Você já se perguntou por que sua máquina CNC continua apresentando problemas de funcionamento? De acidentes de colisão a falhas elétricas, as máquinas CNC enfrentam vários desafios operacionais. Este artigo explora os problemas comuns e oferece soluções práticas para manter seu equipamento funcionando sem problemas. Mergulhe de cabeça para descobrir dicas essenciais de solução de problemas e saiba como evitar paralisações dispendiosas e manter o desempenho ideal de suas máquinas CNC.
(1) As falhas inerentes às máquinas-ferramenta CNC têm origem em fatores da própria máquina-ferramenta, independentemente das condições ambientais externas. Essas falhas constituem a maioria dos problemas de funcionamento das máquinas-ferramenta CNC e geralmente envolvem:
- Desgaste e fadiga de componentes mecânicos (por exemplo, rolamentos, engrenagens, parafusos de esferas)
- Degradação do sistema eletrônico (por exemplo, falhas na placa de circuito, mau funcionamento do sensor)
- Falhas de software ou problemas de firmware
- Problemas no sistema de lubrificação
- Falhas no sistema de resfriamento
- Problemas relacionados ao fuso (por exemplo, desequilíbrio, desgaste do rolamento)
(2) As falhas externas das máquinas-ferramenta CNC são induzidas por fatores externos ao projeto e à construção inerentes à máquina. Esses fatores podem incluir:
- Problemas na fonte de alimentação: flutuações de tensão, sequência de fases incorreta ou entrada trifásica desequilibrada
- Fatores ambientais: temperatura ambiente elevada, presença de gases corrosivos, umidade excessiva, acúmulo de poeira
- Distúrbios mecânicos: vibrações externas de equipamentos ou atividades de construção nas proximidades
- Interferência eletromagnética: de equipamentos elétricos ou linhas de energia próximos
- Problemas relacionados à rede: para máquinas conectadas a sistemas de controle central ou plataformas baseadas em nuvem
(3) Os fatores humanos representam um subconjunto significativo de causas de falhas externas, principalmente durante o período inicial de implantação da máquina. Estudos indicam que, no primeiro ano de operação, o manuseio inadequado por operadores inexperientes é responsável por mais de um terço do total de falhas nas máquinas. Essas falhas induzidas pelo homem podem resultar de:
- Configuração incorreta da máquina ou instalação de ferramentas
- Programação inadequada ou erros de código G
- Interpretação incorreta de alarmes ou mensagens de erro
- Manutenção preventiva inadequada
- Anular os recursos de segurança ou ignorar os limites operacionais
Ao se deparar com esse problema, proteja a cena primeiro, entenda em que estado a máquina-ferramenta estava quando a falha ocorreu, distinga se foi o primeiro processamento ou se estava no meio do processamento e o status do operador no momento.
Os principais motivos desses problemas são os seguintes: os funcionários se esquecem de retornar ao ponto de referência antes do primeiro processamento ou, embora a máquina-ferramenta retorne ao ponto de referência, o operador não presta atenção às operações incorretas. Outra causa é a entrada incorreta de dados ao modificar o programa. Alguns operadores são descuidados e instalam a peça de trabalho ao contrário, causando uma colisão.
Há muitos fatores que fazem com que o tamanho da máquina-ferramenta exceda as tolerâncias.
Ao usinar o tamanho da superfície, a forma geométrica e a posição relativa dos elos do sistema entre eles são alterados a qualquer momento, as consequências serão óbvias na peça de trabalho, causando flutuações no tamanho.
A seguir, apresentamos em detalhes a falha de excesso de tamanho causada pela folga de transmissão entre os sistemas de direção X e Z da máquina-ferramenta CNC.
Em geral, a sequência de operação é primeiro a elétrica e depois a mecânica. Primeiro, meça a folga da transmissão do eixo X e do eixo Z. Normalmente, o eixo X é ≤ 0,005 mm e o eixo Z é ≤ 0,01 mm.
Se exceder o valor padrão acima, isso significa que a folga de transmissão do eixo X (Z) é muito grande, o que é a razão para a dimensão superdimensionada da peça. A solução para esse problema é realizar 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 desconectar a alimentação antes de definir. O limite desse valor de compensação está dentro do intervalo de (0,5 ~ 0,8), além do qual haverá perigo.
