As vibrações fazem parte do funcionamento normal de qualquer robô industrial: existe uma vibração residual inerente ao movimento de massas articuladas. O problema surge quando essa vibração muda de carácter: aumenta de amplitude, aparece em trajetórias onde antes não existia, gera ruído audível novo ou provoca oscilações visíveis na ferramenta. Essa mudança é sempre um sintoma que merece atenção.
Por que razão importa detetá-lo cedo
Um robô que vibra em excesso não afeta apenas a qualidade do processo (soldadura, colagem, maquinação). Também acelera o desgaste dos próprios componentes que geram a vibração, criando um círculo vicioso. O que hoje é um ruído incómodo pode transformar-se, em semanas, num redutor bloqueado ou num encoder danificado. Diagnosticar a tempo reduz drasticamente o custo de reparação e o tempo de paragem.
Origem mecânica ou elétrica: a primeira distinção
Antes de procurar a causa concreta, convém estabelecer se a vibração tem origem mecânica (transmissão, redutores, rolamentos, flange da ferramenta) ou elétrica/de controlo (ajuste PID do servo, encoder, cablagem do motor). Uma forma prática de se orientar:
- Vibração mecânica: costuma ser mais grave (frequência baixa), persistente durante o movimento e audível mesmo a baixas velocidades. Frequentemente é acompanhada de folga percetível ao mover manualmente o eixo afetado.
- Vibração elétrica/servo: tende a manifestar-se como um tremor fino e rápido, especialmente ao manter a posição (holding), ou como oscilação ao travar. Pode desaparecer ao reduzir o ganho do regulador.
Esta distinção inicial orienta se o problema está na oficina mecânica ou na configuração do controlador, e evita a substituição desnecessária de componentes.
Causas mecânicas mais habituais
Redutores com desgaste ou dano
Os redutores de precisão (cicloidal ou harmónico) são os componentes mais expostos ao desgaste progressivo. Quando a folga interna aumenta, o robô não só vibra: também perde repetibilidade. Um sinal clássico é a vibração surgir apenas em determinadas gamas de velocidade ou posição, porque a folga varia consoante a carga e o ângulo.
Rolamentos degradados
Um rolamento com a pista danificada gera uma vibração característica a uma frequência proporcional à velocidade de rotação. Se o ruído se assemelhar a um estalido ou a um clique periódico que muda com a velocidade do eixo, os rolamentos são os primeiros suspeitos. O óleo ou massa lubrificante contaminados aceleram esta degradação, razão pela qual o seguimento correto do programa de lubrificação é determinante.
Folga na flange da ferramenta ou utensílio
Nem toda a vibração vem de dentro do robô. Uma ferramenta mal fixada, um cabo-guia mal encaminhado ou uma massa adicional instalada sem recalcular a carga dinâmica podem gerar oscilações que parecem internas. Antes de qualquer desmontagem, vale a pena verificar fisicamente o conjunto ferramenta-punho.
Causas elétricas e de controlo
Encoders com sinal degradado
Um encoder que devolve um sinal intermitente ou com ruído faz com que o regulador do servo tente corrigir continuamente uma posição que considera errada. O resultado visível é um tremor no eixo afetado, mesmo em repouso. Nos robôs ABB, KUKA e FANUC existem registos de diagnóstico no controlador que podem mostrar irregularidades na qualidade do sinal do encoder antes de ser gerado um alarme de paragem.
Ganhos de servo desajustados
Após uma reparação, uma substituição de redutor ou até uma atualização de software, os parâmetros do regulador PID do servo podem deixar de ser ótimos para as condições reais da carga. Um ganho proporcional demasiado elevado produz oscilação sustentada; um ganho integral excessivo, sobreoscilação ao travar. Este ajuste é trabalho de um especialista, mas identificar o sintoma (vibração que piora com a carga ou na desaceleração) orienta o diagnóstico.
Cablagem do motor deteriorada
Os cabos que percorrem o braço do robô estão sujeitos a flexão contínua. Uma rotura parcial de um condutor de potência ou de realimentação pode causar perturbações que o servo interpreta como erro de posição. Inspecionar o estado da cablagem interna faz parte do diagnóstico antes de substituir componentes mais dispendiosos.
Passos práticos antes de chamar o técnico
- Isole o eixo: mova cada eixo separadamente em modo manual (T1/T2) a velocidade reduzida para localizar qual vibra.
- Varie a velocidade: observe se a vibração é constante ou se surge apenas a determinadas percentagens de velocidade (indicativo mecânico) ou só na posição de paragem (indicativo servo).
- Verifique a carga: retire a ferramenta, se possível. Se a vibração desaparecer, o problema está no utensílio ou na configuração de carga do programa.
- Consulte os registos do controlador: procure avisos ou erros ligeiros que tenham ficado registados mesmo que não tenham parado o robô.
- Anote quando começou: foi depois de um impacto? Após uma alteração de programa? Progressivamente? Esta informação acelera o diagnóstico técnico.
Se o diagnóstico apontar para componentes internos, a nossa equipa de manutenção corretiva pode intervir com stock de peças para ABB, KUKA e FANUC, minimizando o tempo de paragem.
Quando agir de imediato
Há situações em que a vibração exige paragem imediata sem esperar pela próxima manutenção planeada: quando é acompanhada de ruído de batimento metálico, quando o robô perde repetibilidade de forma apreciável, quando surgem alarmes de seguimento de trajetória, ou quando a vibração é progressivamente maior ao longo dos dias. Continuar a produzir nessas condições arrisca danos secundários muito mais dispendiosos.
Para robôs ABB, dispomos de diagnóstico especializado através do nosso serviço de manutenção ABB. Para frotas KUKA e FANUC, os serviços equivalentes estão em manutenção KUKA e manutenção FANUC.