Hvad er en ABB-robotgearkasse?
Folk taler normalt om industrirobotter, og det er altid samtaler om, hvordan man justerer styreenheden, hvordan man programmerer, hvordan man følger en bane – disse synlige og konkrete ting. Men hvis man virkelig tilbringer meget tid i værkstedet, forstår man, at en robots bevægelse – om den er næsten uforbudt eller ej, om den er glat eller ikke – i virkeligheden har sin rod i dens mekaniske krop, dvs. dens knogler. Den vigtigste og oftest oversete del af denne krop er gearkassen. 
Hvad gør denne komponent i en robot?
Lad os bruge en meget grov analogi. Motoren roterer ekstremt hurtigt – hviiis – men hvis den direkte skal bære svejseklodser eller fastgørelsesanordninger på henholdsvis 80 eller 100 pund, har den ikke nok kraft til det; den kan simpelthen ikke bære. På den anden side kræver robotens arbejde en stabil kraft, og handlingen behøver ikke at være særlig hurtig, men den skal have tilstrækkelig kraft, og stoppositionen skal være præcis ned til en hårs bredde.
Disse to behov er helt forkerte. Gearkassen ligger i midten af denne "oversættelse" og "omdannelse" af arbejdet – motoren kører med den dumme hurtige, ekstremt høje hastighed nedad, mens kraften forstærkes, og samtidig sikres, at motorens effekt overføres til den rigtige position. Uden den ville motoren være direkte forbundet til arme og ben, og robotten ville enten rykke vildt eller helt sammenfalde.
Hvis du har adskilt en ABB-robot og undersøgt armen, finder du gearkasserne i det store led ved basen, på stedet, hvor den store arm og de to mindre arme er forbundet, samt i de små led i håndleddet, der kan drejes rundt. De store led og de små led er ikke det samme – de store led skal være stabile og holdbare og kunne bære en stor bjælke, mens de små led skal have nulspil og præcis manøvrerbarhed.
Flere typer gearkasser anvendes almindeligt i værkstedet.
En type gearkasse kaldes RV-gearkasse, og nogle mennesker kalder den også cykloide pinhjul. Denne komponent er solid og placeres typisk i bunden og armen på steder med stor kraftpåvirkning. Den karakteriseres ved at være modstandsdygtig over for fremstilling og har tilstrækkelig stivhed – så selvom robotten hver dag svinger en hammer som ved håndtering og punktsvejsning af tunge dele, kan den bære lasten.
Den anden type kaldes harmonisk gearkasse, og dens princip er helt anderledes. Den indeholder et fleksibelt tandhjul, der drevs ved elastisk deformation, hvilket betyder, at spillet næsten kan være nul, og den opnår høj præcision samt en lille størrelse. Hvis du ser på robotens håndled – de sektioner, der er så behændige som en menneskelig hånd – er det her, hvor denne type gearkasse oftest anvendes. Tørmontering og håndtering af små dele samt andre præcisionsopgaver afhænger alle af denne præcise 'hånd'.
Der findes også planetgearkasser, som er et kompromisvalg: de er kompakte og effektive, og man finder dem på nogle omkostningssensitive eller mindre krævende hjælpeakser, hvor præcisionen ikke er afgørende.
Hvis gearkassen begynder at miste sin temperatur, udfører robotten ikke sit arbejde.
Der sker mange ting på produktionsgulvet, som ender på forkert sted.
For eksempel falder robottens nøjagtighed, når den arbejder videre. Tidligere placerede den dele med præcis pasform, men nu er den altid lidt forbi mål – uanset om programmet er justeret eller nulpunktet er genkalibreret. I dette tilfælde er der sandsynligvis opstået en større spænding i gearhovedet. Der er en kløft mellem tandhjulene, og når man giver kommando om at bevæge sig til den position, svajer den lidt, og den faktiske afvigelse bliver større.
En anden ting er, at robotten bevæger sig med ryk, og det ser usikkert ud for det blotte øje – den er ikke længere så glat som tidligere. Dette skyldes hovedsageligt ujævn slitage indeni eller manglende smøring, hvilket fører til tør gnidning.
Den oprindelige robot arbejdede stille, men nu klikker og brummer den, som en gryde. Denne lyd er dens råb om hjælp – lejerne eller tandhjulene indeni har tydeligvis et problem, der kræver opmærksomhed.
Der er mere direkte, tidligere i stand til at bevæge delen, nu på alarm, føler man, at robotten ikke er stærk nok. Dette betyder, at transmisionseffektiviteten er faldet kraftigt, og energien forbruges i gearkassen.
De mest almindelige scenarier i feltet
Kom nu, lad mig fortælle dig om nogle scenarier, som du sikkert kender godt. Kunden ringer og siger: «Min robot – det punkt, der tidligere var præcist, er nu helt forkert; det er ikke mere end en hårstrås afvigelse, men det irriterer én.» Mange menneskers første reaktion er, at programmet er gået tabt, eller at de har ramt geværet, men i virkeligheden er sandsynligheden stor for, at spillet i gearkassen er for stort. Et andet eksempel er olielekage – olie dråber under leddene og en plet på gulvet. Dette skyldes formentlig, at olieseglen er alderet; ved langvarig olielekage forsvinder olie, og indersiden går i tør drejning, hvilket gør, at mindre problemer eskalerer til store reparationer. Der er også tilfælde, hvor leddene føles varme ved rulning – meget varmere end normalt – enten fordi belastningen er for stor eller fordi smøringen har svigtet, så der sker indvendig gnidning.
Hvornår skal jeg skifte min gearkasse?
Mange chefer kan ikke affordere at gøre det, så de overvejer at holde den et lille stykke tid længere. Men ærligt talt er præcisionen faldet betydeligt, rysten kan føles med hånden, støjen er så stor, at folkene ved siden af drejer hovedet for at kigge, olielekkage kan ikke stoppes, temperaturen er unormalt høj – så længe to af disse fem signaler forekommer, bør du ikke vente yderligere. En yderligere udtættelse kan medføre, at tandhjulfragmenter falder ud af motoren eller enkoderen og forårsager skade; så bliver reparationens omkostninger langt større end prisen på en ny gearkasse.
Er gearkassen, der bruges i vores robotter, den samme som den, der bruges i almindelige udstyr?
Det er ikke det samme. Gearkassen til almindeligt udstyr kan klare en lille spalte – det betyder næsten intet, og den kan næsten tændes uden problemer. Robotter kan ikke gøre det. Hvis spalten er lidt større, forstærkes afvigelsen af værktøjsenden med flere millimeter. Derfor er kravet til spil i en robotgearkasse meget lavt, og gentageligheden skal være stabil gennem hele levetiden, så der er absolut ingen plads til tvetydighed i denne henseende.
