Roboty sa čoraz viac vnímajú ako odpoveď na mnohé výzvy v priemysle. Táto technológia je kľúčom k prebiehajúcej štvrtej priemyselnej revolúcii, od vyššej produktivity cez prekonanie nedostatku zručností až po zvýšenie automatizácie. Jednou skupinou komponentov, ktorá je rozhodujúca pre prijatie robotiky, sú lineárne vedenia. Pri ich výbere je dôležité, aby podniky uvažovali racionálne a nepozerali sa len na náklady, ale na všetko od výkonu a presnosti až po životnosť a budúce potreby údržby.

Lineárne vedenie

Prínos robotiky je jednoduchý – vo svojej podstate vykonáva určité úlohy, čím pomáha zjednodušiť opakujúce sa, monotónne práce. Príklady zahŕňajú všetko od nakladania a vykladania súčiastok zo stroja až po úplnú automatizáciu priemyselnými robotmi. Aby mohli roboty vykonávať tieto úlohy deň čo deň a aby sa mohli pohybovať čo najrýchlejšie a najpresnejšie, mnohí sa spoliehajú na systémy lineárnych vedení. Napríklad zváracie roboty v automobilovom priemysle využívajú lineárne vedenia na presné zvarenie dielov.

Výber typu lineárneho vedenia závisí od konkrétnej aplikácie, konštrukcie stroja, montážneho priestoru, prevádzkového prostredia, zaťaženia, rýchlosti a presnosti. Podniky musia okrem toho pri výbere náležite zvážiť aj životnosť, údržbu a servis lineárnych vedení. Tieto komponenty musia byť schopné odolať prostrediu, v ktorom sú nasadené, musia mať dlhú a bezproblémovú životnosť a minimalizovať prestoje robota.

Údržba lineárneho vedenia

Vývoj robotov v súčasnosti už natoľko pokročil, že sú schopné pracovať 24 hodín denne, 7 dní v týždni, čo vyžaduje len minimálny zásah človeka. Existujú však činnosti, ktoré môžeme pravidelne vykonávať, aby sme zabezpečili bezproblémovú prevádzku a odhalili možné poruchy skôr, ako sa stanú veľkým problémom vyžadujúcim zastavenie robota na dlhší čas.

Nie je žiadnym tajomstvom, že čisté a organizované pracovné prostredie je dôležité na dosiahnutie vysokej úrovne produktivity. Okrem toho treba udržiavať čisté a dobre namazané vodiace lišty a ložiská na všetkých osiach ramena robota. Ak nemožno zabezpečiť čisté pracovné prostredie, resp. keď robot pracuje v prašnom prostredí, potom treba vodiace lišty čistiť častejšie. Významným znakom opotrebovania vedení a ložísk vnútri robota z dôvodu absencie maziva je výskyt kovových úlomkov alebo prachu.

Mazanie je najdôležitejším faktorom údržby, pokiaľ ide o životnosť lineárneho vedenia. Nedostatočne namazané vedenia sa môžu nadmerne opotrebovávať, čo vedie k problémom s výkonom a predčasnému zlyhaniu. „Mazanie je veľmi dôležitá činnosť, predlžuje životnosť vedenia, odvádza teplo a nečistoty z priestoru, kde nemajú byť. V prípade nedostatočného mazania dochádza k dramatickému zníženiu životnosti vplyvom nárastu teploty pri pohybe vedenia; mazanie je veľmi dôležité pri vyššej rýchlosti pohybu,“ zdôraznil Tomáš Majda, produktový manažér pre lineárne vedenia THK v spoločnosti HENNLICH.

Existujú lineárne vedenia, ktoré ponúkajú aspoň určitú slobodu od mazacích postupov. Ide o bezúdržbové samomazné lineárne vedenia. V mnohých aplikáciách sú samomazné ložiská čoraz bežnejšie. Ukladajú mazivo do vnútorných nádrží a podľa potreby ho nanášajú na lineárne vedenie. Sú ideálne pre inštalácie, ku ktorým je ťažký alebo nebezpečný prístup na bežnú údržbu. Avšak treba zdôrazniť, že aj samomazné lineárne vedenia vyžadujú údržbu, ale nie takú častú ako bežné lineárne vedenia.

Samomazné vedenia nie sú vhodné pre každý druh aplikácie, preto sa treba pri výbere vedenia pozrieť na rôzne aspekty. „Výber závisí od rýchlosti pohybu a prašnosti, resp. čistoty prostredia. Všetko sa riadi presnými podmienkami pre konkrétnu aplikáciu. Vo všeobecnosti má samomazné vedenie nevýhodu, a to takú, že sa nedá presne regulovať množstvo maziva, a teda nemožno určiť, či je jeho množstvo dostatočné. Používa sa iba v prípadoch, kde nemožno použiť iné riešenie, napríklad keď je vedenie zle prístupné,“ vysvetľuje T. Majda.

Ovplyvňujúce faktory

Intervaly domazávania ovplyvňuje viacero faktorov. Domazávanie závisí vo veľkej miere od zaťaženia a okolitých podmienok. Zaťaženie a kontaminácia majú zvyčajne najväčší vplyv. Presné intervaly domazávania pre konkrétny systém možno určiť až po dostatočnom vyhodnotení skutočných prevádzkových podmienok.

Faktory ako vysoké zaťaženie, vibrácie a nečistoty znamenajú kratšie intervaly premazania. Ak je prostredie čisté a zaťaženie nízke, intervaly domazávania sa môžu predĺžiť. Predvolená hodnota na domazanie mazivom pre rôzne druhy lineárnych vedení sa preto môže líšiť.

Na domazanie by sa mali použiť mazivá v množstve uvedenom v dokumentácii od výrobcu. Intervaly premazávania tiež závisia od typu lineárneho vedenia, napr. konvenčné lineárne vedenie môže mať iný interval premazávania ako lineárne vedenie s guľôčkovou reťazou.

