Experiência e práticas em gestão e manutenção de equipamentos CNC para perfuração de furos profundos

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I. Gestão de equipamentos CNC 1. Modelo de gestão de equipamentos CNC O uso dos equipamentos CNC afeta diretamente a eficiência produtiva e os resultados econômicos da empresa. Já o método de gestão determina diretamente como esses equipamentos são utilizados. Portanto, a gestão dos equipamentos CNC é extremamente importante. No início do uso dos equipamentos CNC, como havia poucos deles, de tipos únicos, e estavam concentrados em uma ou duas unidades, as respectivas unidades desenvolveram um modelo de gestão fechado, que combinava a gestão, o uso e a manutenção desses equipamentos. Com o desenvolvimento da produção, cada vez mais equipamentos passaram a utilizar tecnologia numérica de controle, o que torna difícil concentrar esses equipamentos em uma única unidade. Muitas oficinas de produção agora possuem equipamentos com controle numérico. Portanto, o modelo de gestão mencionado acima torna-se difícil de ser aplicado. Se for adotado o modelo acima, cada unidade terá que criar suas próprias estruturas e equipes de manutenção, o que certamente causará um enorme desperdício de recursos humanos, materiais e financeiros. Além disso, as condições reais não permitem isso. Portanto, atualmente adotamos um modelo de gestão moderno no qual o uso de equipamentos CNC e os processos relacionados a eles são de responsabilidade das oficinas, enquanto a gestão e a manutenção ficam a cargo do departamento de manutenção mecânica. 2. A gestão básica e a gestão técnica dos equipamentos CNC são importantes para as empresas. Ter máquinas-ferramenta CNC representa uma demonstração da força da empresa. Utilizar esses equipamentos da melhor maneira possível é muito benéfico para a eficiência empresarial. As empresas não podem se preocupar apenas com a utilização e o funcionamento ideal dos equipamentos; também devem dar importância à sua manutenção e reparo. Este é o “precursor” da produção empresarial, sendo um fator crucial que determina se os equipamentos CNC conseguirão operar de forma contínua e estável a longo prazo. Para manter os equipamentos em boas condições técnicas e permitir que eles funcionem da melhor maneira possível, focamos nos seguintes aspectos na gestão básica e técnica dos equipamentos: ① Criar departamentos especializados para a manutenção dos equipamentos CNC, responsáveis pela gestão e reparo de todos os equipamentos desse tipo na fábrica. Eles são compostos por técnicos experientes, com grande conhecimento técnico, responsabilidade e habilidades práticas para operar moinhos mecânicos, além de engenheiros elétricos. A unidade que utiliza os equipamentos designa um técnico de manutenção de equipamentos CNC, responsável exclusivamente pela manutenção diária desses equipamentos. ②É necessário estabelecer e aperfeiçoar regras e regulamentos que levem em consideração as características das máquinas CNC. Assim, podem ser criados sistemas de gestão adequados, como normas de gestão para equipamentos CNC, procedimentos de operação segura desses equipamentos, instruções para seu uso, sistemas de manutenção, métodos técnicos de gestão dos equipamentos CNC, procedimentos de manutenção preventiva, além das responsabilidades dos técnicos responsáveis pela manutenção elétrica e mecânica dos equipamentos. Dessa forma, a gestão dos equipamentos se torna mais padronizada e sistemática. ③É necessário criar arquivos de manutenção completos. Devem-se elaborar arquivos de manutenção para os equipamentos CNC, bem como registros de troca de turnos. É preciso registrar detalhadamente o funcionamento e as falhas dos equipamentos CNC. Em particular, devem-se anotar e arquivar informações sobre o momento em que ocorreram as falhas, a localização, as causas, os métodos de solução e o processo de resolução. Isso servirá de referência para futuras operações e atividades de manutenção. ④Criar um banco de dados básico de informações de gestão. Criar um banco de dados de informações sobre equipamentos CNC, descrevendo detalhadamente as características básicas desses equipamentos, fornecendo dados fundamentais sobre suas capacidades. Isso servirá como referência para a gestão, aplicação, processamento de produtos, ajuste e manutenção dos equipamentos CNC no futuro. ⑤Para garantir a qualidade dos novos equipamentos, reforçamos os trabalhos de instalação, ajuste e