ABB ரோபோட் கியர்பாக்ஸ் தோல்வியடைவதற்கு முன்பாக அதன் தேய்மானத்தை எவ்வாறு அடையாளம் காண்பது?
நாங்கள் இதை ஆண்டுகளாக துறையில் மிக அதிக முறை பார்த்துள்ளோம். உற்பத்தி வரிசையில் உள்ள ABB ரோபோட் நன்றாக இயங்கிவந்தது; ஒரு நாள் திடீரென வெல்டிங் வெல்ட் வெளியே விலகத் தொடங்கியது, பாதை விலகல் ஏற்பட்டது, ஒன்றன் பின் ஒன்றாக செயல்பாடுகள் தவறின, மிக மோசமான நிலையில் நேரடியாக அலாரம் இயங்கி இயந்திரம் நின்றுவிட்டது, முழு வரிசையும் இப்படி வறண்டு போயிற்று. அனைவரும் குழப்பத்தில் இருந்தபோது, பிராகிராமை சரிபார்க்க, என்கோடரை சரிபார்க்க, டூலிங்கை சரிபார்க்க முயன்று, இறுதியில் கியர் பாக்ஸை முறையாக கண்டறிய அதை முழுமையாக கழற்றினர்; அப்போதுதான் கியர் பாக்ஸ் நீண்ட காலமாக சரியாக இயங்காமல் இருந்தது தெரியவந்தது – ஆனால் அதற்கு முன்னர் அந்தச் சிறிய அறிகுறிகளை யாரும் கவனிக்கவில்லை.
குறிப்பாக, வெல்டிங், ஹேண்டிளிங், லோடிங் மற்றும் அன்லோடிங், ஸ்டாம்பிங் போன்ற பணிகளில் பயன்படுத்தப்படும் இந்த ரோபோட்களுக்கு, நீண்ட காலமாக அதிக சுமையில் தொடர்ச்சியாக சுழல்வதால், கியர் பாக்ஸ் எச்சரிக்கை இல்லாமல் திடீரென சரிந்துவிடுவது மிகவும் அரிது. உண்மையில், அது நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே உங்களுக்கு ஒரு 'வணக்கம்' என்று சிறிய அறிகுறிகளை வழங்கும்; ஆனால் பல தொழிற்சாலைகள் இதை 'பழைய இயந்திரங்கள் இப்படித்தான் இருக்கும்' என்று எண்ணி இதை புறக்கணித்துவிடுகின்றன. 
பலர் முதன்முறையாக ஒரு பிரச்சனையை கவனிப்பது, ரோபோட் "முன்பு இருந்தது போல துல்லியமாக இல்லை" என்று உணரும் போதுதான்.
அது உண்மையில் மிகவும் பொதுவான முதல் அறிகுறியாகும். சுவாரஸ்யமான விஷயம் என்னவென்றால், புல பொறியாளர்கள் பெரும்பாலும் கியர்பாக்ஸை முதலில் சந்தேகிப்பதில்லை. அவர்களின் பிரச்சனை தீர்க்கும் வரிசை பெரும்பாலும் இதுபோன்றது: முதலில் TCP வை சரியாக வழிநடத்தப்படவில்லை என்று சந்தேகிக்கின்றனர் — ஏதேனும் ஒருவர் கன்-ஐ (gun) தட்டியிருக்கலாம்; பின்னர் புள்ளிகள் சரியாக உள்ளனவா என்பதைச் சரிபார்க்க நிரலை ஆராய்கின்றனர்; பின்னர் என்கோடரைப் பார்த்து, பல்ஸ் இழப்பு ஏதும் இல்லையா என்று சரிபார்க்கின்றனர்; சர்வோ அளவுருக்கள் விலகியிருக்கலாம் அல்லது பிடிமானங்கள் (fixtures) தளர்ந்திருக்கலாம் என்று கூட சந்தேகிக்கின்றனர். இவ்வாறு ஒரு முழுமையான சரிபார்ப்பு மிகவும் சாதாரணமானது; இறுதியில் ஒரு மீட்டரைக் கொண்டு சோதித்தபோது, குறிப்பிட்ட அச்சின் பின்வினை (backlash) தெளிவாக அதிகமாக இருப்பதைக் கண்டறிகின்றனர். இது குறிப்பாக வெல்டிங் ரோபோட்டில் எளிதில் காண முடியும் — முதலில் சீம் (seam) மிகவும் சுலபமாகச் சென்றது, இப்போது வில்லின் (arc) நிலைத்தன்மை இல்லை, வில்லின் பாதை ஒருமைத்தன்மையற்றது, அதே நிரலை ஒவ்வொரு முறையும் இயக்கும்போது பாதையில் சிறிது சிறிதான விலக்கம் ஏற்படுகிறது. சில சமயங்களில் வாடிக்கையாளர்கள் பார்வை அமைப்பில் (vision system) பிரச்சனை இருப்பதாக நினைக்கின்றனர், ஆனால் உண்மையில் அது கியர்பாக்ஸின் உள் வெற்றிட இடைவெளி (internal clearance) தேய்ந்து போவதால், செயல் மாற்றம் கையைப் பின்பற்றவில்லை.
