איך לזהות תיבת הילוכים משומשת של רובוט ABB לפני שאינה מתקלקלת?
ראינו זאת קורה יותר מדי פעמים בשטח לאורך השנים. הרובוט של ABB על קו היצור עבד כהלכה, ובפתאום יום אחד החיבור המלחי החל לסטות מהמסלול, מסלול התנועה סטה, הפעולות אחת אחרי השנייה, ובחומרה של הבעיה התרחשה תקלה חמורה שגרמה להפעלת אזעקה והפסקת הפעילות באופן מיידי – כל הקו נעצר ברגע זה. כולם נותרו בבלגן, מנסים לאתר את התקלה בתוכנה, לבדוק את האנקר, לבדוק את כלי העבודה, ולסיום פירקו את המערכת – רק כדי לגלות שהגירבוקס היה כבר זמן רב מחוסר-סדר, אך אף אחד לא שם לב לסימנים הקטנים האלה קודם לכן.
במיוחד ברובוטים המשמשים ללחיצה, לעיבוד, לטעינה ופריקה ולדיקום – הסיבוב המתמשך בעומס גבוה לאורך זמן גורם לגירבוקס ליפול באופן פתאומי כמעט ללא אזהרה. למעשה, הוא יספק לך 'ברכה' כזו זמן רב מראש, אך במפעלים רבים רגילים לחשוב ש'המכונות הישנות מתנהגות כך' ולהתעלם מזה. 
הפעם הראשונה שרוב האנשים מזהים בעיה היא כאשר הרובוט "אינו מדויק כמו בעבר."
זה באמת הסימן הראשון הנפוץ ביותר. מה שמעניין הוא שמהנדסי השטח כמעט ולא חושבים על תיבת הילוכים כעל סיבה ראשונית. סדר הבדיקה שלהם הוא לרוב: ראשית, לחשוד שה-TCB אינו מוטה, האם מישהו נגע באקדח; ואז לעבור לבדוק את התוכנית כדי לראות אם הנקודות נכונות; ואז להסתכל על המניע כדי לראות אם אין אובדן של פולסים; ואף לחשוד שהפרמטרים של הסרווו אינם משתנים, או שהמתקנים אינם רופפים. סבב בדיקות זה הוא מאוד נורמלי, ורק לבסוף הם לוקחים מד-התנגדות ומבינים שההשתנות (backlash) של ציר מסוים גדולה באופן ברור. זה קל במיוחד לראות ברובוט לרתכה: בתחילה הקו היה חלק מאוד, ועכשיו מתחיל להופיע חוסר יציבות בקשת הרתכה, מסלול הקשת אינו אחיד, ובאותה תוכנית, בכל פעם שמריצים אותה, המסלול סוטה מעט. לעיתים קרובות הלקוחות חושבים שקיימת בעיה במערכת הראייה, אך למעשה מדובר בחשיפה של הפער הפנימי בתיבת הילוכים, כך שההעברה של התנועה אינה עוקבת אחר היד.
הסיבוב של תיבת הילוכים של רובוט ABB, "חזרה לאחור" תהפוך ליותר ויותר ברורה
כל מי שמעורב בתחזוקה מכיר את המונח "בלאש" (Backlash), שפירושו קיום פער במחבר. צד המנוע מסתובב בבירור, אך הצד המכני חייב לחכות לתקופה קצרה של תנועה ריקה לפני שהוא מזדוז. המחברים של הרובוט החדש צמודים מאוד, אך לאחר זמן רב של סחיפה של הגלילים הכוכביים והשעונים בתוך תיבת ההילוכים, הפער בין השיניים גדל, השעונים נעשים רופפים, ודיוק החיבור יורד – והרובוט מתחיל להפגין אי-דיוקים חוזרים בהצבת המיקום, סטייה במסלול, וקצת רטט בעת האצה ובלימה. הדבר המפריע ביותר הוא שמתנה זו אינה חמורה במיוחד בהתחלה, ורבים אפילו יכולים לחיות איתה במשך כמה חודשים; אך ברגע שסחיפה של ציר מסוים עוברת את הסף, התדרדרות המצב היא מהירה מאוד – ייתכן ששבועיים הראשונים הם רק סטייה קטנה, ולאחר מכן לפתע מופיע דיווח על столיכה או עומס יתר.
המפרקים של הרובוט מתחילים לצלצל, ובאפקט – כבר מסוכן מאוד!
