I centri di produzione EMAG multifunzionali della serie VLC, modello Gantry, sono ideali per elevate prestazioni di taglio e per la lavorazione completa di pezzi di grandi dimensioni.
Un approccio alternativo nelle lavorazioni di particolari di grandi dimensioni, ad elevata asportazione di truciolo, è quello proposto da EMAG con i centri di produzione VLC. Anche pezzi con diametro massimo di 1.200 mm e peso di 1.500 kg vengono lavorati verticalmente, in un unico serraggio, includendo i processi multipli di truciolatura e automazione.
di Oliver Hagenlocher (*)
Più grande è il pezzo, minori sono le dimensioni dei lotti: questa semplice equazione si traduce, nella pratica, in una sfida particolare nella costruzione di impianti per energia eolica, nella produzione di veicoli commerciali o nella costruzione di insiemi per l’industria ferroviaria. Per numerosi componenti di grandi dimensioni, non solo vengono richiesti lotti di piccole dimensioni, ma il mercato esige anche una precisione particolarmente elevata. Processi di produzione di inutile complessità, e suddivisi in molte fasi, ostacolano tali obiettivi, perché ogni serraggio del pezzo pregiudica anche la sicurezza dei processi e, quindi, la qualità della lavorazione. Un approccio più efficace e completamente diverso nella “truciolatura” pesante è quello proposto dai centri di produzione VLC, firmati EMAG. Anche i pezzi con un diametro massimo di 1.200 mm e un peso di 1.500 kg vengono lavorati, verticalmente, all’interno della macchina, con un unico serraggio, includendo i processi multipli di truciolatura e automazione.
Markus Woitsch, Business Unit Manager Application Engineering, EMAG Salach Maschinenfabrik GmbH.
MERCATO IN CRESCITA
Le lavorazioni con grandi asportazioni di truciolo sono in crescita costante. Tra i fattori determinanti vanno indicati il grande successo nella costruzione di impianti per l’energia eolica in Cina ed Europa e l’incremento della produzione di veicoli commerciali in quasi tutti i mercati importanti, dal Sudamerica all’Asia. Nella prima metà del 2011, la produzione di camion in Brasile ha registrato un aumento superiore al 12% rispetto allo stesso periodo del 2010 – secondo quanto indicato dagli esperti di commercio estero della Germany Trade and Invest (GTI) –. Il numero di camion prodotto in Cina è addirittura triplicato tra il 2009 e il 2010. Anche per l’industria ferroviaria sono state registrate enormi opportunità di crescita in alcuni paesi: la Russia, ad esempio, investirà oltre 85 miliardi di euro nel suo sistema ferroviario in occasione dei campionati mondiali di calcio del 2018, sempre secondo le stime della GTI.
Ma cosa hanno in comune questi settori per quanto concerne il futuro impiego della “truciolatura” pesante? Che si tratti di porta-satelliti per gli impianti d’energia eolica, di dischi freni per veicoli commerciali o di ruote ferroviarie, la sfida per chi deve pianificare la produzione è analoga. La qualità del pezzo dovrà soddisfare le massime esigenze, perché i componenti prodotti verranno sottoposti a sollecitazioni estreme. Un impianto d’energia eolica, ad esempio, dovrà essere utilizzato mediamente per 120.000 h. Per vent’anni sarà sottoposto alle estreme sollecitazioni di venti ininterrotti. Al tempo stesso, la produzione di questi componenti dovrà essere estremamente flessibile, a causa, come sopra accennato, del numero relativamente ridotto dei pezzi che vengono prodotti: gli impianti produttivi dovranno poter essere impiegati per lavorare componenti sempre diversi, senza dover ricorrere a procedure complicate di riattrezzaggio.
La macchina EMAG VLC 800 MT impegnata in una lavorazione completa di dischi per torretta revolver.
LAVORARE IN VERTICALE
Il fatto che tali esigenze possano essere applicate anche nel settore della “truciolatura” pesante, con un impianto compatto, non è affatto ovvio. Proprio nella produzione di particolari di grandi dimensioni, numerose imprese utilizzano processi suddivisi in molte fasi complesse. I centri di produzione EMAG VLC si basano, invece, su un principio completamente diverso: non solo eseguono il carico autonomamente, con un mandrino pick-up, ma consentono che tutti i processi di “truciolatura” necessari avvengano all’interno di una sola zona di lavoro. Tornitura, foratura, fresatura, rettificatura, dentatura: il tutto avviene su un’unica macchina, con un unico serraggio del pezzo. Per tale ragione, questi impianti sono dotati di un tornio con presa automatica, di un mandrino di fresatura e di un sistema cambia utensili. L’esecuzione con un unico serraggio del pezzo garantisce una precisione di misurazione elevata e una qualità costante della superficie.