aceitação dos mesmos. Em particular, no que diz respeito à aceitação dos equipamentos, estabelecemos medidas rigorosas de controle, verificando item por item de acordo com o contrato, o protocolo técnico, as normas internacionais e nacionais aplicáveis, bem como os itens previstos no plano de aceitação. Os itens de verificação incluem: a inspeção preliminar na saída da fábrica (verificação da qualidade durante a montagem na fábrica), a inspeção da embalagem antes de abrir o equipamento, e a verificação da aparência e quantidade das peças após a abertura. Além disso, é necessário verificar cuidadosamente todos os documentos que acompanham o equipamento, como manuais de uso, manuais de manutenção, instruções de acessórios, software do sistema e seus respectivos manuais. É importante fazer backup do software do sistema, em especial. Dessa forma, isso facilita o desenvolvimento de funcionalidades adicionais para os equipamentos no futuro, bem como a manutenção e reparo das máquinas-ferramenta. Após a conclusão do ajuste da máquina-ferramenta, os parâmetros da mesma são transmitidos via interface RS232 como backup. Para evitar a perda dos arquivos da máquina-ferramenta (parâmetros). Após a instalação e ajustes, devem ser realizadas as seguintes verificações: precisão geométrica, precisão de posicionamento e precisão de reposicionamento, funcionalidades de controle numérico, segurança e nível de ruído, padrões de usinagem, peças específicas solicitadas pelo cliente, potência de corte da máquina-ferramenta e confiabilidade da mesma. Durante a inspeção de aceitação, as reclamações relativas à qualidade devem ser fundamentadas em fatos concretos. É necessário verificar com rigor os indicadores relacionados ao desempenho e à precisão importantes das máquinas-ferramenta. Por exemplo, nossa fábrica adquiriu um centro de usinagem alemão. Ao verificar sua precisão, constatou-se que a precisão de posicionamento em todas as cinco coordenadas estava fora dos limites permitidos. Ao analisar o programa do sistema NC da máquina, descobriu-se que ela não havia sido calibrada para corrigir os erros de precisão de posicionamento desde a saída da fábrica. Diante desses fatos, o fabricante não teve como negar. Somente depois que eles enviaram pessoas duas vezes é que a precisão das coordenadas foi ajustada e corrigida até atingir os padrões exigidos. ⑥É necessário fortalecer a equipe de manutenção. Os equipamentos CNC são produtos de alta tecnologia que combinam elementos elétricos, hidráulicos (ou pneumáticos) e ópticos. Eles exigem um alto nível de conhecimento técnico, além de serem difíceis de operar e manter. Portanto, é necessário formar uma equipe de manutenção altamente qualificada para atender às necessidades de reparo dos equipamentos. Adotamos diversas formas de treinamento. A primeira delas é utilizar a instalação e o ajuste dos equipamentos, permitindo que os fabricantes ofereçam treinamento presencial para os operadores, técnicos de manutenção e pessoal de gestão. A segunda forma é levar as pessoas para fora ou trazer especialistas para dentro da empresa, com o objetivo de aprender, fazer visitas técnicas e praticar. A terceira forma é utilizar cursos internos para treinar os funcionários, de modo que eles possam dominar rapidamente as técnicas de operação e manutenção dos equipamentos. ⑦A criação de uma rede de colaboração entre equipamentos CNC é necessária, pois esses equipamentos são muito variados, e seus componentes hardware e software não são sempre compatíveis. Isso acaba causando muitas dificuldades no processo de manutenção. Para isso, estabelecemos relações amigáveis com unidades que utilizam equipamentos CNC do mesmo tipo. Trocamos regularmente experiências relacionadas à gestão e manutenção, além de compartilhar informações. Isso contribuiu para melhorar o uso das máquinas CNC. II. Manutenção preventiva de equipamentos CNC Como o próprio nome indica, a manutenção preventiva consiste em eliminar, antes que ocorram, os fatores que possam causar falhas no equipamento e que sejam difíceis de resolver após a ocorrência da falha. Em geral, deve incluir: a seleção do equipamento, o uso correto do equipamento e as inspeções periódicas durante sua operação. ①Do ponto de vista da manutenção, na seleção de equipamentos CNC, além dos parâmetros relacionados à disponibilidade do equipamento, os parâmetros relacionados à sua capacidade de manutenção devem incluir: o nível de sofisticação do equipamento, sua