ABB ரோபோட் கியர்பாக்ஸ் என்றால் என்ன?
மக்கள் பொதுவாக தொழில்துறை ரோபோட்களைப் பற்றி பேசுகின்றனர்; அவர்கள் கட்டுப்பாட்டு சாதனத்தை எவ்வாறு சரிசெய்வது, எவ்வாறு நிரல் உருவாக்குவது, எவ்வாறு பாதையைப் பின்தொடர்வது என்பதைப் பற்றியே பேசுகின்றனர் — இவை அனைத்தும் கண்ணுக்குத் தெரியும் மற்றும் உணரக்கூடிய விஷயங்கள். ஆனால், உண்மையில் ஒரு தொழிற்சாலையின் வேலை இடத்தில் நீண்ட நேரம் தங்கி ஆழமாக ஆராய்ந்தால், ஒரு ரோபோட் எவ்வாறு மேல்நோக்கி இயங்குகிறது, அதன் இயக்கம் சீரானதாக இருக்கிறதா அல்லது இல்லையா என்பதற்கு அடிப்படையான காரணம் அதன் இயந்திர உடல் மற்றும் அதன் 'எலும்புகள்' ஆகும். இந்த உடலின் மிக முக்கியமான மற்றும் எளிதில் புறக்கணிக்கப்படும் பகுதி கியர்பாக்ஸ் ஆகும். 
இந்த பொருள் ஒரு ரோபோட்டில் என்ன செய்கிறது?
நாம் ஒரு மிக எளிய உவமையைப் பயன்படுத்தலாம். மோட்டார் வேகமாக சுழல்கிறது — வூஷ்! — ஆனால், அது நேரடியாக 80 அல்லது 100 பவுண்ட் எடையுள்ள வெல்டிங் டாங்ஸ் அல்லது பிடிமானங்களை ஏந்த முடியாது, ஏனெனில் அதற்கு அத்தகைய வலிமை இல்லை. மறுபுறம், ரோபோட் வேலை செய்யும்போது அது நிலையான வலிமையுடன் செயல்பட வேண்டும்; அதன் செயல்பாடு வேகமாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை, ஆனால் அது போதுமான வலிமையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், மேலும் நிறுத்தப்படும் இடம் முடிவில் ஒரு முடித்துக்கு சமமான துல்லியத்தில் இருக்க வேண்டும்.
இந்த இரண்டு தேவைகளும் முற்றிலும் சிக்கலானவை. கியர்பாக்ஸ் இந்த 'மொழிபெயர்ப்பு' மற்றும் 'மாற்றுதல்' என்ற வேலையின் நடுவில் உள்ளது — அந்த மிகவும் வேகமான, ஆனால் மிகவும் சிறிய மோட்டாரை வேகத்தைக் குறைத்து, அதே நேரத்தில் விசையை வலுப்படுத்தி, மேலும் மோட்டாரின் சக்தியை சரியான இடத்திற்கு மாற்றுவதையும் உறுதிப்படுத்த வேண்டும். அது இல்லாமல், மோட்டார் நேரடியாக கைகள் மற்றும் கால்களுடன் இணைக்கப்படும், அப்போது ரோபோட் அசைவுகளில் திடுக்கிடும் அல்லது முற்றிலும் சரிந்துவிடும்.
நீங்கள் ABB ரோபோட்டை கழற்றி, அதன் கையை கீழே நகர்த்தினால், அது அடிப்பகுதியில் உள்ள பெரிய மூட்டில், பெரிய கையும் இரண்டு சிறிய கைகளும் இணைக்கப்பட்டுள்ள இடத்தில், மேலும் கழுத்து மூட்டுகளின் சிறிய மூட்டுகளில் (அவை சுழலக்கூடியவை) காணப்படும். பெரிய மூட்டுகளும் சிறிய மூட்டுகளும் ஒன்றே அல்ல; பெரிய மூட்டுகள் வலுவானவையும், நீடித்த உயிருடையவையுமாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் அவை பெரிய கதிரைத் தாங்க வேண்டும்; சிறிய மூட்டுகள் பூஜ்ஜிய இடைவெளியுடன் (zero clearance), கையால் துல்லியமாக இயக்கக்கூடியவையாக இருக்க வேண்டும்.
வேலையிடத்தில் பலவகையான கியர்பாக்ஸ்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
கியர்பாக்ஸ் என்பது ஒரு வகையான கியர் அமைப்பு; இது RV கியர்பாக்ஸ் என்றும், சிலரால் சைக்ளாய்ட் பின்வீல் (cycloid pinwheel) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இது ஒரு திடமான தலைப்பகுதியைக் கொண்டது; பொதுவாக, இது பெரிய விசைகள் செயல்படும் இடங்களில் – குறிப்பாக, ரோபோட்டின் அடிப்பகுதி மற்றும் கைத்தண்டுகளில் – உறுதியாக நிறுத்தப்படுகிறது. இதன் முக்கிய பண்புகள்: தயாரிப்பிற்கு எதிர்ப்புத்தன்மை, போதுமான விறைப்பு (rigidity); நீங்கள் ரோபோட்டை தினமும் ஒரு மூங்கில் முழங்கையைப் போல ஆட்டி, ஸ்பாட் வெல்டிங் போன்ற கனமான பணிகளைச் செய்யச் சொன்னாலும், இது அத்தகைய சுமைகளைத் தாங்க முடியும்.
