Retrofit Torno FAT – TURN68 CNC // Etapa 2
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La segunda y ultima entrega relacionada al Torno CNC TURN68 de la marca
FAT.
En esta ocasión comparto con ustedes el proceso que llevamos a cabo para
la última actualización que realizamos sobre este equipo.
En este desarrollo se proyectan diferentes puntos de vista a los
intereses que envuelven la toma de decisión sobre actualizar o rehabilitar un
equipo de control numérico. Brindar un enfoque de la vialidad económica y
valor operacional sobre un equipo de este tipo.
Según sea el caso es el impacto económico en gastos que el proyecto
puede requerir, sea por actualización o rehabilitación. En mi punto de vista al
realizar una rehabilitación completa de un equipo CNC los gastos pueden llegar
a ser muy elevados tratándose de un equipo antiguo o prácticamente obsoleto,
que en ambos casos se pueden alcanzar resultados óptimos.
Es muy recomendable que al comenzar a recaudar información sobre los controles
CNC que se encuentran en el mercado se tenga en cuenta las características
actuales con las que cuenta el equipo a actualizar o rehabilitar. Esto con el
fin de encontrar la mejor opción que se adapte a nuestras necesidades.
Algunos de los datos y características a considerar son:
- Voltaje de
alimentación
- Motor
principal (placa del motor/características)
- Drive
principal (Manuales de operación y programación)
- Servomotores
y servodrive (Manuales de operación y programación)
- Husillos
(Diámetro del husillo, hpp)
- Sistemas
de transmisión (Tipo de transmisión: Poleas, bandas, Bujes, etc. Relación entre
ellas).
- Diagramas
del sistema eléctrico (potencia y control)
- Diagramas y manuales del control CNC actual
En el mercado actual podemos encontrar diferentes alternativas de controles
CNC que ofrecen características favorables para realizar una actualización
o rehabilitación de un quipo CNC.
- Equipos y
accesorios compactos
- Fácil
montaje
- Circuitos
eléctricos sencillos
- Operación
y programación similares a los controles CNC de marcas lideres
Para brindar el enfoque deseado abordaremos por separado los conceptos
que se deben considerar o por lo menos los que recomiendo para hacer un
análisis para el desarrollo de un proyecto de este tipo.
Sistema
mecánico: Por lo general requiere
de remplazo de muchas piezas. Fabricación y adaptaciones para las piezas nuevas.
La adaptación de husillos nuevos y sistemas de transmisión, por tomar solo un
par de ejemplos.
Sistema de
transmisión: El sistema encargado
de transmitir los movimientos a los ejes generalmente es a través de bujes que
proporcionan relaciones 1/1, directo de la flecha del servomotor al husillo. O
a través de poleas y bandas obteniendo diferentes relaciones que dependerán del
tipo de polea y bandas que se habiliten, en este último ejemplo se de
considerar que la relación puede beneficiar o afectar a la potencia que transmite
en los movimientos.
Generalmente los servomotores de equipos antiguos no cuentan con las
características para adaptar a controles CNC actuales, por los tipos de
modo de operación para los que están diseñados o sus variaciones en circuitos eléctricos.
Otro punto importante es considerar es la potencia que otorgan, que
generalmente, son menores a los equipos que se encuentran en el mercado
actualmente.
Un ejemplo de estos dos primeros puntos es el proceso de adaptación de
servomotores y poleas de transmisión en la primera etapa de este proyecto.
Sistemas
eléctricos: Este punto depende
mucho del estado físico y operacional de los circuitos y de los accesorios de
potencia y control del equipo a rehabilitar. Para esto algo muy importante a
considerar es la compatibilidad que existe entre los accesorios originales y
los que requiere el control CNC que se instalara. Ejemplo de esto es
voltaje que brinda el control CNC en su etapa de salida (O) para la
activación de accesorios. Si el control eléctrico es a través de relevadores de
control, a los cuales envía pulsos para controlar, los valores de voltaje y
corriente de la bobina deben coincidir con los que proporciona el control
CNC para la correcta operación de los relevadores. Mismo caso en la etapa
de entrada (I). Los switchs, botones y sensores deben coincidir con los valores
que especifica el control CNC.
En la mayoría de los casos de rehabilitación de equipos en sus circuitos
de control y potencia solo es necesario remplazar o integrar relevadores de
control que hagan la función de transductores entre los valores necesarios para
la correcta operación.