Al top della serie degli impianti EMAG per la “truciolatura” pesante va segnalata la soluzione VLC 1200. Questa macchina pick-up – al momento la più grande al mondo, dicono in EMAG – consente di lavorare pezzi con un diametro massimo di 1.200 mm e peso di 1.500 kg. “Nonostante le enormi dimensioni di questi pezzi, l’impianto ottiene la medesima qualità di lavorazione di tutte le altre macchine pick-up verticali EMAG”, dichiara Markus Woitsch, Business Unit Manager Application Engineering. Al fine di spiegare il successo degli impianti VLC nella “truciolatura” pesante, è particolarmente importante analizzare la struttura di base della serie. Il mandrino che tiene il pezzo è posizionato in verticale sopra l’utensile; in tal modo, i trucioli cadono direttamente in un convogliatore che li porta via. Non si genera così alcun apporto di calore dei trucioli sul pezzo e vengono elusi eventuali inconvenienti causati da un mandrino di lavoro sporco. “Questo principio rappresenta un vantaggio notevole, soprattutto in un processo di “truciolatura” pesante completamente automatizzato, con pochi operatori”, conferma Markus Woitsch. Un ulteriore fattore di successo nella “truciolatura” pesante è costituito dal controllo qualità. Già l’acquisizione dei pezzi grezzi implica infatti notevoli investimenti. Conseguentemente, errori nel processo produttivo comportano inutili costi, particolarmente elevati. I progettisti della serie VLC hanno risposto a questa necessità con una soluzione raffinata, studiata nei minimi dettagli: un tastatore misura e controlla i pezzi anche durante le diverse lavorazioni, con una precisione di misura pari a due micrometri.
La lavorazione di cerchioni per camion su una EMAG VLC 800 con blocco portautensili in acciaio e alloggiamento per testa a 5 mandrini.
MACCHINE AL LAVORO
Al fine di comprendere meglio i vantaggi che derivano all’utente dall’impiego delle macchine EMAG è ora utile analizzare due esempi applicativi, in diversi settori. Nel primo esempio, per la costruzione di componenti per l’azionamento della navicella di un impianto di energia eolica, un costruttore utilizza la macchina EMAG VLC 500. Le dimensioni dei lotti lavorati corrispondono a circa 120 pezzi la settimana. La produzione di sei componenti diversi richiede fino a dodici utensili. “Le cifre indicate rivelano già l’enorme flessibilità di cui l’impianto dispone. Senza ricorrere a riattrezzaggi laboriosi, su un unico impianto viene eseguita la “truciolatura” pesante completa di pezzi completamente differenti”, sottolinea Markus Woitsch. “Allo stesso tempo, questo avviene nella costruzione di impianti per l’energia eolica, dove sono richiesti componenti di qualità particolarmente elevata, qualità garantita con le macchine VLC”.
Nel secondo esempio, tre tonnellate di peso, compreso l’elemento di serraggio, devono essere sostenute dalla testa del mandrino di una EMAG VLC 1200 utilizzata per la lavorazione completa di dischi freni e ruote ferroviarie. La macchina dispone di un deposito a catena con 36 utensili. Le elevate forze di avanzamento dell’asse X e Y del mandrino e una coppia massima di 13.000 Nm garantiscono brevi tempi di lavorazione. “Grazie a queste enormi forze di azionamento, il pick-up automatico integrato e la combinazione intelligente di applicazioni diverse in un unico serraggio, è possibile ridurre dell’80% i tempi di lavorazione di un lotto rispetto ai processi finora utilizzati”, dichiara Markus Woitsch.
Anche nella produzione di componenti per macchine edili, camion o macchine agricole, sono palesi i vantaggi del principio multifunzionale, che emergono in molte fasi del processo produttivo. Ad esempio, rispetto alla classica produzione di fabbrica che impiega tre o quattro macchine, i lavori di riattrezzaggio si riducono sensibilmente. “Una differenza non da poco: un conto è riattrezzare una macchina, un altro è riattrezzarne tre, soprattutto se i pezzi da lavorare sono solo dieci”, dichiara Markus Woitsch.
Assolutamente determinante nel successo della serie VLC – che gli specialisti EMAG hanno già installato in oltre 100 modelli in tutto il mondo – è infine la struttura modulare. Ogni impianto è configurato secondo le specifiche richieste di produzione dell’utilizzatore. Le possibilità sono notevoli: una o due torrette revolver incorporate; integrazione di processi di rettificatura e/o di lavorazioni dopo tempra; diversa potenza dei modelli VLC 500, 800 e 1200. EMAG – lo sottolineiamo per concludere – offre una gamma completa di sistemi di tornitura verticali che integrano, in un’unica macchina, le operazioni di carico, scarico, misura e lavorazione multifunzionale.
(*) Oliver Hagenlocher è Head of Marketing EMAG Gruppen-Vertriebs- und Service GmbH.
La lavorazione completa di dischi freni mediante una torretta revolver a 12 posizioni e blocco portautensili su una macchina EMAG VLC.