Maszyny sterowane numerycznie (CNC) są obecnie najczęściej wykorzystywanymi urządzeniami stosowanymi przy obróbce metalu i drewna, są obecne również w branżach, które zajmują się tworzywami sztucznymi, ceramiką czy kamieniem naturalnym.
Swoje powodzenie zawdzięczają przede wszystkim powtarzalności wytwarzanych wyrobów, ale również możliwości komputerowego wspomagania procesów przygotowania i optymalizacji poszczególnych czynności. Znaczenie ma też łatwość, z jaką mogą być przystosowywane do kolejnych zadań, co jest przydatne zwłaszcza przy konieczności przerwania produkcji wielkoseryjnej i wykonaniu mniejszego zlecenia. Mimo swoich licznych zalet, sprzęt tego typu wymaga regularnej konserwacji, a od czasu do czasu, jak każde urządzenie mechaniczne może ulec awarii. Ze względu na stopień złożoności oraz precyzję i szybkość działania wszystkie części do maszyn CNC muszą być dobierane wyjątkowo starannie, a serwis powinien być prowadzony wyłącznie przez wyspecjalizowane firmy, które mają odpowiednie certyfikaty producentów maszyn. Zobaczmy, jak wygląda praca i awaryjność maszyn CNC i na co warto zwrócić uwagę przy ich serwisowaniu.
Specyfika konstrukcji maszyn CNC
Zasady działania maszyn CNC są stosunkowo proste, choć do ich realizacji potrzeba wielu złożonych mechanizmów. Sprzęt tego typu wykonuje te same zadania, co maszyny sterowane przez człowieka, jednak korzystając z podobnych narzędzi i sposobów obróbki, wymaga wielu dodatkowych elementów automatyki przemysłowej. Obrabiarki CNC – zarówno bardziej skomplikowane centra obróbcze, jak i realizujące mniejszą ilość operacji tokarki, frezerki czy wszelkiego typu piły, przecinarki, wiertarki czy giętarki i prasy potrzebują więc do swego działania nie tylko wszystkich tradycyjnych podzespołów, ale również wielu czujników zbierających dane o stanie maszyny i postępach w obróbce.
Każda maszyna CNC to masa czujników i wszelkiego rodzaju detektorów – znajdziemy tu m.in. piezoelektryczne czujniki wstrząsów, czujniki zbliżeniowe, detektory optyczne, enkodery, które są w stanie określić drogę przebytą przez określone podzespoły i informują o ich położeniu, czy wreszcie czujniki ciśnienia, przepływu lub temperatury. Pozyskiwane dane są przetwarzane przez sterowniki PLC nadzorujące wykonywanie poszczególnych zadań cząstkowych czy systemy sterujące pracą całego urządzenia.
Do obsługi podzespołów maszyny są potrzebne również układy umożliwiające precyzyjne pozycjonowanie wszystkich elementów np. serwonapędy czy silniki krokowe. Niezbędny do prawidłowego funkcjonowanie urządzeń jest również cały osprzęt związany z wykonywaniem procesów, które ma realizować maszyna. W grę wchodzą więc różne układy pomocnicze, np. hydrauliczne siłowniki pomagające w przemieszczaniu części roboczych, układy pneumatyczne odpowiedzialne często za pozycjonowanie i unieruchamianie obrabianych materiałów, jak i realizujące główne zadania maszyn, choćby silniki dostarczające napędu głowicom czy innym elementom wykonawczym albo układy generujące promieniowanie elektromagnetycznie lub cieple.
Co wpływa na trwałość maszyn CNC?
Podobnie jak w przypadku wszystkich maszyn i urządzeń również w sprzęcie sterowanym numerycznie mogą się pojawiać awarie i usterki. Zużyciu ulegają części będące w ruchu, pojawiają się problemy ze smarowaniem czy stanem filtrów, uszczelnień lub przewodów. Co więcej, katalog najczęstszych problemów jest zazwyczaj bardzo podobny do kłopotów sprawianych przez wszystkie inne urządzenia mechaniczne.
Jedną z najpoważniejszych przyczyn usterek maszyn, w tym sterowanych numerycznie są kłopoty wywołane nadmiernym tarciem. Przyczyną są problemy z odpowiednim smarowaniem, polegające na złym doborze środka smarnego, przerw w jego dostarczaniu, a także jego złym stanem, który sprawia, że nie może wykonywać swoich zadań poprawnie. Kolejnym obszarem, w którym zdarzają się problemy, są nadmiernie zużywające się łożyska, co w przypadku sprzętu, w którym jest wymagana wyjątkowa precyzja, może być przyczyną poważnego obniżenia jakości pracy całego urządzenia. Powtarzającymi się usterkami są także wszelkie uszkodzenia powodowane gromadzącymi się zanieczyszczeniami, nieodpowiednim stanem lub poziomem chłodziwa czy innych płynów technologicznych.
Przyczyną usterek bywa nieprawidłowa obsługa sprzętu lub poważne zaniedbania konserwacji i przeglądów. Użytkownicy nie zawsze pamiętają o regularnej wymianie filtrów i uszczelek. Wielu problemów można by uniknąć, gdyby operatora zaniepokoiło np. przegrzewanie się sprzętu czy gwałtowne obniżenie tempa realizacji poszczególnych operacji. Niestety wśród powodów uszkodzeń poczesne miejsce znajdują również błędy związane z niewłaściwym postępowaniem obsługi np. przy programowaniu pracy maszyn.
Wszystkie awarie maszyn CNC mogą być usunięte przez wykwalifikowany i sprawny serwis. Kluczowe będą tu jednak dwa elementy – po pierwsze znakomita znajomość konkretnych urządzeń, po drugie stosowanie odpowiednich części i podzespołów. Podczas napraw ważne jest dobieranie części zamiennych o odpowiednich parametrach i pochodzących ze sprawdzonego źródła. Poszczególne podzespoły powinny być zamawiane albo na podstawie katalogu części udostępnianego przez wytwórcę maszyny, albo jako dopuszczone do użytku zamienniki.
Warto pamiętać, że wszelkie oszczędności na częściach zamiennych do maszyn CNC mogą przynieść efekt odwrotny do zamierzonego, ponieważ zastosowanie elementów o nieodpowiedniej trwałości, czy nieprzetestowanych przy określonych obciążeniach może prowadzić do trwałego uszkodzenia większej liczny podzespołów współpracujących z danym elementem.
Użytkownicy maszyn CNC powinni również pamiętać, że są one dość czułe na nieodpowiednie warunki pracy. Błędy w wypoziomowaniu, stabilności posadzki czy wibracjach powodowanych przez innego rodzaju urządzenia pracujące w pobliżu mogą wpływać negatywnie nie tylko na ich precyzję działania, ale również na trwałość.
