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Sunday, 28 Maggio 2017
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Volare sopra la lamiera

Vista dello stand Fanuc in EMO. / Fanuc booth in EMO. Vista dello stand Fanuc in EMO. / Fanuc booth in EMO.

In occasione della EMO di Milano, FANUC ha presentato alcune interessanti novità destinate a ottimizzare i processi di taglio e di movimentazione nell’ambito della lavorazione della lamiera. Durante l’importante kermesse espositiva, per la prima volta in Europa FANUC ha proposto i suoi nuovi laser a fibra e alcuni nuovi tipi di robot destinati a fissare nuovi benchmark.

di Laura Alberelli

Novembre 2015

Sei sono i nuovi laser a fibra presentati in EMO da FANUC, con potenze che vanno da 1 a 6 kW. I primi tre modelli sono da 1, 2 e 3 kW. Il laser attualmente più potente è il FANUC Fiber Laser FF 3000i - Model A. La suddivisione dei modelli tiene conto del fatto che, in parallelo, esistono anche dei modelli corrispondenti di laser CO2, in modo che per ogni livello di potenza ci sia un modello alternativo e sia possibile quindi scegliere tra due tecniche diverse. I singoli moduli del laser a fibra possono essere abbinati direttamente ai livelli di potenza richiesti dal mercato. I controlli a laser del tipo 30/31i-LB risultano particolarmente adatti per le applicazioni “fly cut”. Quando, con l’inizio del 2015, venne lanciato sul mercato un nuovo laser CO2 da 3 kW, era chiaro che FANUC avrebbe portato avanti la tecnica CO2, perché tuttora presenta dei vantaggi notevoli per tutta una serie di applicazioni. Il nuovo laser con denominazione Fanuc Fiber Laser FF 3000i - Model A (per quanto riguarda la versione a 3 kW) rappresenta un’alternativa conveniente e funzionale. “Offriamo due tecnologie intercambiabili nel sistema” ha commentato Michael Kuhn, supporto commerciale e tecnico per tutte le attività laser presso FANUC Europe. Tutte le altre componenti dei sistemi a laser “yellow” sono identiche.

Unità di controllo con funzioni specifiche per il laser
Oltre al laser, potente ed efficiente dal punto di vista energetico, il pacchetto laser integrato comprende innanzitutto l’unità di controllo nelle due versioni 30i-LB e 31i-LB e inoltre la tecnica di azionamento FANUC sotto forma di servomotori, motori lineari e trasmissioni dirette che trovano impiego nelle macchine di lavorazione, per esempio sotto forma di azionamento Gantry nelle macchine per il taglio. La “L” della sigla dell’unità di controllo indica che la stessa è dotata di funzioni specifiche per l’impiego del laser, funzioni che ottimizzano notevolmente l’efficacia, l’intelligenza e la qualità della lavorazione nelle macchine utensili a laser. L’aspetto esteriore e l’interfaccia utente sono identiche (seamless concept) a tutti gli altri controlli CNC di FANUC. Chi integra il proprio parco macchine a laser CO2 con una lavorazione laser a fibra, osservando semplicemente l’interfaccia utente del CNC non si renderà quasi conto del cambiamento: e questo fatto costituisce un grande vantaggio. Da un lato l’operatore si orienta facilmente, in quanto l’interfaccia HMI gli risulta familiare. Inoltre il proprietario non deve riqualificare il proprio personale e volendo può disporre di un gruppo omogeneo di controller per la sua impresa. Persino il passaggio da una macchina utensile a taglio con comando FANUC a una macchina a laser un controllo CNC risulta semplice, grazie alla concezione identica. L’operatore, perciò, potrà concentrarsi pienamente sin dai primi passi sul processo stesso. Il CNC FS 30i-LB può controllare fino a 32 assi, di cui 24 simultaneamente. Nel caso delle macchine a lavorazione laser 3D potrà così essere applicato il funzionamento a 5 assi, ottimale per il laser a fibra. La connessione del laser non viene effettuata tramite il Link I/O, bensì per mezzo del FANUC Serial Servo Bus (FSSB), ad alta velocità. Dato che il comando gestisce il movimento degli assi e la regolazione della potenza laser in modo sincronico, con il CNC FANUC si ottengono elevate velocità di taglio di alta qualità. Quando il laser, per esempio, deve tagliare un angolo, la velocità del taglio e la potenza del laser vengono regolate simultaneamente, ottenendo una qualità di taglio ottimale. Girando attorno all’angolo a velocità bassa, anche la potenza laser risulterà perciò ridotta.