Používanie nesprávnych mazív

Identifikácia správneho typu maziva pre danú aplikáciu môže byť náročná. Bez ohľadu na aplikačné a mechanické hľadiská existuje široká škála dostupných mazív, s ktorými sa môžete stretnúť, napr. strojový olej, mazivo s nízkou viskozitou, plastické mazivo radu NLGI, plastické mazivo pre extrémny tlak EP2, PTFE, grafitový prášok a iné. Výber vhodného mazania pre danú aplikáciu priamo ovplyvňuje výkon a životnosť lineárnych vedení. Lineárne vedenia by mali byť namazané podľa pokynov výrobcu. Použitie iného maziva, než aké odporúča výrobca, môže spôsobiť degradáciu zariadenia.

Vo všeobecnosti platí, že čím je mazivo ťažšie, tým viac chráni pred kontamináciou, čo znamená, že mazivo má tendenciu poskytovať väčšiu ochranu ako olej. To však musí byť v rovnováhe s inými kritériami aplikácie. Pri aplikáciách, ktoré sú vystavené prachu, výparom a inému znečisteniu, treba vždy najprv zvážiť mazivo. Mazivo si zachováva vyhovujúcu konzistenciu pre dlhšie prevádzky s minimálnou údržbou, vďaka čomu je lepšie ako olej. Pri vysokej rýchlosti a teplote však mazivo nefunguje tak dobre ako olej. Viskozita oleja zvyčajne rýchlo klesá so zvyšujúcou sa prevádzkovou teplotou. „Platí, že je lepšie používať mazacie tuky ako mazacie oleje. Olej vytečie z mazacieho prostredia, a teda nevydrží vo vedení tak dlho. Avšak keď je mazací okruh, kde sa mazivo dodáva cyklicky, tak je olej tiež výhodný,“ poznamenal T. Majda.

Nezanedbávajte údržbu

Štruktúrovaný plán mazania predchádza poškodeniam a predlžuje životnosť ložísk. Komplexný plán mazania kombinuje manuálnu a vizuálnu kontrolu a monitorovanie stavu.

Manuálna a vizuálna kontrola mazania je prvým krokom k zamedzeniu prestojov. Začína sa vizuálnou kontrolou pojazdovej dráhy a hriadeľov, aby sa zistilo, či je v celom objeme konzistentný tenký mazací film alebo či je maziva viac, ako je potrebné. Pracovník údržby môže tiež posúdiť primeranosť mazania posúvaním prsta po ložiskovom hriadeli. Vrstva by mala byť hladká a nemala by stekať. Táto rýchla manuálna kontrola môže odhaliť aj prítomnosť kovových častíc, čo naznačuje nadmerné opotrebovanie.

Nepravidelný alebo hrubý chod zariadenia môže naznačovať nadmerné znečistenie alebo poškodenie povrchu ložísk, zatiaľ čo zvýšenie krútiaceho momentu chodu často signalizuje extrémne opotrebovanie. Hluk má niekoľko potenciálnych príčin, napr. nesprávne nastavenie súosovosti ložísk alebo nerovnomerné zaťaženie ložiskových blokov.

Účinnosť manuálnej a vizuálnej kontroly závisí od skúseností, školenia a úsudku pracovníkov údržby. Mali by vedieť, aké množstvo maziva je vhodné pre rôzne zaťaženia a podmienky prostredia. Je dôležité, aby kontrola a údržba nebola náhodná, ale plánovaná v stanovených intervaloch.

Tieto kontroly môžu byť z časti automatizované. Optické snímače dokážu zistiť prítomnosť maziva a spustiť alarm, ak nie je jeho množstvo primerané. Snímače dokážu rozpoznať aj to najmenšie zvýšenie trenia alebo vibrácie spôsobené nedostatočným mazaním alebo opotrebovaním.

Eliminujte prestoje

Pochopenie primárnych príčin zlyhania stroja a spôsobu, ako sa im vyhnúť, má veľký význam pre priemyselné podniky aj pre pracovníkov údržby. Okrem toho je dôležité pochopiť, aký vplyv má okrem mazania aj zaťaženie na životnosť lineárneho vedenia. „Dôležitá otázka pri lineárnom vedení je správny výpočet únosnosti vedenia. Vedenie nesmie byť preťažované. Pri nesprávne zvolenom vedení dochádza k dramatickému zníženiu životnosti vedenia vplyvom preťaženia. Treba vhodne zvoliť veľkosť vedenia a počet vozidiel podľa veľkosti a smeru zaťaženia,“ hovorí T. Majda.

Ako už bolo spomenuté, akékoľvek prestoje narúšajú chod prevádzky. Prestojom sa dá zabrániť pravidelným monitorovaním stavu, prípadne použitím niektorých z dostupných komponentov na ochranu lineárneho vedenia. „Ďalším dôležitým bodom je dostatočné krytovanie vedenia a jednotlivých vozíkov, pretože veľké množstvo nečistôt vo vedení znižuje jeho životnosť. Je dostupná široká škála príslušenstva – stierače, vaky, rolety, ktoré zamedzujú vniknutiu nečistôt do vedenia. Tiež sa odporúča externé krytovanie vedenia,“ uzatvára T. Majda.

Ďakujeme Tomášovi Majdovi, produktovému špecialistovi na lineárne vedenia THK z HENNLICH, s. r. o., za poskytnuté informácie súvisiace s údržbou lineárnych vedení.

Zdroj: Isaac, Ch. – Miller, I.: Four Lubrication Mistakes that can Bring Machines Down. MachineDesign. [online]. Publikované 15. 10. 2019. Citované 4. 3. 2022.