Cómo mantener su torno CNC de 3 ejes: Consejos de cuidado

CNC Los tornos funcionan a altas RPM y pares extremos. Al girar el husillo, genera calor debido a la fricción. Este calor puede provocar un crecimiento axial del husillo de 70 µm, suficiente para generar imprecisiones que pueden resultar en el descarte de una pieza. ¿Cómo eliminamos el efecto de esta expansión térmica? Este artículo ofrece consejos de mantenimiento y cuidado que pueden ayudar a prevenir imprecisiones y errores en las piezas causados ​​por fenómenos como la expansión térmica. La expansión térmica por sí sola es la causa de entre el 40 % y el 70 % de todas las imprecisiones de posicionamiento.

La simple rutina de precalentar el torno CNC durante 15-30 minutos permite que el husillo alcance el equilibrio térmico. Las temperaturas se estabilizan y se detiene cualquier efecto de expansión térmica. De igual forma, aprenda todo sobre el mantenimiento preventivo de los tornos CNC de 3 ejes. Observe las actividades diarias, semanales, mensuales, trimestrales y anuales que podrían mejorar el rendimiento del torno CNC de 3 ejes en este artículo. Aprendamos cómo podemos garantizar una vida útil completa de hasta 20 años, manteniendo la precisión micrométrica que exigen sus operaciones de torneado de alta velocidad.

5 razones por las que es importante el mantenimiento preventivo

1. Regla 80/20 en averías de CNC

El 20% de las piezas que componen un torno CNC son responsables del 80% de todas las fallas catastróficas. Es la aplicación práctica del Principio de Pareto. Piezas críticas como los rodamientos del husillo, los husillos a bolas y los sistemas de lubricación de guías pertenecen a este 20% y requieren un mantenimiento específico.

2. Mantener las tolerancias

El torno de 3 ejes opera en los ejes X, Z y, a menudo, C. La precisión del mecanizado depende de que los ejes sean perpendiculares y concéntricos. Por ejemplo, si el eje Z está desalineado una fracción de grado, cada eje largo resultaría cónico al mecanizarse.

3. ISO 9001 y Garantía de Calidad

Existen industrias médicas y aeroespaciales que requieren un control estricto de las tolerancias. Como proveedor de productos fabricados con tornos CNC de 3 ejes, deberá demostrar que sus productos son de la más alta calidad. Esto suele lograrse mediante registros de mantenimiento bien documentados, según los requisitos de la norma ISO 9001.

4. Eficiencia energética y fricción

Los tornos CNC de 3 ejes tienen muchas piezas móviles. Por ejemplo, la pista sobre la que se mueve la máquina. Si la pista no está correctamente lubricada, puede aumentar el consumo de energía o el amperaje del motor para compensar la fuerza adicional.

5. Mantenimiento del Centro de Control del Torno CNC

Las placas de control son costosas y muy sensibles a la humedad y al polvo. La limpieza e inspección periódicas de las juntas garantizan el funcionamiento seguro de las placas de circuito. Incluso comprobaciones sencillas, como la temperatura interna, pueden ayudar a prevenir daños.

Lista de verificación de mantenimiento diario para torno CNC de 3 ejes

Verificación de fluidos y presión

Se utilizan dos tipos de fluido en el torno CNC de 3 ejes. Uno es el líquido refrigerante, que mantiene la temperatura de la pieza y la herramienta dentro de los límites establecidos. El otro es la presión hidráulica, que proporciona al mandril la fuerza suficiente para sujetar el husillo giratorio. La comprobación regular de la concentración del líquido refrigerante y la presión hidráulica, que ronda los 4,5 MPa (650 PSI), permite una fabricación segura y productiva.

Limpieza mecánica y eliminación de escombros

Durante el mecanizado de tornos CNC de 3 ejes, se forman virutas metálicas. Estas pueden presentarse en forma de virutas o nidos alrededor de la herramienta. Si un metal se atasca en la zona de la torreta, puede causar un error en el eje.

