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Monday, 18 Giugno 2018

L’unione fa la forza

“Tecnologie innovative per efficienti processi di fresatura” è il titolo di un workshop, tenutosi ai primi di novembre, organizzato da HEIDENHAIN ITALIANA in collaborazione con Fraisa, OPEN MIND Technologies, PCam e SCHUNK. Il tema è stato trattato sia attraverso gli interventi specifici delle singole aziende sia tramite una prova di fresatura conclusiva sulla macchina utensile.

di Giovanni Sensini

Febbraio 2018

HEIDENHAIN ITALIANA - insieme a Fraisa, OPEN MIND Technologies, PCam e SCHUNK - ha organizzato il workshop dal titolo: “Tecnologie innovative per efficienti processi di fresatura”.
Scopo centrale dell’incontro, tenutosi lo scorso novembre presso il Centro di Formazione HEIDENHAIN a Milano, è stato dimostrare come le sfide poste al mondo manifatturiero, e in particolare alla PMI italiana, si possano vincere attraverso la sinergia di tecnologie allo stato dell’arte.
Il tema, vista la sua complessità, è stato trattato sia attraverso gli interventi specifici delle singole aziende sia tramite una prova di fresatura conclusiva sulla macchina utensile per avere un riscontro diretto delle strategie e degli strumenti impiegati.
HEIDENHAIN ha sviluppato gli aspetti del controllo numerico relativamente all’ottimizzazione della produzione, soprattutto attraverso l’apporto fornito dalle funzioni evolute di Dynamic Precision che contribuiscono a mantenere elevata l’efficienza dei processi e la qualità dei componenti da realizzare.
Non è mancato ovviamente un riferimento a Connected Machining, la soluzione 4.0 studiata dall’azienda tedesca in grado di supportare la gestione digitale e universale delle commesse di produzione.

Rendere più efficiente la sicurezza di processo
La lavorazione con asportazione elevata del truciolo, ma anche la lavorazione di materiali di difficile lavorabilità sono diventati ormai uno standard nell’industria.
Nella lavorazione con asportazione elevata del truciolo si cerca soprattutto di asportare la massima quantità possibile di materiale in tempi ridotti. Per questo motivo molti componenti del processo di lavorazione possono essere spinti fino ai loro limiti. Per questa forma di lavorazione di elevate prestazioni, il controllo globale dei processi è pertanto un presupposto fondamentale per qualità e redditività. Le forze generate durante il processo di lavorazione sovraccaricano estremamente la macchina e l’utensile. L’obiettivo è quindi ottimizzare il volume di asportazione nell’intervallo di tempo, massimizzare la durata degli utensili e minimizzare il sovraccarico meccanico.
Con il termine Dynamic Efficiency, HEIDENHAIN offre funzioni TNC che consentono all’utilizzatore di incrementare e quindi rendere più efficiente la sicurezza di processo nell’asportazione elevata del truciolo e nelle operazioni di sgrossatura. Le funzioni interessate sono soprattutto: ACC (riduzione attiva dell’incidenza alle vibrazioni) e AFC (adattamento dell’avanzamento in funzione del carico).

Lavorazione dinamica e di elevata accuratezza
L’incremento della produttività e riduzione dei costi sono obiettivi prioritari delle imprese di produzione moderne, strettamente correlati all’esigenza di un numero ridotto di scarti, tempi inferiori di lavorazione e la prevenzione di ripassature o riprese. “I CNC per macchine utensili - ha illustrato Alberto Cattaneo, Responsabile dei Servizi Tecnici di HEIDENHAIN ITALIANA - devono pertanto essere in grado di trovare l’approccio ottimale per la fresatrice e il processo di produzione nel conflitto tra tempo di lavorazione, qualità superficiale e accuratezza del pezzo”.
L’ottimizzazione della taratura degli assi permette, a parità di meccanica della macchina, di personalizzare e sfruttare al massimo le prestazioni della macchina stessa.
Con lo stesso obiettivo con il termine Dynamic Precision, HEIDENHAIN combina un gruppo di funzioni per i controlli della serie TNC che migliorano notevolmente l’accuratezza di traiettoria di macchine con avanzamenti elevati e movimenti complessi. “L’accuratezza dinamica di una macchina è determinata dalle accelerazioni degli assi, necessari per generare un movimento preciso e veloce della traiettoria tra pezzo e utensile”, ha spiegato Cattaneo. “Nella fase di accelerazione degli assi di avanzamento, i componenti della macchina possono deformarsi a causa delle forze di inerzia o persino causare vibrazioni. Dynamic Precision consente di ridurre notevolmente gli errori dinamici del Tool Center Point (TPC) che si verificano durante la lavorazione, così da eseguire i programmi NC migliorando l’accuratezza del pezzo e la qualità superficiale persino con maggiore velocità”.

