MODUL 4 · UVOD U ODRŽAVANJE ROBOTSKIH SUSTAVA
Nastavna jedinica 4.4
Mehanički elementi robota
Mehanika robota rijetko otkazuje iznenada. Reduktor, ležaj ili remen najavljuju svoj kraj mjesecima unaprijed — promjenom zvuka, porastom vibracija, povećanim zazorom ili tragom maziva na podu. Ova jedinica pokazuje koji se mehanički sklopovi na robotu održavaju, kako se podmazuju i provjeravaju te koji znakovi govore da je vrijeme za zahvat.
- nabrojiti mehaničke sklopove robota i njihovu ulogu
- objasniti postupak podmazivanja prijenosnika i izbor maziva
- provjeriti zazor osi i protumačiti izmjerenu vrijednost
- prepoznati buku i vibracije kao rani znak trošenja
- odlučiti o zamjeni istrošenog dijela na temelju stanja i rokova
Što se na robotu održava
Mehaniku šestoosnog robota čini niz zglobova, a svaki je zglob u osnovi isti sklop: motor s kočnicom, prijenosnik koji smanjuje brzinu vrtnje i povećava moment, ležajevi koji preuzimaju opterećenje i brtve koje mazivo drže unutra, a prljavštinu vani. Uz njih idu remeni na osima gdje je motor smješten dalje od zgloba, zaštitni mijehovi i protuuteg na drugoj osi.
| Sklop | Uloga | Što se održava |
|---|---|---|
| Cikloidni ili valoviti prijenosnik | smanjuje brzinu vrtnje i povećava moment | razina i stanje maziva, zazor, temperatura, buka |
| Ležajevi zgloba | preuzimaju radijalno i aksijalno opterećenje | podmazivanje, zazor, vibracije |
| Zupčasti remen | prenosi gibanje s motora na zglob | napetost, stanje zubaca, suhoća i čistoća |
| Brtve i zaštitni mijehovi | zadržavaju mazivo i štite od prljavštine | cjelovitost, pukotine, tragovi maziva |
| Protuuteg ili opruga osi 2 | uravnotežuje težinu ruke | pričvršćenje, stanje opruge, curenje ako je plinski |
| Kočnice osi | drže osi pri isključenom napajanju | ispitivanje držanja, klizanje pod teretom |
Kod ćelije PO-1 najopterećenije su osi 2 i 3, jer nose cijelu ruku s teretom od 20 kg na dosegu od 1650 mm. Upravo se na njima mjere vibracije akcelerometrom i prati temperatura prijenosnika otpornim osjetnikom PT100. Osi zapešća, 4 do 6, troše se sporije, ali su osjetljivije na prljavštinu jer se nalaze najbliže obratku i alatu.
Podmazivanje prijenosnika
Mazivo u prijenosniku ima tri zadatke: smanjuje trenje, odvodi toplinu i iznosi čestice trošenja iz zahvata. S vremenom gubi sva tri svojstva — aditivi se troše, viskoznost se mijenja, a čestice metala i vode ostaju u ulju. Zato se mazivo mijenja po roku, a ne po izgledu.
Postupak je uvijek isti. Robot se postavi u propisani položaj za podmazivanje, izvadi se čep za ispust i mazivo se ispusti u posudu, uzme se uzorak za analizu, sustav se po potrebi ispere, zatim se kroz čep za punjenje utisne propisana količina novog maziva i ispusti suvišak kroz odzračnik. Količina je propisana i za nju ne postoji sigurnosna rezerva: previše maziva jednako je štetno kao premalo jer podiže tlak i tjera brtve da propuste.
Pažnja
Mazivo se mijenja na zagrijanom prijenosniku jer tada lakše isteče i sa sobom iznosi čestice — ali upravo tada su kućište i ulje vrući, često iznad 60 °C. Obvezne su rukavice i naočale, a posuda mora biti dovoljno velika. Prije otvaranja čepa robot mora biti isključen i zaključan, a os podignuta i osigurana, jer se pri otvorenom prijenosniku ne smije osloniti samo na kočnicu.
Prijenosnici se podmazuju prema satima rada ili prema kalendarskom roku, ovisno o tome što prije istekne. Upišite stanje brojila i pratite koje mjerilo dolazi prvo na red. Početne vrijednosti odgovaraju ćeliji PO-1.
Zazor, buka i vibracije
Trošenje prijenosnika mjeri se zazorom. Postupak je jednostavan: robot se postavi u zadani položaj, na prirubnicu se pričvrsti mjerna ura, a zatim se ručno, propisanom silom, os pomakne u oba smjera. Izmjereni pomak uspoređuje se s vrijednošću pri prvoj izmjeri, onoj iz puštanja u rad. Sam po sebi broj ne znači ništa; znači njegov porast kroz godine.
| Znak | Što se mjeri | Kada se reagira |
|---|---|---|
| Zazor osi | pomak prirubnice pri zadanoj sili | porast na dvostruku početnu vrijednost |
| Vibracije | efektivna brzina vibracija na kućištu osi | prelazak praga 4,5 mm/s |
| Buka | promjena zvuka pri istoj putanji | pojava zavijanja ili udaranja u ritmu vrtnje |
| Temperatura | temperatura prijenosnika pri ustaljenom radu | porast za više od 10 °C uz isti program |
| Struja motora | struja pri istoj putanji i teretu | trajan porast bez promjene programa |
| Trag maziva | kaplje ili film ispod zgloba | svaka pojava traži pregled brtve |
Vibracije su najraniji znak. Na ćeliji PO-1 mjere se akcelerometrom na osima 2 i 3, uz uzorkovanje do 25,6 kHz, a prag uzbune postavljen je na 4,5 mm/s efektivne vrijednosti. Porast vibracija obično prethodi mjerljivom porastu zazora za nekoliko mjeseci, pa daje dovoljno vremena da se zahvat isplanira i veže uz već dogovoreni zastoj.
