Com resoldre l’alarma SRVO-050 del robot Fanuc?
Per a aquells que utilitzen robots industrials Fanuc, és molt probable que hagin trobat el mal de cap de l’alarma SRVO-050 Collision Detect. Molts operadors o novells en el sector, tan bon punt veuen aquest error aparèixer a la pantalla, la seva primera reacció és, sense cap dubte: «Malament, el robot ha xocat!». A continuació, corren cap al lloc per comprovar-ho. Però el més curiós és que, un cop allà i després d’observar-ho atentament, no hi ha res al voltant del robot: ni peces de treball, ni cap objecte a prop; tot està ben separat i no hi ha res que toqui res. Encara més frustrant és que, després de reiniciar-lo, es pot moure dues vegades, però només uns quants passos i «plop!» torna a aparèixer aquesta alarma.
Si heu estat a l’taller de manteniment durant molt de temps, us adonareu que aquest tipus de «col·lisió fantasma» és, de fet, més habitual que una col·lisió real. Si us trobeu en aquesta situació, ja sigui canviant el programa segons la regla dels tres-set-vint-i-un o substituint cegament el motor servo, al final, normalment es perd molt de temps, es fa molt d’esforç i es desemborsa una quantitat important de diners.
Avui, seguint la lògica d’investigació oficial de Fanuc, analitzarem què està passant amb aquest error SRVO-050 i com identificar, pas a pas, la causa real quan el robot no ha patit cap col·lisió però, malgrat això, informa d’un error. 
El robot no ha patit cap col·lisió; per què informa llavors d’una «detecció de col·lisió»?
Per resoldre el problema, primer hem de comprendre la lògica subjacent de Fanuc. El quadre de control Fanuc no té ulls, així que com sap que el robot ha xocat? Com sap que el robot ha xocat? Es basa en els càlculs de corrent i parell. Quan el robot es mou, el sistema de l’armari de control vigila contínuament la intensitat amb què s’utilitzen els motors servo de cada eix (és a dir, el parell). El sistema disposa del seu propi model matemàtic de la força que s’ha d’aplicar a cada eix a la velocitat, l’angle i la càrrega actuals. Si, mentre avança, el sistema arriba de sobte a la conclusió: «Alguna cosa no va bé; per què la càrrega real sobre un dels eixos és tan superior a la que havia previst?»
El calaix de control sonarà immediatament l'alarma: «Gran problema, potser ha colpidit alguna cosa, i després es retirarà l'equipament del sostre rígid i es descartarà!» Per protegir el braç del robot, el reductor, els motors servo i la fixació frontal, el sistema tallarà instantàniament l'alimentació dels servomotors, aturarà el robot amb una frenada brusca i activarà l'alarma SRVO-050.
Per tant, l'essència d'aquesta alarma no és «He colpidit alguna cosa», sinó «M'estic movent massa fort, la resistència ha estat superada». Si per qualsevol motiu el robot sent que «és massa gran i pesat» o «no pot passar», interpretarà erròniament que ha tingut una col·lisió.
Ha tingut realment una col·lisió? Descartem primer les causes evidents.
Tot i que diem que hi ha molts falsos positius, el primer pas és ser realista. Un cop una línia de producció automatitzada està en funcionament, el robot ha de treballar conjuntament amb fixacions, peces treballades, màquines eina i cortines de seguretat fotoelèctriques, de manera que, de vegades, fins i tot si el sistema de coordenades de l'eina (TCP) té un error de dos o tres mil·límetres, pot produir-se una lleu raspadura en una ubicació concreta.
Si acabeu de canviar el programa, de tornar a ensenyar els punts o només heu instal·lat una nova ferramenta i apareix aquest error, no us apresseu a sospitar del sistema elèctric encara. Escolteu-me: posau el robot en mode manual, reduïu la velocitat (per exemple, al 10 % o fins i tot al 5 %), agafeu el dispositiu d’ensenyament amb les mans i mantingueu-lo lleugerament orientat, mentre vosaltres mateixos us agenolleu a prop per observar atentament. Comproveu si les fixacions freguen contra les vores quan entren i surten de la màquina? La mànega d’aire queda atrapada en algun espai mort?