Nota: Estos valores que soporta y proporciona un control CNC
existen valores máximos para el correcto funcionamiento. Contrario a que los
valores de operación no coincidan es completamente necesario diseñar y
habilitar nuevos circuitos de control y potencia. También es muy recomendable
hacer una readaptación completa si los accesorios muestras deterioro o existen
alternativas para mejorar su operación.
Desarrollo Torno FAT – TURN68 CNC
Esta nueva actualización para nuestro torno CNC inicialmente parte por
un mantenimiento correctivo a unos de nuestros servodrives, el cual presento
una falla por sobrecalentamiento ocasionada por un prolongado tiempo de
operación y las condiciones climáticas de donde estamos ubicados. Después de
verificar el resto de la maquina y descartar la existencia de otra falla
comenzamos a buscar alternativas para hacer el remplazo del equipo dañado. Dado
que el modelo del servodrive esta descontinuado sus refacciones son difíciles
de conseguir. Una reparación al equipo representaba un costo elevado,
aproximado al costo de un servopack nuevo (servodrive y servomotor). Optamos
por buscar la mejor alternativa para realizar el remplazo.
En el proceso de búsqueda encontramos diferentes alternativas de controles
CNC que ofrecen mejores beneficios y rendimiento en comparación al control
que habíamos habilitado anteriormente.
Un torno CNC nuevo con las características de operación que requerimos
para nuestro trabajo representaba un elevado gasto para adquirirlo. Partiendo
del hecho que requeríamos el remplazo de uno de los servodrive y las
alternativas de controles CNC que encontramos optamos por realizar una
nueva actualización para mejorar la operación, rendimiento, calidad de
maquinado y aspecto de la máquina.
El control CNC que elegimos para nuestra actualización ofrece una
fácil adaptación a los equipos al que se desee montar. Es un sistema integral
que incluye un marco con pantalla y teclado de operaciones, un tablero de
botones de operación de funciones, handwheel de posicionamiento, tarjeta de
entradas/salidas, cableado. Los manuales
ofrecen toda la información necesaria para la configuración de parámetros,
montaje, cableado.
Otro punto importante, razón por la cual elegimos este control CNC, Nos permite compatibilidad para la operación de los servopacks EMERSON y DORNA. Ya que el control de salidas hacia los drivers son a través de señales de pulso y dirección.
Las alternativas que encontramos para la sustitución del servodrive;
optamos por un servopack de la marca DORNA. Este equipo, a diferencia del
equipo emerson, otorga las mismas características del servomotor original
(FANUC). Teniendo como beneficio utilizar la banda y poleas originales,
recuperando la configuración original de la relación que aplica la transmisión
para el eje transversal (X).
A diferencia de la labor realizada en la primera etapa de la
actualización de este equipo. Buscamos realizar una mejor estructura y
ubicación de los accesorios. También mejorar el cableado eléctrico para
facilitar el mantenimiento del equipo, con una distribución más lógica y
profesional a la que se había adaptado en la primera etapa.
Para cumplir con lo anterior optamos por adaptar 4 placas para
distribuir las “etapas y funciones” en las que se divide el funcionamiento del
equipo.
- Potencia:
Accesorios y partes relacionadas con la entrada del voltaje de alimentación
- Control:
Accesorio y partes relacionadas con los requerimientos que monitorean y
controlan las funciones del equipo
- Servocontrol:
Accesorios y partes que conjugan el funcionamiento de los Servodrives (Voltaje
de alimentación y señales de control)
- Drive
principal: Accesorios y partes que conjugan el funcionamiento del Drive
principal y el motor (Voltaje de alimentación, señales de control y control de
activación del motor principal)
Al realizar el desarrollo del proyecto se opto por realizar una
configuración sencilla que solo integre los elementos necesarios para las
operaciones y funcionamiento que requerimos. Con ellos se optó por retirar
todas las partes y accesorios que no serán útiles con la nueva actualización.
Potencia: En la placa correspondiente a la alimentación
de voltaje se integraron únicamente los elementos para distribuir el voltaje de
alimentación al resto de las placas. Esto a través de interruptores
termomagnéticos; dirigidos a la placa de control, placa de servocontrol, placa
de drive principal y a los ventiladores del gabinete.
Placa de
control: En esta placa se
concentraron los accesorios y partes correspondientes únicamente a la etapa de
control.
