ABB roboti reduktorini qanday qilib ishlashdan chiqishidan oldin aniqlash mumkin?
Biz bu hodisani yillar davomida maydonda juda ko'p marotaba kuzatdik. ABB roboti ishlab chiqarish liniyasida yaxshi ishlamoqda edi, lekin bir kuniga qaramasdan, qo'llanilayotgan paytda qo'lda qilingan qo'zg'aloq boshlandi, traektoriya siljidi, bir-biridan keyin keladigan harakatlar sodir bo'ldi, og'irligi tufayli to'g'ridan-to'g'ri ogohlantirish va o'chirish sodir bo'ldi, butun liniya shunchalik quruq bo'ldiki. Dasturni tekshirish, enkoderlarni tekshirish, asbob-uskunalarni tekshirish uchun hammasi chalkashib ketdi va nihoyat, g'ildirak qutisi uzoq vaqt davomida nosozlikka uchraganligini aniqlash uchun uni ajratib olishga to'g'ri keldi — faqatgina shu kichik belgilarga hech kim e'tibor bermagan.
Ayniqsa, qo'lda qilinadigan qo'zg'aloq, yuk tashish, yukni yuklash va yukni tushirish, shuningdek, presslash uchun ishlatiladigan ushbu robotlar uchun uzluksiz yuqori yuk ostida uzoq muddat aylanish natijasida g'ildirak qutisi odatda ogohlantirishsiz birdaniga buzilmaydi. Aslida, u sizga uzoq vaqt oldin «salom» deydi, lekin ko'pchilik zavodlar bu holatni «eski mashinalar shunday bo'ladi» deb hisoblab, e'tibor bermaydi. 
Ko'pchilik odamlar muammo borligini birinchi marta robot "avvalgidek aniq emas" deb aytganda sezishadi.
Bu haqiqatan ham eng ko'p uchraydigan birinchi belgi. Qiziqarli jihat shundaki, maydon muhandislari deyarli hech qachon dastlabki o'ylash ob'ekti sifatida g'ildirakli qutini (gearbox) o'ylamaydi. Ularning nosozliklarni aniqlash ketma-ketligi odatda quyidagicha: avvalo TCP ning to'g'ri sozlanmaganligini, ya'ni kimdir qurolga bosib qo'yganmi yoki yo'qmi, taxmin qilish; keyin dasturni tekshirish va nuqtalar to'g'ri ekanligiga ishonch hosil qilish; so'ngra enkoderda impulslarning yo'qolishi bo'lmasa, deb qaramoq; hatto servoparametrlarning siljimay qolganligi yoki qisqichlarning loyqa bo'lmaganligi ham taxmin qilinishi mumkin. Barcha bu tekshiruvlar juda oddiy va odatiy holatdir, lekin nihoyat multimetr bilan o'lchaganda ma'lum bir o'q bo'ylab tushish (backlash) aniq kengayganligi aniqlanadi. Bu ayniqsa payvandlash robotida juda osongina ko'rinadi: dastlab sevm juda silliq o'tardi, endi esa elektr yoyi barqaror emas, yoy yo'nalishi bir xil emas, bir xil dastur har safar ishga tushirilganda traektoriya biroz kichik og'ishga uchraydi. Ba'zan mijozlar ko'rinish tizimida nosozlik bor deb o'ylaydi, lekin aslida g'ildirakli qutining ichki bo'shlig'i ishqalanib, harakat uzatish qo'lga mos kelmayapti.
