في ظل التطور السريع للتصنيع الحديث، أصبحت الروبوتات الصناعية تقنية رئيسية لا غنى عنها في الصناعة. إن كفاءتها العالية واستقرارها وتعدد استخداماتها تجعل الروبوتات الصناعية تستخدم على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل تصنيع السيارات والتجميع الإلكتروني والخدمات اللوجستية والتخزين والرعاية الصحية. ويعتمد التطبيق الناجح للروبوتات الصناعية على العديد من التقنيات الرئيسية المهمة، ومن بينها علبة التروس.
ما هو علبة التروس؟
المخفض هو جهاز ميكانيكي يقلل من سرعة عمود الإدخال وينقله إلى عمود الإخراج. إنه يقلل من سرعة عمود الإدخال ويولد عزم دوران الإخراج المقابل على عمود الإخراج من خلال ناقل الحركة أو الآليات الأخرى داخل المخفض. الغرض الرئيسي من علبة التروس هو زيادة عزم الدوران الناتج وتقليل السرعة مع الحفاظ على طاقة الإخراج. تعتبر هذه التكنولوجيا ضرورية للتحكم في الحركة ونقل عزم الدوران للروبوتات الصناعية.
تتطلب الروبوتات الصناعية تحكمًا عالي الدقة في الحركة-وإخراج عزم دوران ثابتًا، الأمر الذي يتطلب مساعدة المخفضات. تُستخدم علب التروس بشكل شائع في الأجزاء المفصلية أو المؤثرات النهائية للروبوتات الصناعية عن طريق تقليل سرعة المحركات عالية السرعة- لتحقيق خرج عزم دوران أعلى والتحكم الدقيق في الحركة. يمكن للمخفض أيضًا أن يجعل الروبوت أكثر سلاسة ودقة في أداء الحركات الدقيقة، مما يحسن دقة تحديد المواقع وتكرار الروبوت.
وظيفة المخفض:
1. تحسين الوظيفة: يتيح المخفض للروبوتات الصناعية العمل تحت ظروف حمل أعلى، مما يوفر خرج عزم دوران أقوى ويعزز قدرة الروبوت على العمل.
2. التحكم في الحركة: يقلل المخفض من سرعة المحرك، مما يوفر تحكمًا أكثر دقة في الحركة ويمكّن الروبوت من إكمال المهام والإجراءات الأكثر تعقيدًا.
3. الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة: يقلل المخفض من استهلاك الطاقة ويحسن كفاءة استخدام الطاقة عن طريق خفض سرعة المحرك، وبالتالي تحقيق الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة.
باعتباره جهازًا رئيسيًا لنقل الحركة، فإن صندوق التروس يواجه أحيانًا بعض الأعطال. هناك مشكلتان شائعتان هما انزلاق علبة التروس والضوضاء غير الطبيعية في علبة التروس.
يشير انزلاق علبة التروس إلى الظاهرة التي لا تتطابق فيها سرعة دوران عمود الخرج لعلبة التروس مع السرعة المتوقعة بسبب الحمل الزائد أو سوء التشحيم أو تآكل التروس أثناء التشغيل. وهذا يمكن أن يتسبب في فقدان الروبوت السيطرة أثناء الحركة، مما يؤثر على استقراره وكفاءة عمله.
تحليل السبب الجذري
أ. أولاً، تأكد مما إذا كانت ظاهرة انزلاق للمخفض، والتي يمكن تحقيقها عن طريق تدوير أو دفع الهيكل الميكانيكي بقوة خارجية (شريطة أن يتم اختبار محرك سيرفو بدون فرامل بعد تمكين المؤازرة بشكل طبيعي، ويمكن اختبار المحرك المزود بفرامل عند إيقاف تشغيل الطاقة وتمكين المؤازرة بشكل طبيعي). إذا كان هناك إزاحة واضحة، فهذا يشير إلى أن جهاز النقل الداخلي للمخفض تالف، أو قفز الأسنان أو جزء النقل من المخفض مكسور بالكامل؛
ب. عندما ينزلق المخفض التوافقي، قد يكون ذلك بسبب تلف هيكلي داخلي، مما يؤدي إلى كسر كامل للعجلة المرنة، أو قد يكون بسبب انفصال شريط المفاتيح عند الاتصال بين مولد الموجة والمحرك.
ج. بسبب تآكل وفقدان الأسنان الموجودة على عمود النقل (عمود RV) أو لوحة التروس بين المحرك ومخفض السرعة، قد يتعرض مخفض RV للانزلاق.
حل
أ. افصل الاتصال بين المحرك والمخفض، واختبر المحرك أولاً، وبعد أن يصبح المحرك طبيعيًا، يمكن تحديد أن المخفض غير طبيعي ويحتاج إلى استبداله بمخفض جديد.