ABB ரோபோட் கியர்பாக்ஸ் தேய்மானம், “பேக்லாஷ்” என்பது அதிகமாகவும் தெளிவாகவும் தெரியும்
பராமரிப்பில் ஈடுபடுபவர் அனைவரும் “பேக்லாஷ்” (திருப்பு விடுபடுதல்) என்ற சொல்லை நன்றாக அறிவர்; இது இணைப்பில் ஏற்படும் விடுபட்ட இடைவெளியைக் குறிக்கிறது. மோட்டார் பக்கம் தெளிவாக சுழல்கிறது, ஆனால் இயந்திர பக்கம் அது இயங்கத் தொடங்குவதற்கு முன் சிறிது கால விடுபட்ட சுழற்சியை (empty travel) காத்திருக்க வேண்டும். புதிய ரோபோட்டின் இணைப்புகள் மிகவும் இறுக்கமாக உள்ளன; ஆனால் கியர்பாக்ஸின் உள்ளே உள்ள கிரக கியர்கள் (planetary gears) மற்றும் பேரிங்குகள் (bearings) நீண்ட காலமாக தேய்ந்து பழுதடைந்தால், பற்களுக்கிடையேயான இடைவெளி அதிகரிக்கிறது, பேரிங்குகளும் தளர்ந்து போகின்றன, பற்களின் பொருத்தம் (mesh precision) குறைகிறது. இதனால் ரோபோட் மீண்டும் மீண்டும் ஒரே இடத்தில் நிறுத்துவதில் துல்லியக் குறைவு (repetitive positioning inaccuracies), பாதை விலகல் (trajectory drift), மேலும் முடுக்கம் மற்றும் மெதுவாக்கத்தின் போது சிறிது அச்சுறுத்தல் (wobbling) ஆகியவை தெரியத் தொடங்குகின்றன. மிகவும் சிரமமான விஷயம் என்னவென்றால், இந்த நிலை ஆரம்பத்தில் மிகவும் கடுமையானதாக இருக்காது; பலர் சில மாதங்கள் வரை இதை பொருத்தமாக ஏற்றுக்கொள்ள முடியும். ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட அச்சு (axis) தேய்வு குறிப்பிட்ட அளவை மீறினால், அதன் மோசமாக்கம் மிக வேகமாக நிகழும் – முதல் இரண்டு வாரங்களில் சிறிது தவறு மட்டுமே இருக்கும், பின்னர் திடீரென மோதல் (collision) அல்லது அதிக சுமை (overload) என்ற பிழைச்செய்தி வரலாம்.
ரோபோட் மூட்டுகள் தட்டுதல் என்ற ஒலியை உண்டாக்கத் தொடங்குகின்றன, உண்மையில், இது ஏற்கனவே மிகவும் ஆபத்தானது!