Strategie di sgrossatura, finitura e foratura
I percorsi utensile delle prove di fresatura effettuate durante il workshop sono stati sviluppati con il sistema hyperMILL® della software house OPEN MIND Technologies. “Al giorno d’oggi, la rapidità è fondamentale”, ha dichiarato Alberto Valtorta, Area Sales Manager OPEN MIND Technologies. “Per questo motivo, OPEN MIND ha sviluppato una soluzione altamente performante per la sgrossatura, la finitura e la foratura: il pacchetto ad alte prestazioni hyperMILL® MAXX Machining.
Questo approccio innovativo consente di risparmiare tempo nella produzione e di soddisfare contemporaneamente elevati standard di qualità”.
Il pacchetto ad alte prestazioni hyperMILL® MAXX Machining è composto di tre moduli indipendenti che permettono di eseguire lavorazioni di sgrossatura, finitura e foratura. “I percorsi utensile trocoidali garantiscono una rimozione del materiale estremamente rapida e le innovative strategie per utensili a barile consentono la finitura in breve tempo”, ha continuato Valtorta.
Il modulo di sgrossatura di hyperMILL® MAXX Machining offre soluzioni per l’High-Performance-Cutting (HPC) con movimenti a spirale e trocoidali dell’utensile su superfici di pezzi prismatici e curvi.
Il modulo di finitura è la soluzione per la prefinitura e la finitura altamente efficiente di piani e superfici a forma libera con diversi utensili a barile. Con la finitura a Z costante tangenziale è possibile risparmiare fino al 90% del tempo di lavorazione.
La foratura elicoidale a 5 assi estrae il materiale in modo efficiente e senza sollecitare troppo la fresa. Per quanto riguarda la strategia, si tratta di una fresatura inclinata elicoidale: la fresa viene inclinata nella direzione di lavoro e mediante una seconda inclinazione vengono impedite le collisioni con la parete del foro.

Fresatura multifunzionale ad alto rendimento
Fraisa, noto produttore internazionale di utensili, ha presentato la nuova serie di utensili multifunzionali ad alto rendimento MFC oltre alle nuove frese a barile ArCut X.
“La sfida per la produzione oggi - ha spiegato Pasquale Aloise, Direttore della filiale italiana del gruppo Fraisa - consiste nel raggiungere la combinazione ottimale di strategia di fresatura e utensile all’interno dell’infrastruttura esistente, in un modo il più possibile rapido e sicuro”.
Per riuscirci, occorre tenere continuamente conto di diversi obiettivi, al fine di migliorare ulteriormente la competitività: più produttività e migliore rendimento, durata utile maggiore; maggiore sicurezza di processo e riproducibilità; maggiore automatizzazione; migliore qualità del pezzo; tempi di attrezzaggio più brevi e applicazione più rapida; meno costi correnti e meno investimenti. E ancora: più sostenibilità/preservazione delle risorse; maggior know-how; maggiore flessibilità; semplificazione e standardizzazione.
“Padroneggiare questa complessità costituisce una competenza strategica per l’azienda e un’attività di importanza fondamentale, perché è qui che avviene la vera e propria creazione di valore. Quanto più facile, veloce e sicura è la risoluzione di un nuovo caso d’impiego, tanto più la produzione si affermerà come competitiva e redditizia.
La fresatura multifunzionale ad alto rendimento (MFC) interviene esattamente qui. L’obiettivo dello sviluppo di prodotti MFC è pertanto ridurre ancora queste complessità senza perdere in rendimento”, afferma Aloise.
A seguito del successo che gli utensili MB-NVDS (MFC) hanno riscosso da parte del mercato, questa famiglia è stata ampliata. Mentre gli utensili MB-NVDS già presenti sul mercato presentano elevate prestazioni nelle operazioni di finitura e di sgrossatura HPC convenzionali, l’espansione del programma si concentra sulla lavorazione HDC (High Dynamic Cutting). In pratica, questi utensili ora sono perfettamente idonei a penetrare, con una geometria degli angoli di taglio concepita per una grande robustezza, al fine di lavorare la forma del pezzo con tutta la lunghezza del tagliente.
Ulteriore novità proposta da Fraisa sono le frese ArCut X, utensili a barile la cui superficie laterale presenta un raggio di curvatura fin di 1.000 mm.
Grazie all’ampio raggio di curvatura, è possibile realizzare grandi distanze tra i percorsi senza influire significativamente sulla rugosità teorica. “Il risultato sono superfici di alta precisione con parametri eccellenti che permettono di ridurre al minimo i lunghi processi di lucidatura. Presentando in testa una sfericità perfetta, la fresa ArCut X offre anche tutti i vantaggi di una stabile fresa a testa sferica”, ha concluso Aloise.
Per processi di fresatura universali
All’incontro ha preso parte anche SCHUNK, noto costruttore di prodotti per serraggio e automazione.
Fabio Lodi, Area Sales Manager - Clamping Technology di SCHUNK Intec, ha presentato, tra gli altri, il sistema pneumatico di serraggio a punto zero VERO-S NSE3, che assicura il posizionamento e il serraggio dei pezzi in un’unica operazione. Questo metodo di riduzione dei tempi di preparazione garantisce tempi ciclo della macchina più elevati nonché una produzione più razionale a partire da lotti in grandezza 1. I nuovi moduli premium sono del tutto compatibili con il precedente sistema modulare VERO-S, che oggi consiste in oltre mille possibili combinazioni per un serraggio dei pezzi altamente efficiente.
Tra i vantaggi del sistema VERO-S NSE3, meritano una segnalazione:
- corsa di avvicinamento rapido e bloccaggio brevettata per elevate forze traenti che assicurano un serraggio estremamente rigido senza vibrazioni.
- Bloccaggio ad accoppiamento geometrico irreversibile; anche in caso di perdita di pressione l’intera forza traente resta invariata.
- Moduli inossidabili e completamente a tenuta stagna per una durabilità e massima sicurezza del processo.
- Ottimizzabile per applicazioni automatizzate.
- Protezione conica ottimale per la protezione dell’interfaccia di cambio da lubrorefrigeranti, polvere e trucioli

