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IG FL di Lizzini integra rettifica cilindrica e profili elicoidali nella stessa macchina. La soluzione combina mola sagomata, testa tiltante, tastatura automatica e software dedicato per compensare l’usura e generare le traiettorie di lavorazione con elevata precisione del profilo.
La crescente richiesta di componenti con geometrie complesse sta portando i costruttori di macchine utensili a sviluppare configurazioni capaci di integrare più operazioni all’interno dello stesso ciclo. La rettificatrice per esterni IG FL, sviluppata da Lizzini, azienda appartenente a Wallram Group, nasce proprio da questa esigenza: alla piattaforma per rettifica cilindrica è stato integrato un sistema dedicato alla lavorazione di profili elicoidali, tipici di componenti per ingranaggi, compressori a vite, viti senza fine e viti a ricircolo di sfere.
La configurazione combina una mola tradizionale per esterni con una mola sagomata installata su un elettromandrino tiltante, consentendo di eseguire sullo stesso componente sia la rettifica cilindrica sia la generazione del profilo dell’elica. Il sistema integra inoltre tastatura, controllo numerico e software sviluppato internamente per determinare la posizione del profilo, calcolare le traiettorie e compensare l’usura dell’abrasivo.
IG FL: mola sagomata e asse B2 per la rettifica dei profili elicoidali
La lavorazione del profilo elicoidale è affidata a una mola sagomata montata su un elettromandrino dedicato e installato su una testa tiltante (asse B2). Il sistema consente di inclinare la mola in funzione del passo dell’elica e di lavorare sia profili destri sia sinistri, con un campo di regolazione fino a ±40°. La rotazione della testa è ottenuta mediante un motore abbinato a un moltiplicatore di coppia, soluzione dimensionata per gestire una testa con massa elevata e baricentro lontano rispetto al centro di rotazione. L’angolo viene rilevato da un encoder e, una volta raggiunta la posizione programmata, un freno meccanico mantiene la testa bloccata durante la rettifica.
Il bloccaggio contribuisce anche alla sicurezza del sistema in caso di interruzione dell’alimentazione elettrica, impedendo movimenti indesiderati dovuti allo sbilanciamento delle masse. La torretta portamole utilizza inoltre un asse B con posizionamento angolare ad alta risoluzione, permettendo di passare automaticamente dalla mola per esterni alla mola sagomata e di eseguire le diverse lavorazioni senza riposizionare il componente.
Software di interpolazione e compensazione dell’usura della mola
Il software di gestione del profilo elicoidale è sviluppato internamente da Lizzini e coordina la ricostruzione geometrica del componente, l’orientamento della testa e la generazione delle traiettorie degli assi. Un ciclo di tastatura eseguito dopo il bloccaggio del pezzo tra le punte rileva direttamente la geometria dell’elica e ne determina la posizione angolare. Il controllo numerico utilizza quindi i dati acquisiti dalla sonda per calcolare l’inclinazione della mola e le quote degli assi X e Z, evitando collisioni e consentendo di lavorare il componente senza la necessità di posizionarlo in macchina un orientamento iniziale predefinito.
La stessa architettura software gestisce la compensazione dell’usura della mola sagomata: la progressiva riduzione dell’abrasivo modifica infatti la geometria dell’utensile e può generare errori dimensionali o interferenze con il pezzo. Gli algoritmi riconoscono l’evoluzione dell’usura sulla base dei parametri di processo e determinano quando procedere con la ravvivatura o con la nuova sagomatura della mola, effettuata mediante un rullo installato direttamente sulla macchina.
Cinematica X/Z e controllo della precisione di rettifica
La cinematica principale della macchina è costituita dagli assi X e Z disposti secondo un’architettura a croce, con il carro portamole in movimento rispetto al pezzo. Questa configurazione consente di mantenere il componente direttamente appoggiato sul basamento, rendendo i carichi sugli assi indipendenti dalla massa del pezzo in lavorazione e mantenendo costante il comportamento cinematico al variare del componente. Gli assi utilizzano viti a ricircolo di sfere di classe ISO 1, azionate direttamente da motori brushless; IG FL può essere equipaggiata con encoder integrati nei motori oppure con sistemi di misura lineari assoluti.