சாதாரணமாக இயங்கும்போது, ரோபோட்டின் ஒலி மிகவும் சீரானதாக இருக்கும் – அது ஒரு மென்மையான சுழற்றும் மோட்டார் ஒலியுடன், மிகவும் சுலபமான இயந்திர ஒலியைக் கொண்டிருக்கும். எனினும், கியர் பெட்டியில் பிரச்சினைகள் ஏற்பட்டுவிட்டால், ஒலி உடனே மாறும்; அது உலோக உராய்வின் சிறு சப்தம் அல்லது 'கிளிக்-கிளிக்-கிளிக்-கிளிக்' என்ற ஒலியுடன் கலந்திருக்கும். மேலும், முடுக்கம் மற்றும் மெதுவாக்கம் ஆகியவற்றை குறைந்த குரலில் கூட கேட்க முடியும். மூட்டுகளில் கையை வைத்தால், உள்ளே ஏதோ ஒன்று தட்டிக்கொண்டிருப்பது போன்ற உணர்வு ஏற்படும். பழைய வரிசை ஆபரேட்டர்கள் பலரும் இவ்வாறு கூறுவார்கள்: “இந்த ரோபோட் சமீபத்தில் சரியாக ஒலிக்கவில்லை.” இதுபோன்ற பேச்சைக் கேட்டால், தாமதிக்க வேண்டாம் – ஏனெனில், இந்த நேரத்தில் கியர்கள் கீறப்பட்டிருக்கலாம், பேரிங் கேஜ் சேதமடைந்திருக்கலாம், அல்லது கிரீஸ் தன் செயல்திறனை இழந்து, உலோகம் உலோகத்தை நேரடியாகத் தொடும் நிலை ஏற்பட்டிருக்கலாம். இதே நிலையில் தொடர்ந்து இயக்கினால், சிறிய தேய்மானம் விரைவில் கியர்களுக்கு இடையே கடுமையான கடித்தலாக மாறும்; ஒருமுறை பற்கள் கடிக்கப்பட்டால், முழு ரிட்யூசர் பயனற்றதாகிவிடும்.
அதைப் பற்றியே சொல்ல, வேலை நிலையத்தில் நாம் மிக அதிக எண்ணிக்கையிலான கியர்பாக்ஸ் சிக்கல்களைக் கண்டுள்ளோம்; உண்மையில், இதன் மூலகாரணம் திரவ தடையூட்டலில் (லூப்ரிகேஷன்) தான் உள்ளது. பல தொழிற்சாலைகள் தினமும் ரோபோட்களை இயக்குகின்றன; ஆனால் திரவ தடையூட்டல் மற்றும் பராமரிப்பு மிகவும் சுலபமாகவே செய்யப்படுகிறது — குறிப்பாக சில பழைய உற்பத்தி வரிசைகளில். கிரீஸ் சேர்க்கும் கால இடைவெளிகள் நீண்ட காலமாக எண்ணெய் சீல்களின் வயதாகும் நிலையை கவனிக்காமல் இருக்கின்றன; மேலும், சந்திப்பு இடங்களில் எண்ணெய் கசிவு ஏற்படுவதை யாரும் கவனிப்பதில்லை — துடைத்து விட்டு தொடர்ந்து இயக்கிக் கொண்டே இருக்கின்றனர். இதனால், கிரீஸ் நீராவி, தூசி அல்லது உலோகத் துகள்களுடன் கலக்கப்பட்டு, வழக்கம் போலவே பயன்படுத்தப்படுகிறது. நீண்ட காலமாக இவ்வாறு தொடர்ந்து செய்யப்படுவதால், திரவ தடையூட்டல் நிலை மோசமாகிறது; இதனால் உட்புற உராய்வு உடனே அதிகரிக்கிறது, வெப்பநிலையும் அதிகரிக்கிறது; பற்றுகளின் மேற்பரப்பில் எண்ணெய் படலம் நிலைத்து நிற்க முடியவில்லை; இதனால் அசாதாரண அரிமானம் மற்றும் தேய்மானம் தொடங்குகிறது. ABB குறைப்பான் (ரிட்யூசர்) மிக அதிக துல்லியத்துடன் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளது; பற்றுகளின் பொருத்தம் மற்றும் தாங்கிகளின் இடைவெளிகள் மிக மிகச் சிறியவை; எனவே, இது மிகவும் கடுமையான திரவ தடையூட்டல் தேவையை விதிக்கிறது. ஒருமுறை கிரீஸ் தன் தன்மையை இழந்து, திரவமாகவோ, வறண்டுவிடவோ அல்லது மாசுபட்டுவிடவோ செய்தால், தேய்மானத்தின் வேகம் அடுக்கு வளர்ச்சியில் (எக்ஸ்போனென்ஷியல்) அதிகரிக்கிறது. சில கியர்பாக்ஸ்கள் தொட்டால் சூடாக இருக்கின்றன; இது பெரும்பாலும் திரவ தடையூட்டல் முற்றிலும் தவறிவிட்டதைக் குறிக்கிறது — எண்ணெய் நீண்ட காலமாக பாதுகாப்பு செயல்பாட்டை ஏற்றுக் கொள்ள முடியவில்லை.
