I controlli CNC FANUC garantiscono semplicità di funzionamento per la nuova macchina per la smussatura Copier

Obiettivo: creare una macchina per la smussatura in grado di produrre bordi saldabili su tubi di grande diametro. Questa esigenza prevedeva l'utilizzo di un controllo CNC, nonché lo sviluppo di un'interfaccia utente grafica che avrebbe semplificato il funzionamento della macchina.

Soluzione: utilizzare un controllo CNC FANUC per sviluppare una nuova generazione di macchine in grado di creare qualsiasi profilo di smussatura richiesto, indipendentemente dallo spessore del tubo. Per coordinare gli assi U e C della macchina, erano indispensabili encoder estremamente precisi e una rapida elaborazione CNC. Poiché gli operatori avevano poca o addirittura nessuna esperienza nei controlli CNC, la soluzione ha sfruttato anche la possibilità di sviluppare un'interfaccia utente grafica tramite il software Fanuc Picture nel controllo CNC.

Risultato: la soluzione è stata sviluppata con il controllo CNC FANUC dopo che Copier Bevelmachines lo ha ritenuto il più adatto per l'applicazione. La macchina è molto semplice da utilizzare. È sufficiente infatti che gli operatori immettano i parametri del tubo e selezionino il profilo di smussatura desiderato con l'aiuto della grafica. In questo modo l'operatore controlla la macchina senza la necessità di interagire con il codice CN (controllo numerico) sottostante.

Macchine per smussatura Copier dotate di controllore FANUC 32i-B

Un controllore semplice per un'applicazione CNC complessa

Per eseguire perfettamente la saldatura di tubi, è necessario che le estremità di ogni tubo vengano prima lavorate per creare un profilo che combaci durante il processo. Copier Bevelmachines, con sede a Giessen, ha creato a questo scopo una speciale macchina per smussatura in grado di realizzare bordi saldabili. L'azienda si è rivolta a FANUC non solo per la fornitura di controllori CNC, ma anche per sviluppare un'interfaccia utente grafica in grado di semplificare in modo significativo il funzionamento delle macchine.

L'aspetto che contraddistingue queste macchine dalle altre applicazioni di tornitura è la rotazione dell'utensile stesso anziché quella del pezzo. Il motivo di questo funzionamento risiede nel fatto che i tubi di acciaio lavorati sono lunghi e hanno un diametro che può arrivare a 122 cm con uno spessore delle pareti che varia da 60 a 70 mm. Questi pezzi, in genere pesanti, vengono inviati alla macchina su un nastro trasportatore a rullo, quindi fissati in posizione con un dispositivo di blocco a centraggio automatico triangolare. L'estremità del tubo viene lavorata con l'ausilio di inserti fissati alla testina di taglio della macchina. Di conseguenza, durante la lavorazione ruotano gli utensili e non il pezzo.
Copier, fondata da Jan Copier nel 1997, è cresciuta rapidamente fino a diventare uno dei principali protagonisti importante in questa nicchia di mercato. L'azienda investe in qualità e affidabilità, ma attribuisce anche molta importanza alla semplicità di funzionamento, un aspetto in cui i controllori FANUC giocano attualmente un ruolo importante.

Inserti di taglio in una posizione fissa

"Inizialmente abbiamo creato macchine semplici con un solo asse di alimentazione", dichiara Jan Copier. In tali macchine, gli inserti di taglio sono montati in posizione fissa sull'asse C (testina di taglio) e il taglio viene eseguito ruotando il pezzo intorno a tale asse. Gli inserti di taglio sono dimensionati secondo la forma da dare alla superficie di saldatura. Il processo di lavorazione produce pertanto una copia".
Il grande vantaggio di questo sistema è la semplicità, mentre l'inconveniente è rappresentato dalla necessità di utilizzare speciali inserti di taglio e dal fatto che ogni forma può creare solo una smussatura. Lo spessore del tubo, inoltre, non può superare una determinata dimensione.

Un carrello nella testa del mandrino

Per soddisfare questi requisiti, è stata sviluppata una nuova generazione di macchine in cui il taglio viene gestito dal controllore CNC. Gli inserti di taglio non sono più fissati al mandrino, ma vengono montati su un carrello (asse U) sulla testa del mandrino in modo che sia possibile spostarli verso l'interno o verso l'esterno in base alle esigenze. L'asse U viene azionato da una trasmissione meccanica progettata in modo specifico che ruota con l'asse C, azionato da un asse aggiuntivo. La macchina con controllo CNC può creare qualsiasi profilo di smussatura richiesto, indipendentemente dallo spessore del tubo con gli stessi utensili e inserti di taglio. È possibile inoltre eseguire ulteriori lavorazioni, ad esempio filettatura o scanalatura.
Elaborazione rapida con il controllore CNC

Jan Copier: "L'azionamento è un'applicazione CNC speciale denominata asse U. Questa funzione non è resa disponibile da tutti i produttori dei controllori CNC. La trasmissione è progettata in modo che l'asse U sia perfettamente sincronizzata con l'asse C, per garantire che gli inserti di taglio siano collocati in una posizione fissa. Per spostare gli inserti verso l'interno o verso l'esterno, la velocità dell'asse U deve essere leggermente ridotta o aumentata in relazione all'asse C. A questo scopo sono necessari encoder estremamente precisi e una rapida elaborazione nel controllore CNC. Una ricerca di mercato ha dimostrato che il controllore FANUC era il più adatto a questo tipo di applicazione.”

Interfaccia utente grafica

Poiché gli utenti di queste macchine in genere non sono esperti di lavorazione con controlli CNC, Copier Bevelmachines sfrutta un altro vantaggio dei controllori FANUC, ovvero la possibilità di sviluppare un'interfaccia utente grafica nel componente PLC integrato nel controllore. Questa applicazione è stata interamente implementata da FANUC su richiesta di Copier Bevelmachines sulla base del software Fanuc Picture. Jan Copier: "Gli utenti possono immettere i parametri relativi al tubo da inviare alla macchina, quindi selezionare il profilo di smussatura desiderato con l'aiuto della grafica. Tali profili sono standardizzati e di conseguenza siamo in grado di offrire all'utente una libreria che li raccoglie. In questo modo l'operatore può controllare la macchina senza interagire direttamente con il codice CN (controllo numerico) sottostante. L'interfaccia supporta inoltre numerose altre opzioni. Un problema tipico che i nostri utenti segnalano riguarda le tolleranze dei tubi. Con questo programma, gli utenti possono però immettere le dimensioni reali e il sistema calcola automaticamente se è stata raggiunta la larghezza minima consentita del tubo. L'operatore conosce pertanto quale sarà il risultato ancora prima di iniziare la lavorazione".

Prodotti FANUC utilizzati