Cara Mengidentifikasi Gearbox Robot ABB yang Aus Sebelum Rusak?
Kami telah melihat kejadian ini terulang terlalu sering di lapangan selama bertahun-tahun. Robot ABB di jalur produksi sebelumnya beroperasi dengan baik, namun tiba-tiba suatu hari, hasil las mulai menyimpang, lintasan gerak mengalami drift, gerakan satu per satu menjadi tidak stabil, hingga akhirnya memicu alarm serius yang menyebabkan penghentian otomatis—seluruh jalur produksi pun langsung berhenti total. Semua orang pun sibuk mengatasi masalah: menelusuri program, memeriksa encoder, memeriksa peralatan (tooling), bahkan akhirnya membongkar unit—hanya untuk menemukan bahwa gearbox sebenarnya sudah rusak sejak lama, tetapi sinyal-sinyal kecil tersebut sempat luput dari perhatian.
Terutama pada robot untuk aplikasi pengelasan, penanganan material, pemuatan-bongkar, serta stamping, rotasi kontinu dalam beban tinggi jangka panjang membuat gearbox jarang sekali kolaps mendadak tanpa peringatan. Nyatanya, gearbox akan memberikan sinyal peringatan—seperti 'halo'—jauh sebelum kegagalan terjadi; namun banyak bengkel justru terbiasa menganggapnya sebagai 'kondisi wajar mesin tua' dan membiarkannya begitu saja. 
Pertama kali banyak orang menyadari adanya masalah adalah ketika robot tersebut "tidak lagi seakurat dulu."
Itu memang tanda pertama yang paling umum. Yang menarik adalah teknisi lapangan hampir tidak pernah mempertimbangkan gearbox sebagai hal pertama yang dicurigai. Urutan pemecahan masalah mereka biasanya sebagai berikut: pertama-tama mencurigai bahwa TCP tidak terkalibrasi dengan benar, misalnya apakah seseorang telah menyentuh atau menggeser torch; kemudian memeriksa program untuk memastikan titik-titiknya tepat; lalu memeriksa encoder guna memastikan tidak terjadi kehilangan pulsa; bahkan mencurigai parameter servo mengalami drift atau fixture menjadi kendur. Rangkaian pemeriksaan semacam ini sangat lazim dilakukan, dan akhirnya—setelah semua langkah tersebut—baru menggunakan alat ukur, ditemukan bahwa backlash pada salah satu sumbu jelas lebih besar. Fenomena ini khususnya mudah terlihat pada robot pengelasan: awalnya jalur las berjalan sangat mulus, tetapi kini mulai muncul ketidakstabilan busur listrik, lintasan busur tidak seragam, serta sedikit penyimpangan trajektori setiap kali program yang sama dijalankan. Terkadang pelanggan mengira ada masalah pada sistem visi, padahal sebenarnya disebabkan oleh ausnya celah internal gearbox, sehingga transmisi gerak tidak lagi mengikuti perintah secara akurat.
Keausan gearbox robot ABB, 'backlash' akan menjadi semakin jelas
Siapa pun yang terlibat dalam pemeliharaan sudah tidak asing lagi dengan istilah "backlash", yang berarti adanya celah pada sambungan. Sisi motor jelas berputar, tetapi sisi mekanis harus menunggu sejenak untuk menempuh jarak bebas (empty travel) sebelum mulai bergerak. Sambungan pada robot baru sangat rapat, namun setelah roda gigi planetari dan bantalan di dalam gearbox mengalami keausan dalam waktu lama, celah antar gigi menjadi lebih lebar, bantalan juga menjadi longgar, serta presisi penggabungan (mesh) menurun; akibatnya, robot mulai menunjukkan ketidakakuratan pengulangan posisi, pergeseran lintasan (trajectory drift), dan sedikit goyangan saat akselerasi maupun deselerasi. Masalah yang paling mengganggu adalah kondisi ini pada awalnya tidak terlalu parah—banyak orang bahkan masih bisa menggunakannya selama beberapa bulan—namun begitu keausan pada salah satu sumbu melewati ambang batas tertentu, tingkat kerusakan akan meningkat sangat cepat: mungkin dua minggu pertama hanya sedikit menyimpang, lalu tiba-tiba muncul peringatan tabrakan atau beban berlebih.
Sendi robot mulai "berderak", bahkan sebenarnya sudah sangat berbahaya!
