Gli specialisti in rettifica RefreshEng e quelli in automazione NUM hanno reingegnerizzato delle rettificatrici rendendole estremamente performanti e garantendo investimenti contenuti rispetto all’acquisto di nuove soluzioni.
Lo specialista in rettifica RefreshEng ha scelto NUM quale partner per lo studio del software di una nota e “vecchia” famiglia di senza centri che è stata reingegnerizzata al fine di garantire le medesime performance e la stessa precisione delle moderne macchine, garantendo a chi investe risparmi del 60% più contenuti rispetto all’acquisto di un nuovo sistema.
di Umberto Leoni
Lo specialista in rettifica RefreshEng ha presentato una senza centri reingegnerizzata, basata su una delle macchine più usate al mondo, grazie al supporto per lo sviluppo del software da parte del produttore di CNC NUM (www.num.com). Controllata da un kernel Flexium CNC NUM, la soluzione ideata per l’aggiornamento converte ogni vecchia rettificatrice senza centri della famiglia 2-OM Cincinnati nello stesso tipo di macchina automatica e con la stessa precisione disponibile sulle rettificatrici odierne, con un investimento di circa il 60% più basso di quello necessario per l’acquisto di una nuova macchina.
Inizialmente, la nuova soluzione è destinata alle applicazioni di rettifica senza centri nell’industria aerospaziale. È dotata di software specifico per automatizzare la produzione di viti svasate speciali, viti a testa tonda e fastener in rilievo, usati in aviazione per la produzione di fusoliere e motori.
La mola delle “nuove” rettificatrici 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.
QUATTRO VARIANTI
La soluzione RefreshEng è offerta in quattro varianti, con la scelta fra tre opzioni di carico automatico. L’aggiornamento studiato da NUM trasforma l’originale architettura idraulica e meccanica della 2-OM Cincinnati, con il suo controllo fisso a camme e stilo, in un sistema CNC avanzato, basato su un software che assicura la possibilità di gestire fino a 7 assi azionati da servomotori, in funzione delle scelte del cliente.
Per adeguare l’aggiornamento dell’automazione agli standard più elevati, RefreshEng incorpora numerose caratteristiche avanzate al fine di ottimizzare la produttività, la precisione e la sicurezza dell’operatore. Tra queste figurano i sensori acustici che controllano e compensano automaticamente l’usura della mola rettificatrice. La macchina impiega anche un sistema di sensori per regolare dinamicamente l’avanzamento della mola rettificatrice al fine di velocizzare il processo produttivo: questa caratteristica può ridurre da sola i tempi di ciclo di rettifica di quasi il 20% su un lotto di materiale grezzo di dimensioni variabili. Un controllore di movimento a maggior risoluzione e la capacità d’interpolare i movimenti degli assi motorizzati migliorano la precisione di rettifica e aumentano 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, dalla lunghezza di 10 mm x 3 mm di diametro fino a 200 mm x 25 mm.
Le rettificatrici senza centri ridisegnate da RefreshEng sono state realizzate con hardware e software CNC NUM.
PROGETTO E SOLUZIONE
L’idea è scaturita dalla profonda conoscenza del mercato delle rettificatrici senza centri da parte di RefreshEng, derivata dalla lunga esperienza acquisita sul campo offrendo il proprio servizio in Gran Bretagna e in Europa. Numerosi clienti della società chiedevano di rinnovare il controllo delle loro vecchie macchine ad un livello avanzato, così da incrementare la produzione eliminando le operazioni manuali, non trovando il giusto supporto tecnico per questo “rinnovamento”. Lo staff di RefreshEng ha riconosciuto il valore di tale opportunità, specialmente per la diffusa famiglia di macchine 2-OM Cincinnati, stimando che, nella sola Inghilterra, siano ancora installate circa 2.000 macchine di questa tipologia.
