I centri di tornitura moderni sono macchine utensili fondamentali nell'industria manifatturiera, caratterizzati da capacità multifunzionali e multiasse. Negli ultimi vent'anni le macrotendenze hanno evidenziato che la cosa più importante per le aziende di produzione è ridurre il numero di fasi di produzione e il tempo di lavorazione complessivo (TMT). I futuri requisiti di attrezzamento e di macchine sono determinati dalle sfide comuni della globalizzazione, dalla carenza di competenze, dalla riduzione dei cicli di vita dei prodotti e dalla continua richiesta di ridurre i costi di produzione. I centri di tornitura, pur consentendo una sostituzione rapida dei taglienti degli utensili, generalmente hanno un tasso di utilizzo inferiore a quello dei centri di lavoro, a causa dei tempi di cambio utensile e di setup.
In base al tipo di componente lavorato, sono diverse le opzioni macchina da considerare. Per le operazioni di base, un tornio a 2 assi rappresenta la configurazione più comune e versatile. È possibile eseguire operazioni con 2 assi, ad esempio scanalature per sedi per chiavette o fori lungo l’asse. In queste configurazioni, gli utensili rotanti permettono di eseguire operazioni di fresatura e foratura con controllo dell'asse C sul mandrino principale, aggiungendo ulteriore funzionalità.
L'evoluzione delle Torrette e delle Interfacce Utensili
I due tipi di torretta tradizionali, a stelo e VDI, sono stati progettati quando i centri di tornitura eseguivano solo operazioni di tornitura e di foratura lungo l'asse. Tuttavia, con l'avanzamento tecnologico, sono emerse interfacce più sofisticate per migliorare la stabilità e la produttività.
CBI (Coromant Capto® Bolt interface) è ideale per i centri di tornitura multifunzionali. Questa interfaccia ha più spazio all'interno della torretta per i cuscinetti dei portautensili motorizzati; di conseguenza migliora la stabilità e assicura lunghezze di riferimento più corte. I cuscinetti sono molto più ravvicinati sui portautensili motorizzati che sui centri di lavoro. Grazie alla lunghezza di riferimento corta (sporgenza), è possibile ridurre le vibrazioni, potendo quindi lavorare con livelli superiori di produttività e sicurezza.
CDI (Coromant Capto® Disc interface) è un'interfaccia torretta standardizzata che si adatta a macchine di diversi marchi e modelli. Le differenti configurazioni di MACU permettono di personalizzare la torretta per ogni ambiente di produzione, combinando tra loro dispositivi esterni, interni, statici e motorizzati. La sostituzione del tagliente a metà torretta consente di adottare posizioni di tornitura doppie, aumentando il numero di utensili.
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Interfacce Torretta a Confronto
| Interfaccia | Caratteristiche principali | Vantaggi | Applicazioni |
|---|---|---|---|
| Stelo/VDI | Tradizionale, meno spazio interno | Costo contenuto, ampiamente diffusa | Operazioni di tornitura e foratura lungo l'asse |
| CBI (Coromant Capto® Bolt interface) | Più spazio per portautensili motorizzati, cuscinetti ravvicinati | Migliore stabilità, lunghezze di riferimento più corte, ridotta vibrazione | Centri di tornitura multifunzionali, alta produttività |
| CDI (Coromant Capto® Disc interface) | Standardizzata, modulare | Adattabilità a diverse macchine, personalizzazione con MACU | Ambienti di produzione vari, flessibilità |
L'Importanza dell'Asse Y e del Contromandrino
Un asse Y consente di utilizzare portautensili rotanti per la fresatura a 3 assi e la foratura fuori asse. L’asse Y è utile per la maggior parte dei componenti che richiedono operazioni di fresatura. Per completare la lavorazione di un pezzo spesso è necessario lavorare da entrambi i lati. Nelle produzioni in serie con quantitativi maggiori, utilizzando un revolver inferiore è possibile dimezzare il tempo ciclo rispetto all’utilizzo di un revolver singolo. Un revolver inferiore consente la tornitura in tandem e prevede operazioni di lavorazione simultanee su contromandrino e mandrino principale, assicurando un tempo ciclo inferiore.
Tornitura con Centro di Tornitura DL4500LY ASSE “C” E “Y” UT MOT
Gestione degli Utensili e Prevenzione delle Collisioni
Ogni macchina ha un diametro massimo di oscillazione della torretta. Tutte le sporgenze degli utensili esterni devono essere inferiori a tale diametro per permettere la rotazione della torretta senza collisioni. I dispositivi di bloccaggio per le singole interfacce delle torrette sono studiati in modo che le unità di taglio standard risultino conformi al diametro di oscillazione della torretta. Per le applicazioni che richiedono la penetrazione dell’utensile nel pezzo, sono disponibili gli utensili corti Coromant Capto®, che consentono di ridurre al minimo la lunghezza di riferimento rientrando nei limiti di oscillazione della torretta. Quando si procede alla premisurazione degli utensili fuori dalla macchina, è importante avere una posizione zero ottimizzata per ogni posizione di bloccaggio.
Software e Controllo per la Cinematica Complessa
La complessità delle lavorazioni moderne richiede sistemi di controllo e software CAD/CAM adeguati. Molti operatori programmano a bordo macchina con vari software di ausilio che molti costruttori di macchine mettono a disposizione integrandoli nei loro CN. Rimane inoltre possibile la programmazione ISO come ulteriore possibilità.
Un asse rotativo parallelo alla Z non ti permette di fare lavorazioni avanzate di fresatura 3D; per una fresatrice il solo asse parallelo alla zeta è inutile, lo si trova solo sulle fresatrici 5 assi, combinando due assi rotativi si possono fare lavorazioni complesse, ma il solo asse C, parallelo alla Z è inutile in una fresatrice. "Buongiorno, sto modificando un tornio per metallo e oltre che come tornio vorrei che si potesse usare per normali fresature 3 assi." "La cinematica che hai disegnato è il classico tornio 2 assi con Asse C: potresti trovare anche CAM relativamente economici di tornitura che, però, non penso ti consentano di fare fresatura in 3D."
Se si considera l'utilizzo di un tornio con asse C, il controllo Mach3 potrebbe non essere sufficiente. Usando EMC2 puoi programmare in ISO standard e Linux CNC ti "capirà" benissimo! E' un sistema aperto, versatilissimo, molto completo e, proprio per tutti questi elementi, un po' complesso. Fusion 360 è interessantissimo, molto simile a solidworks anche se più "acerbo". Molti software hobbistici CAD/CAM gestiscono tranquillamente questa configurazione. In merito al CAM, i CAM di tornitura sono molto economici. Un tornio a 2 assi lo puoi tranquillamente programmare in linguaggio ISO tramite, per l'appunto, EMC2. A questo punto il controllo preoccupa relativamente poco, il problema è generare il g-code.
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