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Lavorazioni di fresatura e tornitura in automatico

Il nuovo centro di lavoro Mecof UMill 1800, in mostra durante EMO Milano 2015, permette di eseguire lavorazioni combinate di fresatura/tornitura per pezzi di grandi dimensioni. Mecof ha scelto per il nuovo centro di lavoro il pacchetto full digital Heidenhain che comprende, oltre al controllo TNC 640 HSCI, azionamenti e sistemi di misura assoluti lineari ed angolari.

di Adriano Moroni

Ottobre 2015

Dieci anni fa Mecof, azienda ai vertici nel settore delle macchine utensili fondata a Belforte Monferrato (AL) nel 1947, entrava a far parte del gruppo austriaco EMCO, specializzato nella progettazione e costruzione di centri di lavoro per fresatura e centri per tornitura, che trovano applicazione nelle lavorazioni meccaniche di precisione, stampi, meccanica generale, aerospace, energia. L’ingresso di Mecof ha consentito al Gruppo di ampliare l’offerta anche ai centri per fresatura, progettati e costruiti dall’azienda piemontese. I centri di fresatura orizzontale ed i centri verticali, dedicati a lavorazioni di pezzi di medie/grandi dimensioni, sono apprezzati in modo particolare da quanti operano nei settori aerospace e automotive per precisione e affidabilità.

Grande versatilità
EMCO Mecof si presenta con un nuovo prodotto all’appuntamento con l’edizione milanese di EMO: UMill 1800, un innovativo centro di lavoro a 5 assi per lavorazioni combinate di fresatura/tornitura per pezzi di grandi dimensioni equipaggiato con controllo numerico TNC 640 HSCI Heidenhain. “EMCO Mecof aggiunge alla gamma del Gruppo una macchina dedicata alla realizzazione di stampi di grandi dimensioni. Con UMill 1800 offriamo un prodotto con un ottimo rapporto qualità/prezzo, in grado di incontrare le esigenze degli utilizzatori più esigenti. Il controllo TNC 640 Heidenhain rappresenta lo stato dell’arte nella tecnologia disponibile sul mercato; strutturato per gestire in automatico cicli di fresatura e tornitura è il completamento ideale di UMill 1800”, spiega l’ing. Andrea Garbarino, Operations Manager di Mecof, che prosegue: “Questo centro a 5 assi si rivolge in modo particolare al settore degli stampi, ma troverà ampio uso anche nell’aerospace, per l’esecuzione di elementi complessi, o nel settore dell’energia, ad esempio per lavorare i profili delle pale di turbina. Il nome stesso (U sta per Universal, n.d.r.) significa grande versatilità perché è una macchina a portale mobile nata per eseguire i 5 assi full-time con una testa birotativa strutturata in modo tale da lavorare anche in sottosquadro fino a 15°”.

Pacchetto full digital
Mecof ha scelto per UMill 1800 il pacchetto full digital Heidenhain che comprende, oltre al controllo, azionamenti e sistemi di misura assoluti lineari ed angolari della macchina. Tutti i componenti sono basati sul protocollo di comunicazione puramente digitale EnDat 22 e dotati di Functional Safety integrata che assicura migliore gestione della sicurezza a bordo macchina. Aver optato per la trasmissione puramente digitale porta al sistema innegabili vantaggi: da un lato, l’hardware si semplifica perché si riduce il numero dei fili, dei cavi e le dimensioni dei connettori e la manutenzione è più facile. Dal punto di vista della trasmissione, l’uscita digitale assicura maggiore insensibilità ai disturbi elettromagnetici, migliore risoluzione e, aspetto importante, i sistemi di misura digitali non necessitano di interpolazione del segnale nel CNC. Soprattutto nel caso di macchine con elevata dinamica, l’errore introdotto con l’interpolazione del segnale può essere significativo. Conosciamo da vicino UMill 1800: le dimensioni compatte (corse 1.800 x 2.150 x 1.250 mm) e la nuova testa di fresatura Mecof garantiscono alla macchina caratteristiche interessanti. “La possibilità di eseguire lavorazioni di fresatura e tornitura sulla stessa macchina consente a Mecof nuove opportunità di mercato; la tavola per fresatura, di serie con portata fino a 10 t di peso, consente di lavorare blocchi fino a 2.500 mm di diametro e 1.250 mm di altezza. Per la tornitura è disponibile una seconda tavola diametro 1.800 mm con 250 giri/min. TNC 640 HSCI Heidenhain gestisce senza difficoltà le due opzioni”, dichiara l’ing. Garbarino.

