RV-minnkari vs. harmónískur ávallt í ABB-robotum
Þegar sumir fólk kynnist fyrst ABB iðjurobotum er athyglinni beind að stjórnborðum, rafmagnshreyfingum og kennsluskránum. En í raun fer allt um hvernig roboturinn hreyfist að lokum – „stöðugur eða ekki, nákvæmur eða ekki, varanlegur eða ekki“ – og rótin á þessu er í raun fólgin í hnútum robotins: í þeim fáu minnkunaraðlum.
Flestir sem viðhalda ABB-robotum hafa reynt þessa geislavél: eftir nokkrum árum byrjar roboturinn að birta vandamál eins og afvígingu á ferli, óstöðug sveiflu, dökkun, gatnað, staðsetningarskekkjur og fleira, og þegar leitað er um allt í gegnum hnúta robotins kemur oft í ljós að minnkunaraðallinn í hnútum er orsakinn. Tvær tegundir minnkunaraðla eru algengast notuð í hnútum á höfuði ABB-robota: einn kallaður RV-minnkunaraðal og annar harmónískur minnkunaraðal.
Viðskiptavinir spyrja oft: „Hver er munurinn á þessum tveimur hleðslumynkum?“, „Af hverju gerir ABB þetta? Af hverju notar ABB RV-hleðslumynkur fyrir sumar ásvarp og harmónískar hleðslumynkur fyrir aðrar?“ „Hver er meira viðstöndandi?“ „Hver er nákvæmari?“ Í dag munum við tala við ykkur, eingöngu út frá reynslu úr verkstæðinu. 
Hleðslumynkur í vélinni í endanum er það sem á að gera
Sérstakir rafmagnsmotorar fyrir iðnaðarrobotta, það er hægt að hækka hraðann mjög hratt, en það er alvarlegt vandamál – hár hraði jafngildir ekki miklum krafti. Þegar verið er að vinna raunverulega verkefni þarf robotinn lágan hraða, háan snúningstörmu, háa nákvæmni og einnig stöðugt úttak. Hugsum það eftir: við sveifluþvott þarf hreyfingin að vera sérstaklega slétt; þegar hent er með hundrað punda (ca. 45 kg) verkhlutum þurfa liðin að geta tekið á sig kraftinn án þess að skjálfa. Það sem hraðaminnkari gerir er að lægja „dumma“ hraðann á motorinum, styrkja kraftinn og gera einnig svo að úttaksskífan stoppi á réttum stað. Því má hugsa um hraðaminnkara sem „kraftastyrkjara“ og „nákvæmni-gávarð“ í liðunum. Margir ABB-robotar, þegar hraðaminnkarinn er notaður, gefa til kynna: ferilinn verður ávallt flóttari, endurtekning á staðsetningarskekkjum vex dag eftir dag, handleggurinn byrjar að skjálfa, hröðun og hægining verða óstöðugri og ójafnreglulegri, gæði sveifluþvottsins verða ójafnregluleg og gæðið verður slæmt, og sterkasta punktinn kemur beint í viðvörunarviðmótin.
RV-minnkari: steinhardur og mótvært framleiðsluþol
Hver er hlutverk RV-minnkara? Margir kalla hann einnig syklóíðminnkara. Besta eiginleikinn við þessa tæknilegu hlut er bara einn: hann er stífur og sérstaklega mótvært framleiðsluþol. Hann er notaður í þungum iðnaðarrobótum til að flytja geisla, svo sem þeir sem vinna við sveiflu, fyrirhöndun og pökkun á stórum ABB-robótum, sérstaklega í grunninum, handleggnum og hálfhandleggnum – í þeim ógnvekjulegustu hreyfingarliðum – og oftast er RV-minnkari settur í miðju líkamans. Hugsið bara: þegar stór ABB-robotur sveiflir heilan handlegginn upp, þá verða nokkrir lyftuhnífir í grunninum að taka á móti þyngdarhröðunarkrafti sem er mjög mikill. Ef minnkarinn er ekki nógu stífur á þessum stað, mun allur roboturinn virka eins og drukkinn maður og hristast. Sterkasti hluturinn í RV-minnkaranum er þessi harða bein.
Af hverju er RV-minnkunarhluturinn svo sterkur? Það hefur eitthvað að gera með innri uppbyggingu hans. Venjulegur tannhjólsminnkunarhlutur getur á sama tíma haft einn eða tvo tanna í álagi, en RV-minnkunarhluturinn er ekki eins; hann hefur margar tennur í samskiptum á sama tíma og álagið er dreift út. Það er eins og hópur fólks sem liftir eitthvað þungt saman í stað þess að treysta einum einstaklingi til að bera það. Á þessan hátt er álagið jafnt, áhrifastöðugleikinn er mikill og líkurnar á brot á tönnum eru líka litlar. Hann getur heldur unnið þungt verkefni yfir langan tíma án þess að missa stöðugleika. Þess vegna geta margir ABB-þyngdarmáttarvirkir róbótar með RV-minnkunarhluta verið í notkun í mörg ár. Þetta er sérstaklega augljóst í bílasmíðiverkstæðum þar sem smíðir eru gerðar með róbótum; þessir ABB-smíðiróbótar vinna yfir tíu klukkustundir á dag og snúast ótrauðlega í nokkur ár. Fyrsta hluturinn sem oftast ekki standast er oftast ekki stýrikerfið, heldur eru hliðar í vélmennishlutunum sem hafa smám saman slitist út og mynda bil. Almennt er heildarlíftími RV-minnkunarhlutans samt mjög langur.
