¿Cómo solucionar fallas comunes de las máquinas herramienta CNC?

El mantenimiento de fallas del sistema CNC generalmente se lleva a cabo en tres pasos principales: diagnóstico y análisis de fallas en sitio, medición de fallas, mantenimiento y resolución de problemas, y puesta en servicio del sistema.

1. Diagnóstico de fallas de la máquina herramienta CNC

Se deben dominar los siguientes principios al diagnosticar fallas:

1.1 Primero externo y luego interno

CNC moderno La confiabilidad del sistema es cada vez mayor, y la tasa de fallas del sistema CNC en sí es cada vez menor, y la mayoría de las fallas no son causadas por el sistema en sí. Dado que las máquinas herramienta CNC son máquinas herramienta mecánicas, hidráulicas y eléctricas, la aparición de fallas también se reflejará en la combinación de estas tres. El personal de mantenimiento primero debe realizar inspecciones una por una desde el exterior hacia el interior. Intente evitar el desembalaje y desmontaje aleatorios; de lo contrario, la falla se magnificará, lo que provocará que la máquina herramienta pierda precisión y reduzca el rendimiento. Las fallas fuera del sistema son causadas principalmente por problemas con interruptores de detección, componentes hidráulicos, componentes neumáticos, actuadores eléctricos, dispositivos mecánicos, etc.

1.2 Primero mecánico, luego eléctrico

En general, las fallas mecánicas son más fáciles de detectar, mientras que las fallas del sistema CNC y eléctricas son más difíciles de diagnosticar. Antes de solucionar problemas, primero preste atención a eliminar fallas mecánicas.

1.3 Estático primero y luego dinámico

Primero, en el estado estático de la máquina herramienta cuando se apaga, a través de la comprensión, observación, prueba y análisis, se confirma que después de encender la energía, no causará expansión de fallas o accidentes. Solo entonces se podrá encender la máquina herramienta. En estado de funcionamiento, se llevan a cabo observaciones dinámicas, inspecciones y pruebas para encontrar fallas. Para aquellos que causarán fallas destructivas después del encendido, se debe eliminar el peligro antes de encenderlo.

1.4 Primero simple, luego complejo

Cuando se entrelazan múltiples fallas y no hay forma de comenzar en este momento, primero se deben resolver los problemas fáciles y luego los más difíciles. ser solucionado. A menudo, una vez resueltos los problemas simples, los problemas difíciles pueden volverse más fáciles.

2. Tecnología de diagnóstico de fallos para máquinas herramienta CNC

Los sistemas CNC son productos intensivos en tecnología para identificar rápida y correctamente la causa y determinar la ubicación del fallo. sobre tecnología de diagnóstico. Con el desarrollo continuo de los microprocesadores, la tecnología de diagnóstico también ha evolucionado desde el diagnóstico simple hasta el diagnóstico o inteligencia avanzado multifuncional. La solidez de las capacidades de diagnóstico también es un indicador importante para evaluar el rendimiento de los sistemas de control numérico CNC. Las tecnologías de diagnóstico de varios sistemas CNC utilizados actualmente se pueden dividir aproximadamente en las siguientes categorías:

2.1 Diagnóstico de inicio

El diagnóstico de inicio significa que cada vez que el sistema CNC arranca desde Al encenderse, el sistema interno El programa de diagnóstico realiza automáticamente el diagnóstico. El contenido del diagnóstico es el hardware y el software de control del sistema más críticos del sistema, como CPU, memoria, E/S y otros módulos de unidades, así como unidades MDI/CRT, lectores de cintas de papel, unidades de disquete y otros dispositivos o equipo externo. Sólo después de que se confirme que todos los elementos son correctos, todo el sistema podrá entrar en un estado de preparación para el funcionamiento normal. De lo contrario, la información de falla se indicará en el modo de alarma en la pantalla CRT o LED. En este momento, el proceso de diagnóstico de inicio no se puede completar y el sistema no se puede poner en funcionamiento.

2.2 Diagnóstico en línea

El diagnóstico en línea se refiere al uso del programa incorporado del sistema CNC para diagnosticar el sistema CNC en sí y cada servounidad y servomotor conectados al dispositivo CNC cuando El sistema está en funcionamiento normal, servounidad de husillo, motor de husillo y equipo externo para diagnóstico e inspección automáticos. Mientras el sistema no pierda energía, el diagnóstico en línea no se detendrá.

