Já se perguntou porque é que a sua máquina CNC continua a funcionar mal? Desde acidentes de colisão a falhas eléctricas, as máquinas CNC enfrentam inúmeros desafios operacionais. Este artigo explora os problemas comuns e fornece soluções práticas para manter o seu equipamento a funcionar corretamente. Mergulhe para descobrir dicas essenciais de resolução de problemas e saiba como evitar tempos de inatividade dispendiosos e manter o desempenho ideal das suas máquinas CNC.
(1) As avarias inerentes às máquinas-ferramentas CNC têm origem em factores internos à própria máquina-ferramenta, independentemente das condições ambientais externas. Estas avarias constituem a maioria das avarias das máquinas-ferramentas CNC e envolvem normalmente
- Desgaste e fadiga de componentes mecânicos (por exemplo, rolamentos, engrenagens, parafusos de esferas)
- Degradação do sistema eletrónico (por exemplo, falhas na placa de circuitos, mau funcionamento dos sensores)
- Falhas de software ou problemas de firmware
- Problemas no sistema de lubrificação
- Falhas no sistema de refrigeração
- Problemas relacionados com o fuso (por exemplo, desequilíbrio, desgaste dos rolamentos)
(2) As avarias externas das máquinas-ferramentas CNC são induzidas por factores exteriores à conceção e construção inerentes à máquina. Estes factores podem incluir
- Problemas de alimentação eléctrica: flutuações de tensão, sequência de fases incorrecta ou entrada trifásica desequilibrada
- Factores ambientais: temperatura ambiente elevada, presença de gases corrosivos, humidade excessiva, acumulação de poeiras
- Perturbações mecânicas: vibrações externas provenientes de equipamentos ou actividades de construção nas proximidades
- Interferências electromagnéticas: provenientes de equipamentos eléctricos ou linhas de eletricidade próximos
- Problemas relacionados com a rede: para máquinas ligadas a sistemas de controlo central ou a plataformas baseadas na nuvem
(3) Os factores humanos representam um subconjunto significativo das causas de avarias externas, especialmente durante o período inicial de utilização da máquina. Estudos indicam que, no primeiro ano de funcionamento, o manuseamento incorreto por parte de operadores inexperientes é responsável por mais de um terço do total de avarias das máquinas. Estas falhas induzidas pelo homem podem resultar de:
- Configuração incorrecta da máquina ou instalação de ferramentas
- Programação incorrecta ou erros de código G
- Interpretação incorrecta de alarmes ou mensagens de erro
- Manutenção preventiva inadequada
- Ultrapassar os dispositivos de segurança ou ignorar os limites operacionais
Quando se deparar com este problema, proteja primeiro o local, perceba em que estado se encontrava a máquina-ferramenta quando ocorreu a avaria, distinga se era o primeiro processamento ou se estava a meio do processamento e o estado do operador na altura.
As principais razões para estes problemas são as seguintes: os empregados esquecem-se de regressar ao ponto de referência antes do primeiro processamento ou, embora a máquina-ferramenta regresse ao ponto de referência, o operador não presta atenção a operações incorrectas. Outra causa é a introdução incorrecta de dados ao modificar o programa. Alguns operadores são descuidados e instalam a peça de trabalho ao contrário, causando uma colisão.
Há muitos factores que fazem com que o tamanho da máquina-ferramenta exceda as tolerâncias.
Quando o tamanho da superfície, a forma geométrica e a posição relativa das ligações do sistema entre eles são alterados em qualquer altura, as consequências serão óbvias na peça de trabalho, causando assim flutuações no tamanho.
A seguir, apresenta-se em pormenor a falha de excesso de tamanho causada pela folga de transmissão entre os sistemas de acionamento das direcções X e Z da máquina-ferramenta CNC.
Em geral, a sequência de operação é primeiro eléctrica e depois mecânica. Primeiro, medir a folga de transmissão do eixo X e do eixo Z. Normalmente, o eixo X é ≤ 0,005 mm, o eixo Z é ≤ 0,01 mm.
Se exceder o valor padrão acima, significa que a folga de transmissão do eixo X (Z) é demasiado grande, o que é a razão para a dimensão da peça de trabalho sobredimensionada. A solução para este problema é efetuar a compensação da folga no ambiente do sistema.
Para o sistema FANUC, defina-o em N 00N00; para o sistema Mori Seiki II NC, defina-o em N0000 N000, e certifique-se de que desliga a alimentação antes de definir. O limite deste valor de compensação está dentro do intervalo de (0,5 ~ 0,8), para além do qual haverá perigo.
