Resumen de experiencia en mantenimiento y análisis de fallas de máquinas herramienta CNC

Resumen de la experiencia en mantenimiento y análisis de fallas de máquinas herramienta CNC.

Las máquinas herramienta CNC tienen buena flexibilidad de procesamiento, alta precisión y alta eficiencia de producción. Sin embargo, a menudo ocurren fallas, lo que requiere que el personal de mantenimiento tenga suficiente conocimiento y capacidad para juzgar y analizar las fallas de la plataforma de análisis. Con este fin, he compilado un resumen de la experiencia de los veteranos del mantenimiento, ¡aprendamos juntos! p>

Las máquinas herramienta CNC se utilizan cada vez más. Tienen buena flexibilidad de procesamiento, alta precisión y alta eficiencia de producción, y tienen muchas ventajas. Sin embargo, a medida que la tecnología se vuelve cada vez más avanzada y compleja, los requisitos de calidad para el personal de mantenimiento son muy altos. Se les exige que tengan un profundo conocimiento profesional y una rica experiencia en mantenimiento para que puedan solucionar problemas de las máquinas herramienta CNC de manera oportuna.

Se utiliza cada vez más en máquinas herramienta CNC. Nuestra empresa cuenta con docenas de equipos CNC y existen muchos tipos de sistemas CNC. En los últimos años, estos equipos han experimentado algunas fallas. Al analizar y manejar estas fallas, hemos adquirido cierta experiencia. El siguiente es un análisis sistemático de fallas de máquinas herramienta CNC basado en algunos ejemplos típicos como referencia.

1. Fallo del sistema NC

1. Fallo del hardware

En ocasiones la máquina herramienta se detiene debido a daños en el hardware del sistema NC. Para el diagnóstico de este tipo de falla, primero debemos comprender el principio de funcionamiento del sistema CNC y las funciones de cada placa de circuito, luego analizar el fenómeno de la falla y utilizar el método de intercambio para localizar con precisión el punto de falla si las condiciones lo permiten.

Ejemplo 1: Una máquina herramienta CNC que utiliza SINUMERIK SYSTEM3 de Siemens de Alemania. Su PLC utiliza S5─130W/B. Una vez que ocurrió una falla, los parámetros R ingresados ​​a través de la función de PC del sistema NC no lo hicieron. trabajar durante el procesamiento, el valor del parámetro R en el programa de mecanizado no se puede cambiar. A través del análisis del principio de funcionamiento y el fenómeno de falla del sistema NC, creímos que había un problema con la placa principal del PLC. Después de cambiarla por la placa principal de otra máquina herramienta, determinamos además que era un problema con la. Placa principal PLC. Después del mantenimiento por parte de un fabricante profesional, se eliminó la falla.

Ejemplo 2: Otra máquina herramienta también utiliza el sistema CNC SINUMERIK SYSTEM 3. No se puede ingresar su número de programa de procesamiento y no se puede realizar el procesamiento automático. Se confirmó que había un problema con la placa de memoria del sistema NC. Después de las reparaciones, se eliminó la falla.

Ejemplo 3: Una fresadora CNC que utilizaba el TNC 155 de la empresa alemana HEIDENHAIN tenía un mal funcionamiento. El sistema a menudo fallaba durante el funcionamiento y los parámetros y programas de la máquina herramienta a menudo se perdían durante los cortes de energía. Después de la inspección, se encontró que la placa principal del sistema NC estaba doblada y deformada. Después de enderezarla y repararla, el sistema volvió a la normalidad y nunca volvieron a ocurrir fallas similares.

2. Fallos leves

Algunas fallas de las máquinas herramienta CNC son causadas por los parámetros de la máquina herramienta del sistema NC. A veces debido a configuraciones incorrectas, a veces debido a cambios accidentales o confusión de parámetros, esto. El tipo de falla solo necesita Después de ajustar los parámetros, desaparecerá naturalmente. También hay algunas fallas que ponen al sistema NC en un bucle sin fin debido a razones accidentales. Estas fallas a veces requieren un inicio forzado para restaurar el uso del sistema.