- Bloques de
conexión
- Tarjeta de
I/O del control CNC
- Fuente de
24vcd
- Relevadores de control, bobina 24vcd
Se habilitaron dos bloques de conexión con “clemas”. El primero de ellos
concentra el voltaje de alimentación (3 fases, 1 neutro) que se distribuye para
la activación de la fuente de 24vcd y la etapa de salida de la tarjeta I/O del control
CNC. Una fuente de 24vcd interconectada a la etapa de entradas de la
tarjeta I/O del control CNC. Un grupo de relevadores de control que son
controlados por la etapa de salidas de la tarjeta I/O del control CNC, estos
se encargan del control de la bomba de refrigerante, bomba de lubricación y un
pulso de activación dirigido al drive principal. Concentrado todo el cableado
en una canaleta ranurada, que facilita su distribución.
Placa
servocontrol: En esta placa se ubicación
los servodrives, con la ubicación y orientación correcta que remiendan los
fabricantes. Integrando también un grupo de interruptores termomagnéticos que
se encargan de la alimentación de los servodrives. Y un block de conexiones
para establecer la interconexión necesaria entre los pulsos de control de los
servodrives y el control CNC.
Placa drive
principal: En esta ultima placa
solo se mejoró la distribución del cableado de control. Esto por la limitante
del cableado original que restringe la reubicación de las partes.
Correspondiente a la parte donde se ubica la etapa de potencia, que
contiene los guardamotores y contactores únicamente se simplifico retirando el
resto de los relevadores de control que dejaron de ser necesarios por las
nuevas modificaciones. Simplificando la distribución y remplazando conductores
que mostraban deterioro.
Por ultimo el resto de las modificaciones se concentraron en el montaje
de la pantalla, que fue ubicada en el espacio donde se encontraba la pantalla
original. Y el montaje del servomotor nuevo correspondiente al eje transversal
(X). Al compartir similitud de geometría con el servomotor original únicamente
se modificaron los diámetros para la tornillería de sujeción. Y la ranuras de
las correderas para el ajuste de tensión de la banda.
Puesta a punto y pruebas
Como etapa final solo quedo la etapa de puesta a punto y pruebas. A
semejanza de los proyectos anteriores; tras a haber realizado la configuración y
ajuste sobre un parámetro de relación de giro que requiere un parámetro del control
CNC, realizamos pruebas de movimientos sobre los ejes se obtuvo una
correcta operación. Esto último apoyados
de instrumentos de medición, indicador de caratula. Las pruebas reflejaron una buena
repetibilidad y precisión en los movimientos indicados desde el modo MDI del control
CNC.
Desde mi punto de vista es viable la actualización y rehabilitación de
equipos CNC. Esto sustentado tras a haber hecho un análisis de todo lo que
requiere una maquina para mejorar su estado y recuperar buena parte de su
capacidad original. Si un equipo muestra bastante deterioro en las partes
principales (En caso de un torno; bancada, husillos, tuercas de arrastre, motor
principal y sistema eléctrico) y no se pueden aprovechar la mayoría de sus
partes deja de ser viable, porque los costos de inversión para adquirir partes
nuevas, fabricación de accesorios y mano de obra son muy elevados.
Por último, por las experiencias que he tenido con el grupo de trabajo
al que pertenezco. Es posible actualizar, rehabilitar e incluso hacer una
conversión a una maquina herramienta.
Es necesario tener una buena noción de diferentes áreas (Mecánica, Electricidad, electrónica, programación, automatización, entre otras) pero con un equipo de trabajo bien organizado se pueden alcanzar los objetivos, sin necesidad de tener la suficiente experiencia en este tipo de proyectos.
Es necesario tener una buena noción de diferentes áreas (Mecánica, Electricidad, electrónica, programación, automatización, entre otras) pero con un equipo de trabajo bien organizado se pueden alcanzar los objetivos, sin necesidad de tener la suficiente experiencia en este tipo de proyectos.
Muchas gracias por dar visitar esta última publicación, como se mencionó
en el post de presentación las primeras publicaciones tienen el propósito de
compartir algunos proyectos en los que he colaborado. Seguiré trabajando para
publicar contenidos diferentes de 4 temas en particular: Diseño, electricidad,
maquinas herramientas y automatización.
En comentarios pueden hacer preguntas sobre algún tema o punto de esta
publicación para poder abundar y así también aclarar algunos detalles que no
fueron explicados al 100%.
