Pengoperasian Mesin CNC: Masalah dan Solusi Umum

1. Menurut penyebab kegagalan, kegagalan alat mesin CNC dapat dikategorikan menjadi kegagalan inheren dan kegagalan eksternal.

(1) Kegagalan inheren pada peralatan mesin CNC berasal dari faktor di dalam peralatan mesin itu sendiri, tidak tergantung pada kondisi lingkungan eksternal. Kegagalan ini merupakan sebagian besar kerusakan alat mesin CNC dan biasanya melibatkan:

- Keausan dan kelelahan komponen mekanis (misalnya, bantalan, roda gigi, ballscrews)
- Degradasi sistem elektronik (misalnya, kegagalan papan sirkuit, malfungsi sensor)
- Gangguan perangkat lunak atau masalah firmware
- Masalah sistem pelumasan
- Kegagalan sistem pendingin
- Masalah yang berhubungan dengan spindel (misalnya, ketidakseimbangan, keausan bantalan)

(2) Kegagalan eksternal peralatan mesin CNC disebabkan oleh faktor-faktor di luar desain dan konstruksi yang melekat pada mesin. Hal ini dapat meliputi:

- Masalah catu daya: fluktuasi tegangan, urutan fase yang salah, atau input tiga fase yang tidak seimbang
- Faktor lingkungan: suhu lingkungan yang tinggi, adanya gas korosif, kelembapan yang berlebihan, penumpukan debu
- Gangguan mekanis: getaran eksternal dari peralatan atau aktivitas konstruksi di sekitar
- Gangguan elektromagnetik: dari peralatan listrik atau kabel listrik di dekatnya
- Masalah terkait jaringan: untuk mesin yang terhubung ke sistem kontrol pusat atau platform berbasis cloud

(3) Faktor manusia merupakan bagian yang signifikan dari penyebab kegagalan eksternal, terutama selama periode awal penggunaan alat berat. Studi menunjukkan bahwa pada tahun pertama pengoperasian, penanganan yang tidak tepat oleh operator yang tidak berpengalaman menyumbang lebih dari sepertiga dari total kegagalan alat berat. Kegagalan yang disebabkan oleh manusia ini dapat diakibatkan oleh:

- Pengaturan mesin atau pemasangan perkakas yang salah
- Pemrograman yang tidak tepat atau kesalahan kode G
- Salah menafsirkan alarm atau pesan kesalahan
- Pemeliharaan preventif yang tidak memadai
- Mengesampingkan fitur keselamatan atau mengabaikan batas operasional

2. Kegagalan umum peralatan mesin CNC dan metode perawatan

(I) Kecelakaan akibat tabrakan dengan peralatan mesin.

Saat menghadapi masalah ini, lindungi tempat kejadian terlebih dahulu, pahami kondisi alat mesin saat kesalahan terjadi, bedakan apakah itu pemrosesan pertama atau di tengah-tengah pemrosesan, dan status operator saat itu.

Alasan utama dari masalah ini adalah sebagai berikut: karyawan lupa untuk kembali ke titik referensi sebelum pemrosesan pertama, atau meskipun peralatan mesin kembali ke titik referensi, operator tidak memperhatikan operasi yang salah. Penyebab lainnya adalah input data yang salah saat memodifikasi program. Beberapa operator ceroboh dan memasang benda kerja secara terbalik, sehingga menyebabkan tabrakan.

(II) Dimensi pemrosesan melebihi toleransi.

Ada banyak faktor yang menyebabkan ukuran alat mesin melebihi toleransi.

Apabila pemesinan ukuran permukaan, bentuk geometris dan posisi relatif tautan sistem di antara keduanya diubah sewaktu-waktu, konsekuensinya akan terlihat jelas pada benda kerja, sehingga menyebabkan fluktuasi ukuran.

Berikut ini diperkenalkan secara rinci kesalahan ukuran yang melebihi ukuran yang disebabkan oleh jarak bebas transmisi antara sistem penggerak arah X dan Z pada alat mesin CNC.

Secara umum, urutan operasi adalah listrik terlebih dahulu dan mekanis kedua. Pertama, ukur jarak bebas transmisi sumbu X dan sumbu Z. Biasanya, sumbu X ≤ 0,005mm, sumbu Z ≤ 0,01mm.

Jika melebihi nilai standar di atas, itu berarti bahwa jarak bebas transmisi sumbu X (Z) terlalu besar, yang menjadi alasan dimensi benda kerja yang terlalu besar. Cara mengatasi masalah ini adalah dengan melakukan kompensasi jarak bebas di lingkungan sistem.

Untuk sistem FANUC, tetapkan pada N 00N00; untuk sistem NC Mori Seiki II, tetapkan pada N0000 N000, dan pastikan untuk melepaskan daya sebelum melakukan pengaturan. Batas nilai kompensasi ini berada dalam kisaran (0,5 ~ 0,8), di luar kisaran tersebut, akan menimbulkan bahaya.

