L'aggiornamento del CNC riscrive l'economia delle applicazioni ad alte quantità di rettifica senza centri per impieghi aerospaziali

esperti dell'industria hanno progettato un pacchetto destinato a macchine datate ma ancora utilizzate da migliaia di aziende

13/06/2013 – Teufen (AR), CH

Lo specialista della rettifica RefreshEng ha lanciato una rettificatrice senza centri reingegnerizzata, basata su una delle macchine più usate al mondo, con l'aiuto del supporto per lo sviluppo del software da parte del produttore di CNC NUM. Controllata da un kernel Flexium CNC di NUM, la soluzione per l'aggiornamento converte ogni vecchia rettificatrice senza centri della famiglia 2-OM di Cincinnati, nello stesso tipo di macchina automatica e con la stessa precisione disponibile sulle rettificatrici odierne, ma con un esborso di circa il 60% minore di quello necessario per una macchina nuova.

Inizialmente la nuova macchina basata su CNC NUM è destinata alle applicazioni di rettifica senza centri nell'industria aerospaziale, ed è dotata di software specifico per automatizzare la produzione di viti svasate speciali, di viti a testa tonda e dei fastener in rilievo usati in aviazione nella produzione di fusoliere e di motori.

La soluzione di aggiornamento CNC di RefreshEng viene offerta in quattro varianti, con la scelta fra tre opzioni di carico automatico. L'aggiornamento basato su NUM trasforma l'originale architettura idraulica e meccanica della 2-OM di Cincinnati, con il suo controllo fisso a camme e stilo, in un sistema avanzato CNC basato su software con la possibilità di gestire fino a sette assi CNC azionati da servomotori, in funzione delle scelte del cliente.

Per completare l'aggiornamento dell'automazione agli standard più elevati, RefreshEng incorpora numerose caratteristiche avanzate per ottimizzare la produttività, la precisione e la sicurezza dell'operatore. Tra queste ci sono i sensori acustici che controllano e compensano automaticamente l'usura della mola rettificatrice. La macchina usa anche un sistema di sensori per regolare dinamicamente l'avanzamento della mola rettificatrice per velocizzare il processo produttivo; questa caratteristica da sola può ridurre i tempi di ciclo di rettifica di quasi il 20% su un lotto di materiale grezzo di dimensioni variabili. Un controllo di movimento a maggiore risoluzione, e la capacità di interpolare i movimenti degli assi motorizzati, migliora la precisione di rettifica ed aumenta la gamma di forme che possono essere rettificate. La mola rettificatrice è stata dotata di un sistema Schmitt Balancing che elimina le vibrazioni dinamicamente. La velocità della mola può essere variata per adattarsi a diversi materiali. Un'altra caratteristica fondamentale è la scelta del caricatore: a discesa, a stantuffo o a carico frontale per automatizzare l'ampia gamma delle comuni applicazioni di rettifica senza centri. Il caricatore a stantuffo accetta pezzi dalle dimensioni molto diverse tra loro, da una lunghezza di 10 mm x 3 mm di diametro fino a 200 mm x 25 mm.

Questa idea di progetto è derivata dalla profonda conoscenza di RefreshEng del mercato della rettifica senza centri, derivata dalla loro lunga esperienza nel servizio utensili in UK ed in Europa. Molti dei loro clienti volevano rinnovare il controllo delle loro vecchie macchine ad un livello avanzato, per aumentare la produzione ed eliminare le operazioni manuali, ma avevano trovato difficoltà a reperire il supporto tecnico per questo lavoro. RefreshEng ha riconosciuto il valore di questa opportunità, specialmente per la diffusa Cincinnati 2-OM, in quanto ha stimato che ci siano ancora circa 2000 di queste macchine solo in Inghilterra.