Ejemplo 1: Un torno CNC que utiliza el sistema FANUC-OT de la empresa japonesa Fanuc falla cada vez que se enciende y cualquier operación normal no funciona. Finalmente, se adopta un reinicio forzado para borrar toda la memoria del sistema y el sistema vuelve a la normalidad. Después de volver a ingresar los parámetros de la máquina herramienta, la máquina herramienta se puede usar normalmente. Esta falla se debe a una confusión de los parámetros de la máquina herramienta.

Ejemplo 2: Una fresadora CNC especial. El sistema NC utiliza SINUMERIK SYSTEM 3 de Siemens. Durante el procesamiento por lotes, el sistema NC muestra la alarma N° 2 "INTERRUPTOR DE CARRERA". El recorrido del eje excede el límite del software. Configure el valor límite y verifique que el valor del programa no haya cambiado. Después de observar cuidadosamente el fenómeno de la falla, cuando ocurre una falla, la coordenada del eje Y mostrada en el CRT definitivamente ha alcanzado el límite del software. Después de un estudio cuidadoso, se descubre que se debe a que la entrada del valor de compensación aumenta. Ajústelo adecuadamente. Después de configurar el límite del software, se eliminó la falla. Esta falla se debe a una configuración de límite de software incorrecta.

Ejemplo 3: Una máquina herramienta CNC que utilizaba Siemens SINUMERIK 810 tuvo un problema una vez. El sistema entró en estado AUTOMÁTICO cada vez que se encendía. No se pudieron realizar operaciones y el sistema falló. Después del inicio forzado, el sistema reanuda su funcionamiento normal. Esta falla es causada por un error del operador u otras razones que ponen al sistema NC en un bucle sin fin.

3. Fallos del sistema NC causados ​​por otros motivos. A veces, los fallos del sistema también pueden deberse a problemas con el suministro de energía o fallos de la batería de respaldo.

Ejemplo 1: Una máquina herramienta CNC que utiliza SINUMERIK SYSTEM 3 de Siemens de Alemania falló una vez. Después de encender el sistema NC, el CRT no mostraba el lado izquierdo del "ACOPLAMIENTO". Placa "MÓDULO" en el sistema NC El LED parpadea para indicar un fallo. Después de iniciar el PLC en caliente, el sistema funciona normalmente. Pero unos días después, la falla volvió a ocurrir. Después de analizar la frecuencia de parpadeo del diodo emisor de luz, se determinó que era una falla de la batería. Después de reemplazar la batería, se eliminó la falla.

Ejemplo 2: Una máquina herramienta CNC que utiliza Siemens SINUMERIK 810. A veces, durante el procesamiento automático, el sistema pierde energía repentinamente. Al medir su fuente de alimentación de 24 V CC, se descubre que solo es de aproximadamente 22 V. El voltaje de la red fluctúa hacia abajo, lo que hace que este voltaje caiga, lo que hace que el sistema NC tome medidas de protección y se apague automáticamente. Se confirmó que el transformador rectificador tenía un cortocircuito entre espiras, lo que resultó en una capacidad insuficiente. Después de reemplazar el transformador rectificador por uno nuevo, se eliminó la falla.

Ejemplo 3: Otra máquina herramienta CNC que también utiliza Siemens SINUMIK 810 tiene este tipo de falla. Cuando el sistema está encendido, comienza la autoverificación cuando se completa la autoverificación y aparece la pantalla básica. ingresado, el sistema falla la electricidad. Después del análisis y la inspección, se encontró que la bobina del freno del eje X tenía un cortocircuito a tierra. Después de que el sistema se autoverifique, las condiciones del servo están listas y el freno se enciende y se suelta. La bobina de freno funciona con una fuente de alimentación de 24 V. Dado que la bobina tiene un cortocircuito a tierra, el voltaje de 24 V cae instantáneamente y el sistema NC toma medidas de protección para cortar automáticamente la energía.

