Так чаму ж ABB проста не выкарыстоўвае іх усе, усталяўшы рэдуктар RV на вялікую вось і гарманічны рэдуктар — на маленькую? Гаворачы адкрыта, прамысловыя робаты па сваёй прыродзе павінны мець як моц, так і дакладнасць, прычым гэтыя дзве ўласцівасці забяспечваюцца адпаведна рэдуктарамі RV і гарманічнымі рэдуктарамі. Падыход ABB да канструявання звычайна заключаецца ў тым, каб выкарыстоўваць рэдуктары RV для вялікіх шарніраў у пярэдняй частцы і гарманічныя рэдуктары — для маленькіх шарніраў у задняй частцы. Такім чынам, рухомасць забяспечвае агульную жорсткасць пры перавозцы цяжкіх нагрузкіў, а рух у канчатковай кропцы дастаткова дакладны, а кантроль траекторыі таксама гладкі. У рэальнасці, большасць прамысловых робатаў, якія зараз ёсць на рынку, выкарыстоўвае менавіта гэты падыход.
Рэдуктары RV ці гарманічныя рэдуктары — якія з іх больш падвяргаюцца пашкоджанню?
Што лягчэй пашкодзіць — гэта таксама пытанне, якое кліенты заўсёды задаюць. Рэалістычна кажучы, мы не можам проста сказаць, хто больш дэлікатны, бо яны працуюць у розных асяроддзях. Аднак, з улікам адчуванняў, атрыманых пры рэальныx рамонтных працах у майстэрні, гарманічны рэдуктар адносна больш «дэлікатны», хаця і крыху. Гэта звязана з тым, што ўнутранае гнуткае кола знаходзіцца ў стане пругкай дэфармацыі, і пры доўгачасовым высокачастотным каліванні ўперад-назад яно паўсцільна падвяргаецца вутлівасці. Асабліва гэта стасуецца да вышыні частаты малых амплітуд дзеянняў, калі праца вядзецца цягам дзён і ночэй без перапынку, а таксама пры частым уключэнні і выключэнні. Усё гэта паскорвае знос гарманічнага рэдуктара. RV-рэдуктар больш чулівы да ўздзеяння вялікіх нагрузкіў, напрыклад, калі робат падае, перагружаецца, выконвае аварыйнае спыненне або працуе ў старым стане пры высокай інерцыі, калі ён цяжка ўтрымлівае нагрузкі. У такіх выпадках унутраныя зубчатыя колы і падшыпнікі могуць атрымаць непрыкметныя, але сур’ёзныя пашкоджанні.
Якія прыкметы паказваюць, што каробка перадач пачынае выходзіць з ладу?
На практыцы прычына праблем з рэдуктарам асабліва відавочная, але шмат хто спачатку думаў, што гэта праблема з сэрвапрывадам ці рухавіком, аднак вынік — рэдуктар. Калі вы хочаце, каб я сказаў, калі вы ўбачыце наступныя сімптомы, трэба задумацца пра рэдуктар. Пазіцыянаванне робата стае ўсё менш дакладным — гэта самы тыпавы сімптом. Асабліва ў зварачных робатаў: спачатку кропка зваркі правільная, а потым адхіленне ўсё больш і больш, перакалібраванне нулявога пункту дапамагае толькі на адзін-два дні, а затым усё паўтараецца — у дзевяці выпадках з дзесяці гэта знос зазораў рэдуктара. Рух робата пачынае трымацца, пры нізкай хуткасці гэта асабліва відавочна; у некаторых робатаў ABB, калі вы павольна круціце рукавічку для кіравання, адчуваеце паслядоўныя ўдары, ваганні, дрыжанне — рух не дастаткова плаўны, найбольш імаверна, унутраныя дэталі зношаны. У злучэннях чуваць шум: «клік», металічны трыціцельны гук, нізкі гук удара — не трэба гэта ігнараваць. Асабліва калі ў рэдуктары RV выйшлі з ладу падшыпнікі, шум становіцца вельмі відавочным, а многія ўсё яшчэ працягваюць працаваць, і ў канчатковым выніку цалкам выхо́дзіць з ладу ўсё злучэнне. Таксама злучэнні моцна разаграваюцца: калі рэдуктар зношаны, трыціцельнасць значная, і вы адчуваеце, што тэмпература валу відавочна вышэй за тэмпературу іншых частак, а ў экстрэмальных выпадках можна нават пачуць запах распаду смазкі — як бы «пастаподобны» аромат.
Як яго падтрымліваць, каб ён праслужыў больш гадоў?
Падтрыманне гэтай часткі — шматлікія заводы часта ігнаруюць механічную частку, лічаць, што яна можа працаваць на лініі. Але рэдуктар робата найбольш баіцца доўгага часу без увагі. Асабліва ў выпадку трохзменных робатаў ABB, мы звычайна нагадваем кліентам некалькі слов: адчуваць змены тэмпературы, слухаць шум, адчуваць вібрацыю, звяртаць увагу на тое, ці не адбываецца больш за адзенка ў адзенку розніца; замена мащыла таксама павінна праводзіцца рэгулярна ў залежнасці ад сітуацыі. Шматлікія рэдуктары не спраўляюцца раптам — на самой справе яны доўгі час працуюць у рэжыме пашкоджання, проста гэта ніхто не заўважае. Пры раннім выяўленні праблемы можна замяніць падшыпнік або замяніць мащыла — гэта дазволіць пазбегнуць поўнай замены рэдуктара.
Зніжэнне дакладнасці, у асноўным, звязана з рэдуктарам
У шматлікіх робатаў ABB дакладнасць паніжаецца, а прычына не абавязкова ў энкодэры ці маторы. Бо вы думаеце: калі сістэма кіравання і, далей, «карава» зноў праводзяць дакладныя разлікі, але сама механічная частка мае люфт, то канчатковая траекторыя руху ўсё роўна будзе адхіляцца. Самае гэта тлумачыць, чаму ў некаторых робатаў ABB энкодэр працуе нармальна, матор у парадку, ніхто не змяняў параметры, але траекторыя руху нестабільная. Пры разборцы шарніраў выяўляецца, што рэдуктар вытраціўся. Гэта асабліва распаўсюджана ў зварачных робатаў, якія эксплуатуюцца некалькі гадоў.
Ці рамантаваць, ці замяніць рэдуктар
Ці рэмантыраваць, ці замяняць каробку перадач — залежыць ад канкрэтнай сітуацыі. У некаторых выпадках, напрыклад пры зносі падшыпнікаў, няспраўнасці смаравання і невялікага люфту, яе можна адрамантаваць. Але калі ўнутраныя зубчатыя колы ўжо пашкоджаны, гнуткае кола вымучана і раскола, або ўнутраны знос вельмі моцны, то часта больш выгадна проста замяніць яе новай. Гэта звязана з тым, што страты ад простоя робата часта значна большыя, чым кошт самай каробкі перадач. Асабліва на аўтамабільных лініях, дзе простой на адзен дзень можа абысціся даўжэй, чым кошт некалькіх рэдуктараў.