ب. عند تآكل عمود علبة التروس RV، يمكن استبداله بعمود محرك جديد أو استبداله بعلبة تروس جديدة ككل (يوصى باستبداله كمجموعة).
ج. عندما ينكسر المخفض التوافقي داخليًا، يجب استبدال مخفض جديد.
تشير الضوضاء غير الطبيعية لعلبة التروس إلى الضوضاء غير الطبيعية أو الاهتزاز الناتج أثناء تشغيل علبة التروس. يحدث هذا عادةً بسبب تآكل التروس أو فشل المحمل أو التشحيم غير المناسب. لا تؤثر الضوضاء غير الطبيعية الصادرة عن علبة التروس على استقرار الروبوت فحسب، بل قد تؤدي أيضًا إلى تسريع تآكل مكونات الروبوت، مما يؤدي إلى حدوث أعطال أكثر خطورة.
تحليل السبب الجذري
أ. يحدث الاحتكاك المباشر أو غير المباشر بين جزء ناقل الحركة في المخفض والهيكل الميكانيكي.
ب. الهيكل الداخلي للمخفض غير طبيعي، وقد سقطت أسنان تروس النقل أو تآكلت.
ج. تلف علبة التروس، وحدوث تشويش متقطع.
د. نقص الشحم الداخلي للمخفض وتصلبه، مما يفقده وظيفة التشحيم.
E. يدور المحرك بشكل لا مركزي، مما يسبب ضوضاء غير طبيعية أثناء نقل علبة التروس.
حل
أ. من الممكن تشغيل العمود غير الطبيعي ببطء وملاحظة ما إذا كان هناك احتكاك بين أجزاء ناقل الحركة والهيكل الميكانيكي طوال الشوط بأكمله. إذا لم يحدث أي احتكاك، فيمكن تحديد مبدئي أنه ناتج عن خلل في المخفض، ويمكن استبدال مخفض جديد للاختبار.
ب. عندما يتحرك صندوق التروس للأمام والخلف بنفس السرعة، هل هناك ظاهرة عدم تناسق الصوت في الاتجاهين الأمامي والخلفي، وهل هناك فرق كبير في الصوت؟ إذا كان هناك فرق كبير، فهذا يشير إلى أن علبة التروس غير طبيعية ويمكن استبدالها بأخرى جديدة.
ج. عندما يتم تشغيل علبة التروس، يكون صوت الدوران الأمامي والخلفي ثابتًا، ولكن الصوت مرتفع. ويمكن اختباره بمقياس ديسيبل. إذا كان الصوت أكبر من 85 ديسيبل، فهذا يشير إلى وجود خلل داخلي في علبة التروس، ويمكن استبدال علبة تروس جديدة للعلاج.
د. إذا كان هناك تأتأة متقطعة أو ضوضاء غير طبيعية أثناء نقل علبة التروس، فهذا يشير إلى أن علبة التروس غير طبيعية ويجب استبدالها بأخرى جديدة.
ه. عندما يكون هناك ضجيج غير طبيعي بسبب تسرب الزيت أو عدم الصيانة واستبدال الشحوم على المدى الطويل-في علبة التروس، فمن الضروري أولاً إزالة الشحوم المفقودة، ثم استبدالها بشحم جديد، وإجراء الاختبار. إذا تم حل الضوضاء غير الطبيعية أو تقليلها إلى أقل من 85 ديسيبل، فهذا يشير إلى أن صندوق التروس طبيعي. إذا استمرت الضوضاء غير الطبيعية، فيجب استبدال علبة تروس جديدة.
F. قم بقياس ما إذا كان هناك أي قفز في عمود المحرك أثناء ناقل الحركة، مع نطاق مسموح به يبلغ حوالي 0.05 مم. يمكن قياس السطح الخارجي لعمود المحرك بمقياس قرصي عند الحافة الناعمة.
لذلك، يعد الفحص والصيانة المنتظمة لعلبة التروس أمرًا أساسيًا لضمان التشغيل الطبيعي للروبوتات الصناعية. يعد استبدال زيت التشحيم والمكونات الرئيسية بانتظام للحفاظ على حالة العمل الجيدة لعلبة التروس أمرًا بالغ الأهمية لتحسين استقرار الروبوت وعمره الافتراضي.
باعتبارها عنصرًا مهمًا في الروبوتات الصناعية، تعتبر المخفضات ضرورية لتحسين قدرة الروبوت على التحكم في الحركة وإنتاج عزم الدوران. إن فهم مبادئ وتطبيقات المخفضات، وكذلك كيفية التعامل مع المشكلات الشائعة مع المخفضات، سيساعد المهندسين والفنيين على تشغيل وصيانة الروبوتات الصناعية بشكل أفضل، مما يضمن تشغيلها المستقر والفعال، والمساهمة في تطوير صناعة التصنيع الحديثة.