בעת הפעלה תקינה, צליל הרובוט הוא אחיד מאוד, סוג של צליל חורק של מנוע שמתלווה לצליל מכני חלק מאוד. עם זאת, ברגע שמתרחשת בעיה בתיבת הילוכים, הצליל משתנה מיידית וכולל צלילי חיכוך מתכתיים, צילצול או קליק-קליק-קליק-קליק; גם בעת האצה והאטה ניתן לשמוע צליל נמוך, וכאשר מניחים את היד על המפרקים ניתן להרגיש רטט פנימי דומה למכות. רבים מהעובדים הוותיקים בקו יאמרו: "הרובוט הזה לא נשמע כרגיל לאחרונה." כאשר שומעים את ההערה הזו, אין לשהות – כי ברגע זה קיימת סבירות גבוהה שהשיניים של הגלילים נגררו, שסתום השעון נפגע או שהשמנת הילוכים נכשלה, מה שגורם למתכת לגעת ישירות במתכת. המשך הפעלה במצב זה יוביל לבלאי קל שיתפתח במהרה לתקיעת שיניים קשה, ובזמן ששתי השיניים נתקעות אחת בשנייה, כל המניע הירוד יהיה כמעט בלתי ניתן לשימוש.
במקרה זה, ראינו במפעל יותר מדי בעיות בתיבת הילוכים; למעשה, השורש נמצא בזינה. מפעלים רבים מפעילים רובוטים כל יום, והזינה והתחזוקה מתבצעות באופן קלוש במיוחד, במיוחד על קווי ייצור ישנים. מחזור הוספת השמן התארכו כבר זמן רב, ללא התייחסות לבלאי חותמות השמן, ואף אחד לא שם לב לтеקופת שמן במחברים – הם ממשיכים לפעול למרות ניקוי החיבור, והשמן מעורבב באדי מים, אבק או אבקת מתכת, כפי שהיה נהוג גם בעבר. לאורך זמן, תנאי הזינה становятся גרועים יותר, וכתוצאה מכך חיכוך פנימי עולה מיד, הטמפרטורה עולה,フィלם השמן על פני השיניים כבר אינו מסוגל להישאר, ומתחילה wearing חריג. מנוע המניע של ABB הוא בעל דיוק גבוה מאוד, והחפיפה בין השיניים והסיבובים עם הפער הקטן ביותר, מה שמצריך זינה ברמה גבוהה במיוחד; ברגע שהשמן הופך לדליל, יבש או מזוהם, קצב הבלאי עולה באופן אקספוננציאלי. חלק מתיבות ההילוכים חמות למשהו, מה שמעיד לעתים קרובות על כשלון מוחלט של הזינה, והשמן כבר זמן רב אינו מסוגל למלא את תפקיד הגנה שלו.
הדבר הזה של הטמפרטורה הוא רמז חזותי די ברור.
ניתן לנסות לחוש את טמפרטורות המפרקים של כל ציר לאחר שהרובוט פעל זמן מה. בתנאים נורמליים, עלית הטמפרטורה היא יחסית יציבה, ואין מפרק אחד שמחמם באופן פתאומי הרבה יותר מהאחרים. במיוחד במפרקים עתירי עומס כמו J2 ו-J3, אם הם חמים באופן חריג לאורך זמן, סביר מאוד שיש חיכוך פנימי מוגזם, חוסר שמן מספיק, פגום בשעונים או שהרובוט עובד עם עומס יתר. רבים מתיבי ההילוכים פועלים בדממה עם "חום גבוה" לאורך זמן לפני שהם נתקעים לחלוטין. לכן אנו רואים יותר ויותר מפעלים מתחילים להשתמש במצלם תרמי כדי לסרוק באופן קבוע את כל מפרקי הרובוט בשורה, טכניקה זו מאוד יעילה, ובהרבה מקרים ניתן לראות בעיות בטמפרטורה מראש, מבלי לחכות לתקלה של הרובוט.
רובוטי ABB מתחילים לרעוד – לעיתים קרובות הבעיה כבר לא קלה!
ייתכן שתראו את הזרוע כולה עם רעידה קלה בעת האצה, ולאחר מכן היא תרעוד מספר פעמים ברגע שההנעה נעצרת, והמסלול אינו עגול וחלק בעת הפעלה במהירויות גבוהות, עם תחושה עדינה של שברוש. רבים יחשבו שהגאינס של הסרווו לא התכוונן כראוי, אך אם תאמתו כי המספרן איננו בעייתי, המנוע איננו בעייתי, והפרמטרים לא השתנו, אז סביר מאוד שהבעיה נובעת מהקשיחות הפנימית הנמוכה של המניע. זה נכון במיוחד במפרקים עם תיבות הילוך מסוג RV, שבהן הרעידה מתחילה להיות מורגשת רק כאשר החלק הציקלואידי והכדורים מתחילים לבלוֹת, והיא הופכת קשה יותר ויותר להסתיר.
