Centro di lavoro orizzontale

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1 Centro di lavoro orizzontale MCO 85 Linear L impiego di motori lineari, elettromandrini ad alta velocità e una struttura stabile e ben dimensionata fanno della MCO 85 linear una macchina dalle grandi ambizioni, sostenute da qualità tecnologiche di prim ordine. di Andrea Pagani 98 tecnologie meccaniche Aprile

2 La Macchina del Mese Carta d identità NOME MCO 85 linear Qualifica Centro di lavoro orizzontale Costruttore CB Ferrari s.r.l. Via Stazione, Mornago (VA) - Italy Tel Fax cbferrari@cbferrari.com - Caratteristiche tecniche Corsa asse X (verticale) 650 mm Corsa asse Y (trasversale) 800 mm Corsa asse Z (longitudinale) 780 mm Corsa asse B (bascula) +125 /-35 Corsa asse C (tavola rotante) 360 Velocità rapido assi X/Y/Z 50 m/min Velocità rapido asse B /min Velocità rapido asse C /min Accelerazione assi X/Y/Z 8 m/s² Accelerazione asse B 4 /s² Accelerazione asse C 8 /s² Magazzino utensili 60 posti Attacco utensile ISO V40/HSK A63 Controllo numerico Heidenhain itnc530 HSCI - Siemens S840D solution line Elettromandrini: Velocità Attacco Potenza Coppia giri/min ISO V40 - HSK-A63 30 kw 42/49 Nm giri/min ISO V40 - HSK-A63 28 kw 68/83 Nm giri/min ISO V40 - HSK-A63 33 kw 105/140 Nm giri/min ISO V40 - HSK-A63 31/42 kw 130/175 Nm Innovare, migliorare, supportare: in un mercato guidato dalla tecnologia si tratta di elementi fondamentali per qualsiasi azienda. Il mondo della macchina utensile non fa eccezione: è una regola non scritta che anche CB Ferrari conosce e segue da sempre. Lo dimostra il recente centro di lavoro orizzontale MCO 85 linear, una macchina che riassume soluzioni tecnologiche all avanguardia senza però perdere il contatto con la realtà tipica delle officine e dei relativi utilizzatori. Attenzione ai dettagli Come già il nome suggerisce, la MCO 85 linear utilizza la tecnologia direct drive per la movimentazione dei cinque assi: sia quelli lineari, sia i rotativi sono infatti costituiti rispettivamente da motori lineari e motori torque. Non si tratta di una novità in assoluto ma, come vedremo, contribuiscono al raggiungimento di elevate prestazioni dinamiche e di precisione. La struttura è realizzata dalla stessa CB Ferrari, alla quale è seguita una accurata distensione termica. L azienda cura ogni particolare della macchina poiché, volendo puntare a prestazioni di assoluto rilievo, risulta fondamentale gestire e controllare ogni fase, in particolare quelle strategiche come la costruzione della struttura, il processo di rettifica e il montaggio dei vari particolari che avviene curando la precisione in ogni passaggio. Soluzioni per la precisione Nella progettazione della macchina è necessario tenere conto della temperatura. O, per meglio dire, la differenza di temperatura. La macchina di CB Ferrari è progettata in modo da gestire questa incognita in maniera intelligente: mentre alcuni costruttori portano l elettromandrino a una determinata temperatura indipendentemente dal resto della struttura, la MCO 85 linear è stata studiata Aprile 2013 tecnologie meccaniche 99

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4 MCO 85 Linear vista da Domenico Mulinello e Giovanni Mapelli Aprile 2013 tecnologie meccaniche 101

