¿Alguna vez se ha preguntado por qué su máquina CNC sigue funcionando mal? Desde accidentes por colisión hasta fallos eléctricos, las máquinas CNC se enfrentan a numerosos retos operativos. Este artículo explora los problemas más comunes y proporciona soluciones prácticas para mantener su equipo funcionando sin problemas. Sumérjase para descubrir consejos esenciales para la solución de problemas y aprenda a evitar costosos tiempos de inactividad y a mantener un rendimiento óptimo de sus máquinas CNC.
(1) Los fallos inherentes de las máquinas herramienta CNC se originan en factores internos de la propia máquina herramienta, independientemente de las condiciones ambientales externas. Estos fallos constituyen la mayoría de las averías de las Máquinas-Herramienta CNC y normalmente implican:
- Desgaste y fatiga de componentes mecánicos (por ejemplo, rodamientos, engranajes, husillos a bolas).
- Degradación del sistema electrónico (por ejemplo, fallos en la placa de circuitos, mal funcionamiento de los sensores).
- Fallos de software o problemas de firmware
- Problemas del sistema de lubricación
- Fallos del sistema de refrigeración
- Problemas relacionados con el husillo (por ejemplo, desequilibrio, desgaste de los rodamientos).
(2) Los fallos externos de las máquinas herramienta CNC son inducidos por factores ajenos al diseño y construcción inherentes de la máquina. Estos pueden incluir:
- Problemas de alimentación: fluctuaciones de tensión, secuencia de fases incorrecta o entrada trifásica desequilibrada.
- Factores ambientales: temperatura ambiente elevada, presencia de gases corrosivos, humedad excesiva, acumulación de polvo.
- Perturbaciones mecánicas: vibraciones externas procedentes de equipos cercanos o de actividades de construcción.
- Interferencias electromagnéticas: procedentes de equipos eléctricos o líneas de alta tensión cercanas.
- Problemas relacionados con la red: para máquinas conectadas a sistemas de control centrales o plataformas basadas en la nube.
(3) Los factores humanos representan un subconjunto significativo de las causas externas de fallo, especialmente durante el periodo inicial de despliegue de la máquina. Los estudios indican que en el primer año de funcionamiento, la manipulación incorrecta por parte de operarios inexpertos es responsable de más de un tercio de los fallos totales de la máquina. Estos fallos de origen humano pueden deberse a:
- Configuración incorrecta de la máquina o instalación incorrecta de las herramientas
- Programación incorrecta o errores de código G
- Interpretación errónea de alarmas o mensajes de error
- Mantenimiento preventivo inadecuado
- Anular los dispositivos de seguridad o ignorar los límites operativos
Cuando se encuentre con este problema, proteja primero la escena, comprenda en qué estado se encontraba la máquina herramienta cuando se produjo el fallo, distinga si se trataba del primer procesamiento o en mitad del mismo, y el estado del operario en ese momento.
Las principales causas de estos problemas son las siguientes: los empleados olvidan volver al punto de referencia antes del primer procesamiento, o aunque la máquina herramienta vuelve al punto de referencia, el operario no presta atención a las operaciones incorrectas. Otra causa es la introducción incorrecta de datos al modificar el programa. Algunos operarios son descuidados e instalan la pieza al revés, provocando una colisión.
Hay muchos factores que hacen que el tamaño de la máquina herramienta supere las tolerancias.
Al mecanizar, el tamaño de la superficie, la forma geométrica y la posición relativa de los eslabones del sistema entre ellos se modifican en cualquier momento, las consecuencias serán evidentes en la pieza, provocando así fluctuaciones de tamaño.
A continuación se presenta en detalle el fallo de exceso de tamaño causado por la holgura de transmisión entre los sistemas de accionamiento de dirección X y Z de la máquina herramienta CNC.
En general, la secuencia de operación es eléctrica primero y mecánica después. En primer lugar, medir la holgura de transmisión del eje X y el eje Z. Normalmente, eje X ≤ 0,005mm, eje Z ≤ 0,01mm.
Si supera el valor estándar anterior, significa que el juego de transmisión del eje X (Z) es demasiado grande, lo que es la razón de la dimensión sobredimensionada de la pieza. El remedio para este problema es realizar la compensación del juego en el entorno del sistema.
Para el sistema FANUC, ajústelo en N 00N00; para el sistema Mori Seiki II NC, ajústelo en N0000 N000, y asegúrese de desconectar la alimentación antes de ajustarlo. El límite de este valor de compensación está dentro del rango de (0.5 ~ 0.8), más allá del cual habrá peligro.
