Kaip atpažinti susidėvėjusią ABB robotų pavaros dėžę prieš ji sugenda?
Tai jau per daug kartų stebėta gamybos linijoje per pastaruosius metus. ABB robotas gamybos linijoje veikė puikiai, bet staiga vieną dieną suvirinimo siūlė pradėjo nukrypti nuo reikiamos vietos, judėjimo trajektorija ėmė išsiblaškyti, veiksmai vienas po kito tapo netikslūs, o galiausiai dėl rimtumo buvo aktyvuotas tiesioginis įspėjamasis sustabdymas – visa linija tiesiog „išdžiūvo“. Visi susijaudinę laukė, kol bus nustatyta gedimo priežastis: tikrinamos programos, patikrinamas enkoderis, tikrinama įranga, o galiausiai – išmontuojama visą sistemą, kad būtų nustatyta, jog pavaros dėžė seniai nebeveikia, tik niekas anksčiau nepastebėjo tų nedidelių signalų.
Ypač šiems robotams, skirtiems suvirinimui, manipuliavimui, įkrovimui ir iškrovimui bei štampavimui, ilgalaikis didelės apkrovos tęstinis sukimas lemia tai, kad pavaros dėžė retai kada staiga sugenda be jokio įspėjimo. Iš tikrųjų ji ilgą laiką iš anksto siunčia jums „pasveikinimą“, tačiau daugelyje dirbtuvių priprasta manyti, kad „senos mašinos visada taip elgiasi“, todėl tokie signalai paprastai ignoruojami. 
Pirmą kartą daugelis žmonių pastebi problemą, kai robotas „nebe tokio tikslumo kaip anksčiau.“
Tai iš tikrųjų dažniausiai pasitaikantis pirmasis požymis. Įdomu tai, kad lauko inžinieriai beveik niekada nepagalvoja apie pavaros dėžę kaip apie pirmąją galimą problemos priežastį. Jų trikčių šalinimo seka dažnai tokia: pirma įtariama, kad TCP nėra tinkamai nustatyta – ar kas nors nepalietė rankenos; tada patikrinama programa, ar taškai nustatyti teisingai; po to tikrinamas enkoderis, ar nėra impulsų praradimo; netgi įtariama, kad variklio valdymo parametrai nesikeičia arba tvirtinimo detalės nėra atlaisvintos. Toks visapusiškas patikrinimas yra labai įprastas, o tik po visko imamas matuoklis ir nustatoma, kad tam tikros ašies žingsnio tarpas (backlash) akivaizdžiai padidėjo. Tai ypač aiškiai pastebima suvirinimo robotuose: anksčiau siūlė bėgo labai lygiai, o dabar pradeda kilti problemų – lankas tampa nestabilus, lanko kelias nevienodas, o ta pati programa kiekvieną kartą paleidžiant duoda šiek tiek kitokią trajektoriją. Kartais klientai mano, kad problema susijusi su vaizdo sistema, tačiau iš tikrųjų ji kyla dėl pavaros dėžės vidinio žingsnio tarpų susidėvėjimo, dėl ko judesio perdavimas nebeatitinka rankos judesių.
ABB robotų pavaros dėvėjimas, „žaidimas“ taps vis labiau pastebimas
Kiekvienas, kuris susijęs su priežiūra, pažįsta žodį „žaidimas“, kuris reiškia tarpą jungtyje. Aišku, kad variklio pusė sukasi, tačiau mechaninėje pusėje reikia palaukti, kol įvyks nedidelis tuščiasis judėjimas, kad ji pradėtų judėti. Naujojo robotų jungčių tarpai yra labai maži, tačiau ilgai veikiant planetiniam reduktoriumi ir guoliams viduje, dantų tarpai išsiplečia, guoliai taip pat suprastėja, o paviršiaus sukibimo tikslumas sumažėja, todėl robotas pradeda rodyti pakartotinio pozicionavimo netikslumus, trajektorijos nukrypimus ir švelnų virptelėjimą, kai pagreitinama ar stabdoma. Labiausiai nepatogu tai, kad ši būsena pradžioje nėra ypač rimta, daugelis žmonių gali su ja susitaikyti kelis mėnesius, tačiau kai kurios ašies nusidėvėjimas viršija ribą, būklė blogėja labai greitai – pirmąsias dvi savaites nuokrypis gali būti tik nedidelis, o vėliau staiga pasirodo kolizijos ar perkrovos klaida.
Robotų sąnariai pradeda „džiungti“, iš tikrųjų jau labai pavojinga!
