Apakah Itu Gearbox Robot ABB?
Kebanyakan orang biasanya berbual mengenai robot industri—mulut ke mulut membincangkan bagaimana menyesuaikan pengawal, bagaimana mengatur atur cara, bagaimana mengikuti lintasan, iaitu perkara-perkara yang kelihatan dan boleh dirasai. Namun, sekiranya anda benar-benar menghabiskan masa yang lama di bengkel, anda akan memahami bahawa pergerakan robot—adakah ia lancar atau tidak—sebenarnya bergantung kepada rangka mekanikalnya. Bahagian paling penting dan sering diabaikan dalam rangka ini ialah gearbox. 
Apakah fungsi komponen ini dalam sebuah robot?
Mari kita gunakan analogi yang sangat kasar. Motor berputar dengan laju—'swish!'—tetapi jika anda ingin motor itu secara langsung mengangkat tangki las atau kelengkapan berat kira-kira seratus hingga lapan puluh paun, ia tidak mempunyai daya yang mencukupi; ia sekadar tidak mampu melakukannya. Di sisi lain, ketika robot sedang beroperasi, ia memerlukan daya yang stabil—kelajuan tindakan tidak perlu terlalu tinggi, tetapi daya tersebut mesti cukup kuat, dan kedudukan berhenti mesti tepat hingga sehalus sehelai rambut.
Kedua-dua keperluan ini benar-benar bercampur aduk. Gearbox berada di tengah-tengah proses "penterjemahan" dan "penukaran" kerja ini—ia mengurangkan kelajuan motor yang sangat laju itu, sambil memperkuat daya tork, serta memastikan kuasa motor dipindahkan ke kedudukan yang betul. Tanpa gearbox, motor akan terus bersambung dengan lengan dan kaki robot, menyebabkan robot bergerak secara tersentak atau bahkan runtuh sepenuhnya.
Jika anda telah membongkar sebuah robot ABB dan melihat ke bawah sepanjang lengan robot tersebut, anda akan menemui gearbox di sendi besar di tapak robot, di bahagian di mana lengan besar bersambung dengan dua lengan lain, serta di sendi kecil pergelangan tangan yang boleh diputar. Sendi besar dan sendi kecil bukanlah perkara yang sama: sendi besar perlu kukuh dan tahan lama untuk menanggung beban berat, manakala sendi kecil perlu tanpa kelegaan (zero clearance) dan tepat dalam pergerakan.
Beberapa jenis gearbox biasanya digunakan di bengkel.
Satu jenis kotak gear dikenali sebagai kotak gear RV, dan sesetengah orang memanggilnya roda pin sikloid. Komponen ini mempunyai kepala yang pejal dan biasanya terletak di bahagian tapak dan lengan robot, khususnya di kawasan yang mengalami daya tinggi. Ciri utamanya ialah ketahanan terhadap pembuatan serta kekukuhan yang mencukupi; anda boleh membiarkan robot itu mengayunkan tukul besar setiap hari atau menjalankan kerja berat seperti pengimpalan titik, dan ia masih mampu membawa beban.
Jenis yang lain dikenali sebagai kotak gear harmonik, yang berbeza sepenuhnya dari segi prinsip operasi. Ia mempunyai roda lentur di dalamnya dan beroperasi melalui deformasi elastik, sehingga jarak (backlash) boleh dijaga hampir sifar—memberikan ketepatan tinggi serta saiz yang kecil. Jika anda perhatikan pergelangan robot—bahagian yang lincah seperti tangan manusia—kebanyakan daripadanya menggunakan kotak gear jenis ini. Kerja pemasangan kering dan pengambilan komponen kecil yang halus bergantung sepenuhnya kepada ketepatan 'tangan' ini.
Terdapat juga kotak gear planetari, iaitu pilihan kompromi yang padat serta cekap; kotak gear ini boleh ditemui pada paksi bantu tertentu yang sensitif dari segi kos atau tidak memerlukan ketepatan yang sangat tinggi.
Jika kotak gear mula kehilangan ketepatannya, robot tidak akan menjalankan tugasnya.
Terdapat banyak perkara yang berlaku di lantai kilang yang akhirnya berakhir di tempat yang salah.
