Centro di fresatura a 5 assi Mecof: UMILL 1800

L’attenzione verso le esigenze del mercato è sempre un ottimo punto di partenza quando si sviluppa un nuovo prodotto. I progettisti Mecof sono partiti da questo presupposto quando hanno pensato al nuovo centro di fresatura a 5 assi UMILL 1800: quali sono le caratteristiche più apprezzate dagli stampisti – ma anche nel mondo dell’auto, dell’energia, dell’aerospace e della meccanica di precisione in generale – capaci di assicurare un reale vantaggio competitivo agli utilizzatori? L’elenco è lungo e difficilmente lo si può riscontrare in un singolo modello: precisione, elevata dinamica, flessibilità operativa e un costo di acquisto adeguato sono infatti qualità difficili – ma non impossibili – da fare convivere in un unico progetto.

Obiettivo: precisione

UMILL 1800  di Mecof è un centro di fresatura a 5 assi caratterizzato da una struttura a portale fisso con tavola e traversa mobili: si tratta di una configurazione nuova per le macchine Mecof di questa taglia, che risulta particolarmente apprezzata nel mondo degli stampi per la precisione e la ripetibilità che è in grado di assicurare durante le lavorazioni. Esistono altre soluzioni caratterizzate da questa configurazione, motivo per il quale Mecof ha pensato di aggiungere una serie di funzionalità migliorative rispetto a quanto già presente sul mercato e capaci di fare la differenza una volta in officina. Innanzitutto, la struttura monolitica opportunamente dimensionata è composta da tre parti principali fissate rigidamente tra loro; il primo, tangibile vantaggio lo si ottiene prima ancora di avviare la macchina ed è rappresentato dai tempi di installazione: sarà infatti sufficiente fissare la macchina al suolo senza dovere realizzare costose opere di fondazione e senza interferire con la produzione (chi è in procinto di ricevere una macchina di una certa dimensione sa quanto sia vincolante avere muratori, cemento e polvere mentre si cerca di fare produrre le altre macchine). In secondo luogo, la configurazione della macchina consente di operare in condizioni ottimali durante la lavorazione in ogni punto del volume di lavoro: lo sbalzo della testa è lo stesso indipendentemente dalla posizione degli assi, senza componenti come slittoni o ram che ne modifichino le condizioni geometriche, assicurando in tal modo la massima ripetibilità e precisione. La precisione volumetrica è calcolata sulla base di una diagonale ideale all’interno del campo di lavoro tra le più precise del mercato. Il sistema di adduzione del lubrorefrigerante parte da 40 bar, ma a richiesta può arrivare a 80 bar. Le parti soggette ad attrito, come le guide lineari, sono dimensionate affinché siano in grado di assorbire ogni genere di sollecitazione (di tipo meccanico, termico eccetera) e ricevono un’opportuna lubrificazione a grasso. La traslazione della tavola, poi, è affidata a due guide di taglia 65 con tre pattini ciascuna, fondamentali se si pensa anche che gli assi lineari sono in grado di raggiungere i 60 m/min.

Fresatura e tornitura

UMILL 1800 di Mecof è caratterizzata da un campo di lavoro di 2.150 mm sull’asse longitudinale Y, 1.800 mm sul trasversale X e 1.250 mm sul verticale Z. Quarto e quinto asse sono rispettivamente sulla tavola e sulla testa, entrambe con caratteristiche peculiari. La macchina nasce infatti come modello a 5 assi in continuo, ma può essere equipaggiata per lavorare come macchina di fresatura o come soluzione multitasking per operazioni di fresatura e tornitura. La differenza risiede ovviamente nella tavola, che può essere di tipo dedicato prettamente alla fresatura (e quindi con un regime di rotazione di 10 giri/ min, azionamento tramite motore torque, piatto da 1.700×1.400 mm e portata di 10 tonnellate) o di tornitura (fino a 250 giri/min, azionamento tramite motore torque, piatto con diametro da 1.800 mm e portata di 5 tonnellate). Con queste dimensioni il pezzo massimo lavorabile ha un diametro pari a 2.500 mm. Quando sta eseguendo lavorazioni di tornitura, il mandrino viene bloccato utilizzando un accoppiamento con corone Hirth svincolando così mandrino e cuscinetti dai relativi sforzi. UMILL 1800 è equipaggiata con due specifiche tipologie di controlli numerici, il Siemens 840D solution line o l’Heidenhain TNC 640 HSCI, entrambi in grado di gestire operazioni sia di fresatura sia di tornitura. Anche la testa è disponibile in due versioni, differenti per il tipo di motorizzazione. Se si cerca una soluzione ad alta velocità, è possibile affidarsi a quella con elettromandrino da 45 kW e 300 Nm di coppia in S1, attacco HSK 100 e 12.000 giri/min e oltre. In alternativa, Mecof propone una soluzione da 38 kW con trasmissione meccanica, attacco ISO 50 o HSK 100, 600 Nm di coppia in S1 e una velocità di rotazione fino a 6.000 giri/min. La testa ha un’altra peculiarità legata all’asse rotativo: la particolare conformazione consente di posizionare l’utensile per lavorare in sottosquadro fino a -15°. In posizione orizzontale, inoltre, l’asse utensile risulta esattamente allineato in direzione della traslazione della tavola. Altre macchine non riescono a orientarlo nello stesso modo, quindi per effettuare un’operazione lungo l’asse Y in realtà occorre interpolare gli assi X e Y. Potere impegnare un solo asse, invece, comporta evidenti vantaggi dal punto di vista della precisione, della forza di spinta e della riduzione della complessità nella programmazione di quelle operazioni più semplici che in genere vengono inserite direttamente a bordo macchina. Consente infine di sfruttare interamente la corsa dell’asse X, altrimenti impossibile con una testa orientata poiché ci saranno dei “punti ciechi” nei quali l’utensile non potrà arrivare fisicamente.