Assegureu-vos que no hi ha cap interferència mecànica dura, mirem cap avall.
Cap col·lisió, però «estrangulament»: aquelles resistències externes ocultes
El fet que un robot no toqui res gran a l’exterior no vol dir que funcioni «correctament» per si mateix. Sovint, són les peces de recanvi del seu cos les que l’aturen.
Al camp, sovint es poden detectar aquests responsables:
* El paquet de tuberies està massa tensat: la rotació dels sis eixos del robot provoca que el cable o la mànega d’aire embolicats a l’exterior no tinguin la longitud suficient, com una goma elàstica que limita el moviment dels sis eixos.
* Objectes estranys encallats a la cadena d’arrossegament: la cadena d’arrossegament del conducte ha quedat atrapada per grans trossos de escòria de soldadura, cargols o residus, provocant que el moviment segueixi determinades trajectòries quan queda encallada.
* Encallament intern de l’equipament d’enganxatge: per exemple, una pinça neumàtica amb un ressort trencat o un cilindre bloquejat; tot i que aparentment no sembla que hi hagi cap col·lisió, la fricció mecànica pròpia de l’equipament d’enganxatge ja ha augmentat excessivament.
Tot i que aquests incidents no provoquen cap deformació del robot, fan que el motor servo absorbeixi una part important de la força; el sistema calcula que el parell supera el límit permès i genera l’error SRVO-050. Quan aquest error es produeix repetidament a la mateixa posició, cal centrar l’atenció en les zones del robot on hi ha els «vestits» (paquets de tuberies) i els equips d’enganxatge, i comprovar-los físicament; en molts casos, el problema és visible a simple vista.
Culprit fàcil d’ignorar: configuració incorrecta de la càrrega útil.
Aquest és un àmbit on molts reparadors experimentats tendeixen a passar per alt. Com ja he dit abans, el sistema es basa en un «model de predicció» per determinar si hi ha una col·lisió o no, i les dades d’entrada fonamentals d’aquest model són la càrrega útil que introduïu al sistema.
El robot ha de saber: quin pes penja del meu colze? On es troba el centre de gravetat d’aquest objecte?
Posem un exemple pràctic: poseu una pinça de 15 kg al vostre robot, però a les configuracions de càrrega útil del sistema us estalvieu la feina o us oblideu de canviar-les i deixeu la xifra antiga de 5 kg. Això és tot. Quan el robot es mou, els motors han de treballar molt per fer oscil·lar els 15 quilograms, generant molt més parell del que el sistema espera. El quadre de control ho analitza i diu: «No, segons els meus càlculs, no hauria d’utilitzar tanta força per agafar un objecte de 5 kg! Segurament ha xocat contra una paret de formigó!». Així doncs, passa directament a un impacte implacable.
Això és especialment habitual després de la instal·lació d’un nou dispositiu, d’una torxa addicional, d’una càmera de visió o d’un canvi en el disseny de l’EOAT (eina final del braç). No siguis mandrós: canvia simplement l’eina final i torna a mesurar-ho honestament, o introdueix en el sistema la càrrega i el centre de gravetat correctes de l’eina.
Més gran que petit: sobrecàrrega crònica
També hi ha el cas d’un «problema heretat» o d’una modificació de la línia que és l’arrel del problema. El robot va ser dissenyat originalment per manipular peces de 20 kg i funcionava sense problemes. Quan l’empresa va passar a un nou producte o a una nova línia de producció, les peces van passar a pesar 30 kg. Aquest robot aguanta aquesta càrrega, però només una mica per sobre del límit, i pot començar a brunzir i brunzir; molts responsables pensen: «Mira, encara funciona, es pot utilitzar a la línia!»