2. Fallo del sistema servo

Dado que el núcleo de control del sistema CNC es controlar digitalmente la parte de alimentación de la máquina herramienta, y la alimentación es controlada por la unidad servo para controlar el servomotor para impulsar la bola se realiza mediante tornillo y el codificador giratorio se utiliza como elemento de retroalimentación de posición para formar un sistema de control de posición de circuito semicerrado. Por tanto, el servosistema juega un papel muy importante en las máquinas herramienta CNC. Las fallas del servosistema generalmente son causadas por problemas con la unidad de servocontrol, el servomotor, el motor del tacómetro, el codificador, etc. A continuación se muestran algunos ejemplos:

Ejemplo 1. Daños en el servomotor

Un torno CNC que utiliza SINUMERIK 810/T Una vez que la torreta falló y la rotación no estaba en su lugar. torreta girada, aparece la alarma No. 6016 "EL PAQUETE DE ALIMENTACIÓN DESLIZANTE NO FUNCIONA". Según el análisis del principio de funcionamiento y el fenómeno de falla, la rotación de la torreta es impulsada por el servomotor. Tan pronto como arranca el motor, la servounidad genera una. alarma de sobrecarga, corta la alimentación del servo y la devuelve al sistema NC muestra la alarma 6016. Verificar la parte mecánica y reemplazar la unidad servo no resolvió el problema. Después de reemplazar el servomotor, se eliminó la falla.

Ejemplo 2: una rectificadora CNC estadounidense que utiliza un servosistema de CC genera una alarma de "ERROR DE SEGUIMIENTO DE EXCESO DEL EJE E" cuando el eje E se mueve. Observe el proceso de aparición de fallas. El eje E comienza a moverse. El valor del eje E mostrado en el CRT cambió cuando el valor cambió a 14, de repente saltó a 471. Por esta razón, pensamos que había un problema con la parte de retroalimentación. tablero de retroalimentación y la falla fue eliminada.

Ejemplo 3: En otra rectificadora CNC, el rectificador del eje E está fuera de control. El eje E puede volver al punto de referencia, pero durante el rectificado automático o semiautomático, se mueve extremadamente rápido hasta. toca el interruptor de límite. Al observar el proceso de falla, descubrimos que cuando se presionó el interruptor de límite, el valor de coordenadas mostrado era mucho menor que el valor real, lo que debe ser un problema con la retroalimentación de posición. Pero reemplazar la placa de retroalimentación y el codificador no logró resolver el problema.

Después de un estudio cuidadoso, encontramos que el eje E es impulsado por el eje Z. Generalmente, al regresar al punto de referencia, el eje E está en un lado del eje Z. Durante el procesamiento, el eje E. La cómoda se lleva al centro mediante el eje Z. Por esta razón, hicimos una prueba de este tipo, movimos el tocador del eje E al centro del eje Z y luego regresamos al punto de referencia. En este momento, el regreso al punto de referencia también parecía estar fuera de control; Por esta razón, llegamos a la conclusión de que puede deberse al frecuente movimiento alternativo del rectificador del eje E, lo que provoca que el cable de retroalimentación del eje E esté roto y el contacto sea deficiente. La calibración confirmó nuestro juicio, encontramos el punto de rotura, lo soldamos y tomamos medidas antipandeo para que la máquina herramienta volviera a funcionar.

3. Fallas externas

Debido a la creciente variabilidad de los sistemas CNC modernos, la tasa de fallas es cada vez menor y las fallas rara vez ocurren. La mayoría de las fallas no son fallas del sistema y son causadas por causas externas.

1. Los equipos CNC modernos son un producto mecatrónico con una estructura relativamente compleja, medidas de protección completas y un grado muy alto de automatización. Algunas fallas no se deben a daños en el hardware, sino a una operación, ajuste y manejo inadecuados. Este tipo de falla ocurre con mayor frecuencia en las primeras etapas de uso del equipo, cuando los operadores y el personal de mantenimiento no están particularmente familiarizados con el equipo.

Ejemplo 1: Cuando se puso en uso una fresadora CNC por primera vez, la mesa giratoria a menudo no giraba. Después de analizar el principio de funcionamiento y el proceso de procesamiento de la máquina herramienta, se descubrió que este problema estaba relacionado. De manera relevante, la mesa de trabajo sólo puede girar cuando el dispositivo de indexación está en la posición inicial.

Ejemplo 2: Se produjo un accidente de corte en otra fresadora CNC. Después de presionar el botón de parada de emergencia, se reemplazó una nueva herramienta, pero el banco de trabajo no giraba. A través del análisis del diagrama de escalera del PLC, se encontró que. el proceso de cambio de herramienta fue incorrecto, la computadora piensa que el proceso de cambio de herramienta no ha terminado y no puede realizar otras operaciones. Después de cambiar la herramienta nuevamente según el procedimiento correcto, la máquina herramienta vuelve a la normalidad.