RefreshEng, che ha del personale con esperienza nella progettazione di rettificatrici, ha idee chiare su come aggiornare l'architettura meccanica. Questo ha comportato la sostituzione completa dell'idraulica in favore della movimentazione controllata con servomotori, con numerose modifiche alla struttura del basamento comprese nuove fusioni per montare l'elettromeccanica. L'ostacolo principale per il CEO di RefreshEng Damian Clements è stata la ricerca di un fornitore di CNC che fosse abbastanza preparato per completare le conoscenze della sua società con competenze di alto livello sul software per i sistemi di controllo. Per rendere fattibile finanziariamente il progetto, RefreshEng ha anche voluto che il fornitore di CNC rimandasse il costo dei loro sforzi di sviluppo fintantoché non fossero iniziate le vendite della macchina. La precedente buona esperienza con NUM ha guidato Clements a discutere prima il progetto con il centro applicazione del venditore di CNC in UK. NUM ha proposto di agire come un partner virtuale, permettendo al loro personale programmatore di lavorare accanto agli ingegneri di RefreshEng come parte del gruppo che sviluppa il progetto.

RefreshEng ha fornito agli sviluppatori del software di NUM un diagramma di flusso con il percorso desiderato per il funzionamento della macchina, grazie a questo la logica di controllo ed il software dell'interfaccia operatore sono stati sviluppati. Gli ingegneri delle ditte hanno lavorato quindi insieme - spesso usando le comunicazioni internet per collegarsi da remoto al prototipo - per realizzare e provare il nuovo sistema di controllo. Nonostante che il tipo di interfaccia uomo/macchina personalizzato desiderato da RefreshEng fosse apparentemente nuovo per questo tipo di macchina, gli sviluppatori software di NUM hanno completato il lavoro molto velocemente, entro solo tre /quattro mesi-uomo. L’apertura dell'interfaccia uomo/macchina di Flexium, appositamente progettata per supportare la personalizzazione, ha agito da catalizzatore per questo breve ciclo di progetto. Oltre alla fornitura della struttura di controllo, NUM ha sfruttato anche la programmabilità dell'HMI della piattaforma Flexium per creare una percezione caratteristica del software di controllo della macchina, per semplificarne l'impiego e per iniziare a costruire un marchio per l'ingresso di RefreshEng nella fascia più alta del mercato delle rettificatrici senza centri.

La prima versione del software di RefreshEng è destinata alla produzione di fastener per l'industria aerospaziale. Il software operativo di NUM impiega finestre di dialogo per semplificare la programmazione, permettendo la creazione di nuovi profili di rettifica in meno di un minuto. L'operatore deve semplicemente riempire i campi con i dati in una sequenza di videate, che comprendono rappresentazioni grafiche dello stile del fastener selezionato, ed il profilo viene generato automaticamente. I pezzi possono essere prodotti in modo completamente automatico, con il software della macchina che esegue automaticamente processi di manutenzione come la diamantatura della mola.

L'aggiornamento dell'hardware è basato sul kernel CNC Flexium 68 di NUM, con un HMI touch-screen FS152i, un pannello per l'operatore macchina con volantino, più drive MDLU3 e servomotori BPX dotati di encoder assoluti di precisione. I sette assi controllati dal CNC a seconda del modello di macchina possono essere il controllo dell'avanzamento della mola, la traslazione e la rotazione, l'avanzamento della diamantatrice e la sua traslazione, il finecorsa posteriore e la regolazione laterale del mandrino.

"Questo progetto è un esempio della strada che NUM vuole seguire," afferma Steve Moore di NUM UK. "Poiché la nostra attività è costruita sull'aiuto per competere a piccoli e medi costruttori di macchine, noi abbiamo investito in una struttura decentralizzata di ricerca e sviluppo che comprende personale tecnico in tutto il mondo, e noi vogliamo assolutamente personalizzare la nostra tecnologia CNC per supportare i clienti, come nel caso di questo innovativo progetto di retrofit."

"L'aggiornamento di Flexium che abbiamo ideato offre una soluzione economica per il CNC che porta la gamma più diffusa di macchine 2-OM alle migliori prestazioni attuali in termini di precisione, flessibilità di programmazione ed automazione, migliorando sostanzialmente la produttività", dice Damian Clements, CEO della RefreshEng. "Il costo dell'investimento in capitali è ridotto di un grande margine in confronto ad una macchina nuova ed il tempo di ammortamento è ridotto a pochi mesi, e questo è un aspetto critico per molti produttori in questo settore molto concorrenziale. La nuova macchina automatizza anche tutti gli aspetti del processo di rettifica senza centri, eliminando ogni necessità di intervento manuale come il caricamento e la finitura a mano, per garantire un grado di sicurezza molto più alto."