confiabilidade e os indicadores técnicos relacionados à sua capacidade de manutenção. A modernidade refere-se ao nível tecnológico que os equipamentos devem possuir, de acordo com o desenvolvimento da época. A confiabilidade diz respeito ao tempo médio sem falhas e à taxa média de falhas dos equipamentos. Além disso, é importante que o sistema de controle passe por avaliações de qualidade realizadas por instituições autorizadas. A facilidade de manutenção refere-se à facilidade com que o equipamento pode ser consertado, à disponibilidade de peças de reposição no mercado, à existência de documentação técnica adequada para as reparações, além de um bom serviço pós-venda e competências técnicas para a manutenção. Por fim, é importante que a relação entre o desempenho do equipamento e seu preço seja razoável. Aqui, é preciso prestar especial atenção à integridade dos desenhos técnicos, ao disco de backup do sistema, ao software de programação do PLC, ao software de transmissão do sistema, aos meios de transmissão, às senhas de operação, etc. Nenhum deles pode faltar. O treinamento técnico para os usuários não pode ser algo superficial; tudo isso deve ser especificado no contrato de compra e implementado com seriedade. Caso contrário, isso causará problemas no futuro. Além disso, a menos que haja circunstâncias especiais, tente utilizar o mesmo sistema numérico controlado da mesma série, assim, no que diz respeito a peças de reposição, planos e documentação. Programação e operação têm vantagens, além de serem úteis para a gestão e manutenção dos equipamentos. ②A utilização correta dos equipamentos é fundamental para reduzir falhas e prolongar a vida útil dos mesmos. Isso ocupa um papel muito importante na manutenção preventiva. De acordo com as estatísticas, um terço dos problemas é causado por fatores humanos. Além disso, a manutenção geral (como lubrificação, limpeza e inspeções) é realizada pelos operadores. A solução é enfatizar a importância da gestão, uso e manutenção dos equipamentos, além de fortalecer a formação técnica dos operadores, para que eles possam dominar rapidamente as funcionalidades das máquinas. É também necessário seguir rigorosamente as instruções de operação e manutenção dos equipamentos, a fim de garantir que eles funcionem em condições adequadas. ③É necessário manter inspeções periódicas durante a operação dos equipamentos. Devido às características de avanço, complexidade e alto nível de inteligência dos equipamentos controlados numericamente, sua manutenção e conservação são muito mais complexas e exigentes do que nos equipamentos comuns. Os técnicos de manutenção devem realizar inspeções regulares, como verificar o funcionamento dos exaustores do sistema CNC, se os gabinetes e motores estão superaquecidos, se há sons ou odores anormais, se os indicadores de pressão estão dentro dos limites normais, se existem vazamentos nos tubos e conexões, e se a lubrificação está em boas condições. Dessa forma, é possível prevenir falhas e acidentes. Se alguma anormalidade for detectada, ela deve ser resolvida imediatamente. Assim, é possível evitar que as falhas se desenvolvam, reduzindo assim todas as perdas evitáveis. III. Exemplos de manutenção de equipamentos CNC 1. Diagnóstico de falhas no sistema CNC Geralmente, os sistemas CNC possuem um sistema de autodiagnóstico bastante completo. Seja no caso dos sistemas Fanuc ou Siemens, é possível realizar um autodiagnóstico limitado do próprio sistema ou das suas interfaces, tanto durante a inicialização após a ligação da energia quanto durante o funcionamento do sistema. Os técnicos de manutenção devem estar familiarizados com as diversas informações de alarme do autodiagnóstico do sistema. Realize uma análise de acordo com as instruções para determinar o escopo da falha. Localizar os componentes com defeito: em sistemas CNC importados, geralmente é possível localizá-los apenas no nível da placa. ②Falhas de software no sistema de controle numérico. Falhas de software no sistema de controle numérico referem-se ao software do sistema de controle e aos programas PLC. Alguns sistemas os armazenam em EPROMs, inseridos na placa-mãe, enquanto outros ficam armazenados no disco rígido. Assim que surgirem problemas nesses softwares, o sistema sofrerá confusão total ou parcial. Quando for confirmado que se trata de um defeito no software, deve-se usar um software alternativo ou uma EPROM de reserva, e realizar um teste de funcionamento