Potenti funzioni per stampi perfetti

Numerose funzioni TNC dei controlli HEIDENHAIN rispondono alle principali domande che i costruttori di stampi si pongono quando devono garantire la massima qualità della lavorazione e nel contempo una maggiore produttività a costi ridotti.

di Adriano Moroni

Nella produzione stampi gli errori dimensionali e di profilo devono essere talmente piccoli da non essere pressoché misurabili e comunque mai visibili. Tali requisiti si contrappongono in misura crescente alle necessità di maggiore produttività e costi ridotti. Molte potenti funzioni TNC dei controlli numerici HEIDENHAIN offrono possibili soluzioni alle domande chiave, che sorgono tra le esigenze contrastanti di produzione altamente accurata e al tempo stesso efficiente. Grazie a queste funzioni l’utilizzatore è in grado di ottenere il meglio dalla sua macchina in ogni condizione di lavorazione e soddisfare con efficienza i requisiti di accuratezza del pezzo.

Come posso adattare la mia macchina in modo ottimale alle condizioni di lavorazione?
Nel ciclo 32 TOLLERANZA l’operatore TNC è in grado di personalizzare in base alle esigenze il setup della macchina adattando lo scostamento della traiettoria T alla sua funzione specifica. Può così determinare in modo mirato la larghezza della traiettoria a disposizione del controllo numerico. In particolare per elementi del profilo con numerose variazioni di direzione, caratteristica tipica ad esempio delle superfici a forma libera, l’operatore può influire direttamente sull’avanzamento traiettoria massimo raggiungibile e quindi sui tempi di lavorazione.
Alcuni costruttori di macchine, inoltre, offrono cicli personalizzati che si basano sul ciclo 32 – spesso definiti cicli 332.
Oltre all’immissione dello scostamento traiettoria T da parte dell’operatore TNC, questi cicli eseguono altri adattamenti al setup della macchina che l’OEM ha ottimizzato per processi di lavorazione specifici, ad esempio sgrossatura, finitura o prefinitura.
Un’ulteriore possibilità per l’ottimizzazione della lavorazione è offerta dalla funzione ADP (Advanced Dynamic Prediction). Partendo dalla qualità dei dati del programma NC, consente l’ottimizzazione del controllo degli assi avanzamenti nella fresatura a 3 e 5 assi. Una qualità di dati insufficiente comporta spesso uno scarso controllo degli assi e quindi una qualità superficiale inferiore dei pezzi fresati.
Con ADP, il controllo numerico TNC precalcola in modo dinamico il profilo e può adattare tempestivamente le velocità degli assi al fine di gestire opportunamente i valori di accelerazione e jerk ottenendo un percorso utensile ottimale che genera un profilo fedele a quanto programmato e privo di discontinuità. La fresatura può essere eseguita anche con distribuzione fortemente variabile delle traiettorie utensile adiacenti ottenendo superfici pulite con brevi tempi di lavorazione. La funzione ADP evidenzia i suoi punti di forza soprattutto nella fresatura di finitura bidirezionale grazie alla simmetria di avanzamento sul percorso di andata e ritorno e alla particolare uniformità di avanzamento nelle traiettorie adiacenti.

Come posso sfruttare al meglio la dinamica di una fresatrice?
Le funzioni del pacchetto Dynamic Precision dei controlli numerici TNC combinano elevata accuratezza con movimenti dinamici, minimizzando le forze agenti sulla meccanica della macchina durante la lavorazione e gli scostamenti correlati alla lavorazione sul Tool Center Point.
La funzione CTC (Cross Talk Compensation) compensa forze che si formano da accelerazioni dinamiche e deformano brevemente componenti della macchina comportando così errori di misura sul Tool Center Point. Indipendentemente dall’accelerazione eseguita, CTC consente una produzione più accurata con superfici migliori o comunque una netta riduzione dei tempi di lavorazione aumentando il jerk.
AVD (Active Vibration Damping) sopprime oscillazioni dominanti a bassa frequenza e consente una fresatura veloce priva di vibrazioni, potendo così impostare valori di jerk elevati. I tempi di lavorazione possono essere ridotti senza compromettere la qualità superficiale. In particolare, la combinazione delle funzioni CTC e AVD soddisfa i requisiti contrapposti di accuratezza e velocità. Nell’applicazione pratica questo garantisce maggiore efficienza durante la fresatura di forme libere di elevata qualità.
La funzione LAC (Load Adaptive Control) determina in modo permanente la massa attuale per assi lineari ovvero l’inerzia per assi rotativi e adatta in continuo la regolazione dell’avanzamento ai valori misurati. Migliora così l’accuratezza dinamica dell’asse in ogni condizione di carico permettendo di impiegare valori di jerk ottimizzati per gli assi di avanzamento lato pezzo. Ne conseguono tempi di lavorazione più brevi in quanto gli assi di avanzamento raggiungono più velocemente le posizioni desiderate. LAC compensa inoltre valori di attrito modificati e garantisce una maggiore accuratezza del profilo.

