Retrofit Torno FAT -TUR68 CNC // Etapa 2

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.

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%.

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