Какво е роботизирана скоростна кутия ABB?
Хората обикновено говорят за промишлени роботи — устата им не спира да обсъжда как се настройва контролерът, как се програмира роботът, как се изпълнява траекторията и други видими и осезаеми неща. Но ако прекараш дълго време в работилницата, ще разбереш, че истинската причина, поради която един робот се движи по-малко или повече плавно, е всъщност неговото механично тяло — неговите „кости“. Най-важната и най-често пренебрегвана част от това тяло е скоростната кутия. 
Каква е функцията на тази част в робота?
Нека използваме много грубо сравнение. Двигателят се върти бясно — свист! — но ако искате директно да издържа клещи за заваряване или фиксиращи устройства с тегло сто или осемдесет килограма, той просто няма достатъчно мощност и не може да ги издържи. От друга страна, когато роботът работи, той трябва да прилага стабилна сила — скоростта на движението не е толкова важна, но силата трябва да е достатъчна, а позицията при спиране трябва да е точна до най-малката възможна степен.
Тези две нужди са напълно объркани. Предавателната кутия се намира в центъра на този процес на „преобразуване“ и „конвертиране“ на работата – тя намалява много бързата скорост на двигателя, докато усилва силата и осигурява предаването на мощността от двигателя към правилното положение. Без нея двигателят е директно свързан с ръцете и краката, а роботът или ще се движи рязко, или изобщо ще се срути.
Ако сте разглобили робот на ABB и сте проследили ръката му надолу, ще откриете предавателни кутии в големия став при основата, на мястото, където голямата ръка се свързва с двете по-малки ръце, както и в малките стави на китката, които могат да се завъртат. Големите и малките стави не са едно и също нещо: големите стави трябва да са здрави и издръжливи, за да издържат тежък товар, докато малките стави трябва да имат нулев люфт и висока точност.
В работилницата се използват няколко типа предавателни кутии.
Един вид скоростна кутия се нарича RV скоростна кутия, а някои хора я наричат циклоидна пин-колело. Това нещо е с твърда глава и обикновено е разположено в основата и ръката на робота — в областите, където се прилагат големи сили. Характеризира се с устойчивост към производствени отклонения и достатъчна стивост; дори ако роботът всеки ден размахва чук като човек или извършва точково заваряване и други тежки операции, тя може да поема товара.
Другият вид е хармоничната скоростна кутия, чийто принцип на работа е напълно различен. В нея има гъвкаво колело, което предава движението чрез еластично деформиране, поради което люфта може да бъде почти нулев, а точността — висока и при това компактна. Ако погледнете китовете на робота — толкова ловки и подвижни като човешка ръка, — в повечето случаи там е именно тази скоростна кутия. Суха сборка, хващане на малки детайли и други фини операции изискват именно тази висока ръчна точност.
Съществува и планетарна скоростна кутия — компромисен избор, който предлага компактност и добра ефективност; тя се среща при някои допълнителни оси, където са важни икономичността или изискванията към точността не са толкова строги.
Ако скоростната кутия започне да губи търпение, роботът няма да изпълни задачата си.
На производствената площадка се случват много неща, които в крайна сметка попадат на неправилно място.
Например точността на робота намалява по време на експлоатацията. В миналото той поставяше детайлите с плътна посадка, но сега винаги има малко отклонение — както при коригиране на програмата, така и при повторна калибрация на нулевата точка, които вече са опитани или не. В този случай вероятно е нараснал зазорът в редукторната глава. Има зазор между зъбчатите колела и, когато му се заповяда да заеме определена позиция, той леко се люлее, а реалното отклонение се увеличава.
Друг проблем е, че роботът се движи рязко и изглежда нестабилен на око, като движението му вече не е толкова плавно, колкото преди. Това се дължи най-вече на неравномерен износ във вътрешните компоненти или на неефективна смазка, която води до сухо триене.
Оригиналният робот работеше тихо, а сега издава щракащи и бучещи звуци — като тенджерка. Този шум е истински вик за помощ: вътрешните лагери или зъбчати колела сигурно имат сериозен проблем.
Има повече директни, преди това способни да преместват частта, сега обаче се включва алармата и се усеща, че роботът не е достатъчно силен. Това означава, че ефективността на предаването е намаляла значително, а енергията се консумира в скоростната кутия.
Най-често срещаните сценарии на теренна работа
Хайде, нека ви разкажа няколко сценария, с които сигурно сте добре запознати. Клиентът се обажда и казва: „Моят робот – точката, която преди беше точно там, сега е напълно изместена, отклонението е по-малко от косъм, което дразни човека.“ Първата реакция на много хора е, че програмата е изгубена или че роботът е ударил инструмента; всъщност вероятността е, че зазорът в скоростната кутия е станал твърде голям. Друг случай е теч на масло – под шарнирните възли се образуват капки масло, а на пода се оформя петно или локва. Най-вероятно това се дължи на остаряване на маслените уплътнения; при продължителна течност маслото изтича напълно, вътрешните части се трият сухо и малки проблеми се превръщат в сериозен ремонт. Има и случаи, когато шарнирните възли се усещат горещи при завъртане – значително по-горещи от нормалното, което се дължи или на прекомерна товарна нагрузка, или на неудовлетворителна смазка; вътрешните части се трият помежду си.
Кога трябва да сменя скоростната кутия?
Много ръководители не могат да си позволят това, затова мислят да я задържат още малко по-дълго. Но честно казано, точността е намаляла значително, трептенето се усеща с ръка, шумът е толкова силен, че хората до вас обръщат глави, за да погледнат, изтичането на масло не може да бъде спряно, температурата е аномално висока — ако са присъствали поне два от тези пет сигнала, не продължавайте да използвате устройството. Допълнителното забавяне може да доведе до изпадане на зъбчати фрагменти от мотора или енкодера и последващо повреждане, след което разходите за поддръжка ще надвишат цената на скоростната кутия.
Скоростната кутия, използвана в нашите роботи, е ли същата като тази, използвана в обикновеното оборудване?
Това не е едно и също нещо. В скоростната кутия на обикновеното оборудване малка люфта няма значение — почти може да се включи. Роботите не могат да направят това. Ако люфтът е малко по-голям, отклонението на инструменталната глава ще се увеличи до няколко милиметра. Затова изискванията към люфта в скоростната кутия на робот са много строги, а повтаряемостта трябва да остане стабилна през целия жизнен цикъл, така че по този въпрос няма място за неясноти.
