Centro di tornitura verticale VBM 15.20 Precisione, produttività, continuità nella lavorazione: risponde a requisiti estremamente rigidi il tornio verticale VBM 15.20 di IMT Intermato. Una soluzione modulare che può passare da produzioni di serie a pezzi singoli, soddisfando anche gli utenti più esigenti. di Andrea Pagani 98 tecnologie meccaniche Dibembre 2010 www.tecnologiaindustriale.it
La Macchina del Mese Carta d identità NOME VBM 15.20 qualifica Costruttore caratteristiche tecniche Capacità di lavoro Diametro tavola Centro di tornitura verticale Massimo diametro tornibile con utensile standard Massimo carico ammesso Massima altezza del pezzo tornibile Velocità tavola Velocità di rotazione Potenza motore Coppia massima Traversa mobile Distanza tra posizioni fisse della traversa Corsa della traversa IMT Intermato SpA - Via Caregò, 14-21020 Crosio della Valle (VA) Italy Tel. +39 0332 966110 Fax +39 0332 966033 E-mail: info@imtintermato.it - www.imtintermato.it Numero accessori nel magazzino a ruota 12 Numero utensili nel magazzino a catena 120 Carro verticale Sezione slittone Diametro minimo di alesaggio Corsa verticale asse Z Corsa orizzontale asse X Velocità in rapido Dati operativi Forza di taglio massima Forza di bloccaggio portautensili su corona Hirth 1.500 mm 2.000 mm 15 tonnellate 2.000 mm 350 giri/min 60 kw (2 gamme di velocità) 16.500 Nm 200 mm 1200 mm 250x250 mm 360 mm 1.500 mm -500 2.150 mm 15.000 mm/min 50.000 N 48.000 N Precisione assi X e Z In accordo con la normativa ISO 230-2 Mandrino di fresatura Cono Velocità rotazione mandrino Potenza motore Coppia mandrino ISO50/Capto C6 3.000 giri/min 22 kw (2 gamme di velocità) 1.120 Nm Precisione di posizionamento asse C ±0,0030 Ripetibilità di posizionamento asse C ±0,0015 rappresenta un importante mercato di sbocco per molti costruttori di L automotive macchine utensili: garantisce numeri molto interessanti, permette di ottimizzare al meglio i cicli di lavoro e garantisce un costante sviluppo tecnologico. È in questo settore che, nel 1983, nasce IMT Intermato: dapprima come costruttore di torni verticali destinati alla produzione di ruote in alluminio e lega leggera, l azienda diversifica poi la propria gamma offrendo modelli adatti alla meccanica generale. L ingresso di Procast, acquisita nel 2006 e poi fusa all interno di IMT Intermato, ha permesso di estendere ulteriormente le possibilità tecnologiche: i diametri tornibili vanno ora da 70 mm a oltre 6 metri, ampliamento che consente dunque di appoggiarsi a un unico fornitore per qualsiasi esigenza di tornitura. Questi ambiti, però, impongono ritmi frenetici, nei quali gli impianti operano 24 ore al giorno per sei giorni consecutivi. Come vedremo, queste cadenze hanno influito positivamente sullo sviluppo non solo delle macchine, ma anche dei servizi offerti da IMT Intermato. In questo settore, infatti, non si vende semplicemente una macchina, ma si fornisce la capacità produttiva dell impianto, compresi i fermi macchina per la manutenzione ordinaria e i tempi di intervento dei tecnici in caso di necessità. In definitiva, oltre alla precisione e ripetibilità, il cliente richiede una garanzia di efficienza nel tempo. La macchina Il tornio verticale a due colonne VBM 15.20 appartiene a una serie estremamente articolata che offre diametri tavola compresi tra 1.500 e 5.000 mm e diametri tornibili tra 2.500 e 6.000 mm. Si tratta di soluzioni che integrano flessibilità e modularità progettuale, che offre numerosi allestimenti senza precludere la possibilità di ottenere soluzioni speciali (uno o due carri verticali, portautensili multipli, magazzini con cambio automatico degli utensili e sistemi pallettizzati). La VBM 15.20 oggetto dell articolo risponde perciò alle esigenze di un preciso cliente, nello specifico un azienda svedese che costruisce corpi per pompe speciali e componenti per l ambito militare. Si tratta di un modello dotato di struttura a due colonne e traversa interamente in ghisa; il ram, in acciaio forgiato, presenta una sezione di 250x250 mm. Il tutto è stato progettato affidandosi all esperienza dei tecnici IMT Intermato e ai software www.tecnologiaindustriale.it Dibembre 2010 tecnologie meccaniche 99