Se a folga da transmissão for muito grande, o ajuste da folga mecânica deverá ser realizado. Ajuste primeiro a folga da transmissão entre o fuso de esferas e o servomotor. O método de ajuste do equipamento varia devido aos diferentes equipamentos e métodos de transmissão.
Nesse momento, você 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 esses ajustes, geralmente é necessário redefinir a compensação de folga conforme descrito acima.
Pode-se dizer que a frequência de uso do torno CNC é incomparável com a de outros componentes da máquina CNC.
Portanto, devido ao seu ambiente de trabalho ruim e à estrutura interna complexa, a probabilidade de falha é particularmente alta.
Fenômeno 1:
A coluna da ferramenta não gira a posição (o sistema geralmente apresenta um erro de sinal de posição do porta-ferramenta), e há muitos motivos que podem fazer com que a coluna da ferramenta não gire a posição.
Análise de causa:
Após a sobrecarga elétrica, a coluna de ferramentas se desligará automaticamente. O erro de fase de 380 V da coluna de ferramentas, porque a coluna de ferramentas só pode girar no sentido horário quando gira (há um mecanismo de posicionamento direcional dentro da coluna de ferramentas), portanto, quando a fase de energia trifásica estiver conectada incorretamente, o motor elétrico da coluna de ferramentas reverterá após ser ligado e a coluna de ferramentas não poderá girar; a fonte de alimentação trifásica do motor elétrico da coluna de ferramentas está ausente e a fonte de alimentação de 24 V usada para o sinal de posição da coluna de ferramentas está com defeito.
A placa de posicionamento axial esmagou o rolamento axial de esferas no eixo central dentro do corpo do poste da ferramenta, fazendo com que o rolamento não pudesse girar, e o motor elétrico do poste da ferramenta não pôde acionar o poste da ferramenta para girar.
Após a remoção das peças, verificou-se que os parafusos estavam soltos. Isso ocorre porque a vibração causada pelo giro do poste da ferramenta traz forças tangenciais de longo prazo nas direções positiva e negativa para a chave de posicionamento, causando danos à chave de posicionamento.
A placa de posicionamento e a porca se movem para baixo, exercendo uma força axial maior sobre o rolamento, tornando-o incapaz de girar.
Em caso de falha da "placa de localização do sistema" no controle do sistema, depois que a coluna da ferramenta estiver no lugar, a "placa de localização do sistema" deverá ser capaz de detectar o sinal de posição da coluna da ferramenta.
As medidas que podemos tomar pelos motivos acima são: substituir as peças danificadas, verificar a fonte de alimentação de 24 V, 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 no ponto de referência.
A falha da máquina-ferramenta em retornar ao ponto de referência geralmente pode ser dividida em dois tipos: incapaz de encontrar (desviar) o ponto de referência e incapaz de encontrar o ponto de referência.
A primeira é causada principalmente pela configuração incorreta da posição do bloco do interruptor do ponto de referência e só precisa ser reajustada.
A fábrica de acessórios geralmente gosta de usar tornos CNC econômicos, embora sejam baratos, suas medidas de proteção não são muito ideais, portanto, o fenômeno de interrupção do circuito e curto-circuito causado pela entrada do interruptor de deslocamento é comum.
O último tipo de falha é causado pela invalidação do sinal de pulso de marcação zero (incluindo nenhum sinal gerado ou perdido na transmissão e no processamento) ou pelo sinal gerado pela chave de desaceleração ao retornar ao ponto de referência.
Para eliminar a falha, é necessário primeiro entender o modo de retorno da máquina-ferramenta ao ponto de referência e, em seguida, realizar a análise de comparação de falhas. O método que podemos adotar é usar os métodos "externo" e "interno" e o rastreamento de sinal para encontrar a peça defeituosa.
Aqui, "interno" refere-se à posição de marcação zero na régua de grade ou à posição de marcação zero do codificador de pulso.
A detecção do sinal de pulso de marcação zero pode ser verificada com um osciloscópio; "externo" refere-se ao bloco e à chave do ponto de referência instalados fora da máquina-ferramenta, que podem ser observados diretamente quanto à presença ou ausência de sinais usando o Sistema CNC Indicação do status de E/S da interface PLC.
