El equipo de mecanizado CNC es un producto mecatrónico que integra características intensivas en tecnología y conocimiento. Con tecnología avanzada, alta inteligencia y complejos sistemas de control basados en circuitos integrados, estas máquinas son propensas a fallas diversas y complejas durante la operación a largo plazo, lo que dificulta el mantenimiento. Por lo tanto, el diagnóstico y la reparación de fallos son esenciales para garantizar un rendimiento óptimo. Este documento clasifica las fallas de CNC en aquellas con indicaciones de visualización y aquellas sin ellas, analiza casos típicos de la producción real y presenta métodos efectivos de solución de problemas.
Palabras clave —Equipos de mecanizado CNC, diagnóstico de fallas, servoaccionamiento, codificador, sobrecarrera, control de husillo, mantenimiento.
1. Introducción
Los equipos de mecanizado CNC combinan tecnologías mecánicas, eléctricas, de control e informáticas. Debido a su alto nivel de integración y complejidad, las fallas pueden ser causadas por desgaste mecánico, problemas eléctricos o fallas en el sistema de control. Este documento se basa en casos de mantenimiento del mundo real, centrándose en cómo identificar, analizar y resolver fallas de visualización y no visualización en sistemas CNC.
2. Principio de funcionamiento del equipo de mecanizado CNC
Una máquina CNC generalmente consta de los siguientes subsistemas:
- Dispositivo de entrada/salida
- Unidad CNC
- Unidad de servoaccionamiento
- Unidad de control lógico eléctrico
- Unidad de detección de posición
Durante el funcionamiento, las dimensiones de mecanizado y los datos del proceso se programan de acuerdo con los códigos y formatos del sistema, y se transfieren a la unidad CNC a través del dispositivo de E/S. La unidad CNC procesa los datos y envía comandos a la unidad de control lógico eléctrico y a la unidad de servoaccionamiento, que a su vez controlan el movimiento de la máquina para completar el proceso de corte.
La unidad de detección de posición monitorea el movimiento de las piezas móviles y envía retroalimentación en tiempo real a la unidad CNC para un control preciso de circuito semicerrado.
3. Fallas con indicaciones de pantalla
3.1 Fallo del servoaccionamiento
Fenómeno:
Un torno CNC (modelo CKA6136, sistema OTC de FANUC) mostraba alarmas401 "SERVO X AXIS VRDY OFF"y403 "ENLACE DE CC DE BAJO VOLTAJE CNV DEL EJE X"al inicio. No fue posible ningún movimiento.
Análisis:
La alarma 401 indica que no hay señal de servo listo y la alarma 403 indica una caída en el voltaje del enlace de CC. La inspección reveló que faltaba la entrada de CC de 24 V del servoaccionamiento debido a un cable roto en el conector CXA19B, lo que impedía que el contactor KM1 se activara.
Solución:
Volvió a soldar el cable roto. Después de la prueba, las alarmas se borraron y se reanudó el funcionamiento normal.
3.2 Fallo del codificador
Fenómeno:
Un centro de mecanizado (modelo R560, sistema MITSUBISHI 60S) se detuvo repentinamente durante el funcionamiento con alarmasZ70 0001YyS01 PR 0018Y.
Análisis:
Ambas alarmas se relacionaban con el codificador de posición absoluta del servomotor del eje Y. Las comprobaciones eliminaron otras causas, confirmando el daño del codificador.
Solución:
Se ha reemplazado el codificador y se ha recalibrado la posición absoluta del eje Y.
3.3 Fallo de sobrecarrera
Fenómeno:
Alarma activada por un torno CNC (modelo CKE6136, FANUC OTC)506 "EJE X SOBRE RECORRIDO"durante el retorno del punto de referencia.
Análisis:
El interruptor de límite de punto cero estaba contaminado con refrigerante, lo que provocaba una oxidación que retrasaba el cierre de la señal. El CNC no pudo detectar la señal de punto cero antes de alcanzar el límite estricto.
Solución:
Oxidación limpia de los contactos del interruptor.
4. Fallas sin indicaciones de visualización
4.1 Fallo de control de velocidad del husillo
Fenómeno:
Un centro de mecanizado vertical (modelo XH716, Guangtai CNC) no pudo cambiar la velocidad del husillo a pesar de los diferentes comandos S. La velocidad real se mantuvo alrededor de 400 rpm.
Análisis:
La oxidación en las conexiones de los terminales provocó una caída de voltaje en el circuito de control VFD, fijando el voltaje de control de velocidad analógico en ~ 0.8V.
Solución:
Terminales oxidados limpiados y reconectados.
4.2 Fallo de ejecución automática del programa
Fenómeno:
Un torno CNC (modelo CAK6136, FANUC OTD) no podía ejecutar programas automáticos, sin alarmas mostradas.
Análisis:
Los comandos de movimiento de avance (G01, G02, G03) fallaron debido a la falta de retroalimentación de velocidad del husillo. El codificador del husillo se encontró defectuoso.
Solución:
Encoder de husillo reemplazado, restaurando el funcionamiento normal.
5. Conclusión
Maximizar la eficiencia de la máquina CNC requiere más que optimizar los programas de mecanizado, también depende de minimizar las tasas de fallas y los tiempos de reparación. Un mantenimiento eficaz exige tanto conocimientos teóricos como experiencia práctica.
Un enfoque sistemático de resolución de problemas:observar, indagar, analizar y luego actuar—es esencial. Al clasificar las fallas y comprender sus mecanismos como se muestra en estos estudios de caso, los ingenieros de mantenimiento pueden mejorar significativamente la eficiencia de la reparación y mantener el equipo CNC funcionando al máximo.
📌Nota para el diseño:
- InsertarFigura 1-3en los puntos apropiados (cableado del servoaccionamiento, conexión del codificador, esquema de control VFD).
- Utilice el formato de tabla para el resumen "Falla-Causa-Solución" para una referencia rápida.
- Garantice una terminología coherente en los subtítulos y las etiquetas.