Se a folga da transmissão for demasiado grande, deve ser efectuado um ajuste da folga mecânica. Ajustar primeiro a folga da transmissão entre o fuso de esferas e o servo motor. O método de ajuste do equipamento varia devido a diferentes equipamentos e métodos de transmissão.
Nesta altura, pode consultar o manual de instruções aleatório. Em seguida, ajuste o folga do rolamento da instalação do fuso de esferas, e o grau de ajuste deve ser flexível e uniforme em todo o curso, sem amortecimento.
Após estes ajustamentos, é normalmente necessário repor a compensação da folga, tal como descrito acima.
Pode dizer-se que a frequência de utilização do torno CNC é incomparável com a de outros componentes da máquina CNC.
Por conseguinte, devido ao seu mau ambiente de trabalho e à sua estrutura interna complexa, a probabilidade de fracasso é particularmente elevada.
Fenómeno 1:
A coluna da ferramenta não roda em posição (o sistema geralmente indica um erro de sinal de posição do porta-ferramentas), e há muitas razões que podem fazer com que a coluna da ferramenta não rode em posição.
Análise da causa:
Após a sobrecarga eléctrica, o poste da ferramenta saltará automaticamente. O erro de fase de 380V da coluna de ferramentas, porque a coluna de ferramentas só pode rodar no sentido dos ponteiros do relógio quando roda (existe um mecanismo de posicionamento direcional no interior da coluna de ferramentas), por isso, uma vez que a fase de alimentação trifásica está ligada incorretamente, o motor elétrico da coluna de ferramentas inverterá depois de ser ligado, e a coluna de ferramentas não pode rodar; a fonte de alimentação trifásica do motor elétrico da coluna de ferramentas está em falta, e a fonte de alimentação de 24V utilizada para o sinal de posição da coluna de ferramentas está a funcionar mal.
A placa de posicionamento axial esmagou o rolamento axial de esferas no eixo central dentro do corpo da coluna da ferramenta, tornando o rolamento incapaz de rodar, e o motor elétrico da coluna da ferramenta não conseguiu fazer rodar a coluna da ferramenta.
Após a remoção das peças, verificou-se que os parafusos estavam soltos. Isto deve-se ao facto de a vibração causada pela rotação da coluna da ferramenta provocar forças tangenciais de longo prazo, tanto no sentido positivo como negativo, na chave de posicionamento, causando danos na chave de posicionamento.
A placa de posicionamento e a porca deslocam-se para baixo, exercendo uma força axial maior sobre a chumaceira, impedindo-a de rodar.
Em caso de falha da "placa de localização do sistema" no controlo do sistema, depois de a coluna da ferramenta estar no lugar, a "placa de localização do sistema" deve ser capaz de detetar o sinal de posição da coluna da ferramenta.
As medidas que podemos tomar pelas razões acima referidas são: substituir as peças danificadas, verificar a fonte de alimentação de 24V, verificar o circuito de alimentação forte da coluna da ferramenta, desmontar a coluna da ferramenta, ajustar a folga axial do rolamento axial, substituir a "placa de localização do sistema", etc.
(1) Falha do ponto de referência.
A incapacidade da máquina-ferramenta de regressar ao ponto de referência pode, em geral, ser dividida em dois tipos: incapacidade de encontrar (desvio) o ponto de referência e incapacidade de encontrar o ponto de referência.
O primeiro é causado principalmente pela definição incorrecta da posição do bloco de interruptores do ponto de referência e só precisa de ser reajustado.
A fábrica de acessórios gosta geralmente de utilizar tornos CNC económicos, embora sejam baratos, as suas medidas de proteção não são muito ideais, pelo que é comum o fenómeno de interrupção do circuito e de curto-circuito provocado pela entrada do interrutor de deslocamento.
Este último tipo de falha é causado pela invalidação do sinal de impulso de marcação zero (incluindo a ausência de sinal gerado ou a sua perda na transmissão e no processamento) ou pelo sinal gerado pelo interrutor de desaceleração ao regressar ao ponto de referência.
Para eliminar a falha, é necessário primeiro compreender o modo de retorno da máquina-ferramenta ao ponto de referência e, em seguida, efetuar a análise de comparação de falhas. O método que podemos adotar é utilizar os métodos "externo" e "interno" e o rastreio de sinais para encontrar a peça defeituosa.
Aqui, "interno" refere-se à posição de marcação zero na régua de grelha ou à posição de marcação zero do codificador de impulsos.
A deteção do sinal de impulso de marcação zero pode ser verificada com um osciloscópio; "externo" refere-se ao interrutor de bloco e de ponto de referência instalado no exterior da máquina-ferramenta, que pode ser diretamente observado quanto à presença ou ausência de sinais através do Sistema CNC Indicação do estado das E/S da interface PLC.