மற்றொன்று ஹார்மோனிக் கியர்பாக்ஸ் எனப்படுகிறது; இதன் இயக்க முறை முற்றிலும் வேறுபட்டது. இதனுள் ஒரு நெகிழ்வான சக்கரம் (flexible wheel) உள்ளது; இது தன்னிச்சையான விறைப்பு மாற்றத்தை (elastic deformation) பயன்படுத்தி இயக்கப்படுகிறது. எனவே, இதன் இடைவெளி (backlash) கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்; அதிக துல்லியம் கொண்டது, மேலும் சிறிய அளவில் உள்ளது. ரோபோட்டின் மணிக்கட்டு பகுதிகளைப் பாருங்கள் – அவை மனிதக் கையைப் போலவே திறமையாக இயங்குகின்றன; அங்கு பெரும்பாலும் இந்த ஹார்மோனிக் கியர்பாக்ஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வறண்ட கூட்டு பணிகள் (dry assembly), சிறிய பாகங்களைப் பிடித்தல் போன்ற துல்லியமான சிறு பணிகள் – அனைத்தும் இதன் கையின் துல்லியத்தைச் சார்ந்தே அமைகின்றன.
மேலும், கிரக கியர்பாக்ஸ் (planetary gearbox) என்று அழைக்கப்படும் மற்றொன்றும் உள்ளது; இது ஒரு சமநிலை தேர்வாகும் – இது சிறிய அளவில் இருந்தாலும், சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டது. சில விலை முக்கியமான அல்லது துல்லியத்திற்கான தேவைகள் மிக அதிகமாக இல்லாத துணை அச்சுகளில் (auxiliary axis) இதைக் காணலாம்.
கியர்பாக்ஸ் தனது சீரை இழக்கத் தொடங்கினால், ரோபோட் தனது பணியைச் செய்யாது.
தொழிற்சாலையின் உற்பத்தி மேடையில் (ஷாப் ஃப்ளோர்) நிகழும் பல விஷயங்கள் தவறான இடத்தில் முடிவடைகின்றன.
எடுத்துக்காட்டாக, ரோபோட்டின் துல்லியம் அது செயல்படும் வரை குறைந்து கொண்டே வருகிறது. முன்பு, அது பகுதிகளை இறுக்கமாக பொருத்தும், ஆனால் இப்போது அவை எப்போதும் சிறிது விலகியே உள்ளன — நிரலை சரிசெய்தல், பூஜ்ஜிய புள்ளியை மீண்டும் சரிசெய்தல் போன்ற நடவடிக்கைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டிருந்தாலும் கூட. இந்த நிலையில், கியர்ஹெட்டில் உள்ள இடைவெளி (கிளியரன்ஸ்) அதிகரித்திருக்க வாய்ப்புள்ளது. பற்றுகளுக்கு இடையே ஒரு இடைவெளி உள்ளது; அதை அந்த நிலைக்குச் செல்லுமாறு கட்டளையிடும்போது, அது சிறிது அசைகிறது, மேலும் உண்மையான வேறுபாடு வெளிப்படுகிறது.
மேலும் ஒரு விஷயம் என்னவென்றால், ரோபோட் திடுக்கிட்டு இயங்குகிறது, கண்ணால் பார்க்கும்போது அது நடுங்குவது போல் தெரிகிறது, முன்பு இருந்தது போல் சுலபமாக இயங்கவில்லை. இதற்கு முக்கிய காரணம் உள்ளே சீரற்ற அரிமானம் அல்லது திரவ எண்ணெய் சரியாக செயல்படாமை, வறண்ட தேய்மானம் (டிரை கிரைண்டிங்) ஆகியவையே.
அசல் ரோபோட் அமைதியாக இயங்கியது; இப்போது கிளிக், பூஸ் என்ற ஒலிகளை உண்டாக்குகிறது — பாத்திரத்தின் ஒலிபோல. இந்த ஒலி அது உதவிக்காக கத்துகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது; உள்ளே உள்ள தாங்கிகள் (பேரிங்ஸ்) அல்லது பற்றுகளில் ஏதோ ஒரு பிரச்சனை இருக்க வேண்டும்.
இப்போது நேரடியாக அதிகமாக இயக்க முடியும் பகுதி, முன்பு இயக்க முடிந்த பகுதியை விட குறைவாக இயக்க முடிகிறது; இப்போது எச்சரிக்கை ஒலி ஒலிக்கிறது, ரோபோட் பலவீனமாக உணரப்படுகிறது. இதன் பொருள், இயக்க திறன் மிகவும் குறைந்துவிட்டது என்பதும், ஆற்றல் கியர்பாக்ஸில் செலவழிக்கப்படுகிறது என்பதுமாகும்.