El diagnóstico en línea generalmente incluye miles de visualizaciones de estado de la función de autodiagnóstico y el estado a menudo se muestra como 0 y 1 binario. Para lógica positiva, 0 representa el estado desconectado y 1 representa el estado conectado. La ubicación de la falla se puede determinar con la ayuda de la pantalla de estado. Los más utilizados incluyen el estado de la interfaz y la visualización del estado interno. Por ejemplo, utilizando la visualización del estado de la interfaz de E/S, combinado con un diagrama de escalera del PLC y un diagrama de circuito de control de corriente fuerte, la ubicación real del punto de falla se puede determinar mediante métodos de razonamiento y eliminación. La información sobre fallos aparece principalmente en forma de números de alarma. Generalmente, se puede dividir en las siguientes categorías: alarma de sobrecalentamiento, alarma del sistema, alarma de almacenamiento, programación/configuración, servo, alarma de interruptor de viaje y falla de conexión entre placas de circuito impreso.

2.3 Diagnóstico fuera de línea

Diagnóstico fuera de línea significa que después de que falla el sistema CNC, el fabricante del sistema CNC o el centro de mantenimiento profesional utiliza un software de diagnóstico especial y un equipo de prueba para apagar (o desconectarse) examinar. Esfuércese por localizar la falla en el alcance más pequeño posible, como limitarla a un determinado módulo funcional, una determinada parte del circuito o incluso un determinado chip o componente. Este tipo de posicionamiento de la falla es más preciso.

2.4 Tecnología de diagnóstico moderna

Con el desarrollo de la tecnología de telecomunicaciones y la mejora de la rentabilidad de los circuitos integrados y las microcomputadoras, se han introducido con éxito algunos conceptos y métodos nuevos en el campo del diagnóstico en el extranjero. en los últimos años.

(1) Diagnóstico de comunicación

También conocido como diagnóstico remoto, utiliza líneas de comunicación telefónica para conectar el sistema CNC defectuoso a la computadora de diagnóstico de comunicación dedicada del centro de mantenimiento profesional para realizar pruebas y diagnóstico. Por ejemplo, Siemens adopta esta función de diagnóstico en el diagnóstico del sistema CNC. El usuario conecta la "interfaz de comunicación" dedicada en el sistema CNC a la línea telefónica ordinaria y el "teléfono de datos" de la computadora de diagnóstico de comunicación dedicada en el centro de mantenimiento del. dos empresas También está conectado a la línea telefónica, y luego la computadora envía el programa de diagnóstico al sistema CNC e ingresa los datos de la prueba a la computadora para su análisis y conclusiones, y luego notifica al usuario las conclusiones del diagnóstico y los métodos de tratamiento. .

El sistema de diagnóstico de comunicación también puede realizar diagnósticos preventivos regulares para los usuarios. El personal de mantenimiento no necesita visitar el sitio en persona. Solo necesitan realizar una serie de inspecciones operativas de la máquina herramienta en un horario programado. Al analizar los datos de diagnóstico en el centro de mantenimiento, se pueden encontrar fallas potenciales para que se puedan tomar medidas tempranas. Por supuesto, este tipo de sistema CNC debe tener interfaces de diagnóstico remoto y capacidades de conexión en red.

(2) Sistema de autorreparación

Significa que se configura un módulo de respaldo en el sistema y se instala un programa de autorreparación en el software del sistema CNC. Cuando el software se está ejecutando, una vez que falla un determinado módulo, el sistema muestra la información de la falla en el CRT y busca automáticamente un módulo de repuesto. Si hay un módulo de repuesto, el sistema puede desconectar la falla automáticamente y encenderlo. el módulo de repuesto permite que el sistema se recupere rápidamente. Ingrese al estado de funcionamiento normal. Esta solución es adecuada para lugares de trabajo automatizados no tripulados.