Això és molt erroni. En aquest moment, el robot realment fa cada pas en una «consumició interna greu», amb el motor i el reductor en un estat de pressió elevada durant molt de temps. Al principi pot funcionar bé, però a mesura que l’utilitzeu, notareu que l’error SRVO-050 es reporta cada cop més sovint: potser una vegada al dia, ara tres cops per setmana.
Això vol dir que els components mecànics ja estan protestant; a llarg termini, la vida útil del cargol, del reductor i del motor servo caurà en picat, i llavors no serà possible resoldre-ho només amb un reinici.
El fre d’immobilització no està totalment obert: una «lluita interna» diària contra ell mateix.
Cada eix d’un robot Fanuc té un fre d’immobilització. Quan el robot està a punt de moure’s, el sistema envia energia al fre per obrir-lo i, a continuació, el motor torna a girar. Si hi ha algun problema en el circuit del fre d’immobilització o si el fre està desgastat o enganxós mecànicament i no es desenganxa completament, la situació pot ser molt problemàtica. És com conduir un cotxe amb la frenada de mà parcialment accionada mentre s’aplica força al pedal de l’accelerador per avançar. El motor no només ha de superar la resistència del treball, sinó també la fricció dels seus propis frencs interns. En qüestió de segons, el parell servo augmentarà de forma dràstica i l’armari de control detectarà directament una «col·lisió».
Com puc saber si tinc un problema de frens? Els símptomes típics són: el robot es mou cap amunt i el so és molt apagat i molt pesat; se sent que un eix concret és especialment feble; independentment de si es fa una oscil·lació lenta manual (Jog) o una operació automàtica, en tots els casos es produeix l’error SRVO-050 en el mateix eix. En aquest moment, cal centrar-se en comprovar la línia de control del freno d’aquest eix i el propi freno.
Tensions altes i baixes: fan que el sistema «calculi incorrectament»
Moltes persones no poden imaginar com és possible que, de vegades, l’armari elèctric informi d’una col·lisió, quan en realitat es deu a la inestabilitat de la tensió d’alimentació de la planta. Quan la tensió d’entrada de l’armari de control disminueix sobtadament o experimenta fluctuacions importants, la tensió continua obtinguda pel rectificador també baixa. Això redueix la capacitat de conducció de l’amplificador servo; per fer que el robot mantingui la velocitat i la trajectòria originals, el sistema només pot augmentar forçadament el corrent per compensar-ho. Aquest augment del corrent fa que l’algorisme de l’armari de control interpreti erròniament que el parell d’interferència és anormal i, per tant, aparegui l’error SRVO-050.
Si recentment la planta ha tingut apagades freqüents, intermitències o si els terminals de l’armari de control estan envejats i calents, o si les línies de cablejat tenen més de deu anys, us recomanem que mesureu amb un multímetre la tensió de l’alimentació principal en el moment en què es produeix l’error. Aquesta tècnica ja s’ha demostrat efectiva en plantes antigues i durant els pics de consum elèctric de l’estiu.
Exclusió: és realment un sistema servo o un cable defectuós?
Si ja heu comprovat tots els interferències mecàniques esmentats anteriorment, els paquets de tuberies, els paràmetres de càrrega i les tensions, i heu constatat que tot està en ordre, però el robot continua informant l’error SRVO-050 «mort» en un eix fix, llavors cal traslladar-nos a la part elèctrica per examinar el component real.
Això sol indicar la presència de fallades ocultes en els següents llocs:
* Envelliment de components interns de l’amplificador servo; la detecció del corrent no funciona correctament.
* Cable d’encoder o cable d’alimentació amb filaments trencats a l’interior. De vegades, l’envoltori del cable sembla intacte, però quan el robot gira fins a una determinada postura, els filaments de coure interiors es trenquen i provoquen un contacte deficient; el sistema detecta immediatament l’anomalia i informa d’un error.
* Connectors de retroalimentació fluixos o infiltració d’oli i aigua.