Sviluppo pratico di Industria 4.0
PCam SA, azienda svizzera che dal 1994 sviluppa software e progetti di automazione industriale rivolti in particolar modo alle aziende che costruiscono stampi, ha invece presentato e dimostrato in pratica come produrre in efficienza in un’officina SMART secondo i criteri “Automazione 4.0”.
Dimostrazione avvenuta lavorando un particolare meccanico in una cella “FMC” situata a centinaia di chilometri dalla sala conferenze oltre che mostrando casi di molte realtà produttive che adottano da anni i sistemi PCam.
Utilizzando i dati digitali e le risorse presenti in azienda, PCam ottimizza e pianifica i processi produttivi di fresatura, erosione e misura in un concetto unico con sistemi gestionali integrati in modo da poter gestire il flusso produttivo senza tempi morti o errori.
L’esperienza maturata da anni di contatto e lavoro con le aziende che giornalmente si confrontano con il mercato degli stampi, hanno portato PCam a sviluppare sistemi calzati sulle esigenze dello stampista con la possibilità di utilizzare tutte le risorse presenti in azienda ed organizzarla in modo efficace e completo partendo dall’ufficio tecnico fino alla produzione del pezzo in macchina. Infatti grazie all’utilizzo di PCam DS partendo dai modelli solidi si possono gestire e programmare direttamente impianti di erosione a tuffo evitando così fermi macchina, errori di digitazione, ore di programmazione anche con l’integrazione di una macchina di misura, per completare il processo di pre-setting elettrodi con relativo controllo qualità in tempo mascherato.
La gestione produttiva delle macchine, che collaborano tra di loro, integrate in una cella, avviene tramite PCamCell il quale gestisce, pianifica e rileva la produzione completa di centri di fresatura, erosione ed anche tornitura con il controllo e asservimento di pezzi, elettrodi ed utensili, compresi utensili gemelli, rilevando in ogni momento lo stato delle lavorazioni ed i tempi impiegati o i fermi macchina.
L’interconnessione e collaborazione tra le macchine, i processi controllati digitalmente e l’identificazione delle risorse, come macchine, utensili, elettrodi o palette, rende possibile l’incremento di efficienza nelle officine meccaniche realizzando così i concetti di “Industria 4.0”.
L’integrazione di PCamCell per la gestione produttiva delle macchine e PCamPPS per la gestione, pianificazione e rilevamento dati, delle risorse in modo automatico, completano così il ciclo produttivo dall’ordine alla realizzazione dello stampo, avendo sempre sotto controllo tempi e costi di ogni particolare.

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