Cabe señalar que en el uso real de las máquinas herramienta también existen algunos fallos que no alarman ni son evidentes. En este caso, no es tan sencillo de solucionar. Además, tras un mal funcionamiento del equipo, no sólo no aparece ningún mensaje de alarma, sino que también falta la información necesaria para el mantenimiento. El diagnóstico y tratamiento de este tipo de fallas debe examinarse cuidadosamente según la situación específica, y analizarse las sutilezas del fenómeno para descubrir su causa real. Para descubrir la causa de este tipo de falla, primero debemos encontrar el fenómeno de falla real a partir de varios fenómenos superficiales y luego descubrir la causa a partir de los síntomas de falla confirmados. El análisis exhaustivo de un fenómeno de culpa es un factor importante para determinar si el juicio es correcto. Antes de encontrar la causa de la falla, primero debe comprender las siguientes condiciones: si la falla ocurrió durante el funcionamiento normal o justo después de encender la máquina, si la falla ocurrió por primera vez o varias veces; programa de procesamiento; si hay Otros

3. Métodos comunes de solución de problemas para máquinas herramienta CNC

Debido a la complejidad de las fallas de las máquinas herramienta CNC y la capacidad de autodiagnóstico del sistema CNC. No se pueden probar todos los componentes del sistema, a menudo Un número de alarma indica numerosas causas de falla, lo que dificulta su identificación. A continuación se presentan los métodos de solución de problemas comúnmente utilizados por el personal de mantenimiento en la práctica de producción.

3.1 Método de inspección visual

El método de inspección visual consiste en que el personal de mantenimiento determine el alcance de la falla basándose en la observación de diversas luces, sonidos, olores y otros fenómenos anormales cuando el ocurre la falla.

Generalmente incluye:

a. Consulta: preguntar cuidadosamente al personal del lugar de la falla sobre el proceso de la falla, los síntomas y consecuencias de la falla, etc.

b. inspección: inspección general del trabajo de cada parte de la máquina herramienta Verifique si el estado es normal, si hay indicaciones de alarma para cada dispositivo de control electrónico, si hay fusibles quemados, componentes quemados o agrietados, alambres y cables caídos, si el los componentes operativos están en la posición correcta, etc.;

c Toque: cuando toda la máquina está apagada, puede tocar el estado de instalación de cada placa de circuito principal, el estado de conexión de cada enchufe, el estado de conexión de cada cable de alimentación y señal, y toque y agite los componentes con las manos, especialmente para comprobar si resistencias, condensadores y dispositivos semiconductores de gran volumen están sueltos. Esto se puede utilizar para detectar pines rotos y soldaduras falsas. , malos contactos, etc.;

d. Encendido: se refiere a verificar si hay algún riesgo. Verifique si hay humo, chispas, sonidos anormales, olores y toque para ver si hay motores y componentes sobrecalentados. y encienda la alimentación. Una vez encontrada, corte inmediatamente la alimentación y analice. Si hay una falla destructiva, se debe eliminar antes de que se pueda encender la energía.

Ejemplo: Después de que un centro de mecanizado CNC ha estado funcionando durante un período de tiempo, el monitor CRT de repente deja de mostrarse, pero la máquina herramienta puede continuar funcionando. Después de apagar y reiniciar, todo es normal. Se observó que pueden ocurrir fallas siempre que se produzcan vibraciones durante el funcionamiento del equipo. El juicio preliminar es que el contacto del componente es deficiente. Al revisar el panel de visualización, la pantalla CRT desapareció repentinamente. La inspección reveló que dos pines de un oscilador de cristal estaban soldados sin apretar. Después de volver a soldar, se eliminó la falla.

3.2 Método de reinicio de inicialización

Generalmente, cuando una alarma del sistema es causada por una falla transitoria, la falla se puede eliminar reiniciando el hardware o encendiendo y apagando el sistema. Si el área de almacenamiento de trabajo del sistema está dañada debido a un corte de energía, al enchufar y desenchufar placas de circuito o a un voltaje bajo de la batería, el sistema debe inicializarse y borrarse antes de limpiarlo, se debe prestar atención a hacer una copia de los datos si se produce la falla. Aún no se puede eliminar después de la inicialización, realice un reinicio del hardware.