வெப்பநிலை விஷயம் ஒரு மிகவும் தெளிவான காட்சி அடையாளமாகும்.
ரோபோட் சில நேரம் இயங்கிய பிறகு, ஒவ்வொரு அச்சின் (axis) சந்திப்புகளின் (joint) வெப்பநிலையை உங்களால் உணர முயற்சிக்க முடியும். சாதாரண சூழ்நிலைகளில், வெப்பநிலை உயர்வு ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாக இருக்கும், மேலும் ஒரு சந்திப்பு மற்றவற்றை விட திடீரென மிக அதிகமாக சூடாக ஆகாது. குறிப்பாக J2 மற்றும் J3 போன்ற பெரிய சுமையுள்ள சந்திப்புகளில், அவை நீண்ட காலமாக சாதாரணமற்ற அளவில் சூடாக இருந்தால், அதற்கு முக்கிய காரணங்கள் உள் உராய்வு அதிகமாக இருத்தல், போதுமான திரவ எண்ணெய் பூச்சு இல்லாதது, தாங்கிகள் (bearings) ஏற்கனவே சேதமடைந்திருத்தல் அல்லது அதிக சுமையில் இயங்கியிருத்தல் ஆகும். பல கியர்பாக்ஸ்கள் உண்மையில் பிடித்துக்கொள்ளும் முன்பாகவே நீண்ட காலமாக மௌனமாக 'அதிக காய்ச்சல்' (high fever) இல் இயங்கிக்கொண்டிருக்கின்றன. எனவே, இன்று அதிகரித்து வரும் தொழிற்சாலைகள், ரோபோட் சந்திப்புகளின் முழு வரிசையையும் வழக்கமாக வெப்ப படமாக்கி (thermal imager) ஆய்வு செய்யத் தொடங்கியுள்ளன; இந்த முறை மிகவும் திறமையானது – பல பிரச்சனைகளை வெப்பநிலையில் முன்கூட்டியே கண்டறிய முடிகிறது, ரோபோட் தவறு (failure) ஏற்படும் வரை காத்திருக்க வேண்டியதில்லை.
ABB ரோபோட்கள் நடுங்கத் தொடங்கும்போது, பல முறை பிரச்சனை இனி சிறியதாக இல்லை!
முடுக்கத்தின் போது முழு கையையும் சிறிது நடுங்கும் விதத்தில் காணலாம், மேலும் அது நின்றவுடன் சில முறை அதிர்வுறும். அதிவேகத்தில் இயங்கும்போது அதன் பாதை வட்டவடிவிலும் மென்மையானதாகவும் இருக்காது; பதிலாக, மிகச் சிறிய பற்றுதல் உணர்வு (jagged feeling) ஏற்படும். பலர் இது சர்வோ கேயின் (servo gain) சரியாக அமைக்கப்படவில்லை என நினைப்பார்கள். ஆனால், என்கோடர் (encoder) சரியாக இருப்பதையும், மோட்டார் சரியாக இருப்பதையும், அமைப்பு அளவுகள் (parameters) மாற்றப்படவில்லை எனவும் உறுதிப்படுத்தினால், பெரும்பாலும் இது குறைப்பானின் (reducer) உள் விறைப்பு (internal rigidity) போதுமானதாக இல்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. இது RV கியர்பாக்ஸ் (RV gearbox) கொண்ட மூட்டுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது; இங்கு, சைக்ளாய்ட் (cycloid) மற்றும் தாங்கிகள் (bearings) தீவிரமாக தேய்மானத்திற்கு உள்ளாகத் தொடங்கும் போது, அதிர்வு பூஜ்ஜியத்திலிருந்து பூஜ்ஜியத்திற்கு மாறுகிறது, மேலும் அதை மறைப்பது கடினமாகிக் கொண்டே போகிறது.