ואז יש עוד אחת שמתעלמים ממנה בקלות במיוחד – דליפת שמן.
ראיתי יותר מדי מפעלים, וכשהם רואים עיגול של שמן שמתנקז מחיבור של רובוטי ABB, התגובה הראשונה שלהם היא לקחת מטלית ולמחוק אותו, תוך אמירה: "זה בסדר, הוא עדיין פועל". אך למעשה, דליפת השמן מודיעה לך באופן בסיסי שהחיבורים הידרוליים נדחקו, והשמן בתוך המנגנון זורם החוצה, בעוד שגרגרי האבק מהסביבה עלולים גם לחדור פנימה. תיבות הילוכים מפחדות ביותר מחוסר שמן, במיוחד במקרים בהם הן מסתובבות ללא הפסקה 24 שעות ביממה; חוסר שימון יגרום להאצת קצב הבלאי באופן מיידי. ניתן לתקן את תיבות ההילוכים הרבות הללו, אך בגלל שהדליפה מתמשכת לאורך זמן ולא נותנים לה את המשמעות שהיא זוכה לה, לבסוף כל הרכיבים הפנימיים נבלעים לחלוטין, ונותר רק להחליף את תיבת ההילוכים כולה.
כאן ניתן לשאול: למה אצל רוב רובוטי המפעל של ABB, לאחר כמה שנים, מתחילה הטרנסמיסיה להפגין בעיות? למעשה, אם נחשוב בזה היטב – זה די תקין. רובוטים תעשייתיים הם מכונות שפועלות בתדר גבוה: רובוטי ריתוך מתנודדים כל היום, רובוטי טיפול בחלקים מתחילים ועוצרים ללא הרף, מאיצים ומאמטים; רובוטי פלטפורמה כבדים פועלים במהירות גבוהה ובעומס מלא לאורך זמן; ורובוטי טעינה ופריקה של מכונות עיבוד מבצעים אלפי מחזורי עבודה ביום – כך שהטרנסמיסיה נתונה ללחצים חסומים ולמתחים מתחלפים. לא משנה כמה איכותית היא התוצרת של ABB, סחיפה של רכיבים מכניים היא חוק פיזיקלי שאף אחד אינו יכול להימלט ממנו. במיוחד ברובוטים שפועלים לאורך השנה על גבול העומס המרבי המוגדר, קיצור זמן החיים של המניע הוא ברור אף יותר.
הרבה אנשים נאבקים בשאלה: האם יש לתקן את הטרנסמיסיה או להחליף אותה?
הניסיון שלנו הוא שאם יש רק עלייה קלה בבלוק-אש, צלצול מזדמן, או אם חותמות השמנים מתחילות לזרום, במקרים מסוימים ניתן לנסות לתקן אותן על ידי טיפול בשעונים, חותמות השמנים והגדרת מחדש של המטען הקדמי. אך אם האקסיומטריה אבדה באופן חמור, הגלילים הפנימיים נמתחו, הווייברציה כה גדולה עד שזרוע השלמה רועדת, פעילות בטמפרטורה גבוהה לאורך זמן, או לאחר פירוק התגלה שהפנימי מלא בכורסמים של ברזל – אז ברוב המקרים יעיל יותר כלכלית להחליף את הרכיב בחדש. משום שברגע שהרובוט מתכבה לפתע בגלל עצירת הרגולטור, האובדן מחושב לפי שעות ואף לפי דקות, וביחס לעלות עצירת קו הייצור, עלות הרגולטור עצמו היא באמת זעירה.
רק בגלל שהבנה איטית של שיקול זה, היום יותר ויותר מפעלים לא מחכים עד שהמצב יתדרדר כדי לתקן, אלא נוקטים במעורבות פעילה בתחזוקה חיזויית. מבצעים מדידות רגילות של וויברציה, משתמשים במצלמה תרמית כדי לראות את התפלגות הטמפרטורה, משתמשים בכלים לבדיקת שינויים בבלאש, עוקבים אחר מגמת דיוק המסלול, ומקשיבים לתדרי רעש חדשים בזמן הפעלה. בהדרגה הבנו כי תיבת הילוכים של ABB Robotics, לפני כשל מלא, מספקת למעשה אזהרות מספיקות — פשוט קודם לכן אף אחד לא בדק באופן שיטתי. גילוי מוקדם פוחת את עלויות התחזוקה, מונע עצירות לא מתוכננות, מונע ניתוק פתאומי באמצע הלילה, וגם מונע נזק משני למנוע ולמנקר שנגרם вследствие גרירה. לכן, כיום קווי אוטומציה מתקדמים רבים כוללים את מצב המפחית של הרובוט בתכניות הבדיקה והמעקב השגרתיות שלהם.
