Ce este un reductor de roboți ABB?
Oamenii vorbesc, de obicei, despre roboții industriali, iar discuțiile se concentrează pe modul de reglare a controllerului, pe programare și pe urmărirea traiectoriei — lucruri vizibile și tangibile. Totuși, dacă petreci un timp îndelungat în atelier, vei înțelege că mișcarea unui robot — dacă este sau nu fluidă, fără zgomote sau vibrații — depinde, de fapt, de structura sa mecanică, adică de 'oasele' sale. Cea mai importantă componentă a acestei structuri, dar și cea mai ușor neglijată, este cutia de viteze. 
Ce rol are acest element într-un robot?
Să folosim o analogie foarte simplă: motorul se învârte extrem de repede, cu un vâjâit puternic, dar dacă dorești ca el să ridice direct o clește de sudură sau un dispozitiv de fixare care cântărește o sută sau optzeci de kilograme, nu are suficientă forță — pur și simplu nu poate ridica această greutate. Pe de altă parte, în timpul funcționării, robotul trebuie să exercite o forță constantă și stabilă; viteza acțiunii nu este esențială, dar forța trebuie să fie suficientă, iar poziția de oprire trebuie să fie precisă până la o fracțiune de milimetru.
Aceste două necesități sunt complet contradictorii. Cutia de viteze se află în centrul acestei «traduceri» și «conversii» a lucrului — reduce viteza foarte mare a motorului, în timp ce amplifică cuplul și asigură, de asemenea, transmiterea puterii motorului către poziția corectă. Fără ea, motorul ar fi conectat direct la brațe și picioare, iar robotul s-ar mișca cu zvâcniri sau s-ar prăbuși complet.
Dacă ați demontat un robot ABB și v-ați uitat în interiorul brațului, veți găsi cutiile de viteze în articulația mare de la bază, în locul unde brațul mare se unește cu cele două brațe și în articulațiile mici ale încheieturii, care pot efectua rotații complete. Articulațiile mari și cele mici nu sunt același lucru: cele mari trebuie să fie robuste și durabile, capabile să susțină o sarcină mare, în timp ce cele mici trebuie să aibă joc nul și să asigure precizie maximă.
În atelier se folosesc frecvent mai multe tipuri de cutii de viteze.
Un tip de reductor se numește reductor RV, iar unele persoane îl numesc și roată cicloidă cu pini. Acesta este un element robust, de obicei amplasat în baza și brațul robotului, în zonele supuse unor eforturi mari. Se caracterizează prin rezistență la fabricare și rigiditate suficientă, astfel încât robotul poate efectua zilnic operații intensive, cum ar fi manipularea unui ciocan pneumatic sau sudarea punctiformă a unor piese grele, fără probleme.
Celălalt tip este reductorul armonic, ale cărui principii de funcționare sunt complet diferite. Acesta conține o roată flexibilă în interior, care transmite mișcarea prin deformare elastică, astfel încât jocul poate fi aproape nul, oferind o precizie ridicată și dimensiuni reduse. Dacă observați încheietura robotului, unde mișcarea este agilă, asemănătoare celei a mâinii umane, majoritatea acestor secțiuni folosesc tocmai acest tip de reductor. Asamblarea uscată și manipularea pieselor mici, precum și alte operații fine, se bazează pe această precizie deosebită a „mâinii” robotului.
Există, de asemenea, reductoare planetare, o soluție de compromis, compacte și eficiente, care pot fi întâlnite în unele axe auxiliare, unde costurile sunt un factor important sau unde cerințele de precizie nu sunt atât de riguroase.
Dacă cutia de viteze începe să-și piardă calmul, robotul nu-și va mai îndeplini sarcina.
Pe suprafața de lucru se întâmplă multe lucruri care în final ajung în locul greșit.
De exemplu, precizia robotului scade pe măsură ce funcționează. În trecut, acesta așeza piesele cu o potrivire strânsă, dar acum este întotdeauna ușor decalat, indiferent dacă s-au încercat sau nu ajustarea programului și recalibrarea punctului zero. În acest caz, este probabil ca jocul din reductorul de viteză să se fi mărit. Există un spațiu liber între roțile dințate și, atunci când i se comandă să ajungă în acea poziție, acesta oscilează ușor, iar diferența reală devine vizibilă.
Un alt semn este faptul că robotul se mișcă în salturi și pare nesigur la ochiul liber, nefiind la fel de fluid ca înainte. Acest fenomen se datorează în principal uzurii neuniforme din interior sau faptului că lubrifiantul nu mai funcționează corespunzător, având loc o frecare uscată.
Robotul original funcționa în liniște, iar acum emite sunete de clic, zumzet, ca un vas care fierbe. Acest sunet este un strigăt de ajutor: rulmenții sau roțile dințate din interior trebuie să aibă o problemă care necesită intervenție.
Există mai multe mișcări directe, anterior capabile să deplaseze porțiunea respectivă, iar acum se activează alarma, simțindu-se că robotul nu mai are suficientă putere. Acest lucru înseamnă că randamentul transmisiei a scăzut semnificativ, iar energia se consumă în cutia de viteze.
Cele mai frecvente scenarii din teren
Haideți, să vă prezint câteva scenarii cu care sunteți cu siguranță familiarizați. Clientul sună și spune: «Robotul meu, punctul care înainte era corect, acum este complet defalcat — nici măcar nu e o abatere mică, ci chiar deranjant.» Prima reacție a multor oameni este că s-a pierdut programul sau că s-a lovit brațul robotic; de fapt, probabilitatea cea mai mare este ca jocul din cutia de viteze să fie prea mare. Un alt caz este scurgerea de ulei: picături de ulei la nivelul articulațiilor suspendate și pete de ulei pe podea. Cel mai probabil, acest fenomen este cauzat de îmbătrânirea garniturii de etanșare; o scurgere prelungită de ulei duce la uscarea interiorului și la uzură prin frecare uscată, transformând probleme minore în reparații majore. Mai există și situația în care articulațiile se încălzesc excesiv, mult mai tare decât în mod normal — fie datorită unei sarcini prea mari, fie datorită unei defecțiuni de lubrifiere, ceea ce provoacă frecare internă intensă.
Deci, când ar trebui să îmi schimb reductorul?
Mulți patroni nu-și permit să facă acest lucru, așa că se gândesc să îl păstreze pentru o perioadă mai lungă. Dar, onest vorbind, precizia a scăzut semnificativ, vibrațiile se simt cu mâna, zgomotul este atât de intens încât persoanele din apropiere se întorc să privească, scurgerea de ulei nu mai poate fi oprită, temperatura este anormal de ridicată; dacă apar cel puțin două dintre aceste cinci semnale, nu mai continuați utilizarea. O amânare suplimentară poate duce la desprinderea unor fragmente de angrenaj din motor sau din encoder, ceea ce va genera costuri de întreținere mult mai mari decât prețul reductorului.
Este reductorul folosit în roboții noștri același cu cel folosit în echipamentele obișnuite?
Nu este același lucru. Cutia de viteze a echipamentelor obișnuite poate avea o mică joc, ceea ce nu are mare importanță; în mare parte, aceasta poate fi pusă în funcțiune. Roboții nu pot face acest lucru. Dacă jocul este puțin mai mare, abaterea capului uneltei se amplifică până la câțiva milimetri. De aceea, cerința privind jocul (backlash) pentru cutia de viteze a unui robot este foarte scăzută, iar repetabilitatea trebuie să rămână stabilă pe întreaga durată de viață, astfel încât nu există niciun spațiu pentru ambiguitate în această privință.