அடுத்து, மற்றொன்று மிகவும் எளிதில் தவறவிடப்படும் – எண்ணெய் கசிவு (oil leaks).
நான் மிகப்பெரிய எண்ணிக்கையிலான தொழிற்சாலைகளைப் பார்த்துள்ளேன்; ABB ரோபோட்டுகளின் ஒரு இணைப்பிலிருந்து எண்ணெய் சீழ்ந்து வரும் வட்ட வடிவ கசிவைக் கண்டவுடன், அவர்களின் முதல் செயல் ஒரு துணியை எடுத்து அதைத் துடைப்பதுதான்—“அது சரியாக இருக்கிறது, இன்னும் இயங்கும்” என்று கூறுவார்கள். ஆனால் உண்மையில், எண்ணெய் கசிவு உங்களுக்கு அந்த அடைப்புகள் (சீல்கள்) சீர்கேடு அடைந்துவிட்டன என்பதை அறிவிக்கிறது; உள்ளே உள்ள எண்ணெய் வெளியே வருகிறது, மேலும் வெளியே உள்ள தூசி மற்றும் மாசுகள் உள்ளே புகுந்துவிடலாம். கியர்பாக்ஸ்கள் எண்ணெய் பற்றாக்குறையை மிகவும் பயந்து நிற்கின்றன—குறிப்பாக 24 மணி நேரமும் தொடர்ந்து சுழலும் சூழ்நிலைகளில், திரவத்தின் சுழற்சி (லூப்ரிகேஷன்) குறைந்தால், தேய்மானம் உடனே அதிகரித்துவிடும். பல கியர்பாக்ஸ்களை மறுசீரமைக்க முடியும்; ஆனால் நீண்ட காலமாக ஏற்படும் எண்ணெய் கசிவை கவனத்தில் கொள்ளாமல் இருந்ததால், அவை முழுவதுமாக உள்ளே தேய்ந்துவிடுகின்றன, இறுதியில் முழு கியர்பாக்ஸையும் மாற்ற வேண்டியிருக்கிறது.
இங்கே நீங்கள் கேட்கலாம்: சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தயாரிக்கப்பட்ட ABB தொழிற்சாலை ரோபோட்களின் கியர்பாக்ஸில் பிரச்சனைகள் திடீரென அதிகரிப்பது ஏன்? உண்மையில், இது நன்றாக யோசித்தால் மிகவும் இயல்பானது. தொழில்துறை ரோபோட்கள் என்பவை அதிக அதிர்வெண் இயக்கத்தில் செயல்படும் இயந்திரங்களாகும். வெல்டிங் ரோபோட்கள் முழு நாளும் தொடர்ந்து அசைந்துகொண்டே இருக்கும்; ஹேண்ட்லிங் ரோபோட்கள் தொடர்ந்து துவக்கம் மற்றும் நிறுத்தம், முடுக்கம் மற்றும் மெதுவாக்கம் ஆகியவற்றைச் செய்கின்றன; கனமான பேலெட்டைசிங் ரோபோட்கள் நீண்ட காலமாக அதிவேகத்தில் முழு சுமையுடன் இயங்குகின்றன; இயந்திர கருவிகளின் ஏற்றுதல்/இறக்குதல் ஒரு நாளைக்கு ஆயிரக்கணக்கான முறை சுழற்சியில் இருக்கின்றன. இதனால் கியர்பாக்ஸ் தொடர்ந்து தாக்கங்களுக்கும், மாறும் விசைகளுக்கும் (alternating stress) உள்ளாகிறது. ABB-ன் தரம் எவ்வளவு சிறந்ததாக இருந்தாலும், இயந்திரப் பாகங்களின் தேய்மானம் என்பது யாராலும் தவிர்க்க முடியாத இயற்பியல் விதியாகும். குறிப்பாக, வருடம் முழுவதும் அதிகபட்ச தரப்பட்ட சுமையில் இயங்கும் ரோபோட்களில், ரிட்யூசரின் ஆயுள் இன்னும் தெளிவாகக் குறைகிறது.