(2) Sobrecurso:
Quando o movimento de avanço exceder o limite rígido definido pela chave de limite suave/duro ou o limite suave definido pelo software, ocorrerá um alarme de sobrecurso. Nesse caso, a falha pode ser eliminada e o alarme pode ser liberado de acordo com as instruções do manual do sistema CNC.
No processo de fabricação de tornos, a chave para melhorar a eficiência do processamento em a CNC O problema do torno está no fato de os parâmetros da ferramenta usados estarem corretos.
Se os parâmetros da ferramenta forem usados de forma razoável, isso poderá não apenas melhorar a vida útil da ferramenta, mas também a eficiência e a qualidade do processamento.
Se os parâmetros da ferramenta forem usados de forma inadequada, isso não só afetará seriamente a qualidade da peça de trabalho, mas também exigirá que os operadores troquem, afiem e alinhem as ferramentas constantemente, fazendo com que o torno CNC não consiga trabalhar continuamente, o que tem um impacto direto na eficiência da produção. Ao mesmo tempo, os custos e os lucros também serão bastante reduzidos.
Portanto, o uso correto de ferramentas e parâmetros de ferramentas é muito importante para o processamento do torno. Os parâmetros da ferramenta devem ser selecionados com base em tornos específicos, ferramentas específicas e materiais processados específicos.
Muitas vezes, a taxa máxima de corte dos parâmetros da ferramenta deve ser selecionada com base no atendimento aos requisitos do equipamento de usinagem, o que é benéfico para melhorar a eficiência do trabalho.
Em geral, as pessoas calculam os parâmetros máximos e mais adequados da ferramenta ou usam modelos matemáticos razoáveis para testar os melhores parâmetros da ferramenta.
Ao mesmo tempo, devido aos tipos limitados de ferramentas, várias ferramentas comumente usadas podem basicamente completar mais de 80% do volume total de processamento.
Portanto, podemos escolher ferramentas razoáveis com base nas características dos materiais processados em uma pequena parte da carga de trabalho e obter os parâmetros ideais de corte da ferramenta na operação real.
(1) Cumprir rigorosamente os procedimentos operacionais padrão do equipamento de torno CNC, seguindo o processo técnico para operações específicas de produção e usinagem. Assegurar que os operadores mantenham trajes e equipamentos de proteção individual (EPI) adequados. Limpar regularmente a área de trabalho e realizar a manutenção de rotina na máquina para manter um ambiente de produção seguro e eficiente.
(2) Antes de iniciar a produção, faça uma inspeção completa do torno CNC antes da operação. Isso deve incluir a verificação do alinhamento da máquina, dos sistemas de lubrificação, dos níveis de refrigerante e das condições da ferramenta. Verifique a precisão dos sistemas de posicionamento da máquina e assegure-se de que todos os recursos de segurança estejam funcionando corretamente. Essa abordagem proativa ajuda a manter o desempenho técnico ideal e evita paradas inesperadas durante a usinagem de componentes.
(3) Ao configurar o torno CNC para uma operação de usinagem específica, considere cuidadosamente o material da peça, a geometria e o acabamento superficial necessário. Otimize os parâmetros de corte, inclusive a velocidade do fuso, a taxa de avanço e a profundidade de corte, com base nesses fatores. Utilize o software de manufatura auxiliada por computador (CAM) para simular e refinar o caminho da ferramenta, minimizando o tempo de ciclo e mantendo a qualidade da peça.
Monitorar continuamente os principais indicadores de desempenho durante a usinagem, como forças de corte, níveis de vibração e desgaste da ferramenta. Faça ajustes em tempo real nos parâmetros do CNC, conforme necessário, para manter as condições ideais de corte durante toda a execução da produção. Essa abordagem adaptativa garante a qualidade consistente da peça e maximiza a vida útil da ferramenta, contribuindo para a eficiência geral do processo e a relação custo-benefício.
Com o progresso contínuo da ciência e da tecnologia, a aplicação dos tornos CNC será cada vez mais difundida.
Analisamos problemas comuns com tornos CNC, descobrimos as causas dos problemas e estudamos métodos para solucioná-los.
Precisamos desenvolver bons hábitos operacionais para o equipamento de torno CNC e acumular experiência continuamente para produzir produtos de maior qualidade.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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