Sebagai contoh, ketepatan robot berkurangan seiring penggunaannya. Pada masa lalu, robot ini dapat memasang komponen-komponen tersebut dengan rapat, tetapi kini ia sentiasa sedikit tersesat—sama ada program telah diselaraskan semula atau titik sifar telah dikalibrasi semula. Dalam kes ini, kemungkinan besar jarak longgar (clearance) di dalam kepala gear telah bertambah. Terdapat jurang antara gear-gear tersebut, dan apabila diberi arahan untuk pergi ke kedudukan tertentu, ia bergoyang sedikit, menyebabkan perbezaan sebenar menjadi tidak tepat.
Perkara lain ialah robot bergerak secara tersentak dan kelihatan goyah kepada mata kasar, serta tidak sehalus dahulu. Keadaan ini kebanyakannya disebabkan oleh kausan tidak sekata di bahagian dalam atau pelincir tidak berfungsi dengan baik, menyebabkan geseran kering.
Robot asal beroperasi secara senyap, tetapi kini mengeluarkan bunyi ‘klik’, ‘dengung’, seperti periuk yang mendidih. Bunyi ini merupakan jeritan minta tolong—bearing atau gear di dalamnya pasti mengalami masalah.
Terdapat lebih banyak gerakan langsung, di mana bahagian tersebut sebelumnya mampu bergerak, tetapi kini berbunyi amaran, dan terasa bahawa robot itu tidak kuat. Ini bermaksud kecekapan pemindahan telah menurun secara ketara, dan tenaga terbuang di dalam kotak gear.
Senario paling biasa di lapangan
Mari kita mulakan—saya akan memberitahu anda beberapa senario yang pasti sudah anda kenali. Pelanggan menghubungi dan berkata: “Robot saya, titik yang dulu tepat kini semuanya menyimpang—tidak lebih daripada sehelai rambut, sangat mengganggu.” Reaksi pertama kebanyakan orang ialah program hilang atau terkena benturan, padahal kemungkinan besar ialah jarak longgar di dalam kotak gear. Senario lain ialah kebocoran minyak—titisan minyak keluar dari sambungan bawah, meninggalkan kesan lembap di lantai. Keadaan ini kemungkinan besar disebabkan oleh usia getah penutup minyak yang telah tua; kebocoran minyak yang berlarutan lama menyebabkan bahagian dalam menjadi kering dan bergeser, sehingga masalah kecil akhirnya memerlukan pembaikan besar. Ada juga yang merasakan sambungan menjadi panas ketika berputar—jauh lebih panas daripada keadaan normal—yang disebabkan sama ada beban terlalu tinggi atau kegagalan pelinciran, sehingga bahagian dalam saling bergesekan.
Jadi, bilakah saya perlu menukar kotak gear saya?
Ramai pengurus tidak mampu melakukan itu, jadi mereka mempertimbangkan untuk mempertahankannya sedikit lebih lama lagi. Namun, jujurnya, ketepatan telah menurun secara ketara, getaran boleh dirasai oleh tangan, bunyi terlalu kuat sehingga orang di sebelah mereka berpaling untuk melihat, kebocoran minyak tidak dapat dihentikan, suhu menjadi tidak normal tinggi — lima isyarat ini, sekiranya dua daripadanya sudah berlaku, jangan teruskan lagi. Penangguhan lanjut boleh menyebabkan serpihan gear terlepas daripada motor atau enkoder dan menyapu komponen lain, maka kos penyelenggaraan bukan sahaja melibatkan harga kotak gear sahaja.
Adakah kotak gear yang digunakan dalam robot kami sama dengan kotak gear yang digunakan dalam peralatan biasa?
Ia bukan perkara yang sama. Gearbox untuk peralatan biasa mempunyai sedikit jurang—hal ini tidak menjadi masalah dan hampir boleh dihidupkan begitu sahaja. Robot tidak mampu melakukan itu. Jika jurangnya sedikit lebih besar, sisihan pada hujung alat akan meningkat sehingga beberapa milimeter. Oleh sebab itu, keperluan terhadap backlash bagi gearbox robot sangat rendah, dan ketepatan ulangan mesti dikekalkan stabil sepanjang kitar hayatnya; maka tiada ruang untuk ketidakjelasan dalam aspek ini.
