Diagnostiquer des problèmes électriques/hydrauliques dans une cintreuse de tubes CNC

Apr 15, 2023

Des connexions fondues au niveau du fusible étaient un signe révélateur que quelque chose dans le système était surchargé, même si la raison pour laquelle cela s'est produit n'était pas claire au départ.

Un fabricant d'échappement de camions et d'autobus perdait du temps de production sur un 6-in. cintreuse car ses fusibles principaux sautaient régulièrement. Des images de l'armoire électrique ont révélé que l'isolation de quelques connexions de fils avait également commencé à fondre.

C'était une situation grave.

Toutes les cintreuses de tubes CNC ont plusieurs systèmes qui fonctionnent ensemble pour entraîner la machine, formant finalement des tubes droits dans la forme souhaitée. Cette machine particulière contenait un système hydraulique pour le serrage et le positionnement des axes ; servo-électrique pour le positionnement des axes ; tension de commande monophasée 120 V AC ; et tension de commande 24 V CC. Le système électrique principal fournissait de l'énergie pour entraîner ou contrôler les autres systèmes.

(En passant, il devrait y avoir une déconnexion entre la machine et la source d'alimentation du bâtiment. Et entre la déconnexion et le reste de la machine, ou dans le cadre de la déconnexion elle-même, il devrait y avoir un moyen de couper automatiquement l'alimentation si quelque chose sur la machine tombe en panne et provoque une pointe de courant électrique.)

Une cintreuse CNC typique utilise une alimentation triphasée, ce qui signifie qu'elle dispose de trois circuits porteurs de courant alimentant la machine, de sorte qu'il y aura soit trois fusibles, soit un disjoncteur tripolaire dans le circuit de déconnexion. La puissance est distribuée aux différentes parties de la machine à partir de là.

À l'intérieur de l'armoire électrique de cette machine particulière, les fils avec isolation fondue conduisaient à deux petits transformateurs abaisseurs qui changeaient l'alimentation principale de 480 V, triphasé à 120 V, tension de commande monophasée.

Un transformateur alimentait les différentes vannes directionnelles du système hydraulique. Le deuxième transformateur était plus petit, fournissant la tension monophasée de 120 V qui, à son tour, alimentait une alimentation CC qui fournissait 24 V pour alimenter le PC de contrôle et le système d'E/S.

Chacun de ces transformateurs était protégé par son propre ensemble de fusibles, mais ces fusibles n'étaient pas activés lorsque le fusible principal a sauté. Dans les circuits électriques, les circuits en parallèle auront une tension commune mais un ampérage peu commun. En d'autres termes, alors que chacun de ces transformateurs était alimenté par le même circuit de 480 V, chacun consommait différentes quantités d'énergie dans son fonctionnement. À l'aide d'une pince multimètre - un type courant de multimètre de test qui peut mesurer le courant d'un circuit alternatif, sans toucher un fil, en mesurant le champ magnétique lorsque l'électricité se déplace le long du fil - il a été rapidement déterminé qu'aucun des transformateurs ne tirait suffisamment de courant pour causer un problème avec ses propres petits fusibles, et certainement pas avec le fusible principal.

Le même bus d'alimentation électrique qui alimentait les deux petits transformateurs alimentait également le moteur entraînant la pompe du système hydraulique de la machine. En utilisant le même ampérage de la pince ampèremétrique, le tirage sur chaque jambe des moteurs de la pompe a été testé. Avec la machine démarrée et rien ne bougeait, chaque jambe ne consommait qu'environ 35 ampères, pas assez pour faire sauter un fusible principal de 100 ampères. Cependant, dès qu'un opérateur sélectionnait et déplaçait un dispositif faisant passer le système hydraulique de basse à haute pression, le compteur affichait 103 ampères.

Le moteur électrique entraînant la pompe hydraulique était commandé à l'aide d'un démarreur de moteur. Un départ-moteur est une combinaison de contacteurs et d'un relais de surcharge thermique. Lorsqu'il est correctement câblé, le relais de surcharge interrompt le signal de commande vers les contacteurs, provoquant l'arrêt du moteur lorsqu'il est surchargé. Cependant, comme cela repose sur la chaleur générée par la surcharge du moteur, un démarreur de moteur permettra à un moteur de fonctionner pendant une très courte période de temps dans une condition de surcharge jusqu'à ce que les surcharges thermiques deviennent suffisamment chaudes pour ouvrir le signal de commande.

Dans cette opération particulière, un compensateur fuyait au niveau de la pompe.

Après avoir confirmé que le démarreur du moteur était correctement réglé en fonction de l'ampérage nominal maximal du moteur et que le relais de surcharge était correctement câblé pour interrompre le signal du système de contrôle, le technicien, Al Drinnon de RbSA Industrial, a dû changer de vitesse. Ce qui a commencé comme le dépannage d'un problème électrique ressemblait maintenant à un problème d'hydraulique.