Pratica da utilizzare

L’abbondante impiego di lubrorefrigeranti ha imposto l’utilizzo di una carenatura integrale: il refrigerante e i trucioli vengono convogliati da due coclee laterali su un dispositivo filtrante che gestisce separatamente i trucioli (scaricati nel classico contenitore) e i liquidi (filtrati e reimmessi nella vasca). Il portello principale, a comando elettromeccanico, permette l’accesso frontale e superiore per agevolare il caricamento manuale o tramite carroponte. Sulle ampie vetrature è presente un dispositivo VisiPort per mantenere il contatto visivo con il pezzo anche in presenza di forti spruzzi. Oltre al controllo numerico posizionato sulla parte laterale della macchina, è inoltre presente un pannello dedicato alla gestione del magazzino utensili a catena (da 64 posti a salire fino a 228), che può essere gestito anche con macchina in lavorazione per effettuare il refresh, l’aggiunta o la sostituzione di un utensile. È stata posta inoltre particolare attenzione alla manutenibilità della macchina, che risulta agevolata dall’esperienza maturata da Mecof con alcuni importanti costruttori nel settore automotive che hanno richiesto un approccio legato alla filosofia WCM (World Class Manufacturing).

Elettronica evoluta

L’elettronica di comando è forse l’area che ha tratto i maggiori benefici dai recenti sviluppi tecnologici: maggiore velocità e capacità di elaborazione hanno portato i costruttori a includere una serie di funzionalità aggiuntive alle proprie macchine. UMILL 1800 di Mecof non fa eccezione.  Innanzitutto è una macchina full digital package: questo significa che il controllo numerico comunica con gli azionamenti, i sistemi di misura e i motori attraverso segnali digitali. Oltre a una maggiore velocità nella trasmissione e nella gestione delle informazioni, il vantaggio principale è l’annullamento dei disturbi sul segnale. IES (Integrated Energy Saving) è invece un sistema integrato nel controllo numerico che, attraverso gli azionamenti di ultima generazione, permette di recuperare energia in fase di frenatura e di reimmetterla in rete. Inoltre è possibile attivare processi di stand-by e spegnimenti automatici configurabili dall’operatore. Le recenti normative hanno inoltre alzato i livelli di sicurezza sui nuovi modelli; il pacchetto standard Safety Integrated integra tutte le funzioni relative alla gestione della sicurezza (elettroserrature, bloccaggio rotazione mandrino in caso di emergenza eccetera), che vengono gestite interamente dal controllo numerico. Ciò significa che la UMILL 1800 è perfettamente sicura e ottempera a tutte le normative più stringenti, risultando perciò adatta alla vendita in tutti i Paesi del mondo, con qualunque normativa. Sul fronte delle opzioni, Mecof ha pensato ad alcuni pacchetti capaci di valorizzare ulteriormente le capacità e l’affidabilità operativa della macchina. In caso di mancanza di alimentazione, per esempio, la funzione ESR (Extended System Retraction) si occupa di svincolare in direzione positiva l’asse utensile: senza questo dispositivo, il tempo di intervento dei freni della macchina non sarebbe sufficiente a evitare una “caduta” dell’asse che, pur nell’ordine dei centesimi di millimetro, lascerebbe un segno sul pezzo o, nella peggiore delle ipotesi, comporterebbe la rottura dell’utensile o un danno sul pezzo stesso. Con l’opzione OMHK l’operatore ha la possibilità di calibrare la testa di fresatura e la tavola girevole, ottimizzando la cinematica della macchina per la lavorazione in 5 assi. L’interfaccia grafica è stata customizzata per risultare più semplice da comprendere e gestire: per la manutenzione, per esempio, sono state previste pagine di controllo e verifica con alert di richiamo in caso di interventi preventivi o programmati, scadenze, rabbocchi eccetera. Inoltre sono previste pagine video dedicate al monitoraggio dell’usura dei componenti fondamentali come viti, guide, pattini, elettromandrini, cuscinetti eccetera. Il monitoraggio delle condizioni dell’utensile può essere affidato a una serie di sensori integrati (uno sensibile alle vibrazioni e uno agli sforzi) che permette di stabilire le condizioni di lavoro ottimali e di impostare una soglia di intervento oltre la quale procedere con la riduzione dei parametri di lavoro o fermare la macchina, lanciare un allarme eccetera. La gestione della vita residua degli utensili può essere affidata ai classici sistemi con chip RFID: quando si lavora su due o tre turni, generalmente non presidiati, significa potere lanciare un ciclo durante il primo turno e avere la certezza che la lavorazione verrà portata a termine senza problemi.