Solução de problemas de homing em um dobrador de tubos CNC

May 01, 2023

Um interruptor home fornece informações a um sistema de controle para colocar um eixo em uma posição desejada. Este tipo de interruptor pode ser muito preciso, mas também sofre degradação de desempenho quando exposto a temperaturas extremas ou umidade ou muito desgaste, se usado em uma aplicação mecânica. RbSA Industrial

Nota do editor: Este é o primeiro de uma série de artigos sobre solução de problemas de máquinas de dobra de tubos de Jay Robinson, da Robinson Bender Services and Automation Inc.

"Não podemos correr em automático!"

Este foi o telefonema um tanto desesperado que recebi de um fabricante de escapamentos. Um dos servo-eixos elétricos em seu dobrador de tubos CNC estava apresentando falha durante o homing. Sem concluir o processo de homing, o sistema de controle não permitiria que o operador selecionasse a operação automática. A produção de dobragem de tubos foi efetivamente interrompida.

A solução desse tipo de problema requer uma compreensão de como cada eixo da máquina é inicializado.

Para uma operação segura de um dobrador de tubos CNC, o sistema de controle deve saber a posição de qualquer coisa que se mova na máquina - matriz de fixação, matriz de pressão, braço de dobra, carro, pinça. Seu processo para determinar a posição correta de cada dispositivo em movimento é chamado de homing.

Durante o homing, os dispositivos direcionais (também conhecidos como Bang-Bang) são movidos para uma posição onde é mais provável que estejam livres de todos os outros dispositivos. Por exemplo, a pinça, a matriz de fixação e a matriz de pressão serão movidas para suas posições totalmente abertas.

O controle pode usar muitos métodos diferentes para determinar a posição de um dispositivo. Em sua forma mais simples, o sistema de controle move um dispositivo direcional por um determinado período de tempo, supondo que, uma vez que o tempo tenha passado, o dispositivo tenha se movido totalmente para a posição desejada (geralmente o comprimento total de seu movimento).

O sistema de controle também pode usar uma série de interruptores para determinar a posição de um dispositivo direcional, mas isso pode ser impreciso. Por exemplo, uma matriz de pressão pode ter uma chave aberta e uma chave fechada, mas um deslocamento total de várias polegadas. Se estiver na metade desse curso, nem os interruptores aberto nem fechado estarão ligados e o controle não saberá mais onde está o dado. O controle terá que mover o dado para uma posição ou outra para determinar corretamente sua localização.

Em um eixo servo, o sistema de controle usa um feedback de posição preciso para determinar a posição, a direção do percurso e a velocidade. Essa informação é então usada para controlar o eixo. Embora quase tudo que se mova em um dobrador de tubos CNC possa ser projetado para ser controlado por servo, os mais comuns são o braço de dobra, o carro para alimentar o tubo e a rotação do tubo.

O feedback para um eixo servo é fornecido por um codificador, que retransmite as informações de movimento para o sistema de controle na forma de contagens. Quando a máquina é configurada pela primeira vez, o técnico determina o número de contagens por unidade de movimento. Em um eixo linear, isso pode ser contagens por polegada ou contagens por milímetro; em um eixo rotativo, é contado por grau de rotação.

Os codificadores podem ser absolutos ou incrementais. Um codificador absoluto armazena seus dados de contagem, independentemente de a máquina estar ligada ou desligada, ou mesmo se o eixo for movido enquanto a energia estiver desligada. Quando a máquina está ligada, o sistema de controle usa esses dados armazenados para determinar a posição real do eixo, sem necessariamente ter que passar por um novo processo de homing. Um codificador incremental fornece contagens durante o movimento e não possui armazenamento de dados. O sistema de controle deve determinar a posição real e, em seguida, manter os dados de posição acompanhando continuamente a alteração das contagens em qualquer direção de deslocamento. Durante o homing, o eixo é movido lentamente para uma posição conhecida, então o controle mantém todos os dados de posição com base na alteração das contagens.

Com um encoder incremental, a posição conhecida para um eixo servo pode ser determinada de algumas maneiras diferentes:

Um dobrador de tubo CNC pode ter uma mistura de servo-eixos que possuem codificadores incrementais ou absolutos, e cada servo-eixo pode usar um método diferente para determinar a posição. Por exemplo, o braço de dobra pode voltar para casa por estol verificado por uma chave, e o carro pode usar um pulso marcador depois de se mover para uma chave perto do final de seu curso total. Durante o processo de homing, cada eixo é movido em uma sequência específica para garantir que o movimento de um eixo não danifique o outro. O design físico da máquina determina a sequência mais segura e a direção do movimento. Os dispositivos direcionais geralmente se movem para suas posições totalmente abertas, os eixos absolutos podem se mover para uma posição segura e os eixos incrementais se movem através de seus respectivos processos de homing usando interruptor, parada ou pulso de marcador. Assim que toda a sequência estiver concluída, a máquina é inicializada.