Les cintreuses de tubes utilisent régulièrement des systèmes hydrauliques car l'hydraulique peut fournir de manière économique les forces importantes nécessaires pour déformer un tube en une forme. Cependant, les systèmes hydrauliques créent des défis différents pour la maintenance, le dépannage et la réparation.

Le système hydraulique de la machine défectueuse était alimenté par une pompe à compensation de pression, ce qui est très courant pour les applications de cintrage de tubes. Le compensateur de pression réduit ou arrête automatiquement le débit de fluide hydraulique si la pression dépasse un maximum prédéfini (souvent appelé pression d'amorçage). Le compensateur empêche la pompe d'être surchargée. La plupart des équipements industriels hydrauliques sont conçus pour fonctionner entre 2 000 et 3 000 PSI. Lorsque la plupart des pompes tombent en panne, la pression chute lorsque le liquide s'échappe. Mais lorsque les pompes à compensation de pression tombent en panne, elles accumulent trop de pression et tombent en panne à un niveau élevé. Une soupape de décharge sur le système hydraulique empêchera la pression de s'accumuler trop en renvoyant le liquide dans le réservoir lorsqu'il y en a trop dans le système.

Les systèmes hydrauliques de la plupart des cintreuses de tubes sont conçus pour fonctionner à 2 000 PSI ou moins, et la soupape de décharge est généralement réglée de 300 à 500 PSI au-dessus. Drinnon a noté que lorsque la machine était allumée avec les pompes en marche mais inactives, il y avait moins de 100 PSI affichés sur les manomètres, mais lorsqu'un appareil était déplacé, la pression montait à 2 500 PSI.

Il y a une vanne qui redirige le flux de la conduite de pression vers le réservoir hydraulique pour empêcher l'accumulation de pression au ralenti. Lorsqu'un appareil est déplacé, cette vanne bloque l'écoulement vers le réservoir, permettant à la pression de s'accumuler pour le fonctionnement de la machine. C'est ce qu'on appelle la pression du système. Drinnon constatait un fonctionnement normal à basse pression. Dans la pression du système, le compensateur créait trop de pression, ce qui surchargeait le moteur électrique faisant tourner la pompe hydraulique.

Il s'avère que le compensateur fuyait à la pompe. Au fil du temps, la pression du système diminuerait, réduisant la capacité de la machine à créer une force hydraulique. Ainsi, le personnel de maintenance ajusterait le compensateur pour ramener la pression du système dans la plage de fonctionnement normale. Finalement, la fuite au niveau du compensateur était suffisamment grave pour qu'elle soit retirée et inspectée. Constatant que les joints toriques étaient défectueux, le personnel de maintenance les a remplacés et a réinstallé le compensateur.

"Après la réparation d'une pompe ou d'un compensateur, avant de redémarrer la machine, le système doit être ajusté de sorte que la pression soit à ou près de son réglage le plus bas", a déclaré Gary Moore, directeur des opérations chez Air & Hydraulic Equipment. "Cela se fait en tournant la vis de réglage sur le compensateur dans le sens antihoraire jusqu'à ce qu'il soit réglé presque complètement. Ne le retirez pas. La pompe peut alors être démarrée et réglée pour augmenter la pression du système. La vis de réglage du compensateur doit ensuite être tournée dans le sens horaire jusqu'à ce que le système soit à la pression de fonctionnement souhaitée."

Après la réparation des fuites au niveau du compensateur, le système avait créé une telle pression qu'elle était réduite par la soupape de décharge à 2 500 PSI. Drinnon a également ajusté la pression de décharge jusqu'à la spécification de la machine de 2 300 PSI.

"Pour régler la pression de décharge, j'ai complètement tourné la vis de réglage de la soupape de décharge à sa pression la plus élevée", a déclaré Drinnon. "Ensuite, à l'aide du compensateur, j'ai réglé la pression du système légèrement plus élevée que la pression de décharge conçue ; parce que la décharge devait être réglée à 2 300 PSI, j'ai réglé le compensateur à 2 400 PSI.

"Ensuite, en utilisant la vis de réglage sur la soupape de décharge, j'ai réduit la pression jusqu'à ce qu'elle soit à 2 300 PSI. Enfin, j'ai réglé la pression correcte du système de 2 000 PSI à l'aide du compensateur. Maintenant, si le compensateur tombe en panne, la soupape de décharge empêchera la pression de dépasser 2 300 PSI."

Enfin, les fils avec l'isolant fondu ont été clipsés et de nouveaux connecteurs ont été installés. Maintenant, la machine est de nouveau en service.