Saat beroperasi secara normal, suara robot sangat merata—yaitu suara motor berdengung halus yang disertai bunyi mekanis yang sangat lancar. Namun, begitu gearbox mulai bermasalah, suaranya langsung berubah: akan tercampur dengan desisan gesekan logam atau bunyi 'klik-klik-klik-klik', bahkan pada saat akselerasi dan deselerasi pun terdengar suara rendah; jika tangan diletakkan di sendi, terasa seperti ada sesuatu yang mengetuk di dalamnya. Banyak operator lama di lini produksi akan mengatakan, "Akhir-akhir ini suara robot ini terdengar tidak normal." Ketika Anda mendengar pernyataan semacam ini, jangan tunda lagi, karena pada saat itu kemungkinan besar gigi-gigi telah tergores, kandang bantalan rusak, atau pelumas telah gagal sehingga menyebabkan logam bersentuhan langsung dengan logam. Jika dibiarkan terus-menerus, keausan ringan akan cepat berkembang menjadi gigitan keras antar gigi, dan begitu gigi-gigi tersebut tergigit, seluruh unit reduktor pada dasarnya sudah tidak dapat digunakan lagi.
Berbicara mengenai hal tersebut, kami telah melihat terlalu banyak masalah gearbox di bengkel; pada kenyataannya, akar permasalahannya terletak pada pelumasan. Banyak pabrik menjalankan robot setiap hari, namun pelumasan dan perawatan dilakukan secara sangat sembarangan—terutama pada beberapa lini produksi lama. Siklus penambahan gemuk telah lama diabaikan tanpa memperhatikan penuaan pada seal minyak; tidak ada yang memperhatikan kebocoran minyak di sambungan—bahkan setelah dilap, kebocoran tetap berlanjut, sementara gemuk yang tercampur uap air, debu, atau serbuk logam tetap digunakan seperti biasa. Dalam jangka panjang, kondisi pelumasan memburuk sehingga gesekan internal langsung meningkat, suhu pun ikut naik; film minyak di permukaan gigi tidak mampu bertahan lagi, sehingga mulai terjadi keausan abnormal. Reducer ABB sendiri memiliki presisi sangat tinggi; celah antar gigi dan celah antar bantalan sangat kecil, sehingga sebenarnya sangat menuntut kualitas pelumasan. Begitu gemuk menjadi encer, kering, atau terkontaminasi, laju keausan akan meningkat secara eksponensial. Beberapa gearbox terasa sangat panas saat disentuh—hal ini sering kali merupakan sinyal bahwa pelumasan telah sepenuhnya gagal, dan minyak sudah lama tidak lagi mampu menjalankan fungsinya sebagai pelindung.
Hal suhu ini merupakan petunjuk visual yang cukup jelas.
Anda dapat mencoba merasakan suhu sendi-sendi pada masing-masing sumbu setelah robot beroperasi selama beberapa saat. Dalam kondisi normal, kenaikan suhu relatif stabil, dan satu sendi tidak akan tiba-tiba menjadi jauh lebih panas dibandingkan sendi lainnya. Terutama untuk sendi yang menanggung beban besar seperti J2 dan J3, jika suhunya secara abnormal tinggi dalam waktu lama, kemungkinan besar disebabkan oleh gesekan internal yang berlebihan, pelumasan yang tidak memadai, bantalan yang sudah rusak, atau operasi di atas kapasitas beban. Banyak gearbox telah beroperasi diam-diam dalam keadaan 'demam tinggi' dalam waktu lama sebelum akhirnya macet total. Oleh karena itu, semakin banyak pabrik yang mulai rutin menggunakan kamera termal untuk memindai seluruh rangkaian sendi robot di lini produksi; trik ini sangat efektif, banyak masalah dapat terdeteksi lebih dini melalui perubahan suhu, tanpa harus menunggu hingga terjadi kegagalan robot.
Robot ABB mulai bergetar—dalam banyak kasus, masalahnya bukan lagi hal yang ringan!
Anda mungkin melihat seluruh lengan bergetar sedikit saat akselerasi, lalu bergetar beberapa kali begitu berhenti, serta lintasannya tidak bulat dan halus saat beroperasi pada kecepatan tinggi, dengan sensasi bergigi halus. Banyak orang mengira penguatan servo belum disetel dengan benar, namun jika Anda telah memastikan bahwa encoder tidak bermasalah, motor tidak bermasalah, dan parameter tidak diubah, maka kemungkinan besar masalahnya terletak pada kekakuan internal reduktor yang kurang baik. Hal ini terutama berlaku pada joint dengan gearbox RV, di mana getaran muncul dari tidak ada menjadi tidak ada begitu saja segera setelah roda gigi sikloidal dan bantalan mulai aus, sehingga semakin sulit untuk menyamarkannya.
