Dépannage des problèmes de prise d'origine sur une cintreuse de tubes CNC

Oct 29, 2023

Un commutateur d'accueil fournit des informations à un système de commande pour placer un axe dans une position souhaitée. Ce type d'interrupteur peut être très précis, mais il subit également des dégradations de performances lorsqu'il est exposé à des températures ou à une humidité extrêmes ou à une usure excessive, s'il est utilisé dans une application mécanique. RbSA Industriel

Note de l'éditeur : Ceci est le premier d'une série d'articles de dépannage sur les cintreuses de tubes de Jay Robinson de Robinson Bender Services and Automation Inc.

"On ne peut pas rouler en auto !"

C'était l'appel téléphonique quelque peu désespéré que j'ai reçu d'un fabricant d'échappement. L'un des servo-axes électriques de sa cintreuse de tubes CNC tombait en panne lors de la prise d'origine. Sans terminer le processus de prise d'origine, le système de contrôle ne laisserait pas l'opérateur sélectionner le fonctionnement automatique. La production de cintrage de tubes a été effectivement arrêtée.

Le dépannage de ce type de problème nécessite une compréhension de la façon dont chaque axe de la machine est référencé.

Pour un fonctionnement sûr d'une cintreuse de tubes CNC, le système de contrôle doit connaître la position de tout ce qui bouge sur la machine - matrice de serrage, matrice de pression, bras de cintrage, chariot, pince. Son processus pour déterminer la position correcte de chaque dispositif mobile est appelé prise d'origine.

Pendant la prise d'origine, les appareils directionnels (également appelés Bang-Bang) sont déplacés vers une position où ils sont le plus susceptibles d'être dégagés de tous les autres appareils. Par exemple, le collet, la matrice de serrage et la matrice de pression seront déplacés vers leurs positions complètement ouvertes.

La commande peut utiliser de nombreuses méthodes différentes pour déterminer la position d'un appareil. Dans sa forme la plus simple, le système de commande déplace un appareil directionnel pendant une certaine période de temps, en supposant qu'une fois ce temps écoulé, l'appareil s'est complètement déplacé vers la position souhaitée (généralement sur toute la longueur de son mouvement).

Le système de commande peut également utiliser une série de commutateurs pour déterminer la position d'un dispositif directionnel, mais cela peut être imprécis. Par exemple, une matrice de pression peut avoir un interrupteur ouvert et un interrupteur fermé mais une course totale de plusieurs pouces. S'il est à mi-chemin de cette course, ni les interrupteurs ouverts ni fermés ne seront activés et la commande ne sait plus où se trouve le dé. Le contrôle devra déplacer le dé dans une position ou dans l'autre pour déterminer correctement son emplacement.

Sur un axe asservi, le système de commande utilise un retour de position précis pour déterminer la position, le sens de déplacement et la vitesse. Cette information est ensuite utilisée pour contrôler l'axe. Alors que presque tout ce qui bouge sur une cintreuse de tubes CNC peut être conçu pour être asservi, les plus typiques sont le bras de cintrage, le chariot d'alimentation du tube et la rotation du tube.

La rétroaction d'un axe asservi est fournie par un encodeur, qui relaie les informations de mouvement au système de commande sous forme de comptages. Lors du premier réglage de la machine, le technicien détermine le nombre de coups par unité de mouvement. Sur un axe linéaire, il peut s'agir de nombres par pouce ou de nombres par millimètre ; sur un axe rotatif, ça compte par degré de rotation.

Les codeurs peuvent être absolus ou incrémentaux. Un codeur absolu stocke ses données de comptage, que la machine soit allumée ou éteinte, ou même si l'axe est déplacé alors que l'alimentation est coupée. Lorsque la machine est allumée, le système de contrôle utilise ces données stockées pour déterminer la position réelle de l'axe, sans nécessairement avoir à passer par un nouveau processus de prise d'origine. Un codeur incrémental fournit des comptes pendant le mouvement et n'a pas de stockage de données. Le système de commande doit déterminer la position réelle, puis maintenir les données de position en suivant en permanence le changement de comptage dans l'un ou l'autre sens de déplacement. Pendant le référencement, l'axe est lentement déplacé vers une position connue, puis la commande conserve toutes les données de position en fonction du changement de comptage.