Ejemplo 3: Hay varias máquinas herramienta CNC cuando se ponen en uso por primera vez, a veces ocurren situaciones inesperadas después de que el operador presiona el botón de parada de emergencia, el sistema se apaga y se reinicia. , la máquina herramienta no regresa al punto de referencia, se deben realizar algunos ajustes y, en ocasiones, se debe mover manualmente el eje al área de no interferencia. Más tarde, aprendí la lección después de presionar el botón de parada de emergencia, cambié el modo de operación a manual, solté el botón de parada de emergencia y devolví la máquina herramienta a su posición normal. En este momento, no habrá ningún problema si es así. vuelva a funcionar o se apague la alimentación.

2. Fallas causadas por daños externos en el hardware

Este tipo de falla es una falla común de las máquinas herramienta CNC, generalmente debido a interruptores de detección, sistemas hidráulicos, sistemas neumáticos, actuadores eléctricos, mecánico Provocado por problemas con el dispositivo, etc. Algunas fallas pueden generar alarmas y, al brindar información, se puede encontrar la causa de la falla.

Ejemplo 1. Una rectificadora CNC El sistema CNC utiliza el SISTEMA SINUMERIK 3 de Siemens. Se produce una alarma de falla F31 "CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN DEL HUSILLO", que indica que hay un problema con el sistema de enfriamiento del husillo. no hay problema con el sistema de enfriamiento. Verifique el diagrama de escalera, esta falla es detectada por el interruptor de detección de flujo B9.6. Verifique este interruptor y descubra que el interruptor está dañado. Reemplácelo con un interruptor nuevo y la falla desaparece.

Ejemplo 2: Una máquina herramienta de enfriamiento CNC que utiliza Siemens SINUMERIK 810 encontró una vez 6014 "FALLO DE NIVEL DE ENDURECIMIENTO DEL LÍQUIDO" y la máquina herramienta no pudo funcionar. El mensaje de alarma indica que el nivel del líquido de enfriamiento no es suficiente. Verifique que el nivel del líquido esté muy por encima del nivel mínimo. Verifique el interruptor de nivel de líquido y descubra que hay un problema con el interruptor de nivel de líquido. se elimina la falla.

Aunque algunas fallas tienen información de alarma, no reflejan la causa raíz de la falla. En este momento, es necesario realizar un análisis basado en la información de alarma y los fenómenos de falla.

Ejemplo 3: Una amoladora CNC, cuando el eje E regresa al punto de referencia, el eje E gira pero no encuentra el punto de referencia y continúa moviéndose hasta que se presiona el interruptor de límite y el El sistema NC muestra la alarma "EAXIS AT MAX" .TRAVEL”. Según el análisis del fenómeno de la falla, puede haber un problema con el interruptor de punto cero. Se confirma que el interruptor de punto cero sin contacto está dañado. Reemplácelo con un interruptor nuevo y se elimina la falla.

Ejemplo 4: Una fresadora CNC especial fallaba durante el procesamiento por lotes de piezas. Siempre ocurría después de que las piezas habían sido procesadas y el eje Z no se había movido de nuevo a su lugar. En este momento, la falla. ocurrió y el procesamiento se interrumpe, el husillo se detiene y se muestra el número de alarma F97 "SPINDLESPEED NOT OK STATION 2", lo que indica que hay un problema con el husillo. Verifique que no haya ningún problema con el sistema del husillo. También puede hacer que el husillo se detenga, por lo que utilizamos un programador externo para monitorear el PLC. Desde el estado de funcionamiento del diagrama de escalera, se encuentra que el interruptor de detección de presión de sujeción hidráulica de la herramienta F21.1 se desconecta instantáneamente cuando ocurre una falla. Su desconexión indica que la fuerza de sujeción de la fresa es insuficiente. Por motivos de seguridad, el PLC detiene el husillo. Después de la inspección, se encontró que la presión hidráulica era inestable. Se ajustó el sistema hidráulico para estabilizarlo y se eliminó la falla.

También hay algunas fallas que no generan una alarma de falla, pero la acción no se puede completar. En este momento, la falla debe juzgarse según la experiencia de mantenimiento, el principio de funcionamiento de la máquina herramienta y. el estado de funcionamiento del PLC.

