O braço cai alguns milímetros quando a alimentação é cortada ou se prime o botão de emergência. O operador repara nisso, comenta na mudança de turno e ninguém lhe dá importância porque "o robô continua a funcionar bem". Esse é o sintoma número um de um travão de eixo degradado, e é o que pior se gere na fábrica porque não gera alarme até a falha já ser grave.
O que faz exatamente o travão de eixo e porque falha em silêncio
Cada motor de um eixo com carga (normalmente o eixo 2 e o eixo 3, e nalguns robôs também o punho) tem um travão eletromagnético que fecha por mola quando falta corrente e abre ao ser alimentado. A sua função não é travar em movimento: é manter a posição quando o motor está desenergizado, seja por uma paragem, uma falha elétrica ou ao desligar o controlador. Se o travão perder binário de retenção, o braço cede ao peso da garra e do próprio elo assim que a corrente é cortada.
O problema é que um travão que perdeu 20-30% do seu binário continua a "segurar" na maioria das paragens normais. Só se manifesta com cargas pesadas, em posições desfavoráveis (braço estendido) ou após muitos ciclos térmicos. Por isso a falha costuma ser descoberta tarde, quando já há queda visível ou o robô começa a dar alarme de travão no arranque.
Causas mais frequentes, da mais à menos comum
- Desgaste mecânico do disco/pastilha de fricção. É a causa mais comum em robôs com muitas horas de serviço e ciclos de paragem frequentes (linhas com muitas micro paragens). O material de fricção vai-se perdendo e o binário de travagem cai progressivamente.
- Contaminação por massa lubrificante ou óleo do redutor. Quando o vedante do redutor começa a verter, a massa migra para o travão e reduz drasticamente o coeficiente de fricção. É uma causa muito habitual nos eixos 2 e 3 com redutores envelhecidos: o travão "escorrega" mesmo que mecanicamente esteja em bom estado.
- Falha eletrónica no driver do travão (dentro do amplificador ou controlador). O travão não abre nem fecha corretamente porque o circuito de controlo falhou, não porque o travão físico esteja danificado. Deteta-se porque o comportamento é errático: por vezes solta bem, por vezes não.
- Cablagem ou conector do travão danificado. Rotura por fadiga no cabo do eixo, conector oxidado ou mau contacto. Muito relacionado com o que já explicámos sobre inspeção de cablagem e conectores.
- Mola do travão partida ou fadigada. Menos frequente, mas surge em robôs muito antigos ou com travões que já ultrapassaram a sua vida útil de ciclos.
Como verificar: o brake test passo a passo
Os três fabricantes oferecem uma rotina de teste de travões (brake test / Bremsentest) integrada no software do controlador. Não é opcional num plano de manutenção sério: é a única forma objetiva de medir o binário de travagem real, e não apenas "ver se segura".
- Reveja o histórico de alarmes. Procure alarmes relacionados com o travão, sobrecorrente na fase de travagem ou desvio de posição após uma paragem. Muitas vezes o próprio controlador já avisou antes de o operador notar seja o que for.
- Inspeção visual da cablagem do travão no braço e no armário, procurando isolamento fissurado, humidade ou conectores com sinais de arco elétrico.
- Verifique se há fuga de massa lubrificante do redutor perto do motor ou do próprio travão. Se houver massa onde não deveria existir, o problema não é só o travão: verifique também o estado do redutor (detalhamos isto no artigo sobre substituição de redutor).
- Execute a rotina de brake test do fabricante com o robô nas condições indicadas pelo manual (normalmente sem carga externa no TCP e com o eixo numa posição concreta). O sistema mede o tempo/deslocamento de queda controlada e compara-o com o valor de referência.
- Repita o teste em várias posições do eixo se o resultado for duvidoso: um travão com desgaste desigual pode passar numa postura e falhar noutra.
- Se o teste falhar ou estiver no limite, não reinicie o ciclo de produção sem bloquear o eixo mecanicamente (cunha ou suporte físico) até decidir a substituição.
Erros que se repetem na fábrica
- Confundir uma queda de travão com uma folga de redutor: os sintomas parecem-se (o braço "move-se sozinho" alguns milímetros) mas a origem e a reparação são distintas. Em caso de dúvida, compare com o que descrevemos sobre vibrações anómalas.
- Ajustar o programa para "compensar" a queda de posição em vez de corrigir o travão. É um remendo que oculta o problema e aumenta o risco de uma queda brusca do braço.
- Não repetir o brake test depois de uma reparação de redutor. Se houve fuga de massa lubrificante, é preciso verificar o travão mesmo que o motivo original fosse outro componente.
- Esperar pelo alarme crítico para atuar. O brake test periódico serve para detetar o desgaste progressivo, não apenas a falha total.
Quando parar a linha e chamar um especialista
Pare o robô de imediato se houver queda visível do braço ao desligar, se o brake test falhar em duas posições distintas ou se surgir qualquer alarme de travão combinado com ruído metálico no eixo. Um travão que falha por completo com carga no TCP é um risco físico real, e não apenas um problema de produção. Se não dispuser de pessoal formado na rotina específica do fabricante ou no kit de substituição do travão, é o momento de pedir um diagnóstico corretivo antes de tentar novamente o arranque.
Como orientação geral, em robôs com cargas médias-altas nos eixos 2/3 e ciclos intensivos convém incluir o brake test nas revisões de manutenção preventiva a cada 4.000-8.000 horas de serviço, ou pelo menos uma vez por ano, adaptando-o ao histórico de alarmes de cada célula. Para a substituição do conjunto de travão, avalie se convém uma peça original ou um componente do serviço de peças e intercâmbio consoante o prazo de entrega e a criticidade da linha.