Elevate velocità “fly cut”
“Volando sopra la lamiera”, il laser potrà essere inserito con la massima precisione sul punto esatto predeterminato. Il laser, per il taglio si porterà sul punto previsto con una precisione di µ. Questa funzione del “fly cut” richiede che vi sia una latenza minima tra segnale ed esecuzione. Questo è possibile grazie alla rapida connessione del Bus FSSB FANUC. Per il comando a laser, il tempo impiegato è nell’ambito dei µs. In questo modo, si raggiungono elevate velocità “fly cut” e, contemporaneamente, un’elevata precisione di posizionamento. Il laser a fibra FANUC funziona ad una lunghezza d’onda di 1,070 µm. In questo modo, per le lamiere più sottili si possono raggiungere delle velocità di taglio notevolmente superiori che con un laser CO2. Per le lamiere più spesse è invece indicato l’impiego di un laser CO2, fatto che comunque non contrasta con un suo impiego nell’ambito di lamiere più sottili. Il vantaggio della velocità risulta tanto più importante quanto più rigida è la macchina nel suo insieme. Introducendo il laser a fibra, FANUC ha scelto di venire incontro anche ai costruttori di macchine, la cui concezione prevede la guida flessibile del raggio laser. Un altro vantaggio del laser a fibra consiste nel suo efficiente e basso consumo di energia. Se già l’attuale laser CO2 di FANUC consuma molto meno energia rispetto al suo predecessore, il laser a fibra trasforma una parte notevolmente superiore dell’energia utilizzata in energia del raggio. “Una parte di questo miglioramento la dobbiamo alla Fisica”, ha ammesso Michael Kuhn.

Un pacchetto laser “aperto”
Oltre alla presentazione del nuovo laser a fibra, per la prima volta FANUC ha “aperto” il suo pacchetto delle prestazioni laser. Se fino ad ora esisteva soltanto il pacchetto completo, d’ora in poi i produttori di macchine laser potranno scegliere ed integrare nelle loro macchine anche dei singoli moduli per applicazioni specifiche. “È un po’ come “togliere i canditi dal panettone”, cioè prendersi il meglio, con l’unica differenza che i vantaggi per il costruttore sono ben altro che un po’ di canditi”, afferma Michael Kuhn. Inoltre, tutti i componenti e moduli possono essere combinati tra di loro, per mezzo di un’interfaccia uniformata. Un controllo CNC FANUC potrà essere abbinato al laser di un altro produttore e viceversa, cioè anche il laser FANUC potrà essere gestito con un controllo di un altro produttore. Conclude  Michael Kuhn: “Desideriamo offrire ai nostri clienti degli extra/benefit in qualsiasi ambito, sia per quanto riguarda la facilità di utilizzo che la tecnologia”. Tuttavia FANUC non si considera assolutamente come fornitore di soli sistemi laser: “Desideriamo che si parli di noi e che si diventi nostri partner, grazie alla funzionalità dei nostri sistemi laser. Ciò che il cliente alla fine sceglierà è solo ed unicamente una sua decisione”. Per quanto riguarda il laser a fibra, c’è da ricordare un’altra caratteristica molto importante: FANUC offre la funzionalità Pulse Bottom Command. In questa modalità il laser può essere gestito nella sua forma “pulse”, ottenendo dei bordi di taglio ancora più lisci, meno ruvidi. Ed è proprio questa caratteristica che induce molti costruttori di macchine a utilizzare un laser FANUC insieme a un comando FANUC. Un’altra funzione interessante offerta da FANUC è la “Robot Connection Function”: non c’è niente di più facile che inserire un robot di carico in un sistema basato su un controllo CNC FANUC. La comunicazione col robot avviene direttamente attraverso l’unità di comando, senza dover istituire un’interfaccia apposita.