Grazie al know-how del proprio personale, altamente specializzato nella progettazione di rettificatrici, RefreshEng ha da subito intuito come aggiornare l’architettura meccanica delle macchine: ciò ha comportato la completa sostituzione della parte idraulica a favore di una movimentazione controllata da servomotori, con numerose modifiche apportate alla struttura del basamento, comprese nuove fusioni idonee per montare la parte elettromeccanica.
La ricerca di un fornitore di CNC adeguatamente preparato per completare il quadro delle conoscenze societarie, fornendo competenze di alto livello in termini di software per sistemi di controllo è risultato, a detta di Damian Clements, CEO di RefreshEng, uno degli ostacoli principali. Al fine di rendere finanziariamente attuabile il progetto, RefreshEng richiedeva inoltre un fornitore di CNC che investisse nel progetto stesso, accettando di attendersi i ricavi dovuti dall’impegno profuso nello sviluppo della soluzione appropriata solo quando fossero iniziate le vendite delle “nuove” macchine.
Precedenti esperienze positive con NUM hanno spinto Clements a discutere il progetto con il centro applicazione del noto produttore di CNC in Gran Bretagna. NUM ha proposto di agire come un partner virtuale, permettendo al proprio personale programmatore di lavorare accanto agli ingegneri di RefreshEng come parte integrante del gruppo finalizzato allo sviluppo del progetto. RefreshEng ha fornito agli sviluppatori NUM un diagramma di flusso con il percorso desiderato per il funzionamento della macchina e sulla base di questo sono stati sviluppati la logica di controllo e il software dell’interfaccia operatore.
Gli ingegneri delle due imprese hanno lavorato insieme, spesso usando le comunicazioni via Internet per collegarsi da remoto al prototipo, al fine di realizzare e provare il nuovo sistema di controllo. Anche se l’interfaccia uomo/macchina personalizzata richiesta da RefreshEng era apparentemente nuova per questa tipologia di macchine, gli sviluppatori NUM del software hanno completato il loro lavoro velocemente, in soli 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.
VERSIONE AEROSPACE
La prima versione del software RefreshEng è praticamente destinato 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: il profilo viene generato automaticamente. I pezzi possono essere prodotti in modo completamente automatico, con il software della macchina che esegue 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 7 assi controllati dal CNC, a seconda del modello di macchina, possono includere il controllo dell’avanzamento mola, la traslazione e la rotazione, l’avanzamento del diamantatore e la sua traslazione, il finecorsa posteriore e la regolazione laterale del mandrino.
“Questo progetto è un esempio della strada che NUM vuole percorrere”, ha affermato Steve Moore di NUM UK. “Poiché la nostra attività è fondata sull’aiuto concreto che vogliamo offrire ai piccoli e medi costruttori di macchine per competere, abbiamo investito in una struttura decentralizzata di ricerca e sviluppo che raggruppa personale tecnico di tutto il mondo. Vogliamo assolutamente personalizzare la nostra tecnologia CNC per supportare i clienti, come nel caso di questo innovativo progetto di retrofit”.
“L’aggiornamento di Flexium ideato genera una soluzione economica per il CNC della nota e diffusa gamma di rettificatrici 2-OM Cincinnati, consentendo a queste macchine un ‘salto qualitativo’ che le eleva alle migliori prestazioni attuali in termini di precisione, flessibilità di programmazione e automazione, migliorandone sostanzialmente la produttività”, ha sottolineato Clements. “L’investimento è drasticamente ridotto rispetto all’acquisto di una macchina nuova e il tempo di ammortamento risulta di pochi mesi, fattori non sottovalutati dai produttori che utilizzano le rettificatrici. La ‘nuova’ macchina, infine, automatizza anche tutti gli aspetti del processo di rettifica senza centri, eliminando ogni necessità d’intervento manuale, come il caricamento e la finitura a mano, così da garantire un grado di sicurezza molto più alto”, ha concluso Clements.
La prima versione del software RefreshEng è praticamente destinato alla produzione di fastener per l’industria aerospaziale.