Buka je besplatna dijagnostika. Rukovatelj koji svaki dan sluša isti ciklus prvi će primijetiti da je zvuk postao drukčiji. Zato dnevni pregled uključuje i jedan ciklus odslušan bez žurbe, a svaka promjena zvuka zapisuje se u zapis o pregledu, čak i kada se ničim drugim ne potvrdi.
Remeni, mijehovi i protuuteg
Zupčasti remen prenosi gibanje s motora na zglob ondje gdje motor nije izravno na osi. Održava se napetošću: prelabav remen preskače zupce i gubi točnost, prezategnut uništava ležajeve motora. Napetost se provjerava propisanim mjeračem ili mjerenjem vlastite frekvencije titranja, a remen se mijenja pri prvim znakovima pucanja korijena zubaca, istrošenih bokova ili tragova ulja.
Zaštitni mijeh izgleda kao sitnica dok ne pukne. Kroz pukotinu u zglob ulaze prašina, strugotina i emulzija, a to u nekoliko mjeseci uništava brtve i mazivo. Mijeh se pregledava tjedno, a mijenja odmah pri pojavi pukotine. Isto vrijedi za zaštitne navlake na kabelima i za poklopce zgloba zapešća.
Pažnja
Protuuteg na osi 2 — bilo da je izveden kao masa, kao opruga ili kao plinski cilindar — sadrži veliku zaostalu energiju i pri isključenom robotu. Rastavljanje protuutega, opruge ili plinskog cilindra smiju izvoditi samo obučene osobe uz postupak propisan u uputi proizvođača i uz osiguranu ruku. Nestručan zahvat ovdje je opasan po život.
Vijčani spojevi zaslužuju posebnu pažnju. Pričvrsni vijci robota na postolje i vijci prihvatnice provjeravaju se momentnim ključem po propisanom momentu, najmanje polugodišnje. Popušten vijak podnožja pokazuje se kao nagli porast vibracija i kao odstupanje točnosti koje se pogrešno pripisuje prijenosniku.
Zamjena istrošenih dijelova
Odluka o zamjeni donosi se iz dva izvora: iz roka u planu i iz izmjerenog stanja. Kada se ta dva izvora ne slažu, prednost ima stanje. Reduktor koji je prešao propisani broj sati, a nema porasta vibracija ni zazora, može uz suglasnost proizvođača ostati u radu; reduktor koji je na pola vijeka, a probio je prag vibracija, mijenja se bez čekanja.
| Dio | Okvirni rok | Znak da je vrijeme prije roka |
|---|---|---|
| Mazivo prijenosnika | 5000 h ili 12 mjeseci | nalaz analize ulja, tamna boja, metalne čestice |
| Brtva zgloba | uz zamjenu maziva | trag maziva ispod zgloba |
| Zupčasti remen | 8 000 – 15 000 h | preskakanje, pukotine u korijenu zubaca |
| Ležaj zgloba | prema stanju | vibracije iznad praga, buka u ritmu vrtnje |
| Zaštitni mijeh | prema stanju | pukotina, ukrućenje materijala |
| Prijenosnik | 20 000 – 40 000 h | dvostruk početni zazor, trajan porast struje |
Zamjena se planira kao zahvat s pripremom: naručeni dio, dogovoren zastoj, pripremljen alat i dvije osobe ondje gdje se radi o teškim sklopovima. Nakon zamjene obvezno slijedi provjera — referenciranje osi, probni ciklus smanjenom brzinom, mjerenje vibracija i zazora kao nova polazna vrijednost — te zapis u kojem stoje oznaka ugrađenog dijela, stanje brojila sati i izmjerene vrijednosti. Taj zapis postaje polazište za sljedeći ciklus praćenja.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Cikloidni prijenosnik | Prijenosnik velikog prijenosnog omjera i male zračnosti u zglobu robota. |
| Zazor | Slobodan pomak izlaza pri zadanoj sili; raste s trošenjem prijenosnika. |
| Efektivna brzina vibracija | Mjera jačine vibracija u mm/s prema kojoj se postavlja prag uzbune. |
| Zaštitni mijeh | Naborana navlaka koja štiti zglob od prašine i strugotine. |
| Protuuteg | Masa, opruga ili plinski cilindar koji uravnotežuje težinu ruke na osi 2. |
| Momentni ključ | Alat kojim se vijak priteže propisanim momentom. |
| Odzračnik | Otvor kroz koji izlazi suvišno mazivo i zrak pri punjenju prijenosnika. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Zašto previše maziva u prijenosniku šteti jednako kao premalo?
Propisana količina nije preporuka: višak podiže tlak, zagrijava sklop i uništava brtve.
Pitanje 2 od 3
Koji je najraniji znak trošenja prijenosnika?
Vibracije rastu prije mjerljivog zazora i daju mjesece vremena za planiranje zahvata.
Pitanje 3 od 3
Što se čini pri pojavi pukotine na zaštitnom mijehu?
Kroz pukotinu ulaze prašina i emulzija koje u nekoliko mjeseci uništavaju brtve i mazivo.
Odgovoreno 0 od 3.