Jika jarak bebas transmisi terlalu besar, penyesuaian jarak bebas mekanis harus dilakukan. Sesuaikan jarak bebas transmisi antara sekrup bola dan motor servo terlebih dahulu. Metode penyesuaian peralatan bervariasi karena peralatan dan metode transmisi yang berbeda.

Pada saat ini, Anda dapat merujuk ke manual instruksi acak. Kemudian sesuaikan tombol jarak bebas bantalan pemasangan sekrup bola, dan tingkat penyetelan harus fleksibel dan seragam pada semua langkah tanpa redaman.

Setelah penyesuaian ini, biasanya perlu mengatur ulang kompensasi clearance seperti dijelaskan di atas.

(III)) Kegagalan mesin bubut CNC

Frekuensi penggunaan mesin bubut CNC dapat dikatakan tidak tertandingi oleh komponen lain pada mesin CNC.

Oleh karena itu, karena lingkungan kerja yang buruk dan struktur internal yang kompleks, kemungkinan kegagalan sangat tinggi.

Fenomena 1:

Tool post tidak dapat memutar posisi (sistem umumnya menampilkan kesalahan sinyal posisi dudukan pahat), dan ada banyak alasan yang dapat menyebabkan tool post tidak dapat memutar posisi.

Analisis penyebab:

Setelah kelebihan beban listrik, tool post akan secara otomatis melompat. Kesalahan fase 380V pada tiang pahat, karena tiang pahat hanya dapat berputar searah jarum jam saat berputar (ada mekanisme pemosisian arah di dalam tiang pahat), jadi setelah fase daya tiga fase tidak terhubung dengan benar, motor listrik tiang pahat akan mundur setelah dinyalakan, dan tiang pahat tidak dapat berputar; catu daya tiga fase motor listrik tiang pahat tidak ada, dan catu daya 24V yang digunakan untuk sinyal posisi tiang pahat tidak berfungsi.

Pelat pemosisian aksial menghancurkan bantalan bola dorong pada poros tengah di dalam bodi tool post, sehingga bantalan tidak dapat berputar, dan motor listrik tool post tidak dapat menggerakkan tool post untuk berputar.

Setelah melepaskan komponen, ternyata ditemukan bahwa sekrupnya longgar. Hal ini karena getaran yang disebabkan oleh putaran tool post membawa gaya tangensial jangka panjang pada arah positif dan negatif ke kunci pemosisian, sehingga menyebabkan kerusakan pada kunci pemosisian.

Pelat pemosisian dan mur bergerak ke bawah, memberikan gaya aksial yang lebih besar pada bantalan, sehingga tidak dapat berputar.

Untuk kegagalan "pelat lokasi sistem" dalam kontrol sistem, setelah tool post terpasang, "pelat lokasi sistem" harus dapat mendeteksi sinyal posisi tool post.

Langkah-langkah yang dapat kami ambil untuk alasan di atas adalah: mengganti komponen yang rusak, memeriksa catu daya 24V, memeriksa sirkuit daya kuat tool post, membongkar tool post, menyesuaikan jarak bebas aksial bantalan dorong, mengganti "pelat lokasi sistem", dll.

(IV)) Kegagalan listrik

(1) Kegagalan titik referensi.

Kegagalan alat mesin untuk kembali ke titik referensi secara umum dapat dibagi menjadi dua jenis: tidak dapat menemukan (menyimpang) titik referensi dan tidak dapat menemukan titik referensi.

Yang pertama terutama disebabkan oleh pengaturan posisi blok sakelar titik referensi yang tidak tepat, dan hanya perlu disetel ulang.

Pabrik aksesori umumnya suka menggunakan mesin bubut CNC yang ekonomis, meskipun harganya murah, namun tindakan perlindungannya tidak terlalu ideal, sehingga fenomena gangguan sirkuit dan korsleting yang disebabkan oleh masuknya sakelar perjalanan sering terjadi.

Jenis kegagalan yang terakhir ini disebabkan oleh tidak validnya sinyal pulsa penanda nol (termasuk tidak ada sinyal yang dihasilkan atau hilang dalam transmisi dan pemrosesan) atau sinyal yang dihasilkan oleh sakelar deselerasi ketika kembali ke titik referensi.

Untuk menghilangkan kesalahan, pertama-tama perlu memahami mode kembalinya alat mesin ke titik referensi, dan kemudian melakukan analisis perbandingan kesalahan. Metode yang dapat kita ambil adalah menggunakan metode "eksternal" dan "internal" serta penelusuran sinyal untuk menemukan bagian yang rusak.

Di sini, "internal" mengacu ke posisi penandaan nol pada penggaris kisi-kisi atau posisi penandaan nol pada penyandi pulsa.

Deteksi sinyal pulsa penanda nol dapat diperiksa dengan osiloskop; "eksternal" mengacu pada blok dan sakelar titik referensi yang dipasang di luar alat mesin, yang dapat diamati secara langsung untuk mengetahui ada atau tidaknya sinyal dengan menggunakan Sistem CNC Indikasi status I/O antarmuka PLC.

