Il controllo numerico

Aspetti affrontati L’AUTOMAZIONE NELLA MODERNA INDUSTRIA MECCANICA L’AUTOMAZIONE DELLA MACCHINA UTENSILE L’AUTOMAZIONE DEL SISTEMA PRODUTTIVO LA FLESSIBILITA’ DELLE MACCHINE E DEL SISTEMA PRODUTTIVO

L’AUTOMAZIONE Insieme di tecniche e metodi per sostituire o ridurre l’intervento umano in una attività lavorativa Focalizzando l’attenzione sulle macchine utensili: sul mercato nuovi tipi di materiali per utensili (maggiore produttività) 2 ASPETTI aumento del grado di automazione delle singole macchine utensili

LE TAPPE FONDAMENTALI DELLA “RIVOLUZIONE ELETTRONICA” NEL MONDO PRODUTTIVO MECCANICO

L’AUTOMAZIONE Alcuni esempi di strategie dell’automazione sono state usate separatamente o in modo combinato. Esse risultano Combinare le operazioni su una sola macchina Eliminare l’intervento umano di controllo delle macchine Eliminare le operazioni manuali di montaggio e smontaggio Integrare le operazioni (FMS) Prevedere operazioni di controllo dimensionale direttamente sulla macchina Aumentare la flessibilità della macchina o del sistema produttivo Integrare le varie attività (CAD-CAM-CAPP e CNC) Vantaggi: riduzione dei tempi e dei costi di manodopera, miglioramento della qualità del prodotto e della produttività, riduzione degli errori, aumento della sicurezza dell’operatore.

IL CONTROLLO NUMERICO La tecnologia del controllo numerico è sostanzialmente un metodo per controllare automaticamente, con elevata precisione e ripetibilità, i moti delle macchine sulla base di un programma scritto in un opportuno linguaggio. Vantaggi ELEVATA AUTOMAZIONE E FLESSIBILITA’ MIGLIORE QUALITA’ DEL PRODOTTO RIDUZIONE DEGLI SCARTI RIDUZIONE ELLA MANODOPERA IN OFFICINA RIDUZIONE DELNUMERO DELLE MACCHINE (machining center) POSSIBILITA’ DI REALIZZARE SUPERFICI PARTICOLARMENTE COMPLESSE Svantaggi NECESSITA’ DELLA NUOVA FIGURA DEL PROGAMMATORE ELEVATO COSTO DI ACQUISTO ELEVATO COSTO DI MANUTENZIONE

SCHEMA DI UNA MACCