El braç cau uns mil·límetres quan es talla l'alimentació o es prem el bolet d'emergència. L'operari ho nota, ho comenta al canvi de torn i ningú hi dona importància perquè "el robot continua funcionant bé". Aquest és el símptoma número u d'un fre d'eix degradat, i és el que pitjor es gestiona a planta perquè no genera alarma fins que la fallada ja és seriosa.
Què fa exactament el fre d'eix i per què falla en silenci
Cada motor d'un eix amb càrrega (normalment eix 2 i eix 3, i en alguns robots també el canell) porta un fre electromagnètic que es tanca per molla quan falta corrent i s'obre en alimentar-lo. La seva funció no és frenar en moviment: és mantenir la posició quan el motor està desenergitzat, ja sigui per una aturada, una fallada elèctrica o en apagar el controlador. Si el fre perd parell de retenció, el braç cedeix al pes de la pinça i del propi eslavó tan bon punt es talla el corrent.
El problema és que un fre que ha perdut un 20-30% del seu parell continua "aguantant" en la majoria de les aturades normals. Només es manifesta amb càrregues pesades, en posicions desfavorables (braç estès) o després de molts cicles tèrmics. Per això la fallada sol descobrir-se tard, quan ja hi ha caiguda visible o el robot comença a donar alarma de fre en arrencar.
Causes més freqüents, de més a menys habitual
- Desgast mecànic del disc/pastilla de fricció. És la causa més comuna en robots amb moltes hores de servei i cicles d'aturada freqüents (línies amb molts micro-aturs). El material de fricció es va perdent i el parell de frenada cau progressivament.
- Contaminació per greix o oli del reductor. Quan la junta del reductor comença a filtrar, el greix migra cap al fre i redueix dràsticament el coeficient de fricció. És una causa molt habitual en eixos 2 i 3 amb reductors envellits: el fre "rellisca" encara que mecànicament estigui sa.
- Fallada electrònica al driver del fre (dins l'amplificador o controlador). El fre no obre o no tanca correctament perquè el circuit de control ha fallat, no perquè el fre físic estigui malmès. Es detecta perquè el comportament és erràtic: a vegades deixa anar bé, a vegades no.
- Cablejat o connector del fre malmès. Trencament per fatiga al cable d'eix, connector oxidat o mal contacte. Molt relacionat amb el que ja vam explicar sobre inspecció de cablejat i connectors.
- Molla del fre trencada o fatigada. Menys freqüent, però apareix en robots molt antics o amb frens que han superat la seva vida útil de cicles.
Com comprovar-ho: el brake test pas a pas
Els tres fabricants ofereixen una rutina de test de frens integrada al programari del controlador. No és opcional en un pla seriós de manteniment: és l'única manera objectiva de mesurar el parell de frenada real, no només "veure si aguanta".
- Revisa l'històric d'alarmes. Busca alarmes relacionades amb fre, sobrecorrent en la fase de frenada o desviació de posició després d'una aturada. Moltes vegades el propi controlador ja va avisar abans que l'operari notés res.
- Inspecció visual del cablejat del fre al braç i a l'armari, buscant aïllament esquerdat, humitat o connectors amb signes d'arc.
- Comprova si hi ha fuga de greix del reductor a prop del motor o del propi fre. Si hi ha greix on no n'hi hauria d'haver, el problema no és només el fre: revisa també l'estat del reductor (t'ho detallem a l'article sobre canvi de reductor).
- Executa la rutina de brake test del fabricant amb el robot en les condicions que indiqui el manual (normalment sense càrrega externa al TCP i amb l'eix en una posició concreta). El sistema mesura el temps/desplaçament de caiguda controlada i el compara amb el valor de referència.
- Repeteix el test en diverses posicions de l'eix si el resultat és dubtós: un fre amb desgast desigual pot passar en una postura i fallar en una altra.
- Si el test falla o està al límit, no reiniciïs el cicle de producció sense bloquejar l'eix mecànicament (falca o suport físic) fins a decidir la substitució.
Errors que es repeteixen a planta
- Confondre una caiguda de fre amb una folgança de reductor: els símptomes s'assemblen (el braç "es mou sol" uns mil·límetres) però l'origen i la reparació són diferents. Si tens dubtes, compara-ho amb el que descrivim sobre vibracions anòmales.
- Ajustar el programa per "compensar" la caiguda de posició en lloc de corregir el fre. És un pedaç que amaga el problema i augmenta el risc d'una caiguda brusca del braç.
- No repetir el brake test després d'una reparació de reductor. Si hi va haver fuga de greix, cal verificar el fre encara que el motiu original fos un altre component.
- Esperar a l'alarma dura per actuar. El brake test periòdic hi és per detectar el desgast progressiu, no només la fallada total.
Quan aturar la línia i trucar a un especialista
Atura el robot immediatament si hi ha caiguda visible del braç en desconnectar, si el brake test falla en dues posicions diferents o si apareix qualsevol alarma de fre combinada amb soroll metàl·lic a l'eix. Un fre que falla del tot amb càrrega al TCP és un risc físic real, no només un problema de producció. Si no disposes de personal format en la rutina específica del fabricant o del kit de substitució del fre, és el moment de demanar un diagnòstic correctiu abans de reintentar l'arrencada.
Com a orientació general, en robots amb càrregues mitjanes-altes a eix 2/3 i cicles intensius convé incloure el brake test dins les revisions de manteniment preventiu cada 4.000-8.000 hores de servei, o almenys un cop l'any, adaptant-ho a l'històric d'alarmes de cada cèl·lula. Per a la substitució del conjunt de fre, valora si convé una peça original o un component del servei de recanvis i intercanvi segons termini d'entrega i criticitat de la línia.