La limpieza regular de la punta del husillo y las mordazas del mandril ayuda a minimizar el descentramiento. El descentramiento es una condición en la que el eje giratorio se desvía de su línea central ideal, a menudo causada por residuos extraños atrapados en las estrechas interfaces del husillo o el mandril del torno CNC. Incluso partículas pequeñas pueden alterar el asentamiento correcto, lo que provoca rotación excéntrica, vibración a altas RPM y una menor precisión del mecanizado.

Auditoría de movimiento y sonido

Una forma de comprobar si el torno CNC de 3 ejes está lubricado durante todo su movimiento es moverlo manualmente sobre sus ejes X y Z. Intente detectar las secciones que presentan sacudidas o dificultad para moverlas. Si detecta fricción durante el movimiento, necesita lubricación.

El oído humano puede detectar una lubricación deficiente. Un torno CNC de 3 ejes bien lubricado y en buen estado produce un zumbido constante, mientras que una máquina sin mantenimiento emitirá un chirrido agudo o un rechinamiento.

El experto en "Control de precisión"

En tornos CNC de 3 ejes de alta precisión, las pruebas de ballbar pueden ayudar a mantener la precisión de 0,005 mm de la máquina. Realizarlas diariamente ayuda al taller a detectar el efecto de asentamiento y las desalineaciones causadas por un pequeño golpe del mandril o la torreta contra la herramienta durante la operación.

Nota: El asentamiento es la máquina CNC moviéndose dentro del concreto a un nivel microscópico, y la barra de bolas telescópica es un sensor de alta precisión que se ubica entre el husillo de la máquina y un soporte fijo en la bancada del torno CNC de 3 ejes.

Rutinas de inspección semanales para torno CNC de 3 ejes

Filtros para gabinetes de control

El sistema de control es el cerebro de un torno CNC de 3 ejes. Consta de amplificadores de accionamiento y una CPU. Durante el funcionamiento, estos componentes pueden calentarse debido a la resistencia eléctrica dentro de su circuito, lo cual es normal. Un sistema de refrigeración garantiza que su temperatura se mantenga dentro del rango normal. El simple cambio de filtros de aire puede evitar daños en los módulos IGBT (transistores bipolares de puerta aislada), cuyo coste puede rondar los 5000 $. En comparación, un cambio de filtro semanal cuesta 20 $. Para entornos con mucho polvo, como el mecanizado de fundición, aumente la frecuencia.

Correas y cables

En los tornos CNC de 3 ejes, el husillo se acciona mediante correas acanaladas de alta resistencia. Una correa suelta puede provocar deslizamiento, lo que resulta en un acabado superficial deficiente en cortes gruesos y desbaste. Una correa demasiado tensa puede causar tensión en los rodamientos debido a la carga lateral.

En el caso de los cables, evalúe el estado de las cadenas de arrastre, que los transportan. Un cortocircuito en los cables puede provocar un comportamiento brusco de la máquina, lo cual puede ser difícil de diagnosticar.

Detección de fugas en sistemas hidráulicos y de refrigeración

Cuando se produce una fuga en un circuito de líquido, es posible que no se forme un charco inmediatamente dentro del torno de 3 ejes. Sin embargo, tras la despresurización del sistema, el aire puede penetrar en él. En el siguiente arranque, provocará un efecto de rebote o una presurización esponjosa, lo que puede provocar una fuerza de ascenso irregular. Asimismo, inspeccione minuciosamente el sistema de refrigeración. No ignore ninguna señal de refrigerante en el circuito.

Nota: Evite apretar las conexiones con fugas, ya que podría agrietarlas. Después de despresurizar el sistema, inspeccione primero el estado de la junta tórica y, si está normal, apriétela.

Engrasando las mandíbulas

Después de verificar la presión hidráulica a 4,5 MPa, es importante considerar engrasar también las mordazas; un mandril seco puede perder su fuerza de agarre en un 50 % si no se cuida adecuadamente.