Ejemplo 5: Una máquina herramienta CNC falló una vez. La puerta de carga no se pudo cerrar, no se pudo realizar el procesamiento automático y no se mostró ninguna falla. La puerta de carga se abre y cierra mediante el cilindro. El cierre de la puerta de carga se logra mediante la salida Q2.0 del PLC que controla la válvula solenoide Y2.0. Utilice la función de PC del sistema NC para verificar el estado del PLC

El estado de Q2.0 es 1, pero la válvula solenoide no está alimentada. Resulta que la salida Q2.0 del PLC controla la válvula solenoide Y2.0 a través del relé intermedio. El daño al relé intermedio causó esta falla. El relé se reemplazó por uno nuevo y se eliminó la falla.

Ejemplo 6: Una máquina herramienta CNC, la mesa de trabajo no gira y el sistema NC no muestra una alarma de falla. De acuerdo con el principio de acción del banco de trabajo, el primer paso en la rotación del banco de trabajo debe ser hacer flotar neumáticamente el banco de trabajo. Utilice un programador externo para rastrear los cambios dinámicos del diagrama de escalera del PLC y descubrir que la señal del PLC no se ha enviado. Continúe verificando según esta pista. Finalmente, se encontró que los interruptores de detección de posición inicial I9.7 e I10.6 de los cabezales de indexación de la segunda y tercera estación no estaban sincronizados, lo que provocó que la mesa de trabajo no girara. Además, se confirmó que el cabezal indexador de tres estaciones tenía una desalineación mecánica y se ajustó el dispositivo mecánico para sincronizarlo con la segunda estación, eliminando así la falla.

Descubrir el problema es el primer paso para resolverlo, y es el paso más importante. Especialmente en el caso de fallas externas de las máquinas herramienta CNC, el proceso de diagnóstico a veces es complicado, pero una vez que se descubre el problema, es más fácil de resolver. Para el diagnóstico de fallas externas, hemos resumido dos puntos de experiencia. Primero, debemos dominar el principio de funcionamiento y la secuencia de acción de la máquina herramienta. En segundo lugar, debe usar hábilmente el diagrama de escalera del PLC proporcionado por el fabricante, usar la función de visualización de estado del sistema NC o usar un programador externo para monitorear el estado de funcionamiento del PLC y determinar el punto de falla de acuerdo con la relación de la cadena del Diagrama de escalera. Siempre que se cumplan los dos puntos anteriores, generalmente las fallas externas de las máquinas herramienta CNC se eliminarán a tiempo.

Expansión

Dirección de empleo de las principales empresas de máquinas herramienta CNC

Las empresas manufactureras de mi país han utilizado ampliamente tecnología CNC avanzada, seguida de una gran demanda de talentos CNC. Las perspectivas de empleo CNC son brillantes. En los países desarrollados, las máquinas herramienta CNC se han utilizado ampliamente. Existe una gran brecha entre la industria manufacturera de mi país y los países industriales avanzados del mundo. La tasa de máquinas herramienta CNC es inferior a 2. El número limitado de máquinas herramienta CNC disponibles actualmente en mi país (la mayoría de las cuales son productos importados) no puede cubrirse por completo. utilizado. Hay muchas razones, y la falta de talentos laborales en CNC es sin duda una de las principales. Debido a que la tecnología CNC es la tecnología integrada electromecánica y óptica más típica y ampliamente utilizada, nuestro país necesita urgentemente una gran cantidad de talentos de investigación. y desarrollo de talentos técnicos de operación y mantenimiento CNC en todos los niveles.

1. La demanda de talento para el empleo CNC se concentra principalmente en las siguientes empresas y regiones:

1. Empresas grandes y medianas de propiedad estatal, especialmente empresas militares con buenos resultados económicos. Beneficios y empresas nacionales serias equipadas con empresas manufactureras. La industria de fabricación militar es el principal objetivo de aplicación de la tecnología CNC en nuestro país. Hay mucho espacio de empleo CNC. La fábrica de equipos de generación de energía de Hangzhou no puede contratar técnicos de CNC con un salario mensual de 6.000 yuanes.