La Macchina del Mese 100 tecnologie meccaniche Dicembre 2010 www.tecnologiaindustriale.it
VBM 15.20 vista da Domenico Mulinello e Giovanni Mapelli www.tecnologiaindustriale.it Dicembre 2010 tecnologie meccaniche 101
Pannello di comando per la gestione dei due magazzini utensili Magazzino teste e accessori con movimento traslante di disimpegno Vista laterale della macchina e dei due magazzini (uno per gli accessori e uno per gli utensili) Votati all export IMT Intermato nasce nel 1983 e, già a fine anni 80, apre una sede negli Stati Uniti. I successivi uffici vedono la luce in Asia per supportare importanti aree geografiche quali quella cinese e taiwanese e, più di recente, quella sudcoreana. Pur attraversando un periodo difficile, infatti, il mercato locale dell auto è rimasto vitale: lo dimostra la recente consegna di un impianto composto da 23 linee automatiche per la realizzazione di componenti automotive. di analisi agli elementi finiti (FEM) che ne hanno definito le caratteristiche. Questa architettura permette di non lavorare a sbalzo, incrementando così precisione e ripetibilità pur potendo effettuare asportazioni consistenti. I movimenti del ram e dell asse X sono idrostatici; la tavola, in questa versione, dispone di un sistema con cuscinetti a rulli conici incrociati. I modelli proposti da IMT Intermato, infatti, offrono il sostentamento idrostatico a partire dal diametro 2.500 mm per poter alloggiare tasche idrostatiche di dimensioni adeguate a supportare il considerevole peso dei tipici pezzi lavorati su queste macchine. Sulla tavola, dotata di un motore da 60 kw capace di erogare una coppia 16.000 Nm, è possibile ospitare grezzi fino a 15 tonnellate con una altezza di 2.000 mm. Le tolleranze sono verificate attraverso controlli laser effettuati da Stanimuc, l associazione nazionale incaricata di provvedere, per il comparto della macchina utensile e dei sistemi di produzione, all elaborazione, adozione e diffusione della normativa tecnica di verifica e collaudo, sicurezza, e unificazione dei componenti. Soluzioni specifiche La flessibilità di questo modello è una caratteristica indispensabile per il committente: dovendo lavorare principalmente pezzi unici, è stato previsto un sistema a quattro pallet in grado di accogliere anche pezzi differenti. Trattandosi di componenti spesso molto grandi e pesanti, i tempi di attrezzaggio, carico e scarico sono significativi e poterli gestire in tempo mascherato consente di ottimizzare la capacità produttiva della macchina. Inoltre, poter gestire queste operazioni fuori dal campo di lavoro offre un accesso ottimale su tutti i lati del pallet. Una delle soluzioni sviluppate specificamente per l azienda svedese consiste nel doppio magazzino utensili: a quello classico da 120 posizioni ne è stato affiancato uno per la gestione di sistemi di cambio teste, portautensili speciali ecc. Questo consente di accrescere l autonomia della macchina senza dover rinfrescare gli utensili con troppa frequenza, anche perché il tornio VBM 15.20 può effettuare non solo operazioni di tornitura, ma anche di fresatura e foratura, il tutto su quattro pezzi differenti in turni non presidiati. Tra gli accessori disponibili è stato installato in magazzino un attrezzo in grado di accogliere quattro differenti utensili per tornitura sfalsati di 90 tra loro: in questo modo, con una semplice rotazione, è possibile presentare al pezzo l utensile adatto alla specifica lavorazione. Senza cambiare testa si possono inoltre fare lavorazioni interne ed esterne proprio grazie alla particolare configurazione della testa speciale: il cambio utensile, pur non essendo determinante in questo genere di macchine, rappresenta comunque un tempo improduttivo per il tornio. Gli assi sono dotati di righe ottiche che permettono di effettuare, tramite 102 tecnologie meccaniche Dibembre 2010 www.tecnologiaindustriale.it
