Come funziona l'automazione del centro di lavorazione CNC?

Automazione nei centri di lavorazione CNC

Oltre al sistema di controllo numerico computerizzato, i principali componenti automatizzati di un centro di lavorazione (BAZ) comprendono il magazzino utensili, il sistema di trasferimento utensili dotato di un braccio per il cambio automatico degli utensili, le tavole di indicizzazione e rotanti per la fresatura e la tornitura, nonché i cambiatori di pallet per i pezzi.

Componenti fondamentali di un sistema di automazione

Perché il sistema CNC è il fulcro dell'automazione

Il sistema di controllo numerico computerizzato (CNC) costituisce il cuore dell'automazione del centro di lavorazione. È in grado di controllare numerosi altri componenti e parametri di lavorazione, tra cui:

• Velocità del mandrino
• Assi lineari e rotativi di traslazione
• Sostituzione e caricamento degli utensili appropriati
• Sostituzione e alimentazione dei pallet con pezzi in serraggio
• Apparecchiature idrauliche, elettriche e di alimentazione del liquido di raffreddamento e lubrificante

Magazzini utensili e apparecchiature per il trasferimento degli utensili

In un magazzino utensili, gli utensili necessari per la lavorazione sono già montati nei portautensili. Un magazzino può essere costituito da sistemi lineari a cremagliera oppure essere realizzato come magazzino a dischi. Per risparmiare spazio, gli utensili e i relativi portautensili, solitamente con codolo cono cavo, vengono alloggiati sulle cremagliera tramite collegamenti a scatto. Un magazzino utensili composto da diverse file di cremagliere o da più dischi può contenere fino a 200 utensili.

Un braccio di cambio utensili automatico rimuove un utensile dalla testa del mandrino e ne installa un altro. L'utensile rimosso può essere reinserito nel magazzino per essere conservato oppure scartato qualora risulti usurato.

Sequenza di base per il cambio automatico degli utensili

La sequenza di cambio utensile automatico di un robot lineare dotato di un cambio utensili a doppio braccio comprende in genere le seguenti fasi:

1. Un dispositivo di trasferimento utensili, come ad esempio un robot lineare dotato di pinza, preleva il nuovo utensile dal magazzino e si sposta verso il braccio di cambio utensili automatico.
2. Uno dei bracci del cambio utensili a doppio braccio preleva il nuovo utensile e si sposta verso la testa del mandrino. Contemporaneamente, il secondo braccio rimuove il vecchio utensile dalla testa del mandrino. Il cambio utensili ruota quindi e installa il nuovo utensile nella testa del mandrino.
3. L'altro braccio del cambio utensili riporta l'utensile usato in una posizione occupata del magazzino utensili.

La procedura per prelevare e sostituire gli utensili da un caricatore a disco è simile.

In che modo un tavolo a cinque assi amplia le possibilità di lavorazione su più lati

Un centro di lavoro CNC può avere cinque assi: tre assi lineari, X, Y e Z, più un asse di inclinazione A’ e un asse rotante B’. L’asse B’ può utilizzare il movimento angolare per la lavorazione su più lati oppure la rotazione continua a velocità diverse. Questa funzionalità consente di eseguire operazioni di tornitura su un centro di lavoro.

Il mandrino di lavorazione può essere disposto in posizione verticale o orizzontale e può inoltre ruotare di 90 gradi. Con il mandrino in posizione orizzontale, oppure quando la lavorazione inizia dal lato inferiore del pezzo, i trucioli fuoriescono dalla cabina di lavorazione e il fluido lubrificante-refrigerante può scorrere liberamente verso il basso.

Una tavola rotante o circolare che consente il serraggio unico per la lavorazione a cinque assi è un elemento fondamentale per migliorare l’automazione e la produttività. Permette di lavorare un pezzo su cinque assi con un unico serraggio. La lavorazione su cinque lati illustrata viene realizzata combinando una tavola rotante a indexaggio con un mandrino in grado di lavorare sia in posizione orizzontale che verticale. Questo approccio evita le perdite di tempo dovute ai ripetuti serraggi e riduce gli errori di posizionamento causati da più configurazioni.

In che modo il cambio dei pallet migliora l'efficienza dei tempi di ciclo

La maggior parte dei centri di lavorazione è dotata di una stazione di preparazione per il cambio del pallet con il pezzo. In questa stazione, il pezzo finito viene sganciato e un tecnico qualificato carica un nuovo pezzo grezzo. Contemporaneamente, il pezzo precedente, che è stato trasferito nella stazione di lavorazione, sta eseguendo il proprio ciclo di lavorazione principale.