2. Con el rápido desarrollo de la economía privada, los talentos laborales CNC son escasos en las áreas costeras económicamente prósperas de mi país (como Guangdong, Zhejiang, Jiangsu y Shandong), concentrados principalmente en la fabricación de moldes. Empresas y empresas fabricantes de autopartes. El salario anual de los técnicos de moldes con conocimientos de CNC ha alcanzado los 300.000 yuanes, superando al de los "médicos".

2. La estructura cultural de los talentos del CNC - Necesidades de habilidades laborales del CNC:

Otra fuente es seleccionar personal entre los empleados existentes de la empresa para participar en diferentes niveles de mediano y corto plazo. formación en tecnología CNC para satisfacer la urgente necesidad de las empresas de talentos CNC. Este personal generalmente tiene la formación técnica requerida por la empresa y una experiencia práctica relativamente rica, pero la mayoría de ellos son graduados de varios niveles de especialidades tradicionales en mecánica o electricidad con conocimientos limitados, especialmente tecnología de aplicaciones informáticas y control numérico por computadora. lo entiendo bastante.

Dirección laboral

En empresas industriales, dedicadas a la programación CNC, utilización, mantenimiento y gestión técnica de equipos CNC, venta y servicio postventa de equipos CNC, etc. La especialización en tecnología CNC es principalmente para maquinaria, moldes, electrónica, electricidad, industria ligera y otras industrias. Puede dedicarse al diseño y procesamiento de productos, programación CNC, operación de máquinas herramienta CNC, procesamiento multieje de software CAM comúnmente utilizado por CNC. Depuración y mantenimiento de equipos CNC y otros trabajos relacionados. La naturaleza de las unidades a las que están asignados los graduados con especialización en aplicación de tecnología CNC es la siguiente: 58 son empresas con financiación extranjera, 26 son empresas estatales, 9 son empresas privadas y 5 son otras. La naturaleza del trabajo realizado por los egresados ​​de la carrera en aplicación de tecnología CNC se distribuye de la siguiente manera: operación representa 55.7, programación representa 13.4, mantenimiento representa 9.4, tecnología representa 8.0, gestión de producción representa 7.1, inspección de calidad representa 4.5, cuentas integrales para 1.2, cuentas de marketing para 1.7, cuentas de gestión de administración para 1.4 y otras cuentas para 5.5.

Perspectivas de empleo

La especialización en tecnología CNC es una tecnología intensiva en conocimiento que integra tecnologías de control mecánico, eléctrico, hidráulico, óptico, informático y automático. Es la clave para modernizar la industria. industria manufacturera. , la base de una producción flexible e integrada, y también un medio material indispensable para mejorar la calidad del producto y aumentar la productividad. Los beneficios económicos obtenidos por países industrialmente desarrollados como Japón, Estados Unidos y Alemania al utilizar la tecnología CNC son aproximadamente los siguientes: 50 operadores menos, 60 costos menos, utilización de máquinas herramienta entre 60 y 80, 50 máquinas herramienta menos y 40 menos producción. áreas. Debido a la aplicación generalizada de la tecnología CNC en la industria manufacturera mundial, la maquinaria ordinaria es reemplazada gradualmente por equipos CNC de alta eficiencia y precisión. La aplicación generalizada de la tecnología CNC en la industria de fabricación de maquinaria se ha convertido en una poderosa fuerza impulsora para el desarrollo de la economía nacional. Después de unirse a la OMC, con el rápido desarrollo económico, China se está convirtiendo gradualmente en el "centro mundial de fabricación", y la tasa CNC se ha convertido en uno de los indicadores importantes para medir el nivel de tecnología de fabricación y la fortaleza económica de un país o empresa (tasa CNC : propiedad del equipo La proporción de equipos CNC en el volumen). En la actualidad, la tasa de CNC de máquinas herramienta en nuestro país es sólo de 1,9, mientras que en Japón llega a 30 y en Estados Unidos supera a 40. Las máquinas herramienta CNC se han utilizado ampliamente en los países desarrollados, pero la aplicación y promoción de la tecnología CNC en mi país está muy por detrás de la de los países desarrollados. Nuestro país agregará entre 400.000 y 500.000 máquinas herramienta CNC en unos pocos años, lo que requerirá entre 600.000 y 800.000 profesionales y técnicos de CNC. ;