Maszyny sterowane numerycznie, czyli CNC – Computerized Numerical Control są wykorzystywane w niemal wszystkich branżach, zwłaszcza związanych z precyzyjną obróbką materiałów. Używa się ich przy pracy z metalem, drewnem, tworzywem sztucznym i kamieniem naturalnym. Sprzęt tego typu pozwala na wykonywanie wielu rodzajów prac wymagających obróbki ubytkowej – frezowania, toczenia, wiercenia, a także obróbki ściernej np. przy cięciu strumieniowym i plastycznej związanej z cięciem, tłoczeniem czy zginaniem, oraz termicznej, choćby podczas cięcia laserowego. Urządzenia CNC można spotkać w większości przedsiębiorstw usługowych i produkcyjnych m.in. z takich branż jak ślusarstwo, stolarstwo czy kamieniarstwo niezależnie od ich wielkości. Choć sterowanie maszynami cyfrowymi opiera się o zupełnie inne zasady, to serwisowanie maszyn CNC w dużej mierze jest podobne do napraw i przeglądów wykonywanych w przypadku sprzętu tradycyjnego, oczywiście z wieloma dodatkowymi elementami. Zbliżone są też zasady poprawnej eksploatacji oraz możliwe skutki zaniedbań w tym obszarze. Przyjrzyjmy się bliżej specyfice maszyn CNC i zobaczmy, jakie mogą być skutki zaniechania odpowiedniego serwisu.
Charakterystyczne elementy serwisowania maszyn CNC
Podstawową różnicą między maszynami CNC, a tymi, które były obsługiwane ręcznie, jest oczywiście stopień ich zautomatyzowania oraz korzystanie z wielu rozwiązań informatycznych. Zbliżone funkcje obróbkowe są wykonywane przy użyciu podobnych narzędzi – wierteł, frezów czy noży tokarskich, jednak nad ich przebiegiem czuwa w decydującym stopniu komputer. Osoba obsługująca sprzęt musi się skupić na wprowadzaniu odpowiednich ustawień i właściwym ich doborze, same procesy są realizowane dzięki pracy serwomechanizmów, enkoderów sprawdzających o ile przemieszczają się poszczególne mechanizmy i podzespoły czy czujników położenia informujących, w którym punkcie względem materiału znalazło się konkretne narzędzie.
Budowa i działanie maszyn CNC w dużej mierze determinuje wyzwania, jakie stają przed zajmującym się ich stanem technicznym serwisem. Poza typowymi zadaniami mechaniczno-ślusarskimi wśród koniecznych czynności znalazła się obsługa urządzeń automatyki przemysłowej, diagnoza i naprawa elektroniki oraz zajmowanie się stroną informatyczną. Co ciekawe, wprowadzenie wielu nowoczesnych rozwiązań z zakresu robotyki spowodowało, że znaczenie wielu tradycyjnych czynności serwisowych wzrosło, zwiększył się też nacisk na precyzję ich wykonania. Wynika to w dużej mierze z faktu, że sprawne działanie np. systemu zapewniającego przesuwanie się głowicy roboczej wymaga stabilnego korpusu, a wszelkie odstępstwa czy niedokładności mocowania przełożą się natychmiast na pogorszenie osiąganych wyników lub wręcz na poważne awarie.
Duża ilość automatyki nie oznacza jednak, że przebieg samych procesów uległ znaczącym zmianom lub zmieniły się reguły dotyczące dbałości o poszczególne elementy mechaniczne. Każda maszyna CNC musi być regularnie czyszczona, zmieniane powinny być zużywające się elementy eksploatacyjne czy używane materiały. Z równą pieczołowitością należy doglądać stanu poszczególnych podzespołów i w razie nadmiernego zużycia lub utraty odpowiednich właściwości wymieniać.
Typowe problemy przy eksploatacji maszyn CNC
Problemy dotyczące eksploatacji maszyn CNC dotyczą różnych podzespołów, znaczna część z nich jest związana z podobnymi zaniedbaniami. Jednymi z poważniejszych kłopotów podczas obsługi wszystkich urządzeń mechanicznych są kłopoty z nadmiernym tarciem. Prowadzi ono do dużego wzrostu temperatury poszczególnych elementów, a wskutek rozszerzalności cieplnej zwykle do pogorszenia parametrów pracy, a nierzadko do poważnego przegrzania zmieniającego nieodwracalnie charakterystykę materiału, z którego jest wykonany dany podzespół. Tarcie oznacza także wzmożone zużycie przez ścieranie się poruszających powierzchni.
Najczęstszą przyczyną nadmiernego tarcia jest niewłaściwe lub niedostateczne smarowanie. Dostarczanie smaru umożliwia tworzenie się niewielkiej powłoki filmu, który nie tylko wypełnia chropowatości poruszających się powierzchni, zmniejszając powstające opory, ale również pomaga w zmniejszaniu temperatury pracujących podzespołów. Błędy w smarowaniu dotyczą najczęściej doboru środka smarnego o złej specyfice – np. lepkości czy wytrzymałości temperaturowej. Problemy z ilością smaru to głównie złe dawkowanie za sprawą niedrożnych przewodów przy smarowaniu zautomatyzowanym, awarii pomp czy nieszczelności.
Innym powszechnym problemem są kłopoty ze zużyciem łożysk. Zwykle są one spowodowane nadmiernym obciążaniem urządzenia i problemami z osiowością. Do podobnej kategorii uniwersalnych awarii występujących niezależnie od typu maszyn należą także nadmierne wibracje. Wpływają one na pracę wszystkich elementów ruchomych i na osłabienie elementów od obudowy przez rozmaite ramiona i cięgna aż po osie, wały i łożyska.
Częste zaniedbania eksploatacyjne to niewymienianie z odpowiednią częstotliwością filtrów powietrza, oleju lub czynnika hydraulicznego i zapominanie o wymianie olejów czy płynów chłodniczych. Kłopotem są gromadzące się w różnych elementach urządzenia zanieczyszczenia, np. wycieki smarów, opiłki, fragmenty uszczelnień, które mogą blokować elementy mechaniczne, uszkadzać lub zakłócać działanie czujników czy być powodem kłopotów z elektroniką.
Obszerną kategorią związaną z potencjalnymi uszkodzeniami maszyn są skutki niewłaściwej obsługi. Mogą to być zarówno kwestie związane ze złym doborem parametrów, wyznaczaniem ścieżek, które powoduje kolizje czy zaniedbania łączące się z podawaniem chłodziwa, automatycznym usuwaniem wiórów i opiłków czy dbaniem o dobry stan używanych narzędzi i poddawanie ich zawczasu regeneracji lub wymianie na nowe.
Złe serwisowanie i zaniedbania obsługowe prowadzą do poważnych, a przede wszystkim wymagających dużych wydatków awarii. Warto pamiętać o tym, że części do specjalistycznych maszyn i urządzeń są dość drogie, a nierzadko ich sprowadzenie wymaga sporej ilości czasu. W przypadku urządzeń używanych do bieżącej produkcji takie opóźnienia mogą być kosztowne i pociągać za sobą nie tylko wysoką cenę samych napraw, ale również kary związane z niewywiązaniem się z umowy.