Ejemplo: cuando se presiona el botón de ejecución automática de un torno CNC, la microcomputadora se niega a ejecutar el programa de procesamiento, no muestra el mensaje de autoprueba de falla y la pantalla está en estado de reinicio. (sólo se muestra el menú). A veces las funciones manuales y de edición son normales, verifique el programa de usuario y varios parámetros son completamente correctos, a veces debido a falla de la batería de la memoria, reemplazo de la batería de la memoria, etc., el sistema muestra que el tamaño en una dirección es excesivo o el tamaño; en todas las direcciones excede el límite (el tamaño mostrado excede el tamaño real de la máquina herramienta) El tamaño máximo que la máquina puede procesar o excede el tamaño máximo que el sistema puede reconocer). Método de solución de problemas: utilice el método de restablecimiento de inicialización para borrar y restablecer el sistema (normalmente se utiliza una combinación de teclas o contraseña especial). 3.3 Método de autodiagnóstico

El sistema CNC tiene una fuerte función de autodiagnóstico y puede monitorear el estado de funcionamiento del hardware y software del sistema CNC en cualquier momento. La función de autodiagnóstico puede mostrar el estado de la información de la interfaz entre el sistema y el host, determinando así si la falla ocurre en la parte mecánica o en la parte CNC, y mostrar la ubicación general de la falla (código de falla).

a. Indicación de alarma de hardware: se refiere a los diversos indicadores de estado y falla en varios dispositivos eléctricos, incluidos sistemas CNC y servosistemas. La indicación se puede obtener combinando el estado del indicador y la descripción de la función correspondiente. causas de fallas y métodos de solución de problemas;

b. Indicación de alarma de software: las fallas en el software del sistema, los programas de PLC y los programas de procesamiento generalmente están equipados con pantallas de alarma. De acuerdo con el número de alarma mostrado, consulte las instrucciones de diagnóstico correspondientes. manual Puede conocer las posibles causas del fallo y los métodos de solución de problemas.

El método de prueba del programa funcional consiste en programar las funciones G, M, S, T y F del sistema CNC en un programa de prueba funcional y almacenarlo en los medios correspondientes, como cinta de papel y magnético. cinta. . La ejecución de este programa durante el diagnóstico de fallas puede determinar rápidamente la posible causa de la falla.

El método de prueba del programa funcional se utiliza a menudo en las siguientes situaciones:

a. El procesamiento de la máquina herramienta genera productos de desecho y temporalmente no está claro si se debe a una operación de programación incorrecta o al sistema CNC. falla;

b. Se producen fallas aleatorias en el sistema CNC y es difícil distinguir si se trata de interferencia externa o si el sistema es estable;

c. han estado inactivos durante mucho tiempo deben inspeccionarse antes de ponerse en uso durante el mantenimiento regular.

Ejemplo: una fresadora vertical del sistema FANUC9 se arrastró al procesar automáticamente una determinada pieza curva y la rugosidad de la superficie era extremadamente pobre. Al ejecutar el programa de prueba, no hay ningún avance durante la interpolación lineal o de arco, por lo que se determina que la causa está en la programación. Después de una inspección cuidadosa del programa de mecanizado, se encontró que la curva está compuesta de muchos segmentos de arco pequeños y durante la programación se utilizó el comando de verificación externa C61 de posicionamiento correcto. Después de cancelar G61 en el programa y usar G64 en su lugar, se elimina el fenómeno de rastreo.

3.5 Método de reemplazo de repuestos

Reemplazar la placa de circuito defectuosa con repuestos en buen estado, es decir, luego de analizar la causa aproximada de la falla, el personal de mantenimiento puede utilizar el circuito impreso de repuesto. Placa, chips o componentes de circuito integrado reemplazan las piezas sospechosas, reduciendo así el alcance de la falla al nivel de la placa de circuito impreso o del chip. Y comience la inicialización correspondiente para poner la máquina herramienta en funcionamiento normal rápidamente.

Para el mantenimiento de los CNC modernos, este método se utiliza cada vez más para el diagnóstico, y luego los módulos dañados se reemplazan con repuestos para que el sistema funcione normalmente. Intente acortar el tiempo de inactividad tanto como sea posible. Al utilizar este método, asegúrese de operar bajo un corte de energía. También verifique cuidadosamente si la versión, el modelo, las diversas marcas y los puentes de la placa de circuito son los mismos. , no se pueden reemplazar. Se deben realizar señales y registros al retirar las suturas.

