Vad är en ABB-robotväxellåda?
Folk pratar vanligtvis om industrirobotar och diskuterar hur man justerar styrenheten, hur man programmerar dem och hur man får dem att följa en bana – allt synliga och konkreta saker. Men om man verkligen tillbringar mycket tid i verkstaden förstår man att en robots rörelse – om den är jämn eller inte – i själva verket beror på dess mekaniska kropp, dess 'ben'. Den viktigaste och lättast överlookade delen av denna kropp är växellådan. 
Vad gör denna komponent i en robot?
Låt oss använda en mycket grov analogi. Motorn snurrar extremt snabbt, vuscht, men om den ska bära ett hundrafemtio- eller åttiotals kilos tunga svetsklämmor eller fästen direkt, saknar den kraften – den kan helt enkelt inte bära. Å andra sidan kräver robotens arbete en stabil kraft; hastigheten är inte avgörande, men kraften måste finnas och stopppositionen måste vara exakt ner till en hårsmån.
Dessa två behov är helt förstörda. Växellådan ligger i centrum för denna "översättning" och "omvandling" av arbetet – den minskar motorns otroligt höga varvtal samtidigt som den förstärker kraften och även säkerställer att motorns effekt överförs till rätt position. Utan den skulle motorn vara direkt kopplad till armarna och benen, och roboten skulle antingen rycka kraftigt eller helt kollapsa.
Om du har tagit isär en ABB-robot och följt armen neråt, hittar du växellådorna vid den stora leden i basen, på platsen där den stora armen och de två mindre armarna är kopplade, samt i de små lederna i handleden som kan roteras. De stora lederna och de små lederna är inte samma sak: de stora lederna måste vara stadiga och slitstarka för att kunna bära en stor bärare, medan de små lederna måste ha nollspel och hög noggrannhet.
Flera typer av växellådor används vanligtvis i verkstaden.
En typ av växellåda kallas RV-växellåda, och vissa personer kallar den cykloidisk pinwheel. Denna komponent har en solid konstruktion och placeras vanligtvis i basen och armen där stora krafter verkar. Den karakteriseras av hög tillverkningsmotstånd och tillräcklig styvhet – du kan låta roboten svänga en hammare dagligen eller utföra tunga uppgifter som punktsvetsning, och den klarar ändå lasten.
Den andra typen kallas harmonisk växellåda, och den fungerar helt annorlunda. Den innehåller ett flexibelt hjul som drivs genom elastisk deformation, vilket gör att spelen nästan kan vara noll – den erbjuder hög precision och är även liten i storlek. Om du tittar på robotens handledsdelar, som är lika smidiga som en människas hand, är det oftast denna typ av växellåda som används. För torrmontering, hantering av små delar och andra fina arbetsuppgifter är det just denna höga positionsnoggrannhet som är avgörande.
Det finns också planetväxellådor, vilka utgör ett kompromissval – de är kompakta och effektiva, och förekommer ibland vid kostnadskänslomässiga applikationer eller på hjälpxlar där kraven på precision inte är särskilt höga.
Om växellådan börjar förlora sin temperatur, kommer roboten inte att utföra sitt arbete.
Det sker många saker på produktionsgolvet som slutar på fel ställe.
Till exempel minskar robotens noggrannhet successivt. I det förflutna placerade den delarna med ett tätt passform, men nu är den alltid lite förskjuten – oavsett om programmet justerats eller nollpunkten omkalibrerats. I detta fall är det troligt att spelrummet i växelhuvudet har ökat. Det finns ett avstånd mellan kugghjulen, och när man beordrar den att gå till den positionen svajar den lite, och den faktiska skillnaden blir för stor.
Ett annat tecken är att roboten rör sig i ryck, och den ser skakig ut för blotta ögat – den är inte lika jämn som tidigare. Detta beror främst på ojämn slitage inuti eller på att smörjmedlet inte fungerar, vilket leder till torr slitage.
Den ursprungliga roboten arbetade tyst, men nu klickar och surrar den, som en gryta. Denna ljudsignal är dess hjälplös rop – lagringarna eller kugghjulen inuti måste ha något problem.
Det finns fler direkta, tidigare kunde man flytta delen, nu aktiveras larmet och man känner att roboten inte är lika kraftfull. Detta innebär att överföringseffektiviteten har sjunkit kraftigt och energi förbrukas i växellådan.
De vanligaste scenarierna i fältet
Kom igen, låt mig berätta om några scenarier som du säkert känner igen. Kunden ringer och säger: "Min robot – den punkt som tidigare var korrekt är nu helt felaktig, inte ens en hårsträng avvikelse, vilket är irriterande." Många människors första reaktion är att programmet gått förlorat eller att roboten slagit emot något, men i själva verket är sannolikheten stor att spelrummet i växellådan är för stort. Ett annat exempel är oljeläckage – oljedroppar under leden och en fläck på golvet som bildar en pöl. Detta beror troligen på att oljetätningen åldrats; vid långvarigt oljeläckage försvinner oljan helt och det uppstår torrslitage inuti, vilket kan förvandla mindre problem till större reparationer. Ett tredje exempel är att leden känns varma vid rörelse – mycket varmare än normalt – vilket antingen beror på för stor belastning eller bristande smörjning, så att komponenterna sliter mot varandra inuti.
När ska jag byta ut min växellåda?
Många chefer har inte råd att göra det, så de funderar på att behålla den en liten stund till. Men för att vara ärlig har precisionen sjunkit kraftigt, skakningen kan kännas med handen, ljudnivån är så hög att personerna bredvid vänder på huvudet för att titta, oljeläckningen går inte att stoppa och temperaturen är ovanligt hög. Om två av dessa fem signaler föreligger bör ni inte vänta längre. En ytterligare fördröjning kan leda till att tandhjulssplittringar faller ut från motorn eller inkodern och sveper bort, vilket gör att underhållskostnaden inte längre bara motsvarar priset för en växellåda.
Används samma växellåda i våra robotar som i vanlig utrustning?
Det är inte samma sak. För växellådan i vanlig utrustning spelar en liten glappskillnad ingen roll – den kan nästan alltid sättas i gång. Robotar kan inte göra det. Om glappet är lite större kommer avvikelsen för verktygshuvudet att förstärkas till flera millimeter. Därför är kravet på glapp för en robotväxellåda mycket lågt, och upprepbarheten måste vara stabil under hela livscykeln, så det finns inget utrymme för tvetydighet i detta avseende.
