Tous les axes d'un robot n'entraînent pas la charge par réducteur direct : beaucoup de modèles utilisent une courroie crantée entre le servomoteur et l'entrée du réducteur, surtout sur les axes de poignet (4, 5 et 6) et parfois sur l'axe 3. Quand cette courroie se détend, se durcit ou perd des dents, apparaissent des symptômes qu'on confond facilement avec un décalibrage, un jeu de réducteur ou une panne d'encodeur. Voici comment les distinguer et quoi faire avant de démonter quoi que ce soit de coûteux.
Symptômes d'une courroie de transmission en difficulté
Classés par ce qu'on voit le plus en atelier :
- Grincement aigu au démarrage de l'axe à froid qui disparaît une fois le robot en marche depuis un moment. Courroie desséchée ou qui patine par manque de tension.
- Marques rythmiques ou "marches" sur la pièce (en coupe, dépose ou soudage) qui n'y étaient pas avant. Une dent sautée ou une usure inégale introduit des micro-sauts de position.
- Perte de répétabilité sur un seul axe que le re-mastering ne corrige pas : elle revient peu après le calibrage.
- Bruit cyclique type "tac-tac" proportionnel à la vitesse de l'axe, différent du bourdonnement continu d'un roulement.
- Alarmes intermittentes d'erreur de poursuite sur cet axe quand la courroie patine sous charge. Si elles apparaissent, vérifiez aussi l'erreur de poursuite de position, car le symptôme est identique.
Pourquoi les courroies crantées cassent
Tension insuffisante
La cause la plus fréquente. Avec une courroie détendue, sous forte accélération les dents "grimpent" sur la poulie (tooth jumping) et sautent un ou plusieurs pas. Le robot croit être là où l'encodeur moteur l'indique, mais le réducteur n'a pas tourné autant. Résultat : un décalage de position qui revient.
Excès de tension
L'erreur inverse, très dommageable. Une courroie trop tendue malmène le roulement de l'arbre moteur et celui de la poulie menée. Vous pouvez tuer un roulement en quelques mois et finir par changer un moteur qui n'en avait pas besoin. Plus serré n'est pas mieux.
Vieillissement de l'élastomère
Chaleur, huile et heures. Une courroie dans un environnement chaud ou éclaboussé de lubrifiant durcit, se fissure à la base des dents et perd son élasticité. Sur des robots au-delà de 30 000–40 000 heures, il est courant que la courroie d'origine soit en fin de vie même si elle "a l'air" bonne.
Contamination par huile ou lubrifiant de coupe
L'huile attaque le composé de nombreuses courroies et réduit l'adhérence. Si vous avez une fuite à proximité, la courroie patine même avec une tension correcte. Réglez l'origine avant de la changer ou vous reviendrez au point de départ.
Comment vérifier la courroie dans l'ordre
Robot arrêté et consigné (énergie coupée et verrouillée), suivez cet ordre :
- Inspection visuelle. Retirez le carter d'accès à la transmission de cet axe. Cherchez dents arrondies, fissures à la base de la dent, cordon effiloché, poussière noire de caoutchouc accumulée (signe clair d'usure) et brillance/huile sur la courroie.
- Contrôle manuel de tension indicatif. Appuyez sur la courroie dans le brin libre entre poulies. Elle doit céder peu et revenir avec fermeté. Si elle s'enfonce facilement ou "pend", elle est détendue. Si elle est rigide comme une barre, elle est trop tendue. Pour les valeurs exactes, consultez toujours le manuel du fabricant ou utilisez un tensiomètre à fréquence ; n'improvisez pas une valeur de référence.
- Rotation manuelle de l'axe. Bougez l'axe à la main (selon le modèle, après avoir libéré le frein avec les précautions requises). Un "clic" ou une résistance irrégulière indique une dent endommagée ou de la saleté sur la poulie.
- Contrôle de répétabilité. Programmez un point et faites-le répéter plusieurs fois depuis différentes approches. Si cet axe dévie et pas les autres, le soupçon se resserre.
- Vérifiez la poulie. Souvent la courroie n'est pas la seule fautive : des dents de poulie usées ou entaillées détruiront la courroie neuve en quelques semaines. Changez les deux si la poulie montre de l'usure.
Erreurs courantes en atelier
- Re-tendre "à l'œil" à chaque grincement. Vous augmentez la tension jusqu'à ne plus l'entendre et finissez par tuer un roulement. Le grincement peut être un vieillissement, pas un manque de tension.
- Calibrer encore et encore sans regarder la mécanique. Si l'axe perd sa répétabilité à cause d'une courroie qui saute, le mastering masque le symptôme quelques heures et il revient.
- Changer la courroie et laisser une poulie usée. Travail jeté.
- Ne pas enquêter sur la fuite d'huile proche. La courroie neuve patinera pareil.
- Ne pas re-masteriser après le changement. En desserrant la transmission on perd la référence de l'axe ; il faut refaire le zéro de cet axe ensuite.
Réparer, tendre ou remplacer ?
Règle pratique : si la courroie est simplement détendue, une bonne tension (selon le manuel) récupère l'axe. Si elle présente fissures, dents arrondies, contamination d'huile ou a déjà sauté, on la change ; pas de demi-mesure, car une courroie qui a sauté des dents est déjà fatiguée. Profitez-en pour inspecter poulie et roulement moteur lors de la même intervention.
Le remplacement de courroie fait partie d'un plan de maintenance préventive bien mené : l'inclure dans les révisions horaires évite le scénario d'arrêt par axe qui saute en pleine production. Si vous avez besoin de la bonne courroie pour votre modèle ou d'une intervention de maintenance corrective, nous travaillons avec des pièces pour ABB, KUKA et FANUC.
Quand appeler un spécialiste
- Si la courroie est sur un axe de poignet à réducteur intégré difficile d'accès et que vous n'avez pas la procédure de tension du fabricant.
- Si après le remplacement et le re-mastering l'axe continue de perdre sa répétabilité (jeu de réducteur ou de poulie possible).
- Si des alarmes de surintensité ou d'erreur de poursuite apparaissent sur cet axe malgré la courroie neuve.
- Si vous ne pouvez pas garantir la bonne tension au tensiomètre : une courroie mal tendue ruine les roulements ou saute à nouveau.
Une courroie coûte peu ; le moteur ou le réducteur qu'elle ruine par mauvaise tension, non. Dans le doute, mieux vaut un diagnostic avant de serrer.