Sửa chữa, cải tạo máy CNC 6 trục

Trong quá trình vận hành máy CNC, một Servo bị hỏng có thể khiến cả hệ thống phải dừng hoạt động. Việc xử lý càng khó khăn hơn khi thiết bị đã sử dụng lâu năm, model cũ không còn được nhà sản xuất cung cấp và gần như không thể tìm được sản phẩm mới để thay thế.

Đây cũng là tình trạng thực tế của một máy CNC 6 trục sử dụng hệ thống Servo Panasonic. Một Servo trên máy bị hỏng, trong khi model tương ứng đã ngừng sản xuất. Sau khi khảo sát, Tự Động Hóa Toàn Cầu đưa ra phương án thay thế Servo Panasonic cũ bằng Servo Mitsubishi có thông số phù hợp, đồng thời cải tạo lại phần đấu nối và cài đặt để thiết bị mới có thể hoạt động ổn định cùng hệ thống hiện hữu.

I. Tổng quan dự án

Máy CNC trong dự án sử dụng hệ thống điều khiển gồm sáu trục Servo. Các trục đảm nhiệm những chuyển động riêng nhưng phải phối hợp chính xác với nhau trong suốt quá trình gia công.

Sau một thời gian dài hoạt động, một bộ Servo Panasonic trên máy bị hỏng, khiến trục tương ứng không thể vận hành bình thường. Qua kiểm tra, đội ngũ kỹ thuật xác định việc tiếp tục sửa chữa thiết bị cũ không phải là phương án tối ưu. Khó khăn lớn nhất là model Servo Panasonic này đã ngừng sản xuất. Thị trường gần như không còn thiết bị mới để thay thế, trong khi các sản phẩm cũ hoặc đã qua sửa chữa thường không rõ tình trạng và tuổi thọ còn lại.

Thay vì tiếp tục tìm kiếm đúng model Panasonic cũ, khách hàng lựa chọn phương án sử dụng Servo Mitsubishi có thông số tương đương. Yêu cầu đặt ra là thiết bị mới phải đáp ứng được tải của máy, bảo đảm độ chính xác và có thể phối hợp với các trục Servo Panasonic còn lại.

Phạm vi công việc bao gồm:

• Kiểm tra Servo Panasonic bị hỏng.
• Khảo sát tín hiệu điều khiển và cơ cấu của trục.
• Lựa chọn Servo Mitsubishi thay thế.
• Cài đặt thông số Servo.
• Hiệu chỉnh và chạy thử cùng toàn bộ máy CNC.

II. Hiện trạng máy CNC 6 trục

Tại thời điểm tiếp nhận, máy CNC không thể vận hành đầy đủ do một trục Servo gặp sự cố. Servo Drive và Servo Motor không còn đáp ứng đúng lệnh điều khiển, làm gián đoạn chu trình hoạt động của máy.

Hệ thống cũ đã được sử dụng trong nhiều năm nên việc tìm thiết bị thay thế gặp khá nhiều khó khăn. Model Servo Panasonic đang sử dụng đã không còn được sản xuất, nguồn hàng mới không có sẵn và thời gian tìm kiếm thiết bị cũ kéo dài.

Việc mua một bộ Servo Panasonic đã qua sử dụng cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro:

• Không xác định được thời gian hoạt động trước đó.
• Linh kiện bên trong có thể đã xuống cấp.
• Khả năng phát sinh lại lỗi tương đối cao.
• Không có chính sách bảo hành rõ ràng.
• Khó chủ động thiết bị thay thế trong những lần sửa chữa sau.

Bên cạnh tình trạng của Servo, đội ngũ kỹ thuật còn kiểm tra cơ cấu truyền động của trục như khớp nối, vitme, ray trượt, bạc đạn và tải cơ khí. Đây là bước cần thiết để loại trừ khả năng Servo bị hỏng do trục bị kẹt, quá tải hoặc ma sát cơ khí quá lớn.

Kết quả kiểm tra cho thấy cơ cấu máy vẫn có thể tiếp tục sử dụng. Vấn đề chính nằm ở bộ Servo Panasonic cũ, do đó phương án thay thế bằng một hệ Servo mới được lựa chọn.

III. Phương án thay Servo Mitsubishi

Do không còn Servo Panasonic đúng model, Tự Động Hóa Toàn Cầu lựa chọn Servo Mitsubishi có công suất và đặc tính vận hành phù hợp để thay thế. Việc chuyển đổi Servo khác hãng không đơn giản là tháo thiết bị cũ và lắp thiết bị mới vào. Mỗi hãng có sự khác nhau về đầu nối, tín hiệu điều khiển, độ phân giải Encoder, cách cài đặt tham số và kích thước cơ khí.

Trước khi lựa chọn Servo Mitsubishi, kỹ thuật viên sẽ tiến hành đối chiếu các thông số quan trọng:

• Công suất Servo Motor cũ.
• Mô-men định mức và mô-men cực đại.
• Tốc độ hoạt động.
• Quán tính tải của trục.
• Điện áp nguồn cấp.
• Loại lệnh điều khiển từ bộ CNC.
• Số xung điều khiển.
• Kích thước mặt bích và trục Motor.
• Yêu cầu sử dụng phanh điện từ.
• Tín hiệu Servo ON, Ready và Alarm.

Servo Mitsubishi được lựa chọn phải đủ khả năng kéo tải nhưng không nên có công suất chênh lệch quá lớn so với hệ thống cũ. Nếu lựa chọn không phù hợp, trục có thể bị rung, phản ứng chậm, quá tải hoặc sai lệch vị trí khi vận hành.