Harmónískur minnkunaraðili: fæddur fyrir „mjög nákvæmni“.
Harmónískur minnkunaraðili er alveg annar aðferðarháttur en RV-minnkunaraðilinn, sem er hannaður til að vera „byggtur“, en harmónískur minnkunaraðili er hannaður til að vera „mjög nákvæmur“. Harmónískur minnkunaraðili hefur áberandi einkenni: lítill stærð, léttur, leikurinn er mjög lágur, svo lágur að hann er næstum ómerkilegur, og nákvæmni er mjög há. Þess vegna ef þú skoðar handvirki ABB-robotins, þá eru þessar ásir, sérstaklega í hlutum nálægt verkfæriendanum, eins og við málun, nákvæma samsetningu, gripið litla hluti og í rafrænna iðju með robotnum, næstum allir harmónískir minnkunaraðilar. Rýmið í þessum svæðum er þegar takmarkað og kröfur um nákvæmni hreyfinga eru óvenjulega háar, svo harmónískur minnkunaraðili er bara réttur fyrir þetta.
Af hverju getur harmónískur minnkunarhluti verið svo nákvæm? Lykillinn liggur í því að hann hefur næstum engan framleiðslugöngu, sem við köllum oft „spil“ (backlash). Margir venjulegir minnkunarhlutir hafa þetta vandamál: þegar áttin á rafmagnshreyfingunni fær litla hreyfingu, fylgir úttakin ekki strax, heldur er alltaf göngu. Ju stærri göngan er, því óvissari verður staðsetning á róbótinum. Harmónískir gearhöfuð notast við sett af sveigjanlegum framleiðsluprinsippum, sem lækka spilið niður í mjög lágt stig. Þess vegna geturðu fundið að hándveif ABB-róbótsins snúist upp sérstaklega slétt, án þess að finna þá lausa göngu. Þetta er sérstaklega augljóst í málaróbótum: ef skotvopn málarins drepur lítið á ferli sínu, birtast strákar á málaflötinum strax, ójafnþykkt, appelsínuskinna eða ófullnægjandi skot, þess vegna er mikil áhersla á nákvæmni harmónísks minnkunarhluta á hándveifinni í málaróbótum.
Af hverju notar ABB ekki bara einn gearhöfuð?
Hvers vegna notar ABB ekki bara báðar tegundirnar og setur RV á stóru ásinn og harmoníkugreindar á litla ásinn? Það er að segja óumvörðuðlega, að iðnaðarhrópavélar þurfa af sér náttúrunni bæði styrk og nákvæmni, og hvort tveggja þessara eiginleika er upptekið af RV- og harmoníkugreindum. Hönnunaraðferð ABB er venjulega sú að nota RV fyrir stóru hnúta í framan og harmoníkugreindar fyrir litlu hnúta aftan. Þannig er hægt að tryggja heildarstífleikann við þungar áhöfnir til að gera þær stöðugri, endanlega framkvæmdin er nógu nákvæm og ferðastýringin líka slétt.
Hver af RV- og harmoníkugreindunum er líklegri til að brjótast?
Hvað er auðveldara að brjóta er einnig það sem viðskiptavinurinn spyr alltaf. Raunverulega má ekki einfaldlega segja hver er fínnaðri en hinn, því þeir virka í mismunandi umhverfi. Þó svo séu samkvæmt raunverulegum reyndum úr verkstæði, að harmóníkaminnkari sé hlutfallslega „fínnaðri“ um smá. Þetta er vegna þess að flóðhjólið inni í honum er ávallt í ástandi elástískrar deformingar og þegar það er sett undir háa tíðni áfram og aftur í langan tíma, mun það rata síðan af þreytu. Sérstaklega þessi háa tíðni lágamplítúduhreyfingar, sem vinna dag og nótt án hlé, og oft endurtekin byrjun og stöðvun, gera harmóníkaminnkarann meira viðkvæmann fyrir slitage. RV-minnkari er meira viðkvæmur fyrir mikla álagshögg, til dæmis þegar vélar fellast, eru ofhleypðar, stöðvast skyndilega eða eru gamlar og ekki geta borið háa massatregðu; í slíkum tilvikum er auðvelt að valda ósýnilegum skemmdum á tönnum og kúlulagrum inni í minnkaranum.
