I servodrive digitali NUMDrive X sono estremamente veloci e accurati e sono dotati di funzioni integrate per il monitoraggio in sicurezza del movimento.
NUM presenta la nuova generazione della sua piattaforma CNC, nota come Flexium+. In tal modo viene assicurata ai costruttori di macchine utensili una soluzione eccezionalmente flessibile e scalabile per un controllo sicuro delle macchine utensili. La concezione modulare e super scalabile di questo sistema di controllo è arricchita da un’architettura di sicurezza integrata che comprende funzioni di lavorazione specifiche per l’applicazione e da un simulatore 3D.
di Umberto Leoni
Nota come Flexium+, la nuova piattaforma modulare di NUM (www.num.com) è equipaggiata con sistemi di sicurezza accurati e permette agli OEM di standardizzare una singola architettura CNC, ottimizzata per costi e prestazioni, per una vasta tipologia di macchine: da quelle piccole, con pochi assi, ai grandi centri di produzione multi celle, con oltre 200 assi e mandrini. In tal modo, l’architettura aperta della piattaforma può ridurre sensibilmente i costi di sviluppo e di supporto e velocizzare il tempo di introduzione dei prodotti sul mercato.
Flexium+ deriva dall’architettura CNC Flexium di NUM, il kernel che ha registrato il maggior successo e la crescita più veloce nei 50 anni di storia dell’azienda. Al fine di garantire una ancor maggiore versatilità, prestazioni dinamiche e precisione, l’hardware della piattaforma comprende nuovi azionamenti digitali con sicurezza integrata, un modulo PLC di sicurezza, moduli di ingresso e uscita sicuri e un pannello operatore multi processore con touch screen. Il nuovo software di supporto include un sistema operativo di precisione e un PLC soft automation, un’interfaccia uomo-macchina completamente personalizzabile (HMI), una raccolta completa di funzioni di lavorazione opzionali e un potente simulatore 3D per la verifica di parti del programma e per la visualizzazione dei processi di lavorazione.
La piattaforma CNC di ultima generazione Flexium+ di NUM combina un’eccezionale flessibilità di controllo e scalabilità con un’architettura di sicurezza per tutto il sistema.
SCELTE DIVERSIFICATE
La scelta fra tre kernel CNC – Flexium+ 6, Flexium+ 8 e Flexium+ 68 – permette ai progettisti di macchine di trovare soluzioni ottimizzate tecnicamente ed economicamente per le diverse applicazioni su macchine utensili. Flexium+ 6 e Flexium+ 8 possono controllare fino a 4 assi interpolati e un mandrino; Flexium+ 8 è in particolar modo dedicato alle macchine che richiedono un maggior grado di flessibilità. Flexium+ 68 supporta invece applicazioni di controllo per macchine più complesse e mette a disposizione dell’utente fino ad otto canali CNC, ciascuno dei quali può gestire fino a 9 assi interpolati e 32 mandrini. In totale, un singolo kernel Flexium+ 68 può comprendere 32 dispositivi connessi, ciascuno dei quali può essere un asse o un mandrino interpolato. Questo approccio di controllo universale semplifica la commutazione mandrino/asse C e fornisce un’eccellente base per applicazioni multi mandrino, come nel caso di macchine transfer. “Potendo usare una sola architettura su tutta una gamma di macchine, è facile prevedere l’ottimo ritorno sull’investimento, specialmente quando chi investe è un piccolo o medio costruttore di macchine che supporta un’estesa gamma di applicazioni con limitate risorse di progettazione”, ha affermato il CEO di NUM, Peter von Rueti.
La migliorata struttura dei “programmi pezzo” permette ai progettisti di macchine di usufruire dei vantaggi della versatilità del nuovo hardware CNC. Ogni canale esegue le proprie parti di programma in modo asincrono ed opera autonomamente, come se disponesse di un kernel CNC dedicato. In alternativa, può essere sincronizzato su altri canali. Il controllo di uno o più assi, o mandrino, può “passare al volo” da un canale a un altro, al fine di massimizzare l’utilizzo delle risorse hardware disponibili. In ogni canale è possibile gestire quattro mandrini in configurazione master/ausiliari, con il controllo in tempo reale della loro velocità, direzione e posizionamento. Ciò semplifica l’implementazione di complesse operazioni di lavorazione. Il master gestisce avanzate funzioni CNC, come il mantenimento del CSS-Constant Surface Speed, mentre il pezzo cambia diametro durante la lavorazione, o consente di tracciare continuamente la posizione angolare durante il taglio del filetto, con i tre mandrini ausiliari che gestiscono le lavorazioni a velocità maggiori. È possibile interconnettere kernel CNC Flexium+ 68 multipli, mediante real-time Ethernet, operazione che consente di realizzare sistemi di controllo con più di 200 assi interpolati. La capacità di gestire più kernel CNC e di controllare un tale numero di assi con un singolo PLC di automazione sono vantaggi esclusivi della nuova architettura CNC NUM.