Si la holgura de la transmisión es demasiado grande, debe realizarse un ajuste mecánico de la holgura. Ajuste primero el juego de transmisión entre el husillo de bolas y el servomotor. El método de ajuste del equipo varía debido a los diferentes equipos y métodos de transmisión.
En este momento, puede consultar el manual de instrucciones aleatorio. A continuación, ajuste el holgura del cojinete de la instalación del husillo de bolas, y el grado de ajuste debe ser flexible y uniforme en toda la carrera sin amortiguación.
Después de estos ajustes, suele ser necesario reajustar la compensación de holguras como se ha descrito anteriormente.
Puede decirse que la frecuencia de uso del torno CNC no tiene parangón con otros componentes de la máquina CNC.
Por lo tanto, debido a su mal entorno de trabajo y a su compleja estructura interna, la probabilidad de fallo es especialmente alta.
Fenómeno 1:
El portaherramientas no gira de posición (el sistema generalmente indica un error de señal de posición del portaherramientas), y hay muchas razones que pueden causar que el portaherramientas no gire de posición.
Análisis de causas:
Después de la sobrecarga eléctrica, el poste de herramientas saltará automáticamente. El error de fase 380V del poste de herramientas, porque el poste de herramientas sólo puede girar en sentido horario cuando gira (hay un mecanismo de posicionamiento direccional dentro del poste de herramientas), por lo que una vez que la fase de alimentación trifásica se conecta incorrectamente, el motor eléctrico del poste de herramientas se invertirá después de ser encendido, y el poste de herramientas no puede girar; falta la alimentación trifásica del motor eléctrico del poste de herramientas, y la alimentación de 24V utilizada para la señal de posición del poste de herramientas funciona mal.
La placa de posicionamiento axial aplastó el cojinete de bolas de empuje en el eje central dentro del cuerpo del poste de herramientas, haciendo que el cojinete no pudiera girar, y el motor eléctrico del poste de herramientas no pudo impulsar el poste de herramientas para que girara.
Tras desmontar las piezas, se comprobó que los tornillos estaban sueltos. Esto se debe a que la vibración causada por el giro del poste de la herramienta aporta fuerzas tangenciales a largo plazo, tanto en sentido positivo como negativo, a la chaveta de posicionamiento, lo que provoca daños en la chaveta de posicionamiento.
La placa de posicionamiento y la tuerca se mueven hacia abajo, ejerciendo una mayor fuerza axial sobre el rodamiento, lo que hace que no pueda girar.
Para el fallo de la "placa de localización del sistema" en el control del sistema, después de que el poste de la herramienta está en su lugar, la "placa de localización del sistema" debe ser capaz de detectar la señal de posición del poste de la herramienta.
Las medidas que podemos tomar por los motivos anteriores son: sustituir las piezas dañadas, comprobar la alimentación de 24V, comprobar el circuito de alimentación fuerte del portaherramientas, desmontar el portaherramientas, ajustar el juego axial del cojinete de empuje, sustituir la "placa de localización del sistema", etc.
(1) Fallo del punto de referencia.
El fallo de la máquina herramienta para volver al punto de referencia puede dividirse generalmente en dos tipos: incapaz de encontrar (desviar) el punto de referencia e incapaz de encontrar el punto de referencia.
La primera se debe principalmente al ajuste incorrecto de la posición del bloque de interruptores del punto de referencia y sólo es necesario reajustarla.
A la fábrica de accesorios generalmente le gusta utilizar tornos CNC económicos, aunque son baratos, sus medidas de protección no son muy ideales, por lo que el fenómeno de interrupción del circuito y cortocircuito causado por la entrada del interruptor de desplazamiento es común.
Este último tipo de fallo está causado por la invalidación de la señal de impulso de marcado cero (incluida la ausencia de señal generada o la pérdida en la transmisión y el procesamiento) o la señal generada por el interruptor de desaceleración al volver al punto de referencia.
Para eliminar el fallo, es necesario comprender primero el modo de retorno de la máquina herramienta al punto de referencia y, a continuación, realizar un análisis de comparación de fallos. El método que podemos adoptar es utilizar los métodos "externo" e "interno" y el rastreo de señales para encontrar la pieza defectuosa.
Aquí, "interno" se refiere a la posición de marca cero en la regla de rejilla o a la posición de marca cero del codificador de impulsos.
La detección de la señal de impulso de marcado cero puede comprobarse con un osciloscopio; "externo" se refiere al bloque y al interruptor de punto de referencia instalados fuera de la máquina herramienta, que pueden observarse directamente para detectar la presencia o ausencia de señales mediante el botón Sistema CNC Indicación del estado de E/S de la interfaz PLC.