Por lo general, no reemplace la placa de la CPU, la placa de memoria y la toma de tierra fácilmente, de lo contrario, los parámetros del programa y de la máquina herramienta se pueden perder y la falla puede expandirse.

Ejemplo: una máquina herramienta CNC que utiliza el sistema Siemens SINUMERIK SYSTEM 3. Su PLC es S5-130w/B. Cuando ocurre una falla, los parámetros R ingresados ​​a través de la función de PC del sistema NC no se procesan. El procesamiento funciona y el valor del parámetro R en el programa no se puede cambiar. Mediante el análisis del principio de funcionamiento y el fenómeno de falla del sistema NC, se creyó que había un problema con la placa principal del PLC. Después de cambiarla por la placa principal de otra máquina herramienta, se determinó además que era un problema. con la placa principal del PLC. Después del mantenimiento por parte de un fabricante profesional, se eliminó la falla.

3.6 Método de transposición cruzada

Cuando se encuentra una placa defectuosa o alguien puede determinar si es una placa defectuosa y no hay repuestos, dos placas idénticas o compatibles en el sistema puede ser una inspección de intercambio de placas, como el intercambio de dos placas de comando de coordenadas o placas de servo, para determinar la placa defectuosa o la ubicación de la falla. Se debe prestar especial atención a este método de transposición cruzada, no solo al intercambio correcto del cableado del hardware, sino también al intercambio de una serie de parámetros correspondientes, de lo contrario no solo no se logrará el propósito, sino que se producirán nuevas fallas y causarán. confusión, por lo que se debe considerar cuidadosamente de antemano, diseñar el plan de intercambio de software y hardware y luego verificar si el intercambio es correcto.

Ejemplo: un torno CNC tiene avance normal en la dirección X, pero vibración, ruido fuerte y poca precisión en el avance en la dirección Z. Esto también es cierto cuando se utiliza avance manual y por impulsos. Observe que el brillo y los cambios de las luces indicadoras en cada placa controladora son básicamente normales. Se sospecha que el motor paso a paso del eje Z y su cable tienen un circuito abierto o una falla mecánica del eje Z. Luego, el cable del motor del eje Z se cambió al motor del eje X. El motor del eje X estaba funcionando normalmente, lo que indica que el cable del motor del eje Z era normal. Luego, el cable del motor del eje X se cambió al eje Z. motor, pero la falla persistió. Se puede concluir que el motor del eje Z está defectuoso o una falla mecánica del eje Z. Mida los cables del motor y descubra que una fase está abierta. Reparación de motor paso a paso, resolución de problemas.

3.7 Método de verificación de parámetros

Los parámetros del sistema son la base para determinar las funciones del sistema. Una configuración incorrecta de los parámetros puede causar fallas en el sistema o la invalidación de ciertas funciones. Cuando ocurre una falla, los parámetros del sistema deben verificarse a tiempo. Los parámetros generalmente se almacenan en la memoria de la burbuja o en la RAM CMOS que debe ser mantenida por la batería una vez que la energía de la batería es insuficiente o debido a interferencias externas y otros. factores, los parámetros individuales se pierden o cambian y se produce el caos. La máquina herramienta no puede funcionar normalmente. En este momento, la falla se puede eliminar verificando y corrigiendo los parámetros.

Ejemplo: una fresadora CNC adopta un sistema de ciclo de medición. Esta función requiere una memoria en segundo plano. Durante la depuración, se descubrió que esta función no se puede realizar. La inspección encontró que el bit de datos que determina la existencia de la memoria en segundo plano no está configurado. Después de configurarlo, la función es normal.

Otro ejemplo: el portaherramientas CNC de un torno CNC falla repentinamente y el sistema no puede ejecutarse automáticamente. Cuando se cambia manualmente la herramienta, siempre pasa un tiempo antes de que se pueda volver a cambiar. Luego verifiqué la compensación de la herramienta y otros parámetros, y descubrí que un parámetro P20 que no estaba explicado en el manual cambió a 20. Después de verificar la información relevante, P20 es el parámetro de tiempo de cambio de herramienta posterior a la herramienta, lo borré a cero y el La falla fue eliminada.