(2) Perjalanan yang berlebihan:

Ketika gerakan umpan melebihi batas keras yang ditetapkan oleh sakelar batas lunak/keras atau batas lunak yang ditetapkan perangkat lunak, alarm perjalanan berlebih akan terjadi. Dalam hal ini, kesalahan dapat dihilangkan dan alarm dapat dilepaskan sesuai dengan instruksi manual sistem CNC.

(V) Parameter Alat Salah

Dalam proses pembuatan mesin bubut, kunci untuk meningkatkan efisiensi pemrosesan pada sebuah CNC bubut terletak pada apakah parameter pahat yang digunakan sudah benar.

Jika parameter alat digunakan secara wajar, tidak hanya dapat meningkatkan masa pakai alat, tetapi juga meningkatkan efisiensi dan kualitas pemrosesan.

Jika parameter pahat digunakan secara tidak tepat, tidak hanya akan sangat mempengaruhi kualitas benda kerja tetapi juga mengharuskan operator untuk terus-menerus mengganti, mengasah, dan menyelaraskan pahat, sehingga mesin bubut CNC tidak dapat terus bekerja, yang berdampak langsung pada efisiensi produksi. Pada saat yang sama, biaya dan keuntungan juga akan sangat berkurang.

Oleh karena itu, penggunaan alat dan parameter alat yang benar sangat penting untuk pemrosesan bubut. Parameter pahat harus dipilih berdasarkan mesin bubut tertentu, pahat tertentu, dan bahan olahan tertentu.

Sering kali, laju pemotongan maksimum dari parameter alat harus dipilih berdasarkan pemenuhan persyaratan peralatan pemesinan, yang bermanfaat untuk meningkatkan efisiensi kerja.

Umumnya, orang menghitung parameter alat yang maksimum dan paling sesuai, atau menggunakan model matematika yang masuk akal untuk menguji parameter alat yang terbaik.

Pada saat yang sama, karena jenis alat yang terbatas, beberapa alat yang umum digunakan, pada dasarnya dapat menyelesaikan lebih dari 80% dari total volume pemrosesan.

Oleh karena itu, kita dapat memilih alat yang wajar berdasarkan karakteristik bahan yang diproses di sebagian kecil beban kerja dan mendapatkan parameter pemotongan alat yang optimal dalam operasi aktual.

3. Praktik Terbaik untuk Mengoperasikan Peralatan Bubut CNC

(1) Patuhi secara ketat prosedur operasi standar untuk peralatan bubut CNC, dengan mengikuti proses teknis untuk operasi produksi dan pemesinan tertentu. Memastikan operator menggunakan pakaian dan alat pelindung diri (APD) yang sesuai. Bersihkan area kerja secara teratur dan lakukan perawatan rutin pada mesin untuk menjaga lingkungan produksi yang aman dan efisien.

(2) Sebelum memulai produksi, lakukan pemeriksaan pra-pengoperasian mesin bubut CNC secara menyeluruh. Hal ini harus mencakup pemeriksaan kesejajaran mesin, sistem pelumasan, level cairan pendingin, dan kondisi pahat. Verifikasi keakuratan sistem pemosisian mesin dan pastikan semua fitur keselamatan berfungsi dengan baik. Pendekatan proaktif ini membantu menjaga performa teknis yang optimal dan mencegah waktu henti yang tak terduga selama pemesinan komponen.

(3) Saat menyiapkan mesin bubut CNC untuk operasi pemesinan tertentu, pertimbangkan dengan cermat bahan benda kerja, geometri, dan permukaan akhir yang diperlukan. Optimalkan parameter pemotongan, termasuk kecepatan spindel, laju pemakanan, dan kedalaman pemotongan, berdasarkan faktor-faktor ini. Memanfaatkan perangkat lunak manufaktur berbantuan komputer (CAM) untuk mensimulasikan dan menyempurnakan jalur pahat, meminimalkan waktu siklus sekaligus mempertahankan kualitas komponen.

Memantau indikator kinerja utama secara terus-menerus selama pemesinan, seperti gaya potong, tingkat getaran, dan keausan pahat. Melakukan penyesuaian waktu nyata pada parameter CNC sesuai kebutuhan untuk mempertahankan kondisi pemotongan yang optimal selama proses produksi. Pendekatan adaptif ini memastikan kualitas komponen yang konsisten dan memaksimalkan usia pakai alat, sehingga berkontribusi pada efisiensi proses dan efektivitas biaya secara keseluruhan.

4. Kesimpulan

Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan, penerapan mesin bubut CNC akan semakin meluas.

Kami telah menganalisis masalah umum pada mesin bubut CNC, menemukan penyebab masalah, dan mempelajari metode untuk mengatasinya.

Kita harus mengembangkan kebiasaan pengoperasian yang baik untuk peralatan bubut CNC dan terus mengumpulkan pengalaman untuk menghasilkan produk yang lebih berkualitas.