Un po’ di lubrificante fa molto…. Con la tua macchina CNC

[Peter] ha recentemente riscontrato alcuni problemi di ripetibilità di posizionamento con il suo router CNC3020. Il problema riguardava principalmente l'asse Z ed è stato misurato fino a 0,3 mm fuori posizione dopo 10 cm di corsa. Potrebbe non sembrare molto, ma è stato sufficiente per rompere alcune frese da 1 mm di diametro. Gli assi X e Y generalmente sembravano OK. Navigando in rete ho scoperto che i binari di alimentazione della scheda di controllo non avevano condensatori di filtraggio e questa potrebbe essere stata la causa dei problemi. Sfortunatamente, il problema di posizionamento persisteva anche dopo l'aggiunta dei limiti. Frustrato, [Peter] ha quindi avviato un'indagine in piena regola per capire perché il suo asse Z non era efficace.

In un sistema CNC ci sono 2 componenti principali, l'elettronica e la macchina fisica. Poiché non era noto quale parte del sistema contenesse il problema, [Peter] ha deciso di scambiare rapidamente i canali X e Z, facendo funzionare l'asse Z con l'elettronica dell'asse X. Il problema era ancora evidente sull'asse Z il che significa che c'è qualcosa che non va nella meccanica della macchina. L'elettronica Z è stata rimessa sull'asse Z e i test sono proseguiti abbassando l'accelerazione e la velocità massima. L'errore di posizionamento era ancora presente. Poiché è possibile che il problema fosse il motore Z, si è deciso di scambiare i motori X e Z ma a metà del processo il problema è diventato evidente. Quando si tentava di ruotare manualmente la vite di comando dell'asse Z si riscontrava una notevole mancanza di scorrevolezza e l'asse sembrava saltare di qua e di là!

L'asse Z doveva essere smontato per accedere alla chiocciola e alle guide lineari. Ciò rivelò la fonte del problema [di Peter]; nessun lubrificante, né sulle guide lineari né sulla chiocciola o vite di comando. Nel corso del tempo, i cuscinetti a sfere lineari dell'asse Z non lubrificati avevano usurato 4 scanalature nodose e equidistanti nelle guide lineari. I cuscinetti furono lavati via, producendo una quantità allarmante di polvere metallica che si era accumulata all'interno. Una volta puliti, i cuscinetti erano lubrificati e per il resto sembravano integri. Poiché le scanalature nelle rotaie si trovavano solo in 4 aree locali, sono state ruotate di 45 gradi in modo che i cuscinetti ora scorressero su aree non danneggiate. Anche dopo aver pulito, lubrificato e ruotato le aste, i cuscinetti non sembravano ancora così lisci come avrebbero dovuto. Poiché i cuscinetti di ricambio non erano disponibili, l'asse Z è stato comunque rimontato. Il grasso è stato applicato anche alla vite di comando e al dado prima del riassemblaggio.

[Peter] aveva poche speranze per la sua "correzione", ma dopo aver eseguito altri test sembra che l'asse Z funzioni molto meglio; Errore di 0,01 mm su 10 cm di corsa. Non male! [Peter] non ha paura di sporcarsi e sporcarsi con questo CNC3020, ha aggiunto un sistema di raffreddamento, interruttori di finecorsa e un controllo del mandrino PWM.