Nuovi concetti per una produzione flessibile
In EMO FANUC ha presentato anche, e per la prima volta, il nuovo robot M-2000iA per carichi pesanti, con una capacità di sollevamento di 1.700 kg. Ha fatto il suo debutto anche il nuovo robot collaborativo verde CR-35iA che, con 35 kg di payload, si colloca in una fascia di capacità di carico importante per l’industria. Il punto chiave di questi robot è rappresentato dalle loro applicazioni, sofisticate quanto efficienti e affidabili.
Con i robot della serie M-2000iA si possono applicare nuovi concetti di produzione flessibile senza l’utilizzo di sovrastrutture dedicate. In occasione di EMO, il robot ha dimostrato la propria dinamicità e capacità di carico movimentando la carrozzeria di una Fiat 500L. Il raggio d’azione del nuovo robot è di 4.683 mm. Considerando la posizione di presa più bassa, notevolmente al di sotto della posizione di installazione, la corsa complessiva del robot è di 6,2 m. Nonostante la struttura meccanica sia completamente nuova, l’unità di controllo è la stessa usata per tutti gli altri robot FANUC, cioè il controller compatto R-30iB. Con il robot collaborativo CR-35iA, FANUC ha proposto una nuova classe di robot. Con la sua introduzione, il robot verde ha avuto modo di dimostrare le proprie capacità intelligenti in tre applicazioni che spesso ricorrono nell’ambito produttivo. I visitatori dello stand FANUC in EMO hanno potuto osservare il CR-35iA impegnato in un’operazione di “bin picking” con iRVision e nel caricamento di un centro di lavoro ROBODRILL. In un’altra applicazione è stato possibile vedere la cosiddetta “Hand–guide function” e le funzioni intelligenti di sicurezza del CR-35iA, studiate per favorire ulteriormente l’impiego  di robot collaborativi. Quanto siano vicine la tecnica robotica standardizzata e queste tecnologie lo si è capito guardando l’esempio di una Robonano (una macchina per la fresatura con precisione nell’ambito dei nm) che in EMO è stata caricata con un robot LR Mate già in commercio.


Flying over the Sheet

In occasion of EMO in Milan, FANUC presented many new features aimed at optimising cutting and handling processes in metal forming. During the well-known exhibition, as Europe premiere FANUC introduced a new range of fiber lasers and new robot models able to set new bechmarks.

At the EMO, FANUC presented a line of six new fiber lasers, with power ranging from 1 to 6 kW. The first three sizes have 1, 2 and 3 kW. The most powerful laser currently is the FANUC Fiber Laser FF 3000i Model A. Its power levels match the parallel range of CO2 lasers, so that an alternative is available for each power level and customers can choose between two technologies. The various modules of the fiber laser can be combined to achieve the power levels commonly in demand on the market. The 30/31i-LB laser controllers are ideal for fly cutting. When a new 3 kW CO2 laser arrived on the market at the beginning of 2015, it was clear that FANUC is standing by CO2 technology. For now as ever, this laser technology has its strengths over a wide range of applications. The new laser bearing the name FANUC Fiber Laser FF 3000i - Model A (for the 3 kW version) is a viable alternative. “We offer two technologies that can be interchanged in a system”, said Michael Kuhn, who provides commercial and technical support for all laser activities at FANUC Europe. All the other components of a “yellow” laser system are identical.

Controllers with specific features for the laser’s intended use
Apart from the powerful and energy-efficient lasers themselves, the integrated laser package includes, first and foremost, the controller in the two versions 30i-LB and 31i-LB, plus FANUC drive technology in the shape of servomotors, linear motors and direct drives, which are used to drive the gantry, for example, in laser cutting machines. The “L” in the controller’s name indicates that it comes with specific features for the laser’s intended use, which considerably improves the cutting efficiency, intelligence and quality of laser machine tools. The external appearance and controls themselves are identical (“seamless concept”) to all other CNC controllers from FANUC. As far as the CNC user interface is concerned, customers adding fiber lasers to their fleet of CO2 machines will scarcely be aware that it is a different type of laser. A familiar interface has its advantages: firstly, operating personnel quickly get to grips with the machine, because they are used to an HMI interface. Secondly, the plant owner does not have to “retrain” his staff and, if he so wishes, he can have a uniform group of controllers for his business. Even transition from a cutting machine tool with FANUC controller to CNC on a laser machine is simple, as they are based on an identical methodology. The operator can therefore concentrate fully on the process right from the start. The CNC FS 30i-LB enables the control of up to 32 axes, 24 of them simultaneously. With 3D laser cutting this allows 5-axis operation, which is ideal for fiber lasers. The laser is not connected via the I/O link, but via the high-speed FANUC Serial Servo Bus, or FSSB. Since the axis motion and laser power control are synchronized in the controller, the FANUC CNC permits high cutting speeds with simultaneously high cutting quality. If the laser needs to cut a corner, for example, the speed and laser power are regulated simultaneously in such a way as to ensure optimum cutting quality. By moving around the corner slowly, the laser uses less power.