Veikiant normaliai robotas skleidžia labai tolygų garsą – tokį švytėjimo variklio garsą su labai lygiu mechaniniu garsu. Tačiau, kai prasideda pavaros dėžės problemos, garsas nedelsiant pasikeičia: į jį įsiterpia metalo trinties šnypštimas arba „klik, klik, klik, klik“ garsai; net žemo garso lygio garsai gali būti girdimi įsibėgėjant ir stabdant. Jei ranką padėtumėte ant sąnarių, pajustumėte, kad viduje kažkas daužosi. Daugelis patyrusių gamybos linijos operatorių dažnai sako: „Šis robotas pastaruoju metu skamba ne taip, kaip turėtų.“ Kai išgirstate tokius pasakymus, nedelskite – tuo metu labai tikėtina, kad pavaros dantys jau yra įbrėžti, guolių kabinės pažeistos arba tepalas prarado savo savybes, todėl metalas liečiasi tiesiogiai su metalu. Jei toliau taip veiksime, nedidelis ausis greitai vystysis į stiprų dantų sukandimą, o kartą sukandus dantis, visa pavaros dėžė praktiškai tampa nenaudinga.
Kalbant apie tai, dirbtuvėse mes esame pastebėję per daug pavarų dėžių problemų, iš tikrųjų šaknys yra tepimo sistemoje. Daugelis gamyklos robotų veikia kasdien, o tepimas ir techninė priežiūra atliekama labai neatsargiai, ypač senose gamybos linijose. Sutaikymo ciklas jau seniai nesilaikomas, nepaisant alyvos sandarinimo tarpiklių senėjimo, niekas nepastebi, kaip alyva laša iš sąnarių – nuvaloma ir toliau veikiamas įrenginys, o tepalas, sumaišytas su vandens garais, dulkių ar metalo milteliais, vis tiek naudojamas kaip įprasta. Ilgą laiką tepimo sąlygos blogėja, trintis viduje staiga padidėja, temperatūra taip pat kyla, dantų paviršiuje susidaro alyvos plėvelė, kuri nebegali išlaikyti, prasideda netinkamas dėvėjimasis. ABB reduktorius pats savaime yra labai tikslus, pavarų sankaba ir guolių tarpai yra ypač maži, todėl jo tepimas reikalauja ypatingos atidžios priežiūros; kai tik tepalas pasidaro skystesnis, išdžiūva ar užteršiamas, dėvėjimosi greitis eksponentiškai padidėja. Kai kurios pavarų dėžės būna tokios karštos, kad negalima paliesti – tai dažnai signalizuoja, kad tepimas visiškai nepavyko ir alyva seniai nebeveikia apsauginės funkcijos.
Temperatūros indikatorius yra ganėtinai vaizdingas ženklas.
Galite pabandyti pajusti kiekvienos ašies sąjungų temperatūrą po to, kai robotas ilgesnį laiką veikia. Normaliomis sąlygomis temperatūros kilimas yra santykinai stabilus, todėl viena sąjunga staiga neįkaista žymiai labiau nei kitos. Ypač didelės apkrovos sąjungoms, tokioms kaip J2 ir J3, jei jos ilgą laiką yra netinkamai karštos, labiausiai tikėtina, kad vidinė trintis per didelė, nepakanka tepalo, guoliai jau pažeisti arba robotas veikia per apkrovos režimu. Daugelis pavarų dėžių ilgą laiką tyliai veikia „karščiuodamos“, kol galiausiai užsibloškia. Todėl vis dažniau gamyklose pradėta reguliariai naudoti šilumos vaizdavimo prietaisus, kad būtų patikrinta visos robotų linijos sąjungos – šis metodas iš tiesų yra labai veiksmingas: daugelis problemų, susijusių su temperatūra, gali būti aptiktos iš anksto, nereikia laukti, kol robotas sugenda.
ABB robotai pradeda virpti – dažnai problema jau nebešvelni!
Gali pastebėti visą ranką, kuri šiek tiek dreba įsibėgėjimo metu, o sustojus – ji kelis kartus supa; taip pat judėjimo trajektorija aukštomis greičiais nėra apvali ir lygi, o jaučiamas nedidelis šukinimas. Daugelis žmonių manys, kad servomechanizmo stiprinimas nesureguliuotas, tačiau jei patvirtinsite, kad enkoderis veikia tinkamai, variklis neblogėja, parametrai nepakeisti, tada labiausiai tikėtina, kad priežastis yra reduktoriaus vidinė standumas, kuris yra nepakankamas. Tai ypač būdinga sąnariams su RV pavaromis: vibracija pradeda jaustis nuo nieko iki nieko vos tik pradedant dėvėtis cikloidinei pavarai ir guoliams, ir vis sunkiau ją paslėpti.
Taip pat yra dar viena problema, kurią labai lengva praleisti – alyvos nutekėjimai.