La reparació fins a aquest punt, la tècnica més útil és el «mètode d’ajustament». Per exemple, si un eix i dos eixos del motor o les especificacions dels cables són idèntiques, proveu d’ajustar el cablejat a l’armari de control (presteu atenció a l’operació professional, feu una còpia de seguretat adequada per evitar danys), per comprovar si la fallada es transfereix d’un eix al segon. Si la fallada es trasllada efectivament, no hi ha cap dubte que el problema és degut al cable o a l’amplificador.
Un problema habitual en màquines amb més de deu anys: desgast sever del reductor
Finalment, si els motors servo i els circuits funcionen correctament, però el robot és un «veterà de guerra» (utilitzat durant set o vuit anys o fins i tot més de deu anys) i ha estat realitzant feines com la soldadura per punts, la manipulació pesada, l’empaquetat i altres tasques brutes durant molt de temps, és molt probable que el desgast mecànic hagi arribat al límit. Les rodes dentades del reductor estan desgastades, els coixinets s’han envelit i fissurat, i l’oli negre lubrificant interior s’escapa o s’ha convertit en una pasta seca, tot el qual provocarà un augment brusc de la fricció interna. El robot no sap que té una «lesió abdominal»; només pensa: «per què aquest braç i aquesta cama són tan més pesats que abans?», i la manifestació final són les alarmes falses de col·lisió freqüents.
Com determinar si el reductor no funciona? Escolteu atentament quan es mou cap amunt: no hi ha cap ‘clic’ ni ‘bronzinat’, olor de fricció metàl·lica ni soroll; toqueu les articulacions i comproveu si no estan prou calentes per coure-hi ous; o observeu si la precisió de posicionament del robot ha empitjorat, si en parar el braç encara vibra lleugerament (la separació va augmentant). Si es dona qualsevol d’aquests símptomes, cal programar una revisió i substituir la caixa de canvis.
Aquest error es reporta sovint; el puc simplement bloquejar-lo o ignorar-lo?
Teòricament, podeu prémer `RESET` al pendant d’ensenyament i el robot continuarà treballant. Molta gent intenta estalviar diners i no interromp el procés sempre que pugui reiniciar-se.
Però aquí teniu el meu consell: no passa més d’una vegada.
La primera vegada que informeu d’un error, pot ser un problema extern ocasional, i si desapareix amb el reinici, desapareix. Però si es repeteix dos o tres vegades seguides al mateix lloc, no forceu el sistema amb el botó d’arrencada forçada. Aquesta vegada no només reduirà de manera significativa la velocitat de la vostra línia de producció, sinó que, si hi ha una sobrecàrrega real, el fre d’emmagatzematge no es desenganxarà o el reductor patirà fregament sec; si us veieu obligats a fer-lo funcionar durant un dia sencer, podrieu arribar a cremar completament i destruir motors o reductors que valen desenes de milers de dòlars.
Com es pot prevenir aquesta «col·lisió fantasma» a diari?
Com diu el vell proverbio, el millor remei és la prevenció. Per minimitzar les interrupcions causades per l’error SRVO-050 durant el treball, cal mantenir una bona rutina de manteniment.
1. Cal ajustar els paràmetres cada vegada que es canviï: sempre que es modifiqui la fixació final o s’hi afegi alguna cosa, no eviteu fer-ho perquè us sembli una tasca massa complicada i recalculeu immediatament la càrrega útil al sistema.
2. Inspecció periòdica del paquet de tuberies: comprovar si hi ha desgast de les tuberies dins de la cadena de tracció i si el tub flexible d’aire està envejint, esclerosant o massa tensat.
3. Lubricació estrictament puntual: segons les hores oficials de Fanuc, canviar periòdicament la grasa del reductor i observar si hi ha partícules de ferro a l’oli negre expulsat.
4. Mantenir correctament els elements perifèrics: assegurar-se que no hi ha residus desordenats dins de l’àmbit de treball del robot i netejar periòdicament les espigues de posicionament i els inductors dels suports i fixacions, per evitar l’acumulació de residus.
Si es fan bé aquests detalls, la taxa de fallades del robot pot disminuir dràsticament i també es podran fer menys torns.