TOTALE SICUREZZA
Al fine di aiutare gli OEM nell’implementare rigorosi schemi di sicurezza per le macchine, il sistema Flexium+ adotta un’architettura completa di sicurezza denominata NUMSafe. Tutte le operazioni critiche del sistema sono supervisionate da un nuovo modulo PLC di sicurezza. In abbinamento con i moduli I/O NUM e i servo drive, che incorporano i circuiti per il monitoraggio di sicurezza del moto, il PLC permette ai progettisti di macchine di implementare funzioni di sicurezza ad elevata integrità, con la sola aggiunta di pochi componenti. NUMSafe è un sistema scalabile, richiede un minimo cablaggio aggiuntivo ed utilizza un protocollo Fail Safe over EtherCAT (FSoE) per assicurare l’integrità di tutti i dati relativi alla sicurezza. L’architettura rispetta le normative per la sicurezza dei macchinari EN ISO 13849-1 fino a PLe, e la normativa EN 61800-5-2 per la sicurezza funzionale degli azionamenti a velocità variabile fino al livello SIL 3.
Disponibili nelle versioni a singolo e a doppio asse, i nuovi servodrive digitali NUMDrive X offrono una scelta tra due livelli di prestazioni, con uscite da pochi Ampere fino a 200 Arms. Il loro alto grado di integrazione funzionale consente di classificarli tra i drive più piccoli sul mercato. Per una progettazione ancor più semplificata, la scheda di monitoraggio dei drive per la sicurezza del moto è disponibile, in versione base, con la funzionalità Safe Torque Off, mentre in una versione estesa aggiunge le funzioni Safe Operating Stop, Safe Stop 1, Safe Stop 2, Safely-Limited Speed e Safely-Limited Position. I servodrive NUMDrive X sono significativamente più veloci della precedente generazione NUMDrive C. Un controllo avanzato DSP aumenta la velocità del servobus CNC-drive del 100%. I miglioramenti apportati alla banda passante del drive e quelli degli algoritmi di accelerazione consentono ai progettisti di macchine di non più sacrificare la risoluzione durante i lunghi percorsi degli assi o la velocità per ottenere una maggiore precisione di posizionamento, o viceversa. La risoluzione totale del CNC e la precisione sono state ulteriormente migliorate da un processore numerico ubicato nel kernel del CNC. Anche il software è stato migliorato per un formato ad alta precisione, con un’interpolazione più fine e il controllo di velocità.
Il nuovo pannello operatore multiprocessore touch screen di NUM supporta una HMI completamente personalizzabile e una tastiera virtuale.
FUNZIONALITÀ EVOLUTE
Flexium+ garantisce un unico strumento di sviluppo software, dall’aspetto moderno e intuitivo, studiato per velocizzare lo sviluppo del software macchina. Tutte le funzioni CNC, servodrive, I/O, PLC di automazione e di sicurezza sono impostabili e programmate usando un singolo tool. Il PLC di automazione consente la scelta tra linguaggio grafico, in accordo alla norma IEC 61131-3, e di programmazione testuale, mentre il PLC di sicurezza è programmato usando semplici blocchi funzione e operatori booleani. A differenza delle piattaforme CNC concorrenti – a detta dei tecnici NUM –, Flexium+ offre anche una HMI completamente personalizzabile, permettendo agli OEM di aggiungere valore alle loro macchine, grazie ad un’ergonomia migliorata. I comandi multi-touch, quali “wipe”, “expand” e “rotate”, possono essere incorporati nel nuovo pannello operatore touch screen di NUM per un comprensibile e immediato vantaggio, mentre le chiavi virtuali possono rimpiazzare le chiavi fisiche per semplificare ulteriormente il funzionamento delle macchine e ridurre i costi di produzione. I programmi parziali scritti manualmente o generati da CAM possono essere verificati e ottimizzati facilmente e velocemente, usando il potente software di simulazione grafica NUM chiamato Flexium 3D, disponibile su un PC offline. Alternativamente, il software gira sul nuovo pannello operatore, sfruttando tutto il vantaggio del suo processore multicore e del monitor da 19”, e interagisce con l’unità CNC della macchina per simulare parti del programma, sia prima del funzionamento o simultaneamente, con un’elaborazione parziale. Gli utilizzatori possono visualizzare il percorso del punto centrale dell’utensile, simulare l’asportazione di materiale e verificare le possibilità di collisione. Come standard, il software può simulare un’ampia gamma di funzioni di lavorazione, comprese la scanalatura, il taglio di filettature o filettature su torni a 3 o 5 assi, fresatura e foratura su macchine a 3 assi, taglio a contorno. Un’ampia gamma di software a supporto delle applicazioni consente di svolgere funzioni di rettificatura, tornitura, fresatura e taglio, come pure la formatura al volo, la dentatura di ingranaggi, la finitura. Le ultime aggiunte comprendono nuove funzionalità per macchine di taglio a getto d’acqua e al plasma, realizzate usando l’innovativo algoritmo per la gestione di teste mobili, al fine di prevenire errori di taglio tramite compensazione automatica della forma conica del raggio.
La piattaforma CNC Flexium+ è infine sostenuta da NUM con un’estesa offerta di motori. NUM dispone anche di due nuove gamme di servomotori brushless per assi progettati specificatamente per l’uso con i servodrive NUMDrive X. Questi drive incorporano un’innovativa interfaccia encoder digitale, che dispensa dalla necessità di un cavo separato: l’alimentazione dell’encoder e i dati sono “portati” in un link a due fili integrato nel cavo del motore. I nuovi servomotori brushless per assi SHX ed SPX dispongono di un singolo connettore e cavo, semplificando l’installazione e riducendo significativamente i costi di cablaggio.
Il software Flexium+ comprende potenti strumenti per il set-up della macchina, l’ottimizzazione e la diagnostica, come la prova del ballbar degli assi interpolati.