(2) Sobrecurso:
Quando o movimento de avanço excede o limite rígido definido pelo interrutor de limite suave/difícil ou o limite suave definido pelo software, ocorrerá um alarme de sobrecurso. Neste caso, a falha pode ser eliminada e o alarme pode ser libertado de acordo com as instruções do manual do sistema CNC.
No processo de fabrico de tornos, a chave para melhorar a eficiência do processamento em a CNC O que determina a qualidade do torno é o facto de os parâmetros da ferramenta utilizados estarem correctos.
Se os parâmetros da ferramenta forem utilizados de forma razoável, pode não só melhorar a vida útil da ferramenta, mas também melhorar a eficiência e a qualidade do processamento.
Se os parâmetros da ferramenta forem utilizados de forma inadequada, não só afectarão seriamente a qualidade da peça de trabalho, como também exigirão que os operadores mudem, afiem e alinhem constantemente as ferramentas, tornando o torno CNC incapaz de trabalhar continuamente, o que tem um impacto direto na eficiência da produção. Ao mesmo tempo, os custos e os lucros também serão bastante reduzidos.
Por conseguinte, a utilização correcta das ferramentas e dos parâmetros das ferramentas é muito importante para o processamento no torno. Os parâmetros das ferramentas devem ser seleccionados com base em tornos específicos, ferramentas específicas e materiais processados específicos.
Muitas vezes, a taxa de corte máxima dos parâmetros da ferramenta deve ser selecionada com base no cumprimento dos requisitos do equipamento de maquinagem, o que é benéfico para melhorar a eficiência do trabalho.
Geralmente, as pessoas calculam os parâmetros máximos e mais adequados da ferramenta, ou utilizam modelos matemáticos razoáveis para testar os melhores parâmetros da ferramenta.
Ao mesmo tempo, devido aos tipos limitados de ferramentas, várias ferramentas normalmente utilizadas podem basicamente completar mais de 80% do volume total de processamento.
Por conseguinte, podemos escolher ferramentas razoáveis com base nas características dos materiais processados numa pequena parte da carga de trabalho e obter os parâmetros de corte ideais da ferramenta na operação real.
(1) Respeitar estritamente os procedimentos operacionais normalizados para o equipamento de torno CNC, seguindo o processo técnico para operações específicas de produção e maquinagem. Assegurar que os operadores mantêm o vestuário e o equipamento de proteção individual (EPI) adequados. Limpar regularmente a área de trabalho e efetuar a manutenção de rotina da máquina para manter um ambiente de produção seguro e eficiente.
(2) Antes de iniciar a produção, efetuar uma inspeção completa do torno CNC antes da sua entrada em funcionamento. Esta inspeção deve incluir a verificação do alinhamento da máquina, dos sistemas de lubrificação, dos níveis de líquido de refrigeração e do estado das ferramentas. Verifique a precisão dos sistemas de posicionamento da máquina e assegure-se de que todas as características de segurança estão a funcionar corretamente. Esta abordagem proactiva ajuda a manter um desempenho técnico ótimo e evita tempos de paragem inesperados durante a maquinação de componentes.
(3) Ao configurar o torno CNC para uma operação de maquinagem específica, considere cuidadosamente o material da peça de trabalho, a geometria e o acabamento superficial necessário. Otimizar os parâmetros de corte, incluindo a velocidade do fuso, a taxa de avanço e a profundidade de corte, com base nestes factores. Utilizar software de fabrico assistido por computador (CAM) para simular e aperfeiçoar o percurso da ferramenta, minimizando o tempo de ciclo e mantendo a qualidade da peça.
Monitorizar continuamente os principais indicadores de desempenho durante a maquinagem, tais como forças de corte, níveis de vibração e desgaste da ferramenta. Efetuar ajustes em tempo real aos parâmetros CNC, conforme necessário, para manter as condições de corte ideais durante toda a produção. Esta abordagem adaptativa assegura uma qualidade consistente da peça e maximiza a vida útil da ferramenta, contribuindo para a eficiência global do processo e para a relação custo-eficácia.
Com o progresso contínuo da ciência e da tecnologia, a aplicação dos tornos CNC vai-se generalizar cada vez mais.
Analisámos problemas comuns com tornos CNC, descobrimos as causas dos problemas e estudámos métodos para os resolver.
Temos de desenvolver bons hábitos de funcionamento do equipamento de torno CNC e acumular continuamente experiência para produzir produtos de maior qualidade.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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