La macchina honatrice per ingranaggi Grono 250 di Sicmat è gestita completamente sulla tecnologia CNC di NUM. La Grono 250 usa una innovativa mola per l’honatura di precisione degli ingranaggi.
Un sistema CNC di NUM, con 11 assi, ad alte prestazioni, ha permesso al costruttore di macchine utensili Sicmat di realizzare una macchina honatrice che introduce un nuovo standard nell’industria per la finitura di ingranaggi di precisione dopo la tempra. Usando un innovativo utensile con denti esterni, abbinato a un programma CNC sviluppato da NUM, specifico per l’applicazione, la macchina Grono 250 fornisce la flessibilità della rasatura a un processo di lavorazione dell’ingranaggio dopo la tempra, eliminando la necessità delle lavorazioni di rasatura e rettifica.
di Eleonora Dolce
Sicmat (www.sicmat.com) è un costruttore leader di macchine per la finitura di ingranaggi per l’industria dell’automotive e per i loro fornitori. Fino a non molto tempo fa, l’azienda era specializzata esclusivamente in macchine che usavano la tecnologia della rasatura per ottenere la necessaria finitura degli ingranaggi. Questo tipo di procedimento di finitura è impiegato diffusamente dalle aziende che producono ingranaggi di qualità medio-alta per l’industria automotive. Generalmente, la rasatura deve essere effettuata prima che il pezzo in lavorazione venga temprato, ed ogni deformazione indotta dal calore deve essere quindi corretta mediante molatura. Sicmat ha dunque deciso di sviluppare una macchina honatrice di alta potenza che si prefissasse di aiutare i produttori di ingranaggi ad accelerare la capacità di produzione, riducendo il numero degli stadi del processo.
LA FASE DI RICERCA
Finora, l’automazione per la finitura di precisione degli ingranaggi ha impiegato macchine utensili molto specializzate, utilizzanti utensili a corona circolare, con denti intagliati nella faccia interna, decisamente costosi e che richiedono tempo per la loro realizzazione e messa in opera. Sicmat ha creduto che, usando una mola con dentatura esterna, l’accuratezza del processo potesse essere migliorata ad un livello tale da poter rimpiazzare la rasatura in molte applicazioni, aggiungendo il vantaggio di un minor costo degli utensili e una preparazione più semplice. Le ricerche iniziali, condotte in collaborazione con la Facoltà di Ingegneria del Politecnico di Torino – la migliore Università di ingegneria in Italia, secondo il costruttore di macchine utensili piemontese –, hanno dimostrato la fattibilità del nuovo metodo proposto.
Va detto che un’esigenza imprescindibile dell’automazione dell’honatora è la rigidità meccanica estremamente elevata, al fine di assicurare risultati accurati e ripetibili. Sicmat ha quindi scelto di costruire la nuova macchina honatrice sulla collaudata piattaforma meccanica della propria rasatrice per ingranaggi Raso TP 250. Sviluppata nell’arco di molti anni, questa piattaforma è dotata di un’eccezionale rigidità e resistenza alle vibrazioni; il suo piano di lavoro è stato creato con acciaio elettro-saldato, riempito con materiale antivibrante, mentre la testa, la struttura e la contropunta sono realizzate in ghisa. La disposizione fisica della macchina permette un’eccellente accessibilità per il funzionamento e per la manutenzione, e il posizionamento verticale del pezzo in lavorazione semplifica l’integrazione con la restante automazione della linea di produzione.
Tutti gli assi della macchina honatrice per ingranaggi Grono 250 di Sicmat sono azionati da servo NUMDrive C controllati da un sistema NUM Flexium CNC.
LA SOLUZIONE
La Grono 250 ha 8 assi di lavorazione, più altri 3 per gestire un caricatore robotizzato: il tutto è controllato da un sistema CNC NUM Flexium. I motori di tutti gli 11 assi sono azionati da servodrive NUMDrive C ad alta densità di potenza ed il sistema completo è equipaggiato con due alimentatori regolati NUM MDLL 3050. Ogni alimentatore può fornire 50 kW continuativi e sfrutta il recupero in rete dell’energia per massimizzare l’efficienza del sistema. Gli assi di lavorazione sono comandati da motori lineari e potenti motori coppia che sono sincronizzati e controllati da un software specifico per l’applicazione, pacchetto sviluppato da NUM (www.num.com).
Secondo Marco Battistotti, Direttore della filiale italiana di NUM, le competenze della società nello sviluppo di software specifico per il cliente è stato uno dei fattori più importanti nella scelta di Sicmat: “Per questa applicazione, Sicmat ha avuto bisogno di un software dedicato per gestire la sincronizzazione degli assi di lavorazione della macchina. Hanno anche richiesto di collaborare con un'azienda di CNC che avesse le competenze per poter analizzare l’architettura della macchina al fine di poterli supportare nella fase di sviluppo del loro progetto. Il successo della nostra collaborazione è apparso immediatamente dopo l’esecuzione delle prime prove sulla macchina; gli ingranaggi finiti erano di qualità eccezionalmente alta”.
Ciascuno stadio del processo di honatura sulla macchina Grono 250 è stato automatizzato per la massima efficienza. Nell’impiego normale, il pezzo in lavorazione già temprato viene prelevato dal trasportatore della linea di produzione mediante un’unità di presa robotizzata che identifica il tipo di ingranaggio controllando il suo diametro esterno, prima di trasferirlo a una stazione integrata di misura pre-processo. Qui il pezzo in lavorazione è sincronizzato con un ingranaggio secondario, che viene guidato nell’accoppiamento e ruotato per un giro completo. In questa fase, la distanza tra i due assi è misurata in continuo per accertare quanto materiale deve essere asportato dal pezzo in lavorazione, e questo dato viene inviato al sistema Flexium CNC.
Dopo la misurazione, il manipolatore robotizzato trasferisce il pezzo allo stadio di lavorazione, dove viene indicizzato inizialmente prima di essere lanciato in velocità e sincronizzato con l’utensile. L’utensile viene quindi progressivamente guidato nell’accoppiamento con il pezzo in lavorazione. I due assi operano in una particolare configurazione master-slave per non avere ritardi nel controllo dell’asse slave. Controllando con molta precisione le velocità di entrambi questi assi, si facilita una regolazione fine del processo di honatura. L’attuale generazione di macchine Grono 250 può gestire velocità al mandrino di 7.000 giri/min, e Sicmat sta già sviluppando un modello con velocità del mandrino di 10.000 giri/min per fornire un controllo del processo ancor più performante. Appena il processo di honatura è terminato, il pezzo in lavorazione viene prelevato dalla sede portapezzo, ruotato per togliere il refrigerante e quindi trasferito alla linea di produzione per mezzo del manipolatore robotizzato.
Sicmat sarà presente alla IMTS, la fiera International Manufacturing Technology Show che si svolgerà a Chicago dal 10 1l 15 settembre. Allo stand N-6924, i tecnici della Casa saranno felici di discutere con i visitatori i vantaggi economici e i “segreti” dell’affilatrice di ingranaggi Grono 250. NUM sarà presente con un proprio stand più ampio, E-5135, in cui la società metterà in evidenza la propria esperienza nello sviluppo di software CNC personalizzato per OEMs e costruttori di macchine.
11 assi controllati permettono alla Grono 250 di Sicmat di lavorare un’ampia gamma di tipi e di taglie di ingranaggi.