Một yêu cầu quan trọng khác là Servo Mitsubishi mới phải làm việc ổn định cùng các Servo Panasonic đang được giữ lại trên máy. Vì vậy, các thông số về tốc độ, gia tốc, tỷ lệ xung và hành trình cần được tính toán lại để trục sau cải tạo không bị lệch so với chu trình ban đầu.

Phương án thực hiện gồm:

• Thay Servo Drive Panasonic bị hỏng bằng Servo Drive Mitsubishi.
• Thay Servo Motor đồng bộ khi hai hệ không tương thích.
• Sử dụng cáp động lực và cáp Encoder đúng chuẩn Mitsubishi.
• Cải tạo gá lắp hoặc khớp nối khi kích thước Motor thay đổi.
• Đấu nối lại tín hiệu điều khiển với hệ thống CNC.
• Cài đặt lại tỷ số truyền điện tử và thông số vận hành.

Phương án này giúp khôi phục hoạt động của máy mà không phải thay toàn bộ các Servo Panasonic còn đang sử dụng tốt, qua đó tiết kiệm đáng kể chi phí cải tạo cho khách hàng.

IV. Quá trình thi công và cài đặt

Trước khi tháo Servo cũ, đội ngũ kỹ thuật ghi nhận đầy đủ thông số, sơ đồ đấu nối và trạng thái hoạt động của trục. Các dây tín hiệu được đánh dấu rõ ràng để tránh nhầm lẫn trong quá trình cải tạo. Servo Panasonic bị hỏng sau đó được tháo khỏi máy. Kỹ thuật viên kiểm tra lại vị trí lắp Motor, mặt bích, trục động cơ, khớp nối và không gian bố trí Servo Drive trong tủ điện.

Do Servo Mitsubishi có thiết kế và đầu nối khác với Servo Panasonic, một số hạng mục cần được điều chỉnh:

• Gia công hoặc thay đổi mặt bích gá Motor.
• Kiểm tra và căn chỉnh lại khớp nối.
• Đi lại cáp động lực và cáp Encoder.
• Thay đổi đầu nối tín hiệu điều khiển.
• Bố trí lại vị trí Servo Drive trong tủ điện.
• Kiểm tra tiếp địa và khả năng chống nhiễu.

Sau khi hoàn thiện phần cơ khí và đấu nối, Servo Mitsubishi được cấp nguồn để kiểm tra ban đầu. Các thông số được cài đặt dựa trên đặc điểm thực tế của trục, bao gồm:

• Chế độ điều khiển vị trí.
• Tỷ số truyền điện tử.
• Số xung tương ứng với hành trình.
• Chiều quay của Motor.
• Tốc độ tối đa.
• Thời gian tăng tốc và giảm tốc.
• Giới hạn mô-men.
• Tín hiệu Servo ON.
• Tín hiệu báo lỗi và Servo Ready.
• Chức năng phanh nếu trục có sử dụng.

Tỷ số truyền điện tử là một trong những thông số cần được tính toán chính xác. Nếu cài đặt không đúng, khoảng cách di chuyển thực tế của trục sẽ không khớp với lệnh từ bộ điều khiển CNC.Sau khi hoàn thành phần cài đặt, trục được chạy thử ở tốc độ thấp. Kỹ thuật viên kiểm tra chiều chuyển động, điểm Home, giới hạn hành trình và phản ứng của hệ thống khi dừng khẩn cấp.

Servo sau đó được tuning theo tải thực tế. Quá trình hiệu chỉnh tập trung vào khả năng tăng tốc, giảm tốc, giữ vị trí và xử lý hiện tượng rung khi Motor hoạt động. Khi trục mới đã vận hành ổn định, máy được chạy thử cùng năm trục còn lại. Đây là bước quan trọng để đánh giá khả năng phối hợp giữa Servo Mitsubishi mới và hệ thống Servo Panasonic cũ.

V. Kết quả sau cải tạo

Sau khi hoàn thiện việc lắp đặt, cài đặt và tuning, trục sử dụng Servo Mitsubishi đã hoạt động ổn định theo lệnh điều khiển của máy CNC. Servo mới đáp ứng được yêu cầu về tốc độ, mô-men và độ chính xác. Trục di chuyển đúng chiều, về Home đúng vị trí và không xuất hiện hiện tượng rung giật bất thường trong quá trình chạy thử.

Kết quả sau cải tạo:

• Khôi phục hoạt động của trục Servo bị hỏng.
• Máy CNC có thể tiếp tục vận hành đủ sáu trục.
• Servo Mitsubishi phối hợp ổn định với các Servo Panasonic còn lại.
• Hành trình di chuyển đúng với lệnh điều khiển.
• Hệ thống báo lỗi, Servo Ready và dừng khẩn cấp hoạt động bình thường.
• Không cần thay toàn bộ hệ thống Servo trên máy.
• Khách hàng chủ động hơn trong việc bảo trì và thay thế thiết bị sau này.

Việc lựa chọn Servo Mitsubishi giúp giải quyết được tình trạng thiếu thiết bị Panasonic đúng model. Đồng thời, khách hàng không phải đầu tư thay mới toàn bộ sáu trục khi phần lớn hệ thống cũ vẫn đang hoạt động tốt. Đây là phương án cân bằng giữa yêu cầu kỹ thuật và chi phí đầu tư: chỉ thay đúng thiết bị bị hỏng nhưng vẫn bảo đảm máy có thể tiếp tục vận hành ổn định.

Nếu khách hàng đang có nhu cầu cải tạo và sửa chữa máy CNC 6 trục hay bất kỳ máy móc công nghiệp nào, hãy iên hệ ngay với Tự động hóa toàn cầu để được tư vấn chi tiết!