La soluzione alternativa con motori lineari elimina gli elementi soggetti a contatto meccanico presenti nel sistema vite-chiocciola, riducendo i fenomeni di usura e mantenendo nel tempo la qualità del movimento. In caso di utilizzo di motori lineari sono previsti sistemi di continuità per mantenere l’asse controllato e assicurare il mantenimento della posizione anche durante cali di tensione o arresti di emergenza.
I principali dati della cinematica lineare sono:
- Corsa asse X: 300 mm
- Velocità massima asse X: 15.000 mm/min
- Azionamento asse X: motore lineare
- Risoluzione asse X: 0,1 μm
- Controllo asse X: encoder lineare assoluto
- Corsa asse Z: 1.200 mm
- Velocità massima asse Z: 15.000 mm/min
- Azionamento asse Z: motore lineare
- Risoluzione asse Z: 0,1 μm
- Controllo asse Z: encoder lineare assoluto
IG FL: mole e torretta motorizzata
La testa portamole integra due sistemi di rettifica distinti: la mola per superfici cilindriche e la mola sagomata per i profili elicoidali. La prima può avere un diametro massimo di 508 mm, una larghezza di 80 mm e una velocità di rotazione di 3.000 giri/min, ed è montata su un elettromandrino da 8 kW. La seconda ha un diametro massimo di 350 mm, una larghezza di 25 mm e raggiunge 10.000 giri/min grazie a un elettromandrino da 15 kW. Entrambe possono lavorare con una velocità periferica massima di 63 m/s e possono utilizzare mole tradizionali oppure CBN.
La torretta è azionata da un motore torque e dispone di un encoder assoluto che consente di conoscere la posizione angolare anche dopo eventuali movimentazioni manuali effettuate a macchina spenta. L’asse B raggiunge una velocità massima di 8 giri/min e una risoluzione minima di spostamento di 0,00001°, caratteristiche che permettono di controllare con elevata precisione anche la generazione di superfici coniche.
Bloccaggio del pezzo e sincronizzazione degli assi C e Z3
Il sistema di supporto del componente utilizza una testa portapezzo e una contropunta motorizzata, quest’ultima movimentata lungo l’asse lineare Z3. La rotazione del pezzo è ottenuta senza artigli, menabrida o ulteriori dispositivi di trascinamento: la forza di chiusura delle punte, regolabile tramite CNC, genera l’attrito statico necessario alla trasmissione della coppia, mentre l’asse C della testa portapezzo e l’asse C1 della contropunta lavorano in sincronismo secondo una logica master/slave.
Il controllo numerico gestisce anche la posizione angolare del componente e il setup automatico in funzione della lunghezza del pezzo. Un ciclo di controllo dimensionale permette di verificare il corretto caricamento prima dell’avvio della lavorazione. La configurazione consente di rettificare componenti con peso fino a 140 kg, sostenuti da un basamento in granito naturale o sintetico caratterizzato da elevata stabilità termica. Il sistema di interfaccia operatore è organizzato su due display touch e una pulsantiera centrale: il pannello superiore è dedicato principalmente ai parametri di processo, mentre quello inferiore permette di gestire assi e funzioni macchina, consultare manuali, messaggi di errore e indicazioni diagnostiche. La disponibilità di queste informazioni facilita anche l’assistenza remota dei tecnici Lizzini e l’analisi delle anomalie di processo.
I principali dati relativi al pezzo e al sistema di movimentazione sono:
- Massima lunghezza rettificabile: 1.000 mm
- Altezza punte: 200 mm
- Peso massimo tra le punte: 140 kg
- Corsa asse Z3: 600 mm
- Azionamento Z3: motore brushless + vite a ricircolo di sfere e guide a rullini precaricate
- Coppia asse C1: fino a 3 Nm
- Regolazione micrometrica della cilindricità: ±0,07 mm
- Massima velocità di rotazione testa portapezzo: 800 giri/min
- Massima velocità di rotazione contropunta: 800 giri/min
- Cono di centraggio interno: CM4
- Cono di centraggio esterno: ASA5
- Carico massimo a sbalzo: 75 Nm
a cura di DAVIDE DAVO
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