D.ELECTRON: partner affidabile per lo stampista

Sono trascorsi ormai quasi cinquant’anni dalla fondazione di D.ELECTRON e l’azienda toscana continua a investire fortemente nella propria gamma di controlli numerici destinati alle lavorazioni meccaniche ad asportazione di truciolo, ma non solo.

di Alberto Marelli

Da circa cinquant’anni il noto marchio italiano D.ELECTRON realizza prodotti per rispondere alle necessità di molti costruttori di macchine utensili ed utilizzatori finali, come ad esempio gli stampisti.
Nel complesso, l’azienda fiorentina opera su quattro grandi aree: prodotti per torni e fresatrici; per macchine per il taglio termico e a getto d’acqua (waterjet); per il taglio e lavorazione di vetro, marmi, pietre e graniti; centri di saldatura e macchine speciali.
Punta di diamante della produzione D.ELECTRON è il controllo numerico Z32. “Dalla fondazione dell’azienda, ci occupiamo di controlli numerici e azionamenti per macchine utensili”, afferma l’ingegner Nino Giannoni, Sales Manager di D.ELECTRON. “In tutti questi anni abbiano prodotto CNC con prestazioni particolarmente dedicate al settore dello stampo: lavorazioni ad alta velocità e finitura oltre alla gestione di tavole e teste tiltanti.
Per quanto concerne le funzioni di alta velocità e finitura abbiamo sviluppato particolari algoritmi che permettono di gestire in tempo reale – anche per zone differenziate dell’area di lavoro – l’addolcimento delle accelerazioni sugli assi (jerk) ed eventuali rallentamenti sugli spigoli, gradi di tolleranza rispetto alla traiettoria impostata dal CAM che permettono all’interno del part program di gestire con particolare efficienza tutte le lavorazioni di sgrossatura e finitura”.
Il controllo numerico Z32 è infatti dotato di un potente elaboratore geometrico-dinamico che permette di minimizzare i tempi di esecuzione part-program in funzione della tolleranza impostata dall’operatore e delle caratteristiche dinamiche della macchina. La velocità di lettura di Z32 è di oltre 11.000 blocchi/s con programma eseguito da memoria interna. Per attivare l’alta velocita esistono alcune specifiche funzioni G che permettono di eseguire varie operazioni come: ricostruire la curvatura di traiettorie fornite per punti; impostare la tolleranza di arrotondamento della traiettoria fornita dal CAM; specificare la “morbidezza” dei movimenti macchina con un efficiente controllo dei jerk.
La gestione della tolleranza di arrotondamento della traiettoria CAM, dei rallentamenti sugli spigoli e delle accelerazioni (jerk) si possono gestire anche direttamente all’interno del part-program utilizzando le istruzioni G113 e G114.