ABB roboti reduktorining yaxshi ishlamay qolishi, “orqaga siljish” aniqroq va aniqroq bo'lib boradi
Texnik xizmat ko'rsatish bilan shug'ullanadigan har qanday kishi "orqaga siljish" (backlash) atamasiga tanish, ya'ni ulanishda bo'shliq mavjud. Motor tomoni aniq aylanmoqda, lekin mexanik tomon harakatlanishdan oldin bir oz bo'sh yo'l yurishi kerak. Yangi robotning ulanishlari juda zich, lekin bir vaqtda planetar tishli uzatmalar va reduktor ichidagi podshipniklar uzun muddat ishlatilgandan so'ng, tishlar orasidagi bo'shliq kengayadi, podshipniklar ham loyqa bo'ladi va tishlar mos kelishining aniqligi pasayadi; natijada robot takroriy joylashishda noaniqliklarni, traektoriya siljishini namoyon qiladi va tezlanishda hamda sekinlashishda biroz tebranish paydo bo'ladi. Eng muammoli narsa shundaki, bu holat boshida ayniqsa og'ir emas, ko'pchilik odamlar uni bir necha oy davomida qo'llab-quvvatlab turishlari ham mumkin. Lekin biror o'qning yopishuv chegarasidan ortiq yopishuvi sodir bo'lgandan keyin, buzilish juda tez rivojlanadi — masalan, dastlabki ikki hafta faqat biroz noaniqlik bo'ladi, so'ngra birdaniga to'qnashuv yoki yuk ortiqchaligi haqida xabar beriladi.
Robot uloq qismi "qo'pol qichqirish"ni boshlaydi, haqiqatda, bu allaqachon juda xavfli holat!
Oddiy ishlash paytida robot tovushi juda tekis, ya'ni juda silliq mexanik tovush bilan aralashgan shovqinli dvigatel tovushi. Biroq, bir marta reduktor muammolarga duch kelganda, tovush darhol o'zgaradi: metall ishqalanishining sissirash tovushi yoki "chik-chik-chik-chik" tovushi aralashadi; tezlanish va sekinlanish jarayonida hatto past tovushda ham eshitiladi, uloq qismiga qo'l qo'yilsa, ichida nima bo'layotgani his qilinadi — qandaydir narsa urilayotgani seziladi. Ko'p yillar davomida liniyada ishlagan tajribali operatorlar ko'pincha shunday deydi: "Bu robot oxirgi vaqtlar shovqin qilmayapti." Agar siz bunday gaplarni eshitgan bo'lsangiz, kechiktirmang, chunki bu vaqtda tishli g'ildiraklar chizilgan, yoki podshipnik kafasi shikastlangan, yoki moyning ishlamay qolishi tufayli metall metallga to'g'ridan-to'g'ri urilmoqda. Bu holatda ishlashni davom ettirish — yengil ishqalanish tez orada tishli g'ildiraklar o'rtasidagi qattiq urilishga aylanadi; bir marta tishlar urilganda, butun reduktor deyarli bekor qilinadi.
Shu haqida gap ketayotganda, biz ishlab chiqarish zavodlarida g'ildirak qutisi muammolari ko'p uchratganmiz, aslida ularning sababi — moylashda. Ko'plab zavodlar robotlarni har kuni ishlatadi, lekin moylash va texnik xizmat ko'rsatish juda e'tiborsiz amalga oshiriladi, ayniqsa eski ishlab chiqarish liniyalari. Moylash sikli uzun vaqt davomida simon moylarining yoshlanishiga qaramasdan saqlanib kelmoqda; hech kim ulanish joylaridagi moy oqishini tekshirishga e'tibor bermaydi, moyli aralashma suv bug'i, chang yoki metall kukuni bilan aralashib, oddiygina foydalanilaveradi. Uzoq vaqt davomida moylash sharoitlari yomonlashadi, ishqalanish ichida darhol o'sadi, temperatura ortadi, tish sirtidagi moy parda ushlab turmay qoladi va noma'lum sabablarga ko'ra yeyilish boshlanadi. ABB g'ildirak qutisi o'zida juda yuqori aniqlikka ega bo'lib, g'ildiraklar bir-biriga moslashuvi va podshipniklar orasidagi bo'shliq ayniqsa maydadir; shuning uchun u juda qattiq talablarga ega moylashni talab qiladi. Agar moy suyulib, qurib yoki ifloslanib qolsa, yeyilish tezligi eksponensial ravishda o'sadi. Ba'zi g'ildirak qutilari tegishda issiq tuyuladi — bu ko'pincha moylash to'liq muvaffaqiyatsizlikka uchraganligi, ya'ni moy avvaldan himoya vazifasini bajarolmay qolganligining belgisi.