La Macchina del Mese Testa multi-utensile di tornitura con rotazione automatica ogni 90 L area di lavoro interna alla macchina è completamente chiusa Manipolatore magazzino utensili in fase di scambio utensile ad asse orizzontale sistemi di tastatura, una misurazione precisa del pezzo. L asse X dispone di una corsa supplementare di 500 mm, particolarmente utile per effettuare misurazioni ancora più accurate: ruotare il pezzo per raggiungere tutti i punti richiesti implica un possibile errore aggiuntivo innescato dai giochi della tavola. Muoversi oltre il campo di lavoro standard permette invece di eliminare questa variabile e di ottenere punti ancora più precisi. Il controllo numerico Il controllo numerico è l affermato Siemens 840D, nella rinnovata versione sl (solution line). Si tratta di un dispositivo sviluppato per valorizzare le macchine utensili sulle quali viene installato: con la VBM 15.20, ad esempio, è in grado di gestire le numerose funzionalità avanzate incluse nel modello oggetto dell articolo. L opzione di tool management Siemens ha permesso a IMT Intermato di ottimizzare la gestione dei due magazzini utensili: come detto, in uno vengono stoccati gli utensili e nell altro trovano posto teste e accessori. Il controllo numerico si occupa non solo della relativa movimentazione, ma effettua dei veri e propri assemblaggi tra teste e utensili. Autonomia e flessibilità Al classico magazzino da 120 posizioni ne è stato affiancato uno per la gestione di sistemi di cambio teste, portautensili speciali ecc. Questo consente di accrescere l autonomia della macchina senza dover rinfrescare gli utensili con troppa frequenza, anche perché il tornio VBM 15.20 può effettuare non solo operazioni di tornitura, ma anche di fresatura e foratura, il tutto su quattro pezzi differenti in turni non presidiati. Due distinti monitor offrono un accesso immediato al sistema di immagazzinaggio degli utensili e delle attrezzature. Il pacchetto software include sia funzioni specifiche per la tornitura verticale, sia per la fresatura e foratura. La macchina è dotata infatti di asse C interpolato in continuo con il quale eseguire lavorazioni complesse. La verifica geometrica degli utensili avviene tramite funzioni integrate nel controllo numerico: le geometrie vengono infatti trasformate automaticamente in coordinate bidimensionali e successivamente utilizzate dal cnc. La gestione dei pallet si avvale del plc nativo della macchina attraverso l ausilio di un pannello dedicato con schermate interattive: tramite semplici comandi è così possibile impostare la priorità dei pezzi da mandare in lavorazione e verificare lo stato dei pallet stessi. L operatore può inoltre accedere velocemente a una pagina contenente la situazione diagnostica dell intero impianto. La possibilità di eseguire lavorazioni durante turni non presidiati richiede una grande autonomia operativa: deve pertanto essere in grado di gestire anche eventuali imprevisti senza bloccare la produzione. Una delle modalità utilizzate più di frequente per monitorare l andamento del ciclo di lavoro consiste nell eseguirne uno regolare registrando parametri quali la potenza assorbita dai motori e i relativi consumi e di utilizzarli come valore standard per i successivi: in caso di variazioni, la macchina esegue operazioni (pianificate in precedenza) quali il cambio di un utensile o la riduzione degli avanzamenti. Nel caso specifico, questa VBM 15.20 si occupa della lavorazione di pezzi sempre diversi, rendendo impraticabile questa www.tecnologiaindustriale.it Dibembre 2010 tecnologie meccaniche 103
