Retrofit Torno FAT -TUR68 CNC // Etapa 1

Retrofit torno FAT TURN68 CNC // ETAPA 1

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El siguiente desarrollo y serie de mejoras se realizaron a un torno CNC de la marca FAT.

Características:

Marca: FAT WROCLAW S. A.

Modelo: TUR68 CNC

Año de manufactura:1993

Control: FANUC OTE - A2

Después de realizar las adaptaciones eléctricas y de montaje del torno iniciamos con pruebas de programación para la puesta en marcha del equipo.

Tras transcurrir meses. Una rebaba ocasiono un corto circuito en el motor principal del torno, la cual trajo consecuencias a su drive. Esta falla provoco la desconfiguración del equipo y que se quemaran un par de transistores de potencia. El elevado costo de las refacciones y no contar con el manual del drive, para cargar de nuevo los parámetros, se tomo la decisión de remplazar el equipo.

Posteriormente, al cambio del drive, el descuido de no verificar el estado de las baterías, que requiere el control para mantener memorizados los parámetros y programación ladder, tuvimos la consecuencia de perder la configuración del control.

Dada esta serie de averías que reflejarían un elevado costo para rehabilitar la maquina con el control original, sin garantía de una operación correcta. Proyectamos alternativas en las cuales nosotros mismos armáramos un control para rehabilitar la maquina CNC.

Etapa propuesta 

Teniendo como punto de partida la experiencia del primer proyecto y una colaboración mas, en el  conversiones de convencional/CNC. Se realizo una propuesta integrando partes similares a los proyecto anteriores. A diferencia del primer proyecto decidimos usar servomotores para mejorar la precisión de los movimientos y alcanzar la potencia que proporcionaban los servomotores originales.

Accesorios y partes:

• Pc de escritorio: Tarjeta madre, fuente de alimentación, teclado, mouse y monitor
• Software MACH3
• Tarjeta de control USB AKZ250
• Servomotor EMERSON (3.6Kw/9.4lb-in)
• Servodrive EMERSON
• fuente 24 vcd
• Relevador de control: 8 Pines, 24vcd
• Botón tipo hongo (Paro de emergencia)
• Botones N.O 
• Blocks de conexcion
• Cable multiconductor de 4 y 6 hilos

Otro punto importante en este proyecto fue determinar los accesorios originales que permanecen para adaptar a la propuestas de accesorios a integrar. Una gran ventaja que presentan este tipo de tarjetas de control y su configuración a través de mach3, es lo simple de establecer los parámetros de accesorios "hardware".  Esto ultimo nos permite adaptar los limit switch, el control de los contactores (Bomba de refrigerante, bomba de lubricación, ventiladores, lamparas, etc).

En mecánica se decidió emplear los sistemas de transmisión originales, husillos de bola originales. Transmitir el movimiento de los ejes a través de poleas dentadas y bandas. Adaptando las poleas originales a las flechas de los nuevos servomotores.

En relación a esto ultimo es importante considerar la orientación y posición de los servomores originales, para la adaptación de los servomotores nuevos. Con ello considerando, como base, el diseño y dimensiones de las monturas.

Etapa de diseño y desarrollo 

Creamos una propuesta para la adaptación de los accesorios. Adaptando la mayoría de las partes de las computadora, tarjeta de control, fuente de alimentación y blocks de conexión, sobre una placa. que posteriormente se adaptaría en el lugar de los accesorios originales.

La siguiente etapa considerada en el diseños, son las partes mecánicas, las adaptaciones que permitirán integrar los nuevos accesorios. La adaptación de los servomotores, el punto de partida para esta etapa. Retirar las partes originales y determinar los factores principales tales como; posición original, distancia entre centros en la polea, modificaciones necesarias sobre la maquina, etc.

En este caso en particular recabando información necesaria diseñamos y producimos las piezas necesarias.

Las piezas producidas para la adaptación del eje X (transversal)

Las piezas producidas para la adaptación del eje Z (longitudinal)

Etapa de pruebas

Posterior a la producción de los diseños de piezas, comenzamos con la etapa de configuración de los parámetros de MACH3, necesarios para la adaptación de accesorios: limit switch, servomotores, motor principal (spindle) y diferentes accesorios. Así como también las unidades de trabajo de la maquina, las teclas del teclado que podemos emplear como "joystick" para realizar movimientos en de forma manual. (Entre otras, especificadas en el manual de MACH3)

Previo de comenzar la sustitución del partes y accesorios para realizar el retrofit completo, se realizaron pruebas previas. Adaptando los servomotores nuevos e interconectando los circuitos de control necesarios. Sin retirar ninguna parte del control original dentro del gabinete. (Vídeo)

Etapa de conversión 

Conforme los resultados de las pruebas reflejaron que el desarrollo de las etapas anteriores era viable realizar la actualización (retrofit). Se comenzó a retirar partes originales y proseguir con la adaptación del resto de los nuevos accesorios. Previo, en la etapa de propuesta, se había determinado los accesorios y cableado que se adaptarían al nuevo control. Una actividad extra, que envuelve todo este proceso, es la ubicación del monitor, botones, teclado y mouse, la cual se decidió ubicar en la misma posición en la que se encontraba la pantalla y el panel de control del equipo original. 