Semplice il passaggio tra fresatura e tornitura
La nuova simulazione grafica 3D di fresatura e tornitura di TNC 640, altamente particolareggiata, incontra pienamente le esigenze dell’operatore e lo mette nelle condizioni di valutare in anticipo effetti di lavorazione indesiderati sfruttando quattro diversi livelli di risoluzione, in funzione del dettaglio richiesto. L’operatore visualizza la traiettoria dell’utensile come grafica a linee, cosa che gli consente di determinare i movimenti indesiderati, localizzare i punti pericolosi e, non in ultimo, ottimizzare il programma da eseguire in macchina. TNC 640 consente di passare con la massima semplicità tra i programmi di tornitura e quelli di fresatura lasciando all’operatore massima libertà nel decidere come e quando combinare tra loro i due metodi di lavorazione. Il controllo esegue il passaggio indipendentemente dalla relativa configurazione degli assi, provvedendo in modo autonomo a tutte le modifiche interne, dal passaggio alla visualizzazione del diametro, all’impostazione dell’origine al centro della tavola di tornitura o al bloccaggio del mandrino utensile. Due i mandrini attualmente disponibili per UMill 1800: un elettromandrino da 372 Nm (S6) che sviluppa 58 kW e raggiunge i 12.000 giri/min in fresatura ed un mandrino di potenza, movimentato con trasmissione meccanica da 750 Nm (S6), 48 kW, 6.000 giri/min. “Questo mandrino rappresenta uno sviluppo della consolidata e sempre attuale tecnologia Mecof, che vanta una lubrificazione minimale a carter secco degli ingranaggi con recupero dell’olio. Questa tecnologia garantisce agli organi di trasmissione una durata molto superiore rispetto ad altri tipi di lubrificazione (a bagno d’olio o a grasso), una ridotta temperatura della testa ed il recupero dell’olio evita che questo venga disperso nell’ambiente. Come tutte le teste Mecof è dotata di un sistema di raffreddamento con circolazione forzata di glicole. Gli assi sono movimentati con viti a ricircolo di sfere e raggiungono i 60 m/min in lavoro; la movimentazione dell’asse A sfrutta la tecnologia a due motoriduttori contrapposti in antigioco, caratteristica di tutte le macchine Mecof”, afferma l’ing. Garbarino.

Elevate qualità superficiali
La qualità della finitura superficiale è uno dei parametri che più influenzano le lavorazioni di precisione ed è anche sensibile alla quantità e qualità dei dati nei programmi NC creati sui sistemi CAM. La possibilità di “guardare più avanti” ampliando il precalcolo per incrementare l’avanzamento massimo ammesso rende più facile l’ottimizzazione del controllo degli assi e, di conseguenza, migliora la qualità delle superfici e uniforma l’avanzamento sui profili. A questa esigenza risponde perfettamente la funzione ADP (Advanced Dynamic Prediction) implementata in TNC 640, che permette di calcolare in anticipo il profilo in modo dinamico e adattare in tempo reale velocità degli assi, accelerazioni e jerk per ottenere un profilo fedele a quanto programmato, senza discontinuità.

Eccentric Turning e LAC
TNC 640 offre un ampio pacchetto tecnologicamente evoluto per la gestione dei cicli di tornitura, di facile utilizzo grazie all’interfaccia utente che ripropone il familiare dialogo con testo in chiaro. I parametri ciclo usati per tornitura e per la fresatura hanno lo stesso numero; anche nel caso della tornitura, la grafica supporta in modo completo la lavorazione. L’opzione specifica Tornitura Eccentrica (Eccentric Turning) di TNC 640 consente di eseguire lavorazioni di tornitura anche se a causa del serraggio l’asse del pezzo non è allineato all’asse di rotazione. In questo caso, infatti, il CN compensa l’eccentricità con movimenti di allineamento dell’asse lineare accoppiato al mandrino. Sempre in tema di opzioni, vale la pena citare il pacchetto Dynamic Precision Heidenhain pensato per migliorare la precisione dinamica della macchina utensile. Le funzioni in Dynamic Precision, che possono essere utilizzate singolarmente o combinate tra loro, contrastano in modo efficace gli scostamenti del TCP dell’utensile, influenzati dalla dinamica della macchina (velocità, accelerazioni e jerk). Tra queste, la funzione LAC (Load Adaptive Control) adatta i parametri della lavorazione in base al carico aumentando in modo significativo l’accuratezza e l’efficienza, indipendentemente dal carico e dall’età della macchina.

Lavorare in sottosquadro
Sulle macchine a portale di questa tipologia è frequente l’impiego di teste birotative nelle configurazioni tradizionali, ovvero con inclinazione a 45° che, tuttavia, non offrono la possibilità di lavorare in sottosquadro perché il mandrino non è orientabile verso l’alto. In tal caso, avendo sulla testa un solo asse rotativo (l’altro asse è sulla tavola) il mandrino può solo lavorare in parallelo all’asse Y o puntare verso il basso. Per ovviare a questo inconveniente e consentire le lavorazioni in sottosquadro, alcune case costruttrici hanno quindi introdotto una configurazione più avanzata, che permette di avere il mandrino in sottosquadro (cioè puntare verso l’alto). In questa configurazione, tuttavia, quando il mandrino orientato verso l’alto viene ruotato per tornare in posizione orizzontale, il mandrino non risulta parallelo all’asse Y: in altri termini, con riferimento alla proiezione riportata nell’immagine di destra, il mandrino rimane sempre inclinato rispetto alle cave. La configurazione proposta da Mecof è altamente innovativa: sfruttando la maggiore inclinazione del mandrino (15° in più, immagine di sinistra), UMill 1800 offre un’unica soluzione per lavorare sia in sottosquadro che nel piano orizzontale. Quando il mandrino viene ruotato verso la posizione orizzontale, come mostra l’immagine di destra, questo resta sempre parallelo all’asse Y della macchina.

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