(2) Sobrecarrera:
Cuando el movimiento de avance supera el límite duro fijado por el interruptor de límite suave/duro o el límite suave fijado por software, se producirá una alarma de sobrecarrera. En este caso, se puede eliminar el fallo y liberar la alarma según las instrucciones del manual del sistema CNC.
En el proceso de fabricación de tornos, la clave para mejorar la eficiencia del procesamiento en a CNC torno radica en si los parámetros de la herramienta utilizada son correctos.
Si los parámetros de la herramienta se utilizan de forma razonable, no sólo puede mejorar la vida útil de la herramienta, sino también la eficacia y la calidad del procesamiento.
Si los parámetros de la herramienta se utilizan de forma inadecuada, no sólo afectará gravemente a la calidad de la pieza de trabajo, sino que también requerirá que los operarios cambien, afilen y alineen constantemente las herramientas, haciendo que el torno CNC no pueda trabajar de forma continua, lo que tiene un impacto directo en la eficiencia de la producción. Al mismo tiempo, los costes y los beneficios también se verán muy reducidos.
Por lo tanto, el uso correcto de las herramientas y los parámetros de las herramientas es muy importante para el mecanizado con torno. Los parámetros de las herramientas deben seleccionarse en función de tornos específicos, herramientas específicas y materiales procesados específicos.
A menudo, la velocidad de corte máxima de los parámetros de la herramienta debe seleccionarse en función del cumplimiento de los requisitos del equipo de mecanizado, lo que resulta beneficioso para mejorar la eficacia del trabajo.
Generalmente, la gente calcula los parámetros máximos y más adecuados de la herramienta, o utiliza modelos matemáticos razonables para probar los mejores parámetros de la herramienta.
Al mismo tiempo, debido a los tipos limitados de herramientas, varias herramientas de uso común pueden completar básicamente más de 80% del volumen total de procesamiento.
Por lo tanto, podemos elegir herramientas razonables en función de las características de los materiales procesados en una pequeña parte de la carga de trabajo y obtener los parámetros óptimos de corte de la herramienta en la operación real.
(1) Cumplir estrictamente los procedimientos operativos estándar para equipos de torneado CNC, siguiendo el proceso técnico para operaciones específicas de producción y mecanizado. Asegurarse de que los operarios lleven el atuendo y el equipo de protección individual (EPI) adecuados. Limpie regularmente el área de trabajo y realice el mantenimiento rutinario de la máquina para mantener un entorno de producción seguro y eficiente.
(2) Antes de iniciar la producción, realice una inspección exhaustiva previa a la operación del torno CNC. Esto debe incluir la comprobación de la alineación de la máquina, los sistemas de lubricación, los niveles de refrigerante y el estado de la herramienta. Verifique la precisión de los sistemas de posicionamiento de la máquina y asegúrese de que todos los dispositivos de seguridad funcionan correctamente. Este enfoque proactivo ayuda a mantener un rendimiento técnico óptimo y evita tiempos de inactividad inesperados durante el mecanizado de componentes.
(3) Al configurar el torno CNC para una operación de mecanizado específica, considere cuidadosamente el material de la pieza de trabajo, la geometría y el acabado superficial requerido. Optimice los parámetros de corte, incluyendo la velocidad del husillo, el avance y la profundidad de corte, basándose en estos factores. Utilice el software de fabricación asistida por ordenador (CAM) para simular y refinar la trayectoria de la herramienta, minimizando el tiempo de ciclo y manteniendo la calidad de la pieza.
Supervisar continuamente los indicadores clave de rendimiento durante el mecanizado, como las fuerzas de corte, los niveles de vibración y el desgaste de las herramientas. Realice ajustes en tiempo real de los parámetros del CNC según sea necesario para mantener unas condiciones de corte óptimas durante todo el proceso de producción. Este enfoque adaptativo garantiza una calidad constante de las piezas y maximiza la vida útil de las herramientas, lo que contribuye a la eficacia general del proceso y a la rentabilidad.
Con el progreso continuo de la ciencia y la tecnología, la aplicación de los tornos CNC se generalizará cada vez más.
Hemos analizado los problemas habituales de los tornos CNC, hemos encontrado las causas de los problemas y hemos estudiado métodos para solucionarlos.
Debemos desarrollar buenos hábitos operativos para los equipos de torneado CNC y acumular experiencia continuamente para fabricar productos de mayor calidad.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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