5 La struttura in acciaio elettrosaldato garantisce leggerezza e rigidità La macchina è accessibile sia dall alto, sia tramite sistemi robotizzati Know how interno La struttura è realizzata dalla stessa CB Ferrari, alla quale è seguita una accurata distensione termica. L azienda cura ogni particolare della macchina poiché, volendo puntare a prestazioni di assoluto rilievo, risulta fondamentale gestire e controllare ogni fase, in particolare quelle strategiche come la costruzione della struttura, il processo di rettifica e il montaggio dei vari particolari che avviene curando la precisione in ogni passaggio. per operare interamente a una specifica temperatura: struttura, elettromandrino e direct drive vengono mantenuti a un livello costante, eliminando di conseguenza uno dei principali fattori che innescano errori geometrici, le dilatazioni. Si tratta di una strategia fondamentale per questo modello: mentre su una macchina con motorizzazione tradizionale e vite a ricircolo il motore stesso può essere montato in una parte esterna rispetto alla struttura stessa (e quindi ininfluente ai fini della precisione), con i motori lineari (che sono parte integrante della struttura stessa) per ottenere la precisione voluta è fondamentale mantenere costante la temperatura. Ecco perché tutti gli assi, lineari e rotativi, sono controllati e climatizzati per mantenere la temperatura stabile con quella del basamento. Si utilizza come riferimento la struttura e la si imposta come temperatura ottimale per gli altri componenti. L intero impianto (frigo e vasca del refrigerante) si trova all interno della macchina, ma scollegato dalla struttura per evitare il passaggio di calore. I motori lineari Siemens sono dimensionati ciascuno sulla base della struttura che deve movimentare. Le monoguide a rulli Schneeberger sono di taglia generosa (45) e, dove necessario, sono stati previsti tre pattini. Questa scelta nasce dalla richiesta di sempre maggior rigidezza che impongono i motori lineari: la struttura è provvista di abbondanti nervature; inoltre, con le corse maggiori, un pattino supplementare riduce la distanza tra un pattino e l altro. Le macchine lineari garantiscono inoltre il mantenimento delle prestazioni nel corso degli anni, perché non soffrono dell usura tipica dei motori tradizionali e dei relativi sistemi di trasmissione. Una vite a ricircolo, per quanto buona, dopo alcuni anni soffrirà di un po di gioco di inversione, mentre con i motori lineari e le guide ottiche questi problemi non si presentano. I motori lineari, coadiuvati da un adeguata lubrificazione a grasso, lavoreranno sempre in condizioni ottimali. Il campo di lavoro MCO 85 linear vanta un campo di lavoro di medie dimensioni, con valori di 650x800x780 mm (X/Y/Z). La tavola rotobasculante ha un inclinazione di +125 /-35 e una rotazione sull asse A di 360 : questo consente di allineare il pezzo all utensile nel miglior modo, agevolando anche le operazioni più difficili. Gli assi lineari sono dotati di freni pneumatici a molla che risultano normalmente bloccati e che vengono sbloccati durante le fasi di utilizzo della macchina. In caso di interruzione dell alimentazione elettrica o di una avaria nel circuito pneumatico, i freni tornano nella loro condizione chiusa e intervengono prontamente su apposite guide per bloccare il tutto, evitando movimenti non voluti o la caduta dell asse verticale. Nel caso della bascula e della tavola 102 tecnologie meccaniche Aprile