Avec un codeur incrémental, la position connue d'un axe asservi peut être déterminée de différentes manières :

Une cintreuse de tubes CNC peut avoir un mélange d'axes servo qui ont des encodeurs incrémentaux ou absolus, et chaque axe servo peut utiliser une méthode différente pour déterminer la position. Par exemple, le bras de courbure peut rentrer à la maison par décrochage vérifié par un interrupteur, et le chariot peut utiliser une impulsion de repère après s'être déplacé vers un interrupteur près de la fin de sa course totale. Pendant le processus de prise d'origine, chaque axe est déplacé dans une séquence spécifique pour s'assurer que le mouvement d'un axe n'endommage pas un autre. La conception physique de la machine détermine la séquence la plus sûre et la direction du mouvement. Les dispositifs directionnels se déplacent généralement vers leurs positions complètement ouvertes, les axes absolus peuvent se déplacer vers une position sûre et les axes incrémentaux se déplacent à travers leur processus de prise d'origine respectif à l'aide d'un commutateur, d'un décrochage ou d'une impulsion de marqueur. Une fois que toute la séquence est terminée, la machine est référencée.

Sur la machine qui ne terminait pas sa séquence de prise d'origine et ne pouvait donc pas fonctionner en mode d'automatisation, le problème était un axe qui se déplaçait verticalement à l'aide d'un servomoteur électrique et fournissait un retour à la commande via un codeur incrémental. Sa position lors de la prise d'origine a été déterminée en trouvant une impulsion de repère après un mouvement vers un interrupteur près de la fin de son éventuelle course vers le bas. Lors de la prise d'origine, l'axe vertical était le dernier de la séquence à être déplacé pour trouver sa position d'origine, mais son entraînement finirait par afficher que le moteur était surchargé, le faisant tomber en panne. Comme il s'agissait du tout dernier axe de la séquence de prise d'origine, nous étions convaincus que c'était la seule cause de l'échec de la prise d'origine.

En travaillant à distance avec l'opérateur de la machine, nous avons expliqué les actions que la machine doit effectuer lors de la prise d'origine de l'axe vertical : descendre jusqu'à ce qu'elle passe devant un détecteur de proximité, s'arrêter une brève seconde, puis remonter une courte distance pendant qu'elle recherche l'impulsion de marqueur. Une fois qu'il a trouvé le marqueur, le contrôle attribuerait la position correcte et la prise d'origine serait terminée. Le fabricant d'échappement a pu trouver facilement l'interrupteur en suivant la trajectoire de l'axe de déplacement.

Après avoir effacé le défaut de surcharge sur le variateur (nous avons dû éteindre et rallumer toute la machine), nous avons déterminé que l'axe pouvait être manuellement poussé vers le haut. Lorsque la prise d'origine a été tentée à nouveau, comme prévu, l'axe s'est déplacé vers le bas vers la limite de course, mais au lieu de s'arrêter lorsqu'il a passé l'interrupteur, il a continué à descendre jusqu'à ce qu'il atteigne la fin de sa course, atteignant finalement un arrêt brutal. Sachant s'attendre à ce que l'axe s'arrête et change de direction lorsqu'il passe devant le détecteur de proximité, l'opérateur à l'esprit vif a arrêté la machine en appuyant sur le bouton d'arrêt d'urgence, évitant ainsi une nouvelle surcharge du moteur.

Il s'est avéré que l'interrupteur ne signalait pas à la commande que l'axe était proche de la fin de sa course, de sorte que la commande n'a jamais inversé la direction pour commencer sa recherche de l'impulsion de marqueur. L'un des écrous retenant l'interrupteur en place s'était desserré par vibration et l'interrupteur s'était déplacé. Après un simple réglage de la position de l'interrupteur et une remise à zéro de la machine, le constructeur a repris la production.