La ubicación de la nueva placa de control y servodrives, fue aprovechando los espacios que se generaron al retirar los accesorios originales. A la par de esta acción se comenzaron a retirar los los conductores del control original, para ser remplazados por los multiconductores que requerían nuestra propuesta.

Puesto que el control original tiene retrolimentación entre el control y los accesorios, provee de diferentes relevadores de control que ayudan como transductor entre diferentes tipo de señales (voltajes). Esto por la interconexion que existe entre diferentes accesorios.

De esta misma manera se mantiene en retroalimentación el estado de diferentes accesorios y acciones.

• Sensores (Presion, temperatura, nivel,etc).
• Switch de control (Botones, limit switch, switch de guardas, switch de puertas gabinete, etc).
• Activación y desactivación de accesorios.

Ejemplo: El botón de paro de emergencia al ser presionado, la tarjeta de control interpreta esta acción en un pulso eléctrico de 24vcd que indica al control detener cualquier acción que este efectuando en ese momento. El proceso depende de la señal que envía la tarjeta de control, en su etapa de salida. Este pulso es el encargado del control (activar/desactivar) de un relevador (RC), que a su vez, es el control "maestro" del resto de relevadores de control o contactores que controlan los accesorios y equipos.

Por la simple configuración que requiere MACH3 podemos hacer mas simple toda esta configuración para la retroalimentación y control de accesorios. Haciendo al gabinete de control mas simple y con menos componentes.

Puesta a punto 

Por ultimo en esta etapa se consideran lo últimos detalles para realizar las primeras pruebas. Estas pruebas se realizan integrando todos los elementos originales y los que agregamos para la actualización (retrofit). Estas pruebas se realizan empleando MACH3; pantalla de "Modo manual" y pantalla de "Diagnostico".

Pruebas:

• Comprobación de botones
• Comprobación de limitswitch
• Precisión de movimientos 

Las primeras dos pruebas se realizan en la pantalla de "Diagnostico". En esta pantalla tenemos una interfaz visual que a través de LED´s virtuales nos permite identificar y comprobar el estado de los botones y switchs. Ya ubicados en esta pantalla, podemos activar de forma manual los accesorios los cuales al hacer su cambio de estado visualizaremos como prenden y apagan los LED´s.

Por ultimo la prueba para determinar la precisión de los movimientos se hace empleando la pantalla de "Modo manual". Podemos hacer movimientos libres empleando las teclas del teclado, flechas, que configuramos para hacer movimientos de forma manual. Otra manera de realizar movimientos es introduciendo linea de programación en las que definimos distancias especificas. 

Ejemplo de linea de programación: 

G01 Z-1.000 F0.2

G01 = Avance lineal de la herramienta o Eje, con una velocidad de avance definida.

Z-1.000 = 1 pulgada de desplazamiento, " - " Define la dirección del movimiento  

F0.2= Velocidad del avance, 0.200 in/min

Introduciendo una linea de programación, como la que se muestra en el ejemplo, en el modo manual obtendremos un movimiento de 1 pulgada en dirección " - " a una velocidad de 0.200 in/min. Empleando un indicador de caratula podemos sensar si este movimiento cumple la condición de la linea y así interpretar si la configuración de los servomotores en MACH3 y los ajustes mecánicos son correctos. Esta prueba se puede realizar en ambos ejes. 

Es importante interpretar si la maquina tiene repetitividad y precisión en cada movimiento.
(Vídeo)

Al finalizar las diferentes pruebas realizadas y haber corroborado que la maquina realiza las operaciones y movimientos de una forma correcta. Por ultimo ya se puede a llevar a cabo el maquinado completo de una pieza y con ello podemos dar con visto bueno y dar por finalizada la actualización (retrofit).

Para finalizar esta publicación comparto el enlace de un vídeo en el cual integro pruebas de los movimientos en los ejes, el primer maquinado que se realizo y un vídeo en el cual se muestra el proceso de la prueba de movimiento apoyado con un indicador de caratula. Este ultimo vídeo fue grabado en la puesta a punto de otro proyecto realizado por nosotros.

Muchas gracias por dar un tiempo de ver esta ultima publicación, como se menciono en el post de presentación las primeras publicaciones tienen el propósito de compartir algunos proyectos en los que he colaborado. Seguiré trabajando para publicar mas contenido y en el agregar mas bases para hacer mas simples este tipo de publicaciones. En comentarios pueden hacer preguntas sobre algún tema de esta publicación para poder compartir y así también aclarar algunos detalles que no fueron explicados al 100%.

Gracias por su visita al Blog.