6 La Macchina del Mese Sulla tavola possono essere posizionati pezzi fino a 500 kg di peso La tavola può essere configurata per lavorare al meglio con pezzi pesanti così come con quelli più leggeri Il layout estremamente pulito comprende tutti i servizi necessari al funzionamento della macchina questo problema non sussiste, ma sono comunque presenti freni idraulici che bloccano in posizione il tutto quando non occorre lavorare sui cinque assi in continuo. Se devono essere effettuate asportazioni importanti, infatti, la soluzione migliore è quella di bloccare meccanicamente la tavola e svincolare gli assi. La disponibilità di motori lineari ha portato un netto incremento delle prestazioni rispetto alle macchine con motorizzazione tradizionali: gli assi lineari possono infatti raggiungere i 50 m/min con una accelerazione di 8 m/s 2, mentre l asse C può ruotare a /min (circa 55 giri/min) con una accelerazione di 8 /S 2. La bascula (asse B) si assesta a /min teorici (27 giri/min), anche se in questo caso è l accelerazione di 4 /S 2 a dare un idea della capacità della macchina di effettuale l inseguimento tra utensile e pezzo nelle complesse operazioni a 5 assi continui. Il centro di rotazione si trova direttamente sull asse della bascula, facendo sì che i due motori torque sincronizzati che si occupano della culla possano dare il 100% della potenza per inseguire il pezzo e, in definitiva, per garantire finiture e precisioni migliori. Sulla macchina è prevista una doppia taratura (pezzo leggero/pesante), che può essere impostata direttamente sul controllo numerico, per sfruttare al meglio la macchina in funzione dei particolari da lavorare. Un concetto simile è stato impiegato sugli assi lineari, in particolare su quello verticale, che possono avvantaggiarsi di un sistema di bilanciamento a circuito chiuso: anche in questo caso, la potenza del motore Temperatura e precisione La MCO 85 linear è stata studiata per operare interamente a una specifica temperatura: struttura, elettromandrino e direct drive vengono mantenuti a un livello costante, eliminando di conseguenza uno dei principali fattori che innescano errori geometrici. Ecco perché tutti gli assi, lineari e rotativi, sono controllati e climatizzati per mantenere la temperatura stabile con quella del basamento. serve solo a muovere l asse, non a sostenerlo, a tutto vantaggio della gestione degli sforzi e della qualità superficiale del pezzo. La produttività di una macchina nasce anche dalla sua capacità di lavorare senza che si renda necessario l intervento diretto di un operatore: per questo motivo i progettisti di CB Ferrari hanno dotato la MCO 85 linear di un magazzino utensili da 60 posti con braccio di scambio, espandibile in base alle esigenze del cliente, in grado di gestire gli attacchi ISO V40 e HSK A63. L impiego di un braccio di scambio Aprile 2013 tecnologie meccaniche 103

7 La bascula (asse B) lavora da +125 a -35 Lo sportello rosso garantisce un pratico accesso al magazzino utensili, anche con la macchina in funzione limita i tempi di cambio truciolo/truciolo, poiché in un solo passaggio viene effettuata la rimozione dell utensile dal mandrino e il piazzamento del successivo. Una volta effettuato lo scambio, la macchina riprende a lavorare e il braccio ricolloca l utensile nella posizione stabilita recuperando il successivo. Per ottimizzare ulteriormente le prestazioni del dispositivo di cambio, è possibile accedere al magazzino tramite un apposito vano anche mentre la macchina Bilanciamento attivo Il centro di rotazione si trova direttamente sull asse della bascula facendo sì che i due motori torque sincronizzati che si occupano della culla possano dare il 100% della potenza per inseguire il pezzo e, in definitiva, per garantire finiture e precisioni migliori. Sulla macchina è prevista una doppia taratura (pezzo leggero/pesante), che può essere impostata direttamente sul controllo numerico, per sfruttare al meglio la macchina in funzione dei particolari da lavorare. è in funzione: naturalmente in questo caso anche in presenza del comando di cambio utensile la catena non entrerà in funzione, né si attiverà il braccio di scambio, ma l operatore potrà comunque sostituire o aggiungere un utensile al volo senza fermare fisicamente la macchina. In opzione sono disponibili i più disparati dispositivi di tastatura (fisica e laser) per il controllo dell utensile: l operatore può programmare la verifica di lunghezza, usura e rottura e lasciare che la macchina decida se proseguire, ordinare il cambio con un utensile gemello o se fermare la lavorazione in attesa di un intervento. Personalizzabile in ogni dettaglio Come tutte le macchine progettate e prodotte da CB Ferrari, anche la MCO 85 linear può essere adattata alle specifiche esigenze degli utilizzatori attraverso l impiego di vari accessori. Si va dagli aspiratori di fumi, ai lubrorefrigeranti, alla refrigerazione via mandrino ad alta pressione, ai convogliatori speciali, oppure ai sistemi robotizzati e di pallettizzazione. CBFerrari offre un ventaglio di possibilità, potendo utilizzare caricatori automatici di propria produzione oppure di fornitori esterni come Erowa, System 3R o altri. Sul Il convogliatore di trucioli può essere scelto dal cliente in funzione dei materiali da lavorare fronte controllo numerico, l azienda propone il Siemens 840D solution line e l Heidenhain itnc530 HSCI, venendo così incontro alla maggior parte delle richieste del mercato. In tema di elettromandrini, CB Ferrari ha optato per diverse soluzioni che privilegiano coppia, potenza o numero di giri. Si parte dal modello da giri/min e 42 kw, con coppia fino a 175 Nm, per salire al modello da giri/min (33 kw e 140 Nm). Gli utenti più esigenti possono installare la versione da giri/min (28 kw e 83 Nm) mentre per i regimi più elevati è disponibile un modello da giri/min con 30 kw di potenza e coppia da 49 Nm. 104 tecnologie meccaniche Aprile