Harorat narsasi juda ko'rgazmali belgi.
Robot bir vaqtning o'zida ishlab turganidan keyin har bir o'qning ulanish joylarining haroratini sezib ko'rishingiz mumkin. Oddiy sharoitda harorat ko'tarilishi nisbatan barqaror bo'ladi va bitta ulanish joyi boshqalarga qaraganda birdaniga ancha issiqroq bo'lmasa kerak. Ayniqsa J2 va J3 kabi yuqori yuklangan ulanish joylari uchun, agar ular uzun muddat davomida noqonuniy darajada issiq bo'lsa, bu odatda ichki ishqalanish ortiqcha, moylash yetarli emas, podshipniklar allaqachon shikastlangan yoki robot ortiqcha yuk ostida ishlayotganligini ko'rsatadi. Ko'plab reduktorlar haqiqatan ham qulflanishdan oldin uzun vaqt davomida 'yuqori isitish' holatida sokin ishlab kelgan. Shuning uchun biz barcha zavodlarda robot ulanish joylarini doimiy ravishda termovizor bilan tekshirishni boshladilar — bu usul juda samarali: ko'plab muammolar haroratdagi o'zgarishlardan oldindan aniqlanadi, robot nosozlikka uchramasdan avvalo e'tibor beriladi.
ABB robotlari silkitila boshlaganda, ko'pincha muammo endi yengil emas!
Siz tezlanish paytida butun qo'lning bir oz titrayotganini, to'xtaganda esa bir necha marta silkitilishini ko'rishingiz mumkin; shuningdek, yuqori tezlikda ishlayotganda traektoriya aylanma va silliq bo'lmaydi, balki nozik tishli hiss qilinadi. Ko'pchilik odamlar bu servopristavka kuchlanishining sozlanmaganligi haqida o'ylaydi, lekin agar siz kodlovchining muammo emasligini, dvigatelnik ham muammo emasligini va parametrlarning o'zgartirilmaganligini tasdiqlasangiz, ehtimol bu kamaytiruvchi uzatmaning ichki qattiqlik darajasi yomonligidir. Bu ayniqsa RV reduktorli bog'lanishlarga xosdir: sikloidal tishli g'ildiraklar va podshipniklar ishlash boshlangandan so'ng tezda yaxshi ishlashdan yomon ishlashga o'tadi va bu vibratsiyani yashirish qiyinlashib boradi.
Keyin boshqa bir muammo — moy oqishi — bu ayniqsa e'tibordan qoldiriladigan holatdir.
Men ABB robotlarining birikmasidan moyning aylanma shaklda oqib chiqishini ko'rganman, shu paytda zavod ishchilari birinchi qiladigan ish — bu moyli joyga gazlama bilan aralashib ketishdir va «barchasi yaxshi, u hali ham ishlay oladi» deb aytishdir. Lekin aslida moy oqishi sizga g'altaklar o'rniga o'rnatilgan germetiklarning buzilganligini aytmoqda: ichki moy tashqariga oqayotgan bo'lsa, tashqi chang ham ichiga kirib ketishi mumkin. G'altak qutilari eng ko'p moy yetishmovchiligidan qo'rqadi, ayniqsa 24 soat davomida doimiy aylanadigan holatlarda: moylash zanjiri uzilganda, ishlash tezlikda oshadi. Ko'plab g'altak qutilari tiklanishi mumkin edi, lekin uzoq muddatli moy oqishi e'tiborga olinmaganligi sababli, nihoyat, ularning ichki qismlari butunlay ishlatilgan holda qoladi va faqat butunlay almashtirish orqali hal qilinishi mumkin.