Transportador de virutas

Si la cadena transportadora de virutas está seca, puede desgastarse debido a la interacción metal-metal. Esto genera polvo metálico, que puede filtrarse al tanque de refrigerante y causar la formación de lodos. Esta formación puede obstruir los filtros internos y las líneas de refrigeración.

Tareas mensuales y trimestrales para torno CNC de 3 ejes

Limpieza del refrigerante

Con el tiempo, el refrigerante puede acumular partículas finas de metal, como se mencionó anteriormente, lo que genera lodos. Es importante revisar el estado del refrigerante mensualmente. Si estos sedimentos llegan a la bomba, actuarán como papel de lija y dañarán el impulsor. Además, una disminución del caudal de refrigerante de 20 a 40 lpm puede provocar la aparición de partículas azules.

Limpiaparabrisas y cubiertas

Las guías lineales que garantizan un movimiento recto están protegidas por gomas o fieltros. Con el tiempo, su material puede degradarse. Inspeccione su rendimiento observando si queda alguna mancha de aceite o refrigerante. Si encuentra alguna mancha, reemplace las piezas.

Calibración del juego y la torreta

Los tornos CNC modernos de 3 ejes permiten mover el eje a un punto desde dos direcciones diferentes. Este mide la pendiente mecánica y, si supera los 0,002 mm, es necesario compensar el cambio en los parámetros CNC. La alineación de la torreta también es vital para garantizar que su eje esté perfectamente alineado. Una torreta descentrada puede provocar protuberancias en las piezas.

Vibraciones de la pista

Según la norma ISO 9001, el seguimiento de las tendencias de vibración permite predecir fallos en los rodamientos meses antes. Esto permite convertir una posible actividad de mantenimiento correctivo en mantenimiento preventivo, ahorrando tiempo y dinero.

Revisiones semestrales y anuales para torno CNC de 3 ejes

Cambio de aceite de hidráulica y lubricación

Tras 1000 horas de funcionamiento, el aceite hidráulico comienza a degradarse a nivel molecular. Esto resulta en una reducción de la viscosidad. Por lo tanto, es necesario un lavado adecuado de todo el sistema para eliminar el barniz que se forma en el interior de las paredes, lo que podría provocar fallos en las válvulas y una presión irregular en el mandril.

Comprobación del estado del husillo

El husillo es el componente más crítico y costoso del torno CNC de 3 ejes. Al año de uso, se utiliza un comparador de carátula de alta sensibilidad para evaluar su estado interno. Compruebe el descentramiento total indicado (TIR). El valor objetivo debe ser inferior a 0,001 pulgadas para garantizar la precisión del rendimiento. El juego axial puede provocar el desgaste del cojinete de empuje.

Renivelación y geometría

Si el suelo no está nivelado, la bancada puede torcerse microscópicamente. Reajustar las patas niveladoras es crucial para mantener la bancada plana. Para un movimiento preciso en tres ejes, mantenga el contrapunto y el cabezal alineados con una desviación de 0,002 pulgadas. Cualquier desalineación provocará que las piezas se ahusen.

Seguridad eléctrica e ISO 23125

El aflojamiento de los cables de tierra es un fenómeno común en equipos móviles como el torno CNC de 3 ejes. La norma ISO 23125 exige una correcta conexión a tierra del torno, lo que no solo protege al equipo, sino también al operador.

Conclusión

Los equipos mecánicos móviles, ya sean vehículos en movimiento o máquinas de precisión como un torno CNC de 3 ejes , requieren un cuidado adecuado. Siempre es ideal realizar mantenimiento preventivo en lugar de esperar a que se produzca una falla. El mantenimiento correctivo requiere tiempo para diagnosticar y mantener el torno CNC. Por lo tanto, es fundamental seguir un estricto programa de mantenimiento diario, semanal, mensual, semestral y anual. Esto garantizará que la pieza de trabajo se fabrique con la máxima precisión, manteniendo todo en perfecto estado: el husillo, la CPU, los componentes eléctricos, la base, los limpiadores, el aceite y los gabinetes.

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