8 Junior Page La precisione nelle macchine utensili è un requisito indispensabile: le richieste del mercato, infatti, puntano decisamente verso il micron! Per questo nella progettazione della macchina è necessario tenere conto della temperatura o, per meglio dire, della differenza di temperatura. La MCO 85 linear è progettata per gestire questa incognita in maniera intelligente: mentre alcuni costruttori portano l elettromandrino a una determinata temperatura indipendentemente dal resto della struttura, la macchina costruita da CB Ferrari è stata studiata per operare interamente a una specifica temperatura: struttura, elettromandrino e direct drive vengono mantenuti a un livello costante, eliminando di conseguenza uno dei principali fattori che innescano errori geometrici, le dilatazioni. Si tratta di una strategia fondamentale per questo modello: mentre su una macchina con motorizzazione tradizionale e vite a ricircolo il motore stesso può essere montato in una parte esterna rispetto alla struttura stessa (e quindi ininfluente ai fini della precisione), con i motori lineari (che sono parte integrante della struttura stessa) per ottenere la precisione voluta, è fondamentale mantenere costante la temperatura. Ecco perché tutti gli assi, lineari e rotativi, sono controllati e cli- Perché Junior Page Seduto sui banchi di scuola vuoi sapere come il tempo che oggi impieghi a studiare formule, diagrammi, teoremi e altro ancora, ti possa servire un domani per progettare o lavorare su una macchina utensile? Eccoti la risposta. Tecnologie Meccaniche, sensibile al dialogo con gli studenti, i tecnici di domani, pubblica una nuova rubrica, Junior Page, destinata a mettere in evidenza ogni mese, in uno dei servizi più prestigiosi, la macchina del mese, le principali caratteristiche della soluzione proposta, legandole al tuo studio quotidiano. Uno stimolo per noi e un occasione per voi studenti! matizzati per mantenere la temperatura stabile con quella del basamento. Si utilizza come riferimento la struttura e la si imposta come temperatura ottimale per gli altri componenti. L intero impianto (frigo e vasca del refrigerante) si trova all interno della macchina, ma scollegato dalla struttura per evitare il passaggio di calore. In termini prestazionali, la disponibilità di motori lineari ha portato un netto incremento rispetto alle macchine con motorizzazione tradizionali: nel caso della bascula (asse B) l accelerazione di 4 /s 2 permette di effettuare l inseguimento tra utensile e pezzo nelle complesse operazioni a 5 assi continui. Il centro di rotazione della bascula si trova sull asse della bascula stessa facendo sì che i due motori torque sincronizzati che si occupano della culla possano dare il 100% della potenza per inseguire il pezzo e, in definitiva, garantire finiture e precisioni migliori. Sulla macchina è prevista una doppia taratura (pezzo leggero/ pesante), che può essere impostata direttamente sul controllo numerico, per sfruttare al meglio la macchina in funzione dei particolari da lavorare. Aprile 2013 tecnologie meccaniche 105