பலர் இந்த வினாவில் சிக்கித் தவிக்கின்றனர்: எனது கியர்பாக்ஸை மரம்போடுவது நல்லதா, அல்லது புதியதாக மாற்றுவது நல்லதா?
எங்கள் அனுபவத்தின்படி, பின்வாங்கல் (backlash) சிறிது அதிகரித்திருந்தால், சில சமயங்களில் ஒரு சில முறை இரைச்சல் ஏற்பட்டால், அல்லது எண்ணெய் சீல்கள் கசியத் தொடங்கினால், சில சந்தர்ப்பங்களில் மூலம் தாங்கிகளை (bearings) சீரமைத்தல், எண்ணெய் சீல்களை மாற்றுதல் மற்றும் முன்சுமையை (preload) மீண்டும் சரிசெய்தல் ஆகியவற்றை மூலம் அவற்றை சரிசெய்ய முயற்சிக்கலாம். ஆனால், துல்லியம் மிகவும் குறைந்துவிட்டால், உள் பற்சக்கரங்கள் (internal gears) மிகவும் வளைந்துவிட்டன அல்லது அதிர்வு மிக அதிகமாக இருந்து முழு கை அசைந்துகொண்டிருந்தால், நீண்ட காலமாக உயர் வெப்பநிலையில் இயங்கியிருந்தால், அல்லது கழிவு செய்த பின் உள்ளே இரும்புத் துகள்கள் நிரம்பியிருந்தால், பெரும்பாலும் புதியதை நேரடியாக மாற்றுவதே செலவு நன்றாக இருக்கும். ஏனெனில், ரிட்யூசர் (reducer) திடீரென செயலிழந்து ரோபோட் இயங்காமல் போனால், ஏற்படும் இழப்பு மணிநேரத்திற்கு அல்லது நிமிடத்திற்கு கணக்கிடப்படும்; உற்பத்தி வரிசையின் நிறுத்தத்தின் செலவை ஒப்பிடும்போது, ரிட்யூசரின் சொந்த செலவு உண்மையில் மிகச் சிறியதாகவே இருக்கும்.
இந்த தர்க்கத்தை மெதுவாக புரிந்துகொண்டதால், இப்போது அதிகமான தொழிற்சாலைகள் குறைபாடு ஏற்பட்ட பின்னர் சரிசெய்ய காத்திருக்கவில்லை, மாறாக முன்கூட்டியே பராமரிப்பை மேற்கொள்ளும் முயற்சியில் ஈடுபடுகின்றன. விறைப்பு அளவீடுகளை வழக்கமாக மேற்கொள்ளுதல், வெப்பநிலை பரவலைக் காண வெப்பக் கேமராவைப் பயன்படுத்துதல், துளையின் மாற்றங்களைச் சரிபார்க்க கருவிகளைப் பயன்படுத்துதல், பாதைத் துல்லியத்தின் போக்கைக் கண்காணித்தல், மற்றும் புதிய ஒலி அதிர்வெண்ணைக் கேட்டல் – இவை அனைத்தும் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. நாம் கிராடுவல் கியர்பாக்ஸ் (ABB Robotics) முழுமையாக தவறு ஏற்படுவதற்கு முன்பாகவே போதுமான எச்சரிக்கைகளை வழங்குகிறது என்பதை கிரமமாக உணர்ந்து வருகிறோம்; ஆனால் அதற்கு முன்னர் யாரும் அதை அமைப்பு ரீதியாக ஆராயவில்லை. சிறிய குறைபாடுகளை முறையாக கண்டறிந்தால், பராமரிப்புச் செலவுகள் குறைவாக இருக்கும், திடீர் நிறுத்தங்கள் (unplanned downtime) ஏற்படாது, இரவு நேரத்தில் திடீரென இயக்கம் நின்றுவிடாது, மேலும் மோட்டார் மற்றும் என்கோடர் பாதிக்கப்பட்டு இரண்டாம் நிலை சேதம் ஏற்படுவதையும் தவிர்க்க முடியும். இதனால்தான் பல உயர்தர தானியங்கி வரிசைகள் தற்போது ரோபோட் ரிட்யூசர் நிலையை தங்கள் வழக்கமான பரிசோதனை மற்றும் கண்காணிப்பு திட்டங்களில் சேர்த்துள்ளன.