High fly cutting speeds
In “fly-cut mode”, laser power can be adjusted with great precision. Cutting can be positioned precisely to the micrometer. Fly cutting requires low latency between signaling and execution - which is also achievable thanks to rapid connection via the FANUC FSSB bus. The time needed in the laser controller is just microseconds. This makes it possible to achieve high fly cutting speeds, combined with high positioning accuracy.
The FANUC fiber laser works with a wavelength of 1.070 µm. With thinner sheets, this enables much faster cutting speeds than with a CO2 laser. With thicker sheets, the CO2 laser is in its element, although this does not detract from its performance with thin sheets. The speed advantage is more beneficial the more rigid the overall design of the machine. By launching this fiber laser, FANUC is also responding to the demands of machine developers, whose designs allow for the flexible beam guidance of a laser of this kind. One of the fiber laser’s benefits is the efficient way it handles the energy used. While the current CO2 laser from FANUC is more energy-efficient than its predecessor, the fiber laser converts considerably more of the energy expended into beam energy. “Some of this is simply down to the laws of physics”, admits Michael Kuhn.

An open laser service package
The presentation of the new fiber laser has been accompanied by a novel initiative from FANUC as regards the laser service package. Whereas previously there was just a complete package, now laser machine manufacturers can also select individual modules for their specific application, and incorporate them in their machines. “By cherry-picking in this way, machine manufacturers get more out of it”, declares Michael Kuhn. Thanks to uniform interfaces, all components and modules can be combined. A FANUC CNC can be combined with a laser from a different manufacturer just as, in the same way, FANUC lasers work with controllers of other makes. Michael Kuhn: “We want to offer our customers benefits in every respect - in terms of both user-friendliness and technology”. At the same time, FANUC does not see itself purely as a supplier of lasers: “We want to use our laser systems to get into conversation and do business. But in the end, the customer makes his own decision”. The fiber laser has yet another intelligent feature. FANUC offers the pulse bottom command function, which enables the shape of the laser pulse to be controlled. With this feature, even smoother cutting edges can be achieved. With this function, in particular, it makes sense for machine manufacturers to actually operate a FANUC laser with a FANUC controller. The “Robot Connection” function is another interesting advantage offered by FANUC. Nothing could be simpler than integrating a loading robot in a system based on a FANUC CNC, since communication with the robot comes direct from the controller. There is no need for a dedicated – let alone an additional – interface.

New concepts for flexible production
In EMO, FANUC also presented - and for the very first time - the new heavy payload robot M-2000iA with 1,7 t capacity. Another first at the EMO, the green collaborative robot CR-35iA, with its 35 kg payload range which is much in demand for industrial applications. The focus of the FANUC robot exhibition is on sophisticated yet efficient and reliable applications. The robots of the M-2000iA series are engineered for new, flexible production concepts without hard automation. At the EMO, the robot demonstrated its performance by lifting and positioning a complete Fiat 500L. The reach of the new robot is 4,683 mm, and measured from the robot’s lowest gripping position, which is significantly below mounting position, the total lifting height is 6.2 m. Although the mechanical unit is completely new, the M-2000iA uses the same compact R-30iB controller as all the other FANUC robots. With the collaborative CR-35iA, FANUC has introduced an entirely new class of robot. Shortly after its roll-out, the green robot had the chance to demonstrate its intelligent features in three example applications closely related to actual manufacturing situations. Trade show visitors had the opportunity to observe the CR-35iA bin-picking with iRVision and loading a Robodrill machining center. In another application, the CR-35iA showed the “hand-guide function” and intelligent safety functions which are designed to boost the use of collaborative robots. The loading of a Robonano (a super accurate milling machine) by means of a commercially available LR Mate robot show as standard robot technology and new technology working hand-in-hand.


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