l`evoluzione dell`automazione delle macchine

LE MACCHINE
UTENSILI
A CONTROLLO
NUMERICO
Ultimo aggiornamento: 13/10/11
Prof. Gino Dini – Università di Pisa
Controllo numerico
Definizione:
“sistema di comando che permette di
controllare e coordinare i movimenti e le
funzioni di una macchina, con lo scopo
di far seguire all’utensile traiettorie e
operazioni pre-programmate, tramite
informazioni numeriche”
Vantaggi del controllo numerico
•
•
•
•
•
•
Riduzione costi di mano d’opera
Aumento produzione
Miglioramento qualità
Elevata flessibilità
Versatilità
Riduzione degli spazi occupati
Problematiche del controllo numerico
• Elevati costi di acquisto
• Costo della assistenza tecnica
• Costo della programmazione
La macchina a controllo numerico
Mandrino
Pezzo
Utensile
La macchina a controllo numerico
Mandrino
z
x
Controllo mandrino
Controllo assi
Altre funzioni
UNITA’ DI GOVERNO
Pezzo
Utensile
Controllo mandrino
Motore
Trasduttore di
velocità
Utensile
Pezzo
Unità di governo
La macchina a controllo numerico
Mandrino
z
x
Controllo mandrino
Controllo assi
Altre funzioni
UNITA’ DI GOVERNO
Pezzo
Utensile
Controllo assi
z
x
Controllo assi
z
x
Controllo assi
z
x
Controllo assi
z
x
Controllo assi
z
Motore
asse z
Motore
asse x
CONTROLLO
ASSE Z
Trasduttore
x
di posizione
asse x
CONTROLLO
ASSE X
Trasduttore di posizione
asse z
La macchina a controllo numerico
Mandrino
z
x
Controllo mandrino
Controllo assi
Altre funzioni
UNITA’ DI GOVERNO
Pezzo
Utensile
Cambio utensile
Cambio pezzo
Controlli operativi
Gestione programmi
……….
Denominazione assi controllati
Secondo normative EIA RS-267-A
Y
v
B
w
Z
u
C
A
X
Classificazione macchine utensili a CN
• Macchine monoscopo
(tornio, fresatrice, ecc.)
• Centri di tornitura
• Centri di lavorazione
Tornio
Asse X
Asse Z
Fresatrice
Asse Z
Asse
X
Asse
Y
Classificazione macchine utensili a CN
• Macchine monoscopo
(tornio, fresatrice, ecc.)
• Centri di tornitura
• Centri di lavorazione
Centro di tornitura
Asse Z
Asse X
Asse v
Asse w
Pezzi realizzabili su
un centro di tornitura
Centro di tornitura
Video
Classificazione macchine utensili a CN
• Macchine monoscopo
(tornio, fresatrice, ecc.)
• Centri di tornitura
• Centri di lavorazione
Centro di lavorazione con mandrino orizzontale
Asse X
Asse Y
Asse Z
Asse B
Asse A
Pezzi realizzabili su
un centro di lavorazione
Pezzi realizzabili su
un centro di lavorazione
Video
Centro di lavorazione con mandrino orizzontale
Centro di lavorazione a portale con mandrino verticale
Struttura più versatile
Centro di lavorazione con mandrino orientabile
Centro di lavorazione con mandrino orientabile
cinematica
seriale
Centro di lavorazione con mandrino orientabile
cinematica
parallela
Video
Caratteristiche principali di una
macchina a controllo numerico
Asse di movimentazione
1. Corsa
2. Velocità in rapido (controllo punto a punto)
3. Velocità di lavoro (controllo continuo)
4. Precisione di posizionamento
Precisione di posizionamento
Osservazione
Valore raggiunto
1
100,36
2
100,37
3
100,34
4
100,33
5
100,36
6
100,34
7
100,36
8
100,32
9
100,33
10
100,34
11
100,37
12
100,34
Scarto
Scarto quadratico
0,0133
0,00017778
0,0233
0,00054444
0,0067
0,00004444
0,0167
0,00027778
0,0133
0,00017778
0,0067
0,00004444
0,0133
0,00017778
0,0267
0,00071111
0,0167
0,00027778
0,0067
0,00004444
0,0233
0,00054444
0,0067
0,00004444
Precisione di posizionamento
Errore e
DA
3s
3s
DX6
DA
Xp1
Xp2
Xp3
Xp4
Xp5
Xp6
Asse X
Caratteristiche principali di una
macchina a controllo numerico
Asse Mandrino
1. Range di velocità
2. Coppia
3. Potenza
4. Interfaccia utensile
Caratteristiche principali di una
macchina a controllo numerico
Sistema ATC e sistema cambio pezzo
1. Capacità magazzino utensili
2. Tempo cambio utensile
3. Capacità carico cambio pezzo
4. Tempo cambio pezzo
Esempio di caratteristiche tecniche
di un centro di lavorazione
Assi lineari
Corsa asse X
Corsa asse Y
Corsa asse Z
Velocità in rapido (controllo punto a punto)
Velocità di lavoro (controllo continuo)
Tempo di accelerazione da 0 a 18 m/min
Precisione di posizionamento
600 mm
500 mm
500 mm
18 m/min
da 0 a 5.000 mm/min
0,2 s
 0,01 mm
Asse rotativo
Velocità di lavoro
Precisione di posizionamento
da 0 a 20 g/min
 5”
Esempio di caratteristiche tecniche di
un centro di lavorazione
Mandrino
Potenza installata
Coppia massima
Velocità a coppia costante
Velocità a potenza costante
10 kW
420 Nm
da 25 a 150 giri/min
da 150 a 5000 giri/min
Cambio utensili e cambio pezzo
Capacità magazzino
Tipo portautensile
Tempo scambio utensile
Tempo scambio utensile (truciolo-truciolo)
Capacità di carico pallet
Tempo scambio pallet
52 / 104
ISO 45 DIN 69871
3s
10 s
500 kg
20 s