Bu yerda siz savol berishingiz mumkin: nima uchun bir necha yildan beri ABB zavodining ko'p sonli robotlarida g'ildirak qutisi muammolarga duch kelmoqda? Aslida, bu juda tabiiy holat. Sanoat robotlari o'zlarining yuqori chastotali ishlashini talab qiladigan mexanik qurilmalardir: qo'llanma qilish robotlari butun kun davomida tez-tez siljib turadi, yuk tashish robotlari doimiy ravishda tezlanish va sekinlanishni boshlaydi va to'xtatadi, og'ir yuklarni joylashtirish robotlari uzun muddatli yuqori tezlikda to'liq yuk ostida ishlaydi, shuningdek, CNC uskunalarga yuk yuklash va yukni tushirish bir kun ichida minglab marta takrorlanadi; shu sababli g'ildirak qutisi doimiy ravishda urilish va o'zgaruvchan kuchlanishga duch keladi. ABBning sifati qanchalik yaxshi bo'lmasin, mexanik qismlarning ishlashi — bu hech kimdan qochib ketolmaydigan fizik qonundir. Ayniqsa, robotlar butun yil davomida nominal yukning yuqori chegarasida ishlaydigan hollarda, kamaytirgichning umri yanada aniq qisqaradi.
Ko'pchilik odamlar quyidagi savolga javob topishda qiynaladi: men g'ildirak qutisini ta'mirlashmi yoki almashtirishmi kerak?
Bizning tajribamiz shuni ko'rsatadiki, agar o'zgarishlar faqatgina ortiqcha siljishda, ayrim hollarda qo'pol shovqin yoki moy sig'imi sifatida namoyon bo'lsa, ba'zi hollarda podshipniklarga, moy sig'imlariga ishlov berish va oldindan yuklamani qayta sozlash orqali ularni ta'mirlashga harakat qilish mumkin. Lekin agar aniqlik jiddiy darajada yo'qotilgan bo'lsa, ichki g'ildiraklar taranglangan, vibratsiya shunchalik katta bo'lib ketganki, butun qo'l titray boshlagan, uzoq muddatli yuqori haroratda ishlash yoki tishli uzatma ajratilganda uning ichi temir chiplar bilan to'lgan bo'lsa, unda aksariyat hollarda yangisini bevosita almashtirish arzonroqdir. Chunki agar robot tishli uzatma tufayli birdan to'xtab qolsa, zarar soat yoki hatto daqiqaga hisoblanadi; ishlab chiqarish liniyasi to'xtashi sababli vujudga kelgan xarajatlarga nisbatan tishli uzatmaning o'zi narxi haqiqatan ham hech narsa emas.
Bu fikrni asta-sekin tushunib bordik, shu sababli ham hozirda bir qancha korxonalar nosozlik yuzaga kelgandan keyin tuzatishni kutmay, balki oldindan bashorat qilishga asoslangan texnik xizmat ko'rsatishni o'z zimmasiga olmoqda. Doimiy ravishda tebranishlarni o'lchash, issiqlik kamerasidan foydalangan holda harorat tarqalishini kuzatish, asbob-uskunalardan foydalangan holda orqaga siljishdagi o'zgarishlarni tekshirish, traektoriya aniqlicha tendensiyasini kuzatish va yangi shovqin chastotalarini eshitish — bularning barchasi bu maqsadga xizmat qiladi. Biz asta-sekin ABB Robotics robotlarining reduktorlari to'liq nosozlikka uchraganidan oldin, aslida yetarli ogohlantirish berishini tushunib bordik, faqatgina avval bu ogohlantirishlarga tizimli ravishda qaramagan edilar. Agar nosozlikni erta aniqlasa, texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari past bo'ladi, rejasiz to'xtashlar bo'lmaydi, o'rtada kechasi birdan uzilish sodir bo'lmaydi, shuningdek, dvigatel va enkoderlarning tortilishidan kelib chiqqan ikkinchi darajali zararlar ham oldini olinadi. Shu sababli ham ko'p sonli yuqori darajali avtomatlashtirilgan liniyalarda endilikda robot reduktorlarining holati doimiy tekshirish va nazorat rejalariga kiritilgan.