Hverjar eru fyrirheitin á því að gearbaxi sé að deyja?
Á svæðinu er fyrirbyggjandi aðgerð við vandamál með minnkunarvélinni sérstaklega augljós, en margir fólk í upphafi taldið að vandamálið væri tengt stýringsvél eða rafmagnsvélinni, en niðurstaðan var að vandamálið var með minnkunarvélinni. Ef þið biðjið mig um að segja, þá ættuð þið að hugsa um minnkunarvélina þegar þið áttuð við eftirfarandi tákn: Staðsetning á vélmenni verður ónákvæmari og ónákvæmari – þetta er algengasta tákninu. Þessi áhrifa eru sérstaklega augljós við sveifluvélmenni: í upphafi er sveiflupunkturinn réttur, en síðan verða frávikin fleiri og fleiri; ef núllstilling er gerð aftur virkar hún einungis í dag eða tvo og svo fer véluminn aftur í gang – í níu af tíu tilfellum er þetta vegna slífrunarskams í minnkunarvélinni. Hreyfingar vélmennisins hafa byrjað að skjálfa, sérstaklega við lág hraða; hjá sumum ABB-vélmönnum er hægt að finna þetta með handhjóli þegar hreyft er hægt – það er hægt að finna hverja hreyfingu fyrir sig, með skjálfrun og ójafna hreyfingu, ekki nógu jafn og slétt – líklegast er innri hluturinn slitrinn. Tónar úr hreyfihlutum: klikk, metallfrávirkjun, dunnur dundur – ekki taka þetta alvarlega. Þessi tónar eru sérstaklega augljósir þegar ágiskur í RV-minnkunarvélinni eru illa, og margir halda áfram að nota vélinn þrátt fyrir það, sem á endanum leiðir til brottskemmda á öllum hreyfihlutum. Auk þess geta hreyfihlutarnir orðið mjög heitir; þegar minnkunarvél er slitrin, er friðjunin mikil og hitastig á ásnum er augljóst hærra en á hinum ásum – í alvarlegum tilfellum er hægt að líta eftir lykt á olíu sem hefur misheppnast og breyst í smjörugt efnisþykkilega lykt.
Hvernig á að viðhalda því til að það haldi lengur?
Viðhald þessa hlutar: margar framleiðsluverkstæði hafa áhrif af því að hunsa mekanísku hlutann og telja að hann geti bara verið kveiktur á línu. En minnkaður róbotar er mest óvinnur við að vera óviðhaldinn í langan tíma. Þessi ástand er sérstaklega algengt hjá ABB róbotum sem vinna í þremur skiftum, og við manntum venjulega viðskiptavini okkar um nokkur orð: finnið hitabreytingarnar, hlýðið á hljóðið, finnið gífurinn, athugið hvort mismunurinn sé ekki stærri en einn dagur, og viðhald olíuskyndisins ætti líka að vera reglubundið eftir ástandi. Margir minnkunarróbotar eru ekki skyndilega úreltir, í raun eru þeir að slítra í langan tíma, en enginn hefur fundið það. Þegar slítrað er uppgötvuð snemma má oft skipta við ás og skipta olíu til að leysa vandamálið, en ef það er frestað of lengi verður allur minnkunarróboturinn að rusli.
Táknarminnkun, rótin er oftast í minnkunarróbotinum
Margir ABB-robotar ná ekki nákvæmni, en rótin er ekki endilega í kóðara eða rafmagnsrásinni. Því þú hugsar: stýrsluskerfið þitt og svo féður, reiknað aftur nákvæmt, en ef sjálf vélbúnaðurinn hefur bil, verður lokahreyfingin samt að vera ónákvæm. Þess vegna er stundum kóðarinn í sumum ABB-robotum í lagi, rafmagnsrásin er í lagi, enginn hefur breytt stillingum, en ferillinn er ekki staðall. Þegar hliðar eru skiptar upp er minnkunarhjólið slitið. Þetta er sérstaklega algengt hjá sveiflurobotum sem hafa verið í notkun í nokkrum árum.
Hvort á að remba eða skipta út minnkunarhjólinu
Hvar við á að endurbæta eða skipta út gearbóksinni er háð raunverulegum aðstæðum. Í sumum tilvikum, svo sem við slífrun á lagerum, vanlíkja við smurrun og aðeins lítið leiki, er hægt að endurbæta hana. En ef tannhjólin inni eru þegar brotin, fleksihjólið er orðið truflað og brotið eða innri slífrun er mjög alvarleg, þá er oft kostnaðarhræfilegra að skipta beint út henni fyrir nýja. Þetta er vegna þess að tjón frá því að róbótur standa á stöðu er oft miklu dýrara en gearbóksin sjálf. Þessi staða gildir sérstaklega í bílframleiðslulínunum, þar sem ein dagur af stöðu getur kostað fjölda gearhöfuða.