após a inicialização, seguindo rigorosamente as instruções. Geralmente, não é difícil recuperar esses tipos de falhas, desde que haja arquivos de backup. A dificuldade reside no fato de que os softwares de backup serem incompletos, ou de não haver equipamentos de transmissão adequados, além de senhas de segurança definidas nos procedimentos de operação dos fabricantes, o que impede a recuperação dos dados. ③Utilizar programas PLC para identificar falhas na interface entre a máquina-ferramenta e o sistema CNC. Atualmente, os sistemas de controle CNC possuem controladores PLC, sendo que, na maioria dos casos, trata-se de controladores PLC integrados. Os técnicos de manutenção devem analisar os componentes eletrônicos de controle da máquina-ferramenta com base no diagrama em forma de escada, podendo assim visualizar, de maneira intuitiva, o status de entrada/saída do sistema CNC na tela CRT. Por meio da análise lógica do programa PLC, é possível identificar facilmente a localização do problema. Como a página de autodiagnóstico no sistema FANUC One OT, e as instruções T no sistema FANUC One 7M. 2. Passos para a resolução de problemas: ① Pergunte ao operador qual foi a causa do problema. Quando um problema ocorre, os técnicos de manutenção geralmente não devem agir às pressas. É necessário perguntar com cuidado em que estado estava a máquina no momento do problema, quais foram as suas manifestações, quais foram as consequências e se foi um erro de operação. Se o problema pode se repetir, etc. ②A inspeção da superfície e do fornecimento de energia básico visa verificar se há algum problema no equipamento, como travamentos mecânicos na esteira transportadora, motores danificados ou fusíveis queimados. Primeiro, verifique se a fonte de alimentação AC/DC está funcionando normalmente, para limitar o escopo da falha tanto quanto possível. ③Analisar os desenhos técnicos para determinar a localização da falha. A análise é feita com base nos diagramas de lógica do PLC, a fim de identificar se a falha é mecânica, elétrica, hidráulica ou pneumática. ④Amplie seu pensamento. Com base na análise de experiências, é essencial ampliar o horizonte, sem se limitar ao que está descrito nos manuais de reparo. As informações de reparo oferecem apenas uma direção, e às vezes têm grandes limitações. Por exemplo, em uma máquina-ferramenta CNC FANUC OT da nossa fábrica, após ligar a máquina, não havia imagem na tela CRT. Além disso, a luz de alerta do módulo de alimentação acendia. De acordo com o manual de manutenção, descobriu-se que a tensão de 24EDC, compartilhada entre o CRT e as interfaces I/O, tinha uma resistência de apenas 1–2 Ω entre seu terminal positivo e o terra de corrente contínua. Já em equipamentos semelhantes, a resistência esperada é de 155 Ω. Segundo o manual, esse tipo de problema geralmente está relacionado à placa-mãe, e, portanto, é preciso levar a máquina ao fabricante para reparo. No entanto, tentamos solucionar o problema de outra maneira: primeiro, desconectamos o conector do cabo Ml8, mas o problema continuou. Depois, desconectamos o conector C-Sl4; assim, foi possível identificar um curto-circuito. Após resolver esse problema, a máquina voltou a funcionar normalmente. 3. Exemplos de solução de problemas ① No nosso centro de usinagem CNC XH716, o sistema utilizado é o FANUC-OM. Uma vez, ocorreu um alarme 408; após verificação, constatou-se que se tratava de um alarme do sistema servo, indicando problemas na informação de feedback. Ao medir os cabos de sinal, eles pareciam estar em bom estado. Contudo, ao conectá-los, não havia tensão de +5V no codificador de pulsos. Verificou-se que a fonte de alimentação de +5V no sistema servo estava funcionando normalmente; porém, após a conexão, essa tensão desaparecia. Suspeitou-se então de um mau contato entre o conector do cabo e o soquete no sistema servo. Após corrigir esse problema, a máquina voltou a funcionar normalmente. Esta máquina-ferramenta costuma apresentar alertas de sobrecarga durante o processo de usinagem, com o código de alerta 434. Isso acontece devido à corrente excessiva no motor do eixo, o que faz com que o motor esquente. O alerta desaparece após aproximadamente 40 minutos, mas, após algum tempo de funcionamento, o mesmo tipo de alerta surge novamente. Após inspeção e análise, concluiu-se que o sistema servo elétrico não apresenta falhas; presume-se que o problema seja causado pela carga excessiva, que o sistema não consegue