Esu matęs per daug gamyklos, kai tik jie pastebi ABB robotų jungtyje išsisklaidančio alyvos ratuko, pirmoji reakcija – paimti šluostę ir nušluostyti ją, sakydami: „viskas gerai, dar veikia“. Tačiau iš tikrųjų alyvos nutekėjimas praktiškai reiškia, kad sandarinimo tarpinės susidėvėjo, vidinė alyva pradėjo tekėti laukan, o į vidų gali patekti ir išorės purvas. Pavaros dėžės labiausiai bijo alyvos stygiaus, ypač tokiomis aplinkybėmis, kai jos suka 24 valandas per parą be pertraukos; jei trinties mažinimo grandinė nutrūksta, dėvėjimosi greitis iškart žymiai padidėja. Daugelį pavaros dėžių būtų galima remontuoti, tačiau dėl ilgalaikio alyvos nutekėjimo, kuris nebuvo laikomas rimtu reiškiniu, galiausiai visi vidiniai komponentai visiškai susidėvi ir pavaros dėžę tenka keisti visą.
Čia galite paklausti: kodėl daugelis gamykloje pagamintų ABB robotų po kelių metų pradeda susidurti su pavaros dėžės problemomis? Iš tikrųjų, jei gerai apgalvotumėte, tai visiškai įprasta. Pramoniniai robotai patys savaime yra aukšto dažnio veikimo mechanizmai: viršytieji robotai visą dieną nepertraukiamai juda, pervežimo robotai nuolat pradeda ir sustabdo judėjimą, įskaitant pagreitinimą ir sulėtėjimą, sunkūs paletizavimo robotai ilgą laiką veikia dideliu greičiu pilna apkrova, o staklių įkrovimo ir iškrovimo ciklai per dieną pasiekia tūkstančius kartų – pavaros dėžė nuolat patiria smūgius ir kintamas apkrovas. Nepaisant to, kad ABB gamintojo kokybė yra labai aukšta, mechaninių detalių nusidėvėjimas yra fizikinės įstatymo taisyklė, kurios niekas negali išvengti. Ypač robotams, kurie visus metus veikia ties nominalios apkrovos viršutiniu ribos tašku, reduktoriaus tarnavimo laikas sutrumpėja dar ryškiau.
Daugelis žmonių kovoja su klausimu: ar reikia remontuoti ar keisti pavaros dėžę?
Mūsų patirtis rodo, kad jei atsiranda tik nedidelis žaidimo padidėjimas, kartais pasigirsta džiungčių skambėjimas arba pradeda laistyti alyvos sandarinamieji žiedai, kai kuriais atvejais galima bandyti juos remontuoti – apdorojant guolius, alyvos sandarinamuosius žiedus ir pakartotinai sureguliuojant išankstinį įtempimą. Tačiau jei tikslumas rimtai prarastas, vidiniai planetinio reduktoriaus gearai yra deformuoti, vibracija tokia stipri, kad visą ranką veikia virpėjimas, ilgalaikė aukštos temperatūros eksploatacija arba po išmontavimo pastebima, kad viduje pilna geležies drožlių, tada dažniausiai naudingiau tiesiog pakeisti nauju reduktoriumi. Nes jei robotas staiga sustoja dėl reduktoriaus gedimo, nuostoliai skaičiuojami valandomis ar net minutėmis, o palyginus su gamybos linijos sustabdymo sąnaudomis, pats reduktorius kainuoja tikrai nedaug.
Tik dėl to, kad šį samprotavimą vis labiau suprantame, vis daugiau gamyklinių įmonių dabar nebelieka laukti, kol įvyks gedimas, o tada tik remontuoti, bet aktyviai pradeda taikyti numatytąją priežiūrą. Reguliariai matuojamos vibracijos, šilumos kamera stebima temperatūros pasiskirstymo būklė, prietaisais tikrinami žingsnio nuokrypio pokyčiai, stebima judėjimo tikslumo tendencija ir klausomasi naujų triukšmo dažnių veikiant įrenginiui. Palaipsniui supratome, kad ABB Robotics robotų pavaros dėžės visiško sugendaus prieš tai iš tikrųjų duoda pakankamai įspėjamųjų signalų – tiesiog anksčiau niekas sistemingai jų nevertino. Ankstyvas gedimo aptikimas leidžia sumažinti priežiūros sąnaudas, išvengti neplanuotų sustojimų, neleisti, kad įrenginys staiga išsijungtų vidury nakties, taip pat išvengti variklio ir enkoderio pažeidimo dėl pernelyg didelės apkrovos, kuris gali sukelti antrinį žalą. Todėl daugelis aukštos klasės automatizavimo linijų šiuo metu įtraukė robotų reduktorius į savo reguliarių patikrinimų ir stebėjimo planus.
