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Las máquinas herramienta CNC son sistemas altamente complejos que abarcan múltiples áreas de aplicación. Además, existen muchos tipos de sistemas CNC y de máquinas herramienta, cada uno con funciones diferentes. Por lo tanto, es imposible encontrar un método de diagnóstico universal aplicable a todas las máquinas herramienta CNC y a todos los tipos de fallas. Aquí, solo presentamos algunos métodos generales de uso común. Estos métodos están interconectados y deben utilizarse en combinación durante el diagnóstico de fallas.

1. Método de función de autodiagnóstico

Si bien los sistemas CNC modernos aún no han alcanzado un nivel de inteligencia muy alto, ya cuentan con potentes funciones de autodiagnóstico. Pueden monitorear el estado de funcionamiento del hardware y el software del sistema CNC en cualquier momento. Una vez que se detecta una anomalía, la información de alarma se muestra inmediatamente en un monitor CRT o la causa aproximada de la falla se indica mediante LED. Mediante la función de autodiagnóstico, también se puede visualizar el estado de la señal de interfaz entre el sistema y la máquina principal, lo que permite determinar si la falla se produce en las piezas mecánicas o en los componentes del sistema CNC. Este método es actualmente uno de los más efectivos en trabajos de mantenimiento.

2. Método de prueba de programa funcional

Este método consiste en ensamblar funciones comunes y especiales del sistema CNC, como posicionamiento lineal, interpolación circular, corte helicoidal, ciclo fijo y programas macro de usuario, en un programa de prueba funcional mediante programación manual o automática. Este programa se introduce en el sistema CNC y se ejecuta para verificar la precisión y fiabilidad de la máquina herramienta al realizar estas funciones, identificando así las posibles causas de fallos. Este método es adecuado para la primera inspección de máquinas herramienta CNC que han estado inactivas durante mucho tiempo, y para situaciones en las que la máquina herramienta se ha desechado debido al mecanizado pero no se han activado alarmas. En estos casos, es difícil determinar si la causa raíz es un error de programación, un error operativo o un mal funcionamiento de la máquina herramienta.

3. Método de aislamiento

El método de aislamiento consiste en desconectar ciertos bucles de control para acotar el área de búsqueda de fallos. Por ejemplo, en el modo de avance lento de un centro de mecanizado, el avance es estable, pero el avance automático es anómalo. Primero, es necesario determinar si la falla reside en el sistema CNC o en el sistema de servomotores. Para ello, se desconecta la señal de ajuste de velocidad del servomotor y se utiliza el voltaje de la batería como señal. Si la falla persiste, indica que el problema no se encuentra en el sistema CNC. Una inspección más detallada revela una falla en el dispositivo de sujeción del eje Y.

4. Método de calentamiento local

Los componentes del sistema CNC envejecen y se degradan con el tiempo. Incluso si no están completamente dañados, las fallas pueden ser intermitentes. En este caso, se puede utilizar una pistola de aire caliente o un soldador para calentar localmente el componente sospechoso de fallar, acelerando su proceso de envejecimiento y exponiendo así completamente el componente defectuoso. Por supuesto, al utilizar este método, es crucial prestar atención a los parámetros de temperatura del componente para evitar quemar componentes que antes estaban en buen estado.

5. Método de golpeteo

Cuando las fallas del sistema CNC son intermitentes, el método de golpeteo suele utilizarse para localizar la falla. Esto se debe a que los sistemas CNC constan de múltiples placas de circuito impreso (PCB), cada una con numerosas soldaduras, y estas placas o módulos están conectados mediante conectores y cables. Por lo tanto, cualquier soldadura fría o un mal contacto puede provocar un mal funcionamiento. Al golpear suavemente la soldadura fría o el mal contacto con un objeto aislado, la falla reaparecerá. Si la falla reaparece, es probable que el punto golpeado sea la ubicación de la falla.

6. Método de comparación

Al diseñar PCB, los fabricantes de sistemas CNC incorporan múltiples terminales de prueba para ajuste y mantenimiento. Los usuarios también pueden usar estos terminales para comparar y medir las diferencias entre PCB normales y defectuosas. Al detectar el voltaje y la forma de onda de estos terminales de medición, se puede analizar la causa y la ubicación de la falla. A veces, incluso es posible crear artificialmente una «falla» en una placa de circuito impreso normal, como desconectarla, cortocircuitarla o extraer componentes, para determinar la causa real de la falla. Por lo tanto, el personal de mantenimiento debe registrar la forma de onda correcta y los valores de voltaje de los componentes clave o componentes fácilmente defectuosos cuando la placa de circuito impreso esté funcionando normalmente. Esto se debe a que los fabricantes de sistemas CNC generalmente no proporcionan información relevante al respecto.

7. Diagnóstico de fallas basado en el número de alarma

El diagnóstico de fallas basado en el número de alarma es uno de los métodos principales para diagnosticar fallas en máquinas herramienta CNC. Cuando una máquina herramienta funciona mal y se muestra un número de alarma en la pantalla CRT, lo primero que se debe hacer es realizar el análisis y diagnóstico correspondiente basado en el contenido del número de alarma. El personal de mantenimiento puede analizar el fenómeno indicado por el número de alarma, reducir el alcance de la inspección y realizar inspecciones específicas. Los números de alarma (códigos de error) generalmente contienen la siguiente información de falla (o error):

• error de programación o error de operación;
• mal funcionamiento de la memoria;
• falla del sistema servo;
• falla del PLC;
• falla de conexión;
• temperatura, presión, nivel de líquido anormales, etc.;
• error de estado del interruptor de límite (o interruptor de proximidad). Además de los métodos de diagnóstico y prueba de fallas comúnmente utilizados, mencionados anteriormente, también existen los métodos de prueba de cableado, prueba de desviación de voltaje y prueba de lazo abierto. Cada uno de estos métodos de diagnóstico tiene sus propias características. Dependiendo de los diferentes síntomas de la falla, se pueden seleccionar y aplicar varios métodos simultáneamente de forma flexible. Solo mediante un análisis exhaustivo de la falla se puede delimitar gradualmente el rango de falla y eliminarla rápidamente. Una vez localizada la falla, pero sin disponibilidad de repuestos, se puede recurrir a un préstamo o transferencia como medida de emergencia para resolverla.

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