suportar. Para evitar que o problema elétrico volte a ocorrer. Isso confirma que foi causado por um parafuso mecânico ou por partes móveis excessivamente apertadas. Após ajustar a porca de trava do fuso do eixo, o efeito não foi perceptível. Posteriormente, ao ajustar as calços da guia do eixo, a carga na máquina-ferramenta diminuiu significativamente, e o problema foi resolvido. ②A fresadora CNC de 4 eixos FAUNC 17M apresentou os alertas 05 e 07 após ser ligada. Verificou-se que a posição do eixo B estava fora dos limites aceitáveis. Após análise, constatou-se que havia um problema na parte responsável pelo feedback da posição. Ao verificar a placa de controle de posição interna do modelo 7M, descobriu-se que um filtro integrado estava aberto, o que causava interrupção nas informações de feedback. Após substituir o filtro, a máquina voltou ao funcionamento normal. ③Nossa fábrica reformou um torno CNC C6140A por conta própria; o sistema utilizado é da marca HUST, de Taiwan. Após ligar a máquina, não é possível encontrar o ponto zero. Após análise, o princípio de retorno ao zero é o seguinte: durante o processo de retorno ao zero, o interruptor de zero é acionado, o movimento é desacelerado e o equipamento se move na direção oposta. É necessário encontrar o pulso de zero do codificador de pulsos para que o equipamento pare. As ações anteriores foram realizadas normalmente, mas, ao retornar com desaceleração, não foi possível encontrar o ponto zero. Presume-se que não haja pulso de zero no codificador de pulsos ou que o cabo de sinal esteja danificado. Após substituir o codificador de pulsos, a máquina voltou a funcionar normalmente. ④Centro de usinagem horizontal SAJO HMC 630-P; o sistema de controle numérico é o Siemens 840C. Após a inicialização, o eixo B não consegue se mover. Após inspeção, verificou-se que a válvula eletrônica do eixo B está funcionando, mas o PLC indica que o eixo B ainda não foi liberado. Presumiu-se que havia um problema com o interruptor de pressão. Após sua remoção e inspeção, constatou-se que os contatos do interruptor estavam danificados. Após a troca pelo interruptor de pressão novo, o problema foi resolvido. IV. Algumas experiências no gerenciamento e na manutenção de equipamentos CNC
1. Como um equipamento de usinagem de alta precisão, o equipamento CNC integra múltiplas disciplinas, como mecânica, eletrônica e informática. Por isso, as exigências para o gerenciamento profissional desses equipamentos são cada vez maiores. Atualmente, os principais problemas relacionados aos equipamentos CNC podem ser resumidos em: gerenciamento, manutenção e melhoria. Ou seja, é necessário adotar métodos de gestão científicos, a fim de maximizar o desempenho dos equipamentos controlados numericamente. É preciso fortalecer as equipes de manutenção, criando equipes especializadas em mecânica, eletricidade, energia e software/hardware de computadores. Além disso, é importante melhorar o nível teórico e técnico dos profissionais responsáveis pela manutenção, especialmente no que diz respeito à capacidade de identificar falhas e resolver problemas. Ao mesmo tempo, também é necessário elevar o nível técnico dos operadores e programadores. A manutenção de equipamentos CNC é, na verdade, uma tarefa muito complexa e que exige alto nível técnico. Como os equipamentos CNC são muito diferentes dos equipamentos comuns, é necessário que os técnicos responsáveis pela manutenção tenham um alto nível de competência. Eles precisam ter conhecimentos não apenas em sistemas elétricos, mas também em áreas como mecânica, hidráulica e ótica. Afinal, os equipamentos CNC são sistemas integrados de mecânica e eletrônica. Por exemplo, um cabeçote de controle numérico possui sensores, conversores A/D, além de dispositivos de deslocamento mecânico. Para poder lidar com esses equipamentos, é preciso ter conhecimentos abrangentes. Ser cuidadoso, atento, corajoso e responsável, além de ter habilidades técnicas sólidas, são as exigências básicas. A gestão numérica é uma área de engenharia extremamente abrangente, que exige não apenas equipamentos avançados, mas também um bom sistema de manutenção desses equipamentos, além de uma gestão científica deles. Ao longo dos anos, com base nas características dos nossos equipamentos CNC e na nossa experiência de trabalho, continuaremos a explorar novos modelos de gestão para esses equipamentos, a fim de que possam servir melhor às atividades de pesquisa e produção.