துறையில் மிகவும் பொதுவான சூழ்நிலைகள்
வாருங்கள், நீங்கள் நிச்சயமாக அறிந்திருக்க வேண்டிய சில சூழ்நிலைகளை நான் உங்களுக்கு விளக்குகிறேன். வாடிக்கையாளர் அழைப்பு விடுத்து, “என் ரோபோட்-இல் முன்பு சரியாக இருந்த புள்ளிகள் இப்போது அனைத்தும் தவறாக உள்ளன; ஒரு முடியின் அளவுக்கும் கூட மாறிவிட்டன – இது மிகவும் சிரமமாக உள்ளது” என்று கூறுகிறார். பலருடைய முதல் எண்ணம் நிரல் இழந்துவிட்டது அல்லது ரோபோட் மோதிவிட்டது என்பதாகும்; ஆனால் உண்மையில், அதிக வாய்ப்பு கியர்பாக்ஸின் இடைவெளி மிகவும் அதிகமாக இருப்பதே ஆகும். மற்றொன்று, எண்ணெய் கசிவு – ரோபோட்டின் மூட்டுகளின் கீழே எண்ணெய் துளிகள் தொங்குகின்றன, தரையில் ஒரு பெரிய எண்ணெய் புள்ளி ஏற்பட்டுள்ளது. இது பெரும்பாலும் எண்ணெய் சீல் வயதாகிவிட்டதைக் குறிக்கிறது; நீண்ட காலமாக எண்ணெய் கசிவு நிகழ்ந்து வருவதால், உள்ளே எண்ணெய் முற்றிலும் வறண்டுவிட்டது, இதனால் உள் உராய்வு ஏற்பட்டு, சிறிய பிரச்சனைகள் பெரிய பழுது பராமரிப்பாக மாறிவிட்டன. மேலும், மூட்டுகள் சூடாக உணரப்படுகின்றன – இது சாதாரண நிலையை விட மிகவும் அதிக சூடாக உள்ளது; இதற்கு காரணம் அதிக சுமை அல்லது திரவ தடையின் தவறு ஆகும்; இதனால் உள்ளே உராய்வு ஏற்படுகிறது.
எனவே நான் எப்போது எனது கியர்பாக்ஸை மாற்ற வேண்டும்?
பல மேலதிகாரிகளால் அதைச் செய்ய முடியாது, எனவே அவர்கள் அதை சிறிது நேரம் கூடுதலாக பயன்படுத்திக் கொள்ள முயற்சிக்கின்றனர். ஆனால் நேர்மையாகச் சொல்ல வேண்டுமெனில், துல்லியம் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைந்துவிட்டது; அதன் அதிர்வை கையால் உணர முடிகிறது; ஒலி மிகவும் அதிகமாக இருப்பதால், அருகில் உள்ளவர்கள் தலையைத் திருப்பி பார்க்கின்றனர்; எண்ணெய் கசிவை நிறுத்த முடியவில்லை; வெப்பநிலை சாதாரணமற்ற அளவில் அதிகமாக உள்ளது. இந்த ஐந்து அறிகுறிகளில் ஏதேனும் இரண்டு காணப்பட்டால், மேலும் தாமதிக்க வேண்டாம். இதை மேலும் தாமதித்தால், கியர் துகள்கள் மோட்டார் அல்லது என்கோடரிலிருந்து விழுந்து, அதனை சுத்தம் செய்ய வேண்டியிருக்கும்; அப்போது பழுதுபார்க்கும் செலவு கியர்பாக்ஸின் விலையை விட அதிகமாக இருக்கும்.
எங்கள் ரோபோட்களில் பயன்படுத்தப்படும் கியர்பாக்ஸ், சாதாரண உபகரணங்களில் பயன்படுத்தப்படும் கியர்பாக்ஸுடன் ஒன்றாகுமா?
அது ஒரே மாதிரியானது அல்ல. சாதாரண உபகரணங்களின் கியர்பாக்ஸில், சிறிது இடைவெளி இருப்பது பெரிய விஷயமல்ல; அது கிட்டத்தட்ட சுழற்றப்படலாம். ஆனால் ரோபோட்களால் அதைச் செய்ய முடியாது. இடைவெளி சிறிது அதிகமாக இருந்தால், கருவித் தலையின் விலகல் சில மில்லிமீட்டர்களாக விரிவடையும். எனவே, ரோபோட் கியர்பாக்ஸுக்கான பின்னடைவு (backlash) தேவை மிகக் குறைவாக இருக்க வேண்டும், மேலும் அதன் மீண்டும் மீண்டும் துல்லியமான செயல்பாடு (repeatability) வாழ்நாள் முழுவதும் நிலையாக இருக்க வேண்டும். எனவே, இந்த விஷயத்தில் எந்தவொரு அவ்வளவு தெளிவற்ற நிலையும் ஏற்றுக்கொள்ளப்படாது.
