Un avanzato pacchetto per retrofit di CNC offre nuove prospettive di vita alle affilatrici per creatori

In collaborazione con NUM, l’azienda North East Technologies Inc., che si occupa di revisioni di macchine utensili, ha sviluppato un pacchetto per il retrofit dei CNC che porta le prestazioni dei macchinari di prima generazione per l'affilatura dei creatori agli standard attuali. Il sistema raddoppia la precisione e può portare la produttività delle macchine a livello di quelle odierne con incrementi del 40% o più. Aumentando la vita delle macchine per l'affilatura dei creatori e migliorando significativamente le loro prestazioni, il retrofit offre ai produttori di ingranaggi e alle aziende che forniscono i servizi per gli utensili un'alternativa estremamente interessante, dal punto di vista economico, rispetto all'acquisto di nuovi macchinari.

L'azienda North East Technologies è specializzata nell'assistenza e nella ricostruzione di macchine per l'affilatura dei creatori. La società è rinomata per le sue conoscenze del processo di produzione degli ingranaggi, e la maggior parte della sua attività è costituita dal retrofitting con sistemi di controllo moderni su affilatrici per creatori di prima generazione – come le macchine della serie SNC 30 e AGW prodotte originariamente da Klingelnberg negli anni '80. Per velocizzare l'aggiornamento, North East Technologies ha deciso di sviluppare un pacchetto per retrofit ‘standard’, ad alte prestazioni, che può essere facilmente adattato a diverse configurazioni di macchine.

Molte delle aziende che effettuano dentature di ingranaggi o riparazioni su utensili da taglio per ingranaggi hanno usato talvolta le macchine Klingelnberg SNC 30. Capaci di gestire lavorazioni di pezzi fino a 300 mm (12 pollici) di diametro, essi possono rettificare creatori scanalati elicoidali fino ad una profondità di 90 mm (3,5 pollici). Essi sono ampiamente riconosciuti come uno standard industriale – ci sono centinaia di queste macchine nei soli USA, molte delle quali sono state utilizzate in continuazione per 25 anni o più. Nonostante siano ancora solide meccanicamente, molte di queste macchine stanno mostrando i segni dell'età. Il loro hardware per il controllo del moto non è aggiornato secondo gli standard odierni in termini di velocità, precisione o efficienza, cosicché le macchine rappresentano un collo di bottiglia nella produzione. E poiché i loro sistemi CNC diventano sempre più inaffidabili, ed utilizzano componenti obsoleti, i costi di assistenza aumentano e l'eventuale tempo di fermo macchina li rende sempre più inadeguati.

Quando ha scelto il fornitore della soluzione di controllo per il pacchetto di retrofit, la North East Technologies è stata molto influenzata dai suoi clienti, molti dei quali hanno richiesto la tecnologia CNC di NUM per gli aggiornamenti delle macchine. Molti di questi clienti considerano la soluzione NUMgear  di NUM per l'affilatura dei creatori come la migliore nell'industria, e sono coscienti che le risorse di sviluppo locali possono aggiungere altre funzionalità al già completo sistema sviluppato da NUM Corporation a Naperville.

Secondo Harry Salverston, Presidente della North East Technologies, “NUMgear ha fornito, già dall’inizio, molte delle funzionalità a noi necessarie per il retrofit delle nostre affilatrici di creatori, rendendola una piattaforma ideale. E la disponibilità di NUM a collaborare con noi per sviluppare funzioni specifiche per alcune applicazioni che vogliamo – come un'interfaccia HMI personalizzata ed uno speciale codice macchina – hanno confermato questa scelta. NUM ha agito effettivamente come un'estensione delle nostre risorse di progettazione per migliorare la velocità di sviluppo.”

Il contenuto del pacchetto di aggiornamento CNC dipende dalla configurazione dell'affilatrice di creatori. Le macchine Basic SNC 30 hanno due assi CNC come standard – uno (X) per la slitta porta mola e l'altro (A) per il mandrino del pezzo in lavorazione – e possono essere dotate di altri due assi opzionali per automatizzare i movimenti assiali (Y) e radiali (Z) della testa porta mola. A richiesta del cliente, la North East Technologies potrà incorporare questi assi aggiuntivi durante il processo di aggiornamento. Oltre all'upgrade del controllore di macchina con un sistema NUM Flexium 68 CNC, l'aggiornamento prevede la sostituzione di tutti i motori e dei drive con servomotori ad alte prestazioni NUM e con servodrive NUMDrive C. I nuovi servomotori sono equipaggiati con encoder ad alta risoluzione da 262.000 impulsi/giro – gli encoder dei motori originali erano dispositivi da 1.000 impulsi/giro – che insieme al potente kernel Flexium CNC realizzano un controllo molto più accurato della velocità e della posizione.

E' stata posta una considerevole attenzione per assicurare che l'HMI del retrofit CNC preservi l'aspetto familiare del sistema operativo originale SNC 30. Un metodo di programmazione ‘a maschere’, con macro di controllo personalizzate, permette che l’operatore della macchina non debba utilizzare un linguaggio di programmazione CNC poco familiare, ma che semplicemente debba introdurre parametri come la lunghezza delle scanalature e la quantità di materiale da rimuovere. Ogni schermata è sensibile al contesto per ridurre le possibilità di errore. Per esempio, selezionando un ciclo di rettifica che usa una mola CBN (carbon boron nitride) apre una cartella che contiene solo opzioni per CDG (conventional deep grinding) e SDG (single flute deep grinding), con ravvivatura disabilitata. Il software permette anche all'operatore di ‘insegnare’ alla macchina le posizioni relative degli assi X,Y, Z e A con controllo manuale, permettendo lo sviluppo molto facile dei cicli di rettifica per diversi creatori.

Per massimizzare la flessibilità, l'applicazione comprende metodi multipli di affilatura dei creatori, compreso la rimozione del materiale in una o entrambe le direzioni della testa porta mola. Per creatori scanalati dritti, appena una scanalatura è stata affilata il pezzo viene posizionato sulla scanalatura successiva e ricomincia l'affilatura. Utilizzando la funzione ‘Operatori Dinamici’(DynOp) del sistema Flexium CNC, il costruttore di macchine può creare collegamenti ad assi personalizzati o compensazioni in tempo reale, al ciclo di clock dell'anello di posizione. Nel caso dell'affilatura di creatori elicoidali, questa funzione, DynOp, permette all'asse rotativo (A) di essere sincronizzato in modo trasparente con l'asse X, cosicché la mola rettificatrice possa seguire accuratamente l'angolo dell'elica.

Il retrofit per CNC della North East Technologies’ determina considerevoli benefici a lungo termine ai produttori di ingranaggi, come puntualizza Harry Salverston: “Il nostro primo progetto di aggiornamento per SNC 30 usando il nuovo pacchetto di NUM ha coinvolto il retrofitting di una macchina a due assi nel 2011. Questo ha funzionato da subito senza problemi ed ha permesso al nostro cliente di migliorare sostanzialmente la qualità del processo di affilatura degli ingranaggi più che raddoppiando la sua precisione, ed aumentando la produttività di circa il 40 per cento. Insieme a NUM, abbiamo sviluppato ulteriormente il pacchetto per il retrofit dei CNC e stiamo attualmente ricostruendo tre macchine, compresa una conversione da due a quattro assi.”