Kemudian ada satu lagi yang khususnya mudah terlewatkan—kebocoran oli.
Saya telah melihat terlalu banyak pabrik; begitu mereka melihat lingkaran minyak yang merembes dari sambungan robot ABB, reaksi pertama mereka adalah mengambil kain untuk mengelapnya, sambil berkata, "Tidak apa-apa, masih bisa beroperasi." Namun kenyataannya, kebocoran minyak pada dasarnya memberi tahu Anda bahwa segel-segel tersebut telah memburuk, sehingga minyak di dalam bocor ke luar, dan kotoran dari luar pun berpotensi masuk ke dalam. Gearbox sangat takut akan kekurangan minyak—terutama dalam kondisi operasi berputar terus-menerus selama 24 jam sehari—karena pelumasan merupakan rantai krusial, dan laju keausan akan langsung meningkat drastis. Banyak gearbox sebenarnya dapat diperbaiki, namun karena kebocoran minyak dalam jangka panjang tidak dianggap serius, akhirnya seluruh komponen di dalamnya aus total dan hanya bisa diganti secara keseluruhan.
Lihat di sini, Anda mungkin bertanya-tanya: mengapa banyak robot pabrik ABB yang berusia beberapa tahun mulai mengalami masalah pada gearbox-nya? Sebenarnya, jika dipikirkan secara mendalam, hal ini cukup wajar. Robot industri sendiri merupakan mesin yang beroperasi dengan frekuensi tinggi; robot pengelasan berayun sepanjang hari, robot penanganan material terus-menerus memulai dan menghentikan gerak serta mengalami akselerasi dan deselerasi, robot paletisasi berat beroperasi dalam kecepatan tinggi dan beban penuh dalam jangka panjang, sedangkan robot pemuatan dan pembongkaran peralatan mesin dapat menyelesaikan siklus ribuan kali dalam sehari—gearbox pun terus-menerus mengalami beban benturan dan tegangan bolak-balik. Tak peduli sebaik apa pun kualitas ABB, keausan komponen mekanis tetap merupakan hukum fisika yang tak dapat dihindari siapa pun. Terutama bagi robot-robot yang beroperasi terus-menerus pada batas atas beban nominal sepanjang tahun, masa pakai reduktor menjadi semakin jelas lebih pendek.
Banyak orang kesulitan menjawab pertanyaan ini: apakah saya harus memperbaiki atau mengganti gearbox saya?
Pengalaman kami menunjukkan bahwa jika terjadi peningkatan backlash yang hanya sedikit, bunyi berderak sesekali, atau seal oli mulai bocor, dalam beberapa kasus masih memungkinkan untuk mencoba memperbaikinya dengan merawat bantalan, seal oli, serta menyetel ulang preload. Namun, apabila presisi telah hilang secara serius, gigi internal mengalami deformasi akibat beban berlebih, getaran begitu besar sehingga seluruh lengan bergetar hebat, operasi jangka panjang pada suhu tinggi, atau setelah dibongkar ditemukan bahwa bagian dalamnya penuh serbuk besi, maka dalam kebanyakan kasus akan lebih hemat biaya untuk langsung menggantinya dengan unit baru. Pasalnya, ketika robot tiba-tiba mati akibat kegagalan reduktor, kerugian dihitung per jam—bahkan per menit—sehingga dibandingkan dengan biaya penghentian jalur produksi, harga reduktor itu sendiri sebenarnya sangat kecil.
Hanya karena secara perlahan memahami penalaran ini, kini semakin banyak pabrik yang tidak menunggu hingga terjadi kerusakan baru kemudian memperbaikinya, melainkan mengambil inisiatif melakukan pemeliharaan prediktif. Pengukuran getaran dilakukan secara rutin, kamera termal digunakan untuk melihat distribusi suhu, instrumen dipakai untuk memeriksa perubahan backlash, tren akurasi lintasan dilacak, serta frekuensi kebisingan baru saat operasi didengarkan. Secara bertahap kami menyadari bahwa gearbox robot ABB sebenarnya memberikan peringatan yang cukup jelas sebelum mengalami kegagalan total—hanya saja sebelumnya tidak ada yang secara sistematis memperhatikannya. Dengan deteksi lebih dini, biaya pemeliharaan menjadi lebih rendah, tanpa downtime tak terjadwal, tanpa terputus tiba-tiba di tengah malam, serta dapat menghindari kerusakan sekunder pada motor dan encoder akibat tertarik oleh komponen yang gagal. Itulah sebabnya banyak lini otomasi kelas atas kini memasukkan status reduktor robot ke dalam rencana inspeksi dan pemantauan rutin mereka.