Pannello generale di comando macchina Controllo intelligente Gruppo pallet con tre stazioni per le attrezzature, navetta di scambio e stazione automatica rotante per carico/scarico pezzi La possibilità di eseguire lavorazioni durante turni non presidiati richiede una grande autonomia operativa: deve pertanto essere in grado di gestire anche eventuali imprevisti senza bloccare la produzione. Un sistema dedicato verifica in tempo reale i consumi dei motori, stabilisce la condizione (utensile usurato, collisione ecc.) e agisce istantaneamente modificando i parametri necessari per garantire la continuità della lavorazione. procedura. I tecnici della IMT Intermato, in collaborazione con quelli del committente, hanno perciò sviluppato un sistema che verifica in tempo reale i consumi, stabilisce la condizione (utensile usurato, collisione ecc.) e agisce istantaneamente modificando i parametri necessari. Fatta per durare Il mandrino di fresatura è integrato all interno del ram: il motore vanta una trasmissione rinviata con coppia da 1.100 Nm e, con l aggiunta di un cambio meccanico, può mantenere alte coppie a qualunque regime. In tornitura, invece, l utensile viene fissato direttamente sulla testa del ram attraverso una dentatura Hirth da 250 mm di diametro. Così facendo, lo sforzo di taglio dell utensile non viene scaricato sui cuscinetti di trasmissione del mandrino, ma direttamente sulla struttura della macchina opportunamente dimensionata. Un circuito di raffreddamento dell olio stabilizza la temperatura dei liquidi del circuito idrostatico e di quello della linea mandrino, riducendo gli sbalzi termici: la precisione richiesta e le dimensioni della macchina, infatti, richiedono un controllo totale di questo parametro. La carenatura comprende, oltre alle pareti laterali, anche il tetto della macchina. A differenza di soluzioni simili, però, il ram può uscire mantenendo la tenuta a fumi e alla proiezione di liquidi o trucioli: questa soluzione consente di ridurre al minimo il volume di lavoro che gli impianti di aspirazione devono gestire, riducendo pertanto la dimensione dei rispettivi sistemi di aspirazione. Con macchine di queste dimensioni è necessario inoltre poter entrare nel campo di lavoro rimanendo in una condizione di sicurezza: VBM 15.20 è dotata di apposite passerelle che agevolano l operatore e gli permettono di lavorare in modo ergonomico e sicuro. Poiché l export rappresenta una percentuale consistente del fatturato di IMT Intermato, anche la scelta della componentistica è stata fatta in funzione del miglior servizio possibile in qualsiasi parte del mondo. La scelta è caduta anche in questo caso su partner affidabili e in grado di garantire il massimo supporto in ogni continente. Festo per la parte pneumatica, Rexroth per l idraulica, la stessa Siemens per l elettronica di comando: ogni componente può essere facilmente reperito nel paese di installazione della macchina. Servizio al top Come spiegato in apertura, in questo settore non è sufficiente offrire qualità o produttività: occorre fare un ulteriore passo avanti, offrendo un servizio a 360 che garantisca la continuità della produzione. Nel caso specifico, ad esempio, il servizio di assistenza tecnica è a circa un ora di distanza; inoltre, lo stesso personale dell azienda svedese ha sostenuto appositi corsi di manutenzione per intervenire direttamente nei casi previsti. In questo senso, il contratto di teleservice permette all ufficio tecnico italiano di IMT Intermato di accedere alla macchina da remoto e di verificare eventuali anomalie: una volta stabilita la tipologia di intervento da effettuare, si può richiedere l intervento di un manutentore che, a sua volta, può fare affidamento anche su un magazzino ricambi allestito direttamente presso il cliente. La riduzione dei tempi diventa così sostanziale e permette di proseguire con la produzione entro breve. 104 tecnologie meccaniche Dibembre 2010 www.tecnologiaindustriale.it