A veces, los errores de parámetros y programas del usuario pueden causar tiempo de inactividad. En este caso, la función de autodiagnóstico del programa del sistema se puede utilizar para verificar y corregir todos los errores para garantizar un funcionamiento normal.

3.8 Método de comparación de medidas

Cuando el fabricante del sistema CNC diseña la placa de circuito impreso, para facilitar el ajuste y el mantenimiento, se diseñan unos terminales de detección en la placa de circuito impreso. Al medir el voltaje o la forma de onda de estos terminales de detección, el personal de mantenimiento puede verificar si el estado de funcionamiento de los circuitos relevantes es normal. Sin embargo, antes de utilizar los terminales de detección para realizar mediciones, primero debe familiarizarse con las funciones de estos terminales de detección y el circuito o las relaciones lógicas de las piezas relevantes.

3.9 Método de golpe

Cuando la falla del sistema es a veces normal y a veces anormal, básicamente se puede concluir que el contacto del componente es deficiente o las uniones de soldadura están abiertas cuando se usa el método de golpe. método para verificar, al golpear la pieza defectuosa con soldadura débil o mal contacto, se producirá la falla.

3.10 Método de calentamiento local

Después de un funcionamiento prolongado, los componentes del sistema CNC envejecerán y su rendimiento se deteriorará. Cuando no están completamente dañados, las fallas van y vienen. En este momento, utilice un soldador o un secador de pelo para calentar localmente el componente sospechoso, lo que provocará que la falla se produzca rápidamente. Durante el funcionamiento, preste atención a los parámetros de temperatura de los componentes, etc., y tenga cuidado de no dañar los componentes en buen estado.

3.11 Método de análisis de principios

De acuerdo con el principio de composición del sistema CNC, los niveles lógicos y los parámetros característicos de cada punto, como los valores de voltaje y las formas de onda, pueden ser lógicamente Analizado y medido utilizando instrumentos, analiza y compara para determinar la ubicación de la falla.

Además de los métodos de detección de fallas comúnmente utilizados anteriormente, también se pueden usar el método de enchufar y tirar, el método de polarización de voltaje, el método de detección de bucle abierto, etc. En resumen, de acuerdo con diferentes fenómenos de falla, se pueden aplicar de manera flexible varios métodos y analizarlos de manera integral al mismo tiempo, de modo que el alcance de la falla se pueda reducir gradualmente y la falla se pueda eliminar rápidamente.

4. Puesta en marcha y puesta en servicio después del mantenimiento de máquinas herramienta CNC

Después de la resolución de problemas de las máquinas herramienta, la prueba de encendido generalmente se divide en dos pasos:

4.1 Prueba de estado automática

Bloquee la máquina herramienta, utilice el programa programado para realizar una prueba de funcionamiento en seco, verifique la corrección del programa, luego suelte la máquina herramienta y ajuste el interruptor de anulación de alimentación. cambie el interruptor de anulación rápida y el interruptor de sobreimpulso de velocidad del husillo de varias maneras, para que la máquina herramienta pueda funcionar completamente bajo los diversos cambios de los interruptores anteriores, y luego configure cada interruptor de sobreimpulso al 100% para que la máquina herramienta funcione completamente, y Observe si las condiciones de funcionamiento de toda la máquina son normales.

4.2 Prueba de procesamiento normal

Sujete la pieza de trabajo y procésela de acuerdo con los procedimientos normales. Después del procesamiento, verifique si la precisión del procesamiento de la pieza de trabajo cumple con los requisitos estándar.

5. Mantenimiento y depuración Procesamiento técnico final

Una vez completado el mantenimiento en el sitio, se debe completar cuidadosamente el registro de mantenimiento, se debe enumerar una lista de repuestos necesarios y se debe crear un perfil de usuario. establecido. El tiempo de falla, el fenómeno, los métodos de análisis y diagnóstico y los métodos de solución de problemas deben registrarse en detalle si hay algún problema restante. Esto no solo hará que cada falla esté bien documentada, sino que también permitirá una acumulación continua de experiencia en mantenimiento.