Hỏi bất kỳ ai bảo trì robot xem cái gì hỏng nhiều nhất, câu trả lời thường là cáp. Và gần như mọi trường hợp đều do chọn sai loại hoặc lắp sai cách.
Cáp cho chuyển động khác cáp thường
Cấu tạo ruột. Cáp chuyển động có ruột gồm rất nhiều sợi mảnh xoắn lại. Cáp thường có ít sợi to hơn và sẽ gãy khi uốn lặp lại.
Cách bện. Các lớp bện theo bước ngắn để chịu uốn và xoắn.
Vật liệu vỏ. Chịu mài, chịu dầu, không dính khi trượt trong xích cáp.
Lõi đỡ. Một số cáp có lõi giữa để giữ hình dạng và phân bố lực.
Thông số quan trọng. Số chu kỳ uốn chịu được. Nhà sản xuất công bố, thường tính bằng triệu chu kỳ ở bán kính uốn quy định.
Cáp cho xoắn. Khác cáp cho uốn. Robot có khớp xoay cần loại chịu xoắn, và dùng nhầm loại là nguyên nhân đứt sớm.
Chi phí. Đắt hơn cáp thường nhiều lần. Nhưng thay cáp trong robot đã lắp còn đắt hơn nhiều lần nữa.
Tính chọn cáp
Tiết diện theo dòng. Tra bảng theo dòng liên tục. Với dây dài phải kiểm cả sụt áp, và sụt áp thường là ràng buộc chặt hơn phát nhiệt.
Tính sụt áp. Dòng nhân điện trở dây nhân hai vì có cả dây đi lẫn dây về. Sụt áp quá lớn làm động cơ không đạt tốc độ và làm thiết bị điện tử khởi động lại.
Số lõi. Đếm nhu cầu và dự phòng vài lõi. Thêm dây sau khi đã lắp là việc rất tốn công.
Có bọc chắn hay không. Dây tín hiệu thì có. Dây động lực trong môi trường nhạy cũng nên có để giảm nhiễu phát ra.
Bán kính uốn tối thiểu. Thông số quan trọng nhất với cáp chuyển động. Uốn gắt hơn thì tuổi thọ giảm rất nhanh.
Nhiệt độ làm việc. Cáp gần động cơ hoặc trong tủ nóng cần loại chịu nhiệt cao hơn.
Chống dầu và hoá chất. Theo môi trường. Vỏ cáp bị dầu làm mềm rồi rách.
Đi dây cho chuyển động
Xích cáp. Dẫn hướng cáp trong chuyển động thẳng, giữ bán kính uốn không nhỏ hơn quy định.
Không nhồi đầy xích cáp. Để dư chỗ. Cáp cần xê dịch tự do trong xích, không được ép chặt.
Không để cáp xoắn trong xích. Đặt song song, có vách ngăn nếu cần. Cáp xoắn nhau sẽ mài lẫn nhau.
Cố định hai đầu. Cáp phải được kẹp ở cả hai đầu đoạn chuyển động để không bị kéo dọc trục.
Với khớp quay. Cho cáp đi qua tâm quay nếu có trục rỗng — khi đó cáp chỉ xoắn quanh trục của chính nó, chịu được lâu hơn nhiều so với bị uốn.
Chiều dài dự trữ. Đủ cho khớp đi hết hành trình mà cáp vẫn chùng. Đo ở tư thế căng nhất chứ không phải tư thế trung bình.
Tránh cọ. Cáp cọ vào mép kim loại sẽ mài thủng vỏ rồi chập. Bo tròn mọi mép mà cáp có thể chạm.
Kiểm bằng tay trước khi cấp điện. Quay từng khớp hết hành trình và quan sát cáp. Bước này bắt được phần lớn vấn đề.
Đầu nối
Chọn loại có khoá. Rung động sẽ rút đầu nối không khoá ra. Đây là nguyên nhân lỗi ngắt quãng phổ biến nhất.
Chống ứng lực. Cáp phải được kẹp ở đầu nối để lực kéo không truyền tới chân tiếp xúc.
Chống cắm ngược. Hình dạng chỉ cho phép cắm một chiều.
Loại khác nhau cho mạch khác nhau. Đầu nối nguồn động lực và đầu nối tín hiệu phải khác nhau về hình dạng. Nếu giống thì sẽ có lúc ai đó cắm nhầm.
Cấp bảo vệ. Với môi trường bụi hoặc ẩm thì đầu nối phải kín. Đầu nối là điểm yếu nhất của mọi hệ thống chống nước.
Bấm đầu cốt đúng dụng cụ. Kìm bấm chuyên dụng cho từng loại. Bấm bằng kìm thường cho tiếp xúc kém và sẽ nóng lên rồi hỏng.
Kiểm sau khi bấm. Kéo nhẹ thử. Đầu cốt tuột ra là dấu hiệu bấm chưa đủ.
Ghi nhãn. Cả hai đầu. Việc đơn giản nhất và có giá trị nhất trong toàn bộ công việc đi dây.
Phát hiện và xử lý cáp hỏng
Triệu chứng đứt ngầm. Lỗi ngắt quãng, xuất hiện ở một số tư thế nhất định, và nặng dần theo thời gian.
Cách xác định. Lay nhẹ cáp trong lúc hệ thống chạy và xem lỗi có xuất hiện không. Thô sơ nhưng hiệu quả.
Đo điện trở khi uốn. Uốn cáp qua lại trong lúc đo. Điện trở nhảy là có sợi đứt.
Kiểm bằng mắt. Vỏ nứt, phồng, đổi màu, hoặc mòn ở chỗ cọ. Chỗ vào đầu nối là nơi hay đứt nhất.
Thay cả đoạn. Không nối. Mối nối trong đoạn chuyển động sẽ hỏng ngay, và mối nối là điểm cứng làm cáp uốn không đều.
Tìm nguyên nhân gốc. Cáp đứt cùng chỗ lần thứ hai nghĩa là đường đi cáp có vấn đề, không phải cáp kém.
Ghi số chu kỳ. Nếu biết robot đã chạy bao nhiêu chu kỳ thì lập lịch thay cáp trước khi nó đứt được.
Thay theo lịch với cáp quan trọng. Cáp trong xích cáp có tuổi thọ dự đoán được. Thay chủ động rẻ hơn nhiều so với dừng máy đột ngột.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao không dùng cáp thường cho phần chuyển động?
Vì cáp thường có ít sợi to và sẽ gãy khi uốn lặp lại. Cáp chuyển động có ruột gồm rất nhiều sợi mảnh xoắn lại với bước bện ngắn.
Thông số quan trọng nhất với cáp chuyển động?
Bán kính uốn tối thiểu. Uốn gắt hơn quy định thì tuổi thọ giảm rất nhanh, và đây là nguyên nhân đứt ngầm phổ biến nhất.
Cách xác định cáp bị đứt ngầm?
Lay nhẹ cáp trong lúc hệ thống chạy và xem lỗi có xuất hiện không, hoặc đo điện trở trong lúc uốn cáp qua lại — điện trở nhảy là có sợi đứt.
Có nên nối cáp bị đứt không?
Không. Thay cả đoạn, vì mối nối trong đoạn chuyển động sẽ hỏng ngay và nó là điểm cứng làm cáp uốn không đều.
Đọc thêm trong Lập trình điều khiển và Dự án tự làm.