Come posso soddisfare con efficienza i requisiti di accuratezza di un pezzo?
I requisiti di precisione, in particolare per la lavorazione a 5 assi, sono sempre più severi. Componenti complessi devono pertanto poter essere prodotti con estrema accuratezza. Durante la lavorazione, tuttavia, i componenti della macchina sono soggetti a variazioni termiche relativamente elevate. La catena di trasformazione cinematica dovrebbe quindi essere adattata di conseguenza. L’opzione software KinematicsOpt non solo provvede alla ricalibrazione, ma salva anche tutti i dati delle modifiche della configurazione cinematica.
Con un sistema di tastatura 3D digitale si misura la posizione di una sfera calibrata esatta in diverse posizioni dell’asse rotativo. Viene prodotto un protocollo che attesta l’accuratezza effettiva in fase di rotazione nel momento specifico. A richiesta, KinematicsOpt ottimizza automaticamente anche gli assi misurati e persino la modifica da apportare ai dati macchina viene eseguita in automatico. L’utilizzatore non deve necessariamente disporre di conoscenze approfondite sulla configurazione cinematica della macchina e può sottoporre autonomamente a ricalibrazione la fresatrice nell’arco di pochi minuti. Se la sfera calibrata viene posizionata fissa sulla tavola della macchina, la procedura può essere persino automatizzata tra i singoli processi di lavorazione.
Anche le frese raggiate, la cui geometria si discosta dalla forma circolare ideale, influiscono sul risultato della lavorazione, in quanto il punto di contatto del raggio della fresa con il pezzo calcolato dal controllo numerico non corrisponde con il valore del raggio effettivo.
L’opzione 3D-ToolComp e il ciclo di tastatura 444 forniscono una efficiente compensazione del raggio utensile tridimensionale. Una tabella dei valori di compensazione consente di definire valori delta in funzione dell’angolo, che descrivono questo scostamento. Sulla base di tali dati il controllo numerico TNC compensa il valore del raggio definito nel punto di contatto attuale dell’utensile con il pezzo.
Per poter stabilire con precisione il punto di contatto, il programma NC deve essere generato con blocchi normali alla superficie (blocchi LN) dal sistema CAM. Oltre alla posizione dell’utensile, i blocchi normali alla superficie definiscono anche il punto di contatto con il pezzo e, come opzione, l’orientamento dell’utensile in riferimento alla superficie del pezzo.

Come posso pianificare e monitorare con semplicità la produzione su un impianto automatizzato?

Se la macchina fornisce risultati di lavorazione perfetti, anche i processi associati dovrebbero funzionare in modo ottimale. Sistemi interconnessi in modo intelligente per la pianificazione, la gestione e il monitoraggio delle commesse forniscono una panoramica il più possibile completa della lista di commesse, dei processi in corso, dell’andamento della produzione e degli interventi necessari.
Batch Process Manager organizza con chiarezza e predittività le commesse successive. L’operatore imposta quindi direttamente sul controllo numerico HEIDENHAIN le commesse in attesa di lavorazione: per il turno notturno, per l’intera giornata o per il fine settimana. Batch Process Manager analizza questa serie di commesse e già prima dell’inizio della lavorazione fornisce informazioni importanti, ad esempio il momento in cui sarà richiesto un intervento manuale e per quanto tempo dovrà essere impiegata la macchina. Batch Process Manager consente, infatti, di pianificare in anticipo e con precisione la produzione futura e di gestire agevolmente le commesse successive.
Il software StateMonitor fornisce in tempo reale una rapida panoramica sullo stato effettivo delle commesse e delle macchine collegate. Questo software di monitoraggio permette di rilevare i dati macchina (MDE) e fornisce informazioni sui messaggi macchina. L’operatore ha così completamente sotto controllo in qualsiasi momento le sue macchine utensili e le sue commesse. Può accedere a StateMonitor da qualsiasi dispositivo dotato di web browser, tra cui ovviamente PC, smartphone e tablet, ma anche controlli numerici HEIDENHAIN ed Extended Workspace.