Microfunzioni CNC per ottimizzare il processo

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Per incrementare la redditività di una macchina utensile è essenziale ottimizzare i programmi di lavorazione: la facilità di programmazione, sia direttamente sulla macchina sia da una postazione esterna, risulta senz’altro decisiva. Gli operatori devono essere messi in condizione di convertire in programmi le proprie competenze relative ai processi di lavorazione in modo semplice e rapido, senza essere costretti ad acquisire grandi nozioni di programmazione. La maggior parte dei costruttori implementa nei propri macchinari alcuni cosiddetti cicli di lavorazione, in modo da semplificare la programmazione necessaria. Tuttavia, se da un lato l’impiego di tali cicli standard è effettivamente semplificatorio, dall’altro la loro funzionalità risulta piuttosto limitata: dispongono di un’interfaccia-utente parametrabile (prevalentemente una maschera per l’immissione dati) ma il processo di lavorazione è determinato a priori. A fronte della crescente richiesta di qualità, di precisione e di riduzione dei costi, nonché dell’impiego di nuovi materiali, macchinari e lubrificanti, il processo di lavorazione deve infatti essere calibrato sul singolo compito con estrema esattezza. Ciò richiede conoscenze procedurali e competenze specifiche sempre crescenti. L’utilizzatore deve dunque potersi concentrare sul processo senza occuparsi di problemi tecnico-programmatori. Tuttavia, se un processo di lavorazione deve essere ottimizzato nei tempi e nella qualità, i cicli di lavorazione standardizzati oggi disponibili sono troppo rigidi e insufficientemente flessibili. L’utilizzatore può quindi richiedere al costruttore della macchina utensile di approntare una funzione di lavorazione ad hoc, con lo svantaggio che anche questo specifico processo di lavorazione sarà programmato in modo fisso, sì che una modifica della funzionalità potrà essere eseguita soltanto dal costruttore. In effetti si dà spesso il caso che tali specifici processi di lavorazione possano essere definiti soltanto per tentativi e la modifica di anche uno solo dei parametri in questione (materiali, strumenti, lubrificante), potrebbe effettivamente mutare l’intero processo di lavorazione. Ne consegue, dunque, che spesso i cicli approntati specificamente per il cliente trascinano con sé una moltitudine di inconvenienti, elevano i costi e risultano insoddisfacenti per il cliente stesso che li aveva richiesti.

Quando l’utente regola i processi

La seconda variante, invece, è il “rifugio” nella programmazione ISO, grazie alla quale all’utente si riapre l’intero ventaglio di opzioni possibili ma si ripresentano anche gli ostacoli connessi a un grande impegno di programmazione, alla necessità di appropriarsi di nozioni specifiche e all’elevarsi dei costi. Proprio nel caso della rettifica, con le sue interruzioni asincrone, alle quali appartengono ad esempio la rilevazione elettronica del contatto, il controllo in process delle misurazioni o gli apparecchi periferici, le richieste che vengono a porsi nei confronti del programmatore divengono estremamente alte. Per questo motivo alcuni costruttori di macchine utensili, come la Fritz Studer SA di Thun, in Svizzera, si sono a lungo occupati di soluzioni in grado di consentire agli utenti di applicare in modo semplice e flessibile le rispettive competenze professionali. E oggi Studer, produttore di rettificatrici cilindriche, oltre ai consueti cicli di rettifica integrati nel software macchina, è in grado di offrire nuovi cicli ottimizzati provvisti di microfunzioni. In questo modo il costruttore ha ampliato notevolmente le possibilità applicative delle rettificatrici CNC. L’operatore o il programmatore sono così messi in condizione di attuare rapidamente e in autonomia qualsiasi processo di lavorazione individuale, adattandolo alle più diverse esigenze. A differenza dei cicli di rettifica standardizzati, le cosiddette microfunzioni comprendono sempre un solo passo operativo per volta e possono essere combinate in sequenze pressoché libere. La linea caratteristica del diagramma percorso/tempo, ad esempio, può essere definita in maniera ottimale. In questo modo il materiale in lavorazione può essere asportato nell’arco di tempo il più indicato possibile, riducendo così la pressione di rettifica e raggiungendo la qualità di lavorazione richiesta. È chiaro, a questo punto, che in un tale contesto non sarà soltanto possibile combinare funzioni inerenti l’avanzamento degli assi: grazie a questa nuova modalità di programmazione è possibile disporre con semplicità delle funzioni di modifica del numero di giri, d’arresto intermediario per spegnifiamma, di distacco per la diminuzione della pressione di rettifica e di molte altre funzioni (figure 1 e 2).

Sfruttare pienamente le geometrie

Il processo di rettifica e la geometria del pezzo in lavorazione richiedono spesso che con la stessa mola (rettifica interna) si lavori sia il lato anteriore sia quello posteriore (figura 3). Le comuni rettificatrici CNC con cicli di rettifica standard non possono eseguire tali applicazioni. E ciò non è possibile neppure con le rettificatrici CNC del costruttore esaminato. Con l’utilizzo delle microfunzioni è possibile però scegliere liberamente la direzione di avanzamento. Ciò significa che le geometrie della macchina e del pezzo in lavorazione possono essere sfruttate in tutta la loro estensione, ampliando notevolmente lo spettro del pezzo da lavorare in una rettificatrice CNC. La programmazione avviene tramite la medesima interfaccia-utente da anni nota agli utenti di rettificatrici CNC Studer. Il processo di lavorazione viene composto e parametrato mediante pittogrammi (figura 4) e anche le microfunzioni sono programmabili alla stessa maniera. L’utente non deve quindi affrontare alcun aggiornamento per convertirsi a un nuovo tipo di programmazione e non è richiesta alcuna conoscenza di programmazione ISO. Per ridurre al minimo l’impegno nella programmazione è stato adottato il principio della conservazione globale dai dati. Una volta definiti gli eventuali valori, quali misure nominali, direzioni di avanzamento, avanzamento del piano e altri, questi devono essere programmati una sola volta. Durante la lavorazione di una partita di pezzi restano infatti in memoria, abbreviando i tempi di programmazione e riducendo la possibile percentuale di errori. Rispetto al comune metodo procedurale è necessaria una maggiore qualificazione dell’operatore ma ciò non si riferisce tanto alla programmazione quanto alla capacità di progettare la successione delle operazioni processuali. Solo in questo modo l’operatore potrà trarre il massimo dalla macchina e migliorare conseguentemente la produttività del suo specifico processo di rettifica. Con lo sviluppo delle microfunzioni, Studer ha realizzato un comodo aggiornamento per l’ottimizzazione del processo di rettifica, colmando l’ampia lacuna tra i cicli di lavorazione standardizzati e la programmazione ISO. L’operatore apprezzerà ben presto questa maggiore flessibilità, che gli consentirà di gestire in modo estremamente semplificato anche le rettifiche più impegnative e dalle specifiche più dettagliate.

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