Funzione RTCP e interpolazione multicanale

Per ridurre i costi di lavorazione, sempre più spesso le macchine utensili vengono utilizzate con 5 assi controllati contemporaneamente.
Nelle lavorazioni a 5 assi è importante tenere sotto controllo il punto di contatto tra utensile e pezzo. Per la creazione del part-program il sistema CAD/CAM deve calcolare i punti sulla superficie del pezzo e gli angoli di rotazione degli assi rotativi (testa birotativa o tavola rotobasculante). “Il CNC Z32, tramite la funzione opzionale RTCP (Rotating Tool Center Point), si incarica di calcolare e comandare i movimenti macchina, in modo che l’utensile rimanga in contatto col pezzo”, sottolinea Giannoni. “Questo permette di eseguire lo stesso file generato dal CAM con utensili di lunghezza e raggio diversi dagli originali, eliminando la necessità di ricalcolare il programma e aumentando la produttività della macchina”.
Il controllo numerico Z32 è in grado di gestire fino a 32 assi digitali D.ELECTRON ZStar2 o Slim e 16 assi analogici. Gli assi possono essere allocati su più canali di interpolazione e ogni canale può interpolare fino a 10 assi contemporaneamente. Il controllo numerico può gestire fino a 6 canali di interpolazione. “Questa prestazione permette di realizzare macchine estremamente complesse, dotate, per esempio, di sofisticati assi di servizio per il carico e scarico della macchina oppure per complessi magazzini automatizzati di utensili. Ovviamente più CNC Z32 possono lavorare simultaneamente insieme scambiando informazioni attraverso il canale DEBus moltiplicando così le possibilità di gestione del numero di assi”, afferma Giannoni.
L’alta velocità di Z32, pur essendo applicabile ad azionamenti analogici convenzionali, fornisce i migliori risultati quando si impiegano gli azionamenti D.ELECTRON a collegamento digitale proprietario ZStar che, grazie anche agli innumerevoli filtri di stabilità di cui sono dotati, “domano” le leggere strutture delle moderne macchine per alta velocità.
Il CNC Z32 dispone di un look-ahead di oltre 500 blocchi ed è dotato di un sistema di limitazione automatica della velocità che impedisce sobbalzi anche se, per parametri di programmazione anomali, il look-ahead è completamente riempito. La prestazione è particolarmente efficace per l’esecuzione di lavorazioni seguendo traiettorie generate per punti da CAD/CAM.

Z32 di D.ELECTRON: dinamico e di semplice utilizzo

Nel corso degli anni, D.ELECTRON ha sviluppato una serie di funzioni che rendono il CNC Z32 estremamente performante ma di semplice utilizzo.
Un esempio è la funzione Retract, che consente di salvare il pezzo nel caso di mancanza di rete di alimentazione: l’utensile viene allontanato dal pezzo nella direzione dell’asse utensile, purché lo Z32 sia tamponato da un gruppo di continuità. Retract permette di allontanare l’utensile dal pezzo anche se la lavorazione in corso è quella di maschiatura.
La funzione Backlash permette invece di compensare i giochi meccanici su di un asse agendo su due servomotori che agiscono in coppia contemporaneamente, ma in direzioni opposte. “Per esempio, se un asse si muove linearmente lungo una guida spinto da un servomotore che agisce su una cremagliera tramite un pignone, inevitabilmente all’inversione del moto si registrerà un errore nella posizione dovuto al gioco meccanico fra pignone e cremagliera. Il gioco meccanico può essere enormemente ridotto per mezzo di un secondo servomotore che agisce sulla medesima cremagliera tramite un proprio pignone.
I due servomotori agendo in direzioni opposte l’uno rispetto all’altro fanno sì che l’ingranamento dei pignoni sia sempre ottimale. Il grado di antagonismo fra i due servomotori è gestito da algoritmi D.ELECTRON e la loro taratura è possibile tramite un’interfaccia conversazionale”, spiega Giannoni.
D.ELECTRON ha sviluppato anche la funzione Gantry, grazie alla quale il CNC Z32 può agganciare due o più assi affinché si muovano in modo coordinato controllando la posizione reciproca durante il movimento, ma programmabili da parte del CAD/CAM o dall’operatore macchina come se si trattasse di un unico asse.

Espressamente dedicata agli stampisti

Allo scopo di rendere il proprio controllo Z32 ancora più competitivo sul mercato, D.ELECTRON ha aggiunto la funzione “STAMPI”, rendendolo compatibile con il linguaggio di programmazione dei part-program scritti per il CNC Selca^®, tra i principali controlli numerici in uso presso gli utilizzatori italiani di macchine utensili, soprattutto stampisti.
“Quando l’opzione “STAMPI” è installata può essere attivata e disattivata direttamente dall’operatore macchina con la semplice pressione di una softkey presente nell’interfaccia ZETA dello Z32, a quel punto è possibile la programmazione, la simulazione e l’esecuzione di part-program scritti direttamente nel linguaggio tipico del controllo numerico Selca^®”, afferma Giannoni. “In pratica l’operatore può scegliere se utilizzare lo Z32 così com’è usualmente commercializzato da D.ELECTRON oppure se attivare la compatibilità di programmazione con Selca^®. In pratica due CNC in uno”.
Le operazioni di editing e debug possono essere eseguite direttamente sul controllo Z32 senza alcuna interruzione della lavorazione in corso usufruendo delle funzioni di programmazione guidata di Z32 che permettono di programmare in modo semplice e veloce cicli fissi, spianature e cave.
Anche i part-program già scritti e testati su macchine dotate di CNC Selca^® possono essere importati all’interno dello Z32 ed eseguiti senza eseguire alcuna conversione di testo. “Durante la loro esecuzione l’operatore vedrà scorrere le righe di part-program come se fosse davanti ad un terminale Selca^®. Nei casi in cui sia necessario eseguire in modalità semiautomatico una singola riga di comando, per esempio per il posizionamento di un asse, questo potrà essere eseguito digitando una stringa in linguaggio Selca^®. Il controllo numerico Z32 è quindi sempre più “familiare” per l’operatore, dando l’impressione come se si lavorasse direttamente sul controllo Selca^®”, sottolinea Giannoni.

Per lo sviluppo di interfacce utente

Fin dal primo controllo numerico prodotto – lo Z16 – D.ELECTRON si è sempre occupata dello sviluppo dell’interfaccia HMI (Human-Machine Interface), software che permette la comunicazione fra l’operatore e la macchina. Dopo varie evoluzioni, il CNC Z32 utilizza l’interfaccia operatore ZETA. Essendo ZETA un’interfaccia multipurpose, D.ELECTRON ha voluto mettere a disposizione della propria clientela ZVIS (Visual Integrated System), un ambiente di sviluppo per coloro che desiderassero realizzare interfacce dedicate ad una specifica macchina, lavorazione o settore d’applicazione senza dover ricorrere all’uso di linguaggi di programmazione particolarmente evoluti. “ZVIS è una potente applicazione che permette di creare la struttura di interfacce software che poi supporteranno blocchi grafici dedicati”, afferma Giannoni.

Ottimizzare il processo produttivo

Nel mondo della produzione manifatturiera, la programmazione del percorso utensile delle macchine svolge un ruolo cruciale per garantire la precisione e l’efficienza dei processi di lavorazione. In questo contesto, il costruttore fiorentino ha recentemente rivisto completamente il programmatore di part-program ZFLASH con la nuova versione ZFLASH Next, sviluppato sulla piattaforma di sviluppo ZVIS. Grazie a ZVIS, ZFLASH Next può essere esteso e personalizzato in modo flessibile, consentendo agli utenti di adattare il software alle loro esigenze specifiche con facilità e precisione.
“Abbiamo rivisto tutte le finestre di programmazione delle varie macro disponibili su macchina, dalle più semplici alle più complesse, e le abbiamo riscritte in ambiente ZFLASH Next, quindi abbandonando in modo definitivo il mondo Windows”, spiega Giannoni. “Queste finestre di programmazione non sono state solo semplicemente riscritte, ma anche aggiornate e migliorate, dando quindi un’interattività ancora più spinta tra l’operatore che programma e ciò che si vede sul video”.
Essendo sviluppato con strumenti D.ELECTRON, ZFLASH Next può essere installato a bordo macchina, quindi in dialogo diretto con il CN, senza la necessità di avere in console il sistema operativo Windows10^® oppure può essere installato in una postazione di programmazione office, remota rispetto al controllo numerico.
“La combinazione di ZFLASH Next e le tecnologie di sviluppo interne di D.ELECTRON non solo risponde alle esigenze attuali del settore, ma anche anticipa e si adatta alle sfide future. Questa sinergia di innovazione e adattabilità sottolinea l’impegno della nostra azienda nel fornire soluzioni all’avanguardia che consentono agli operatori di rimanere competitivi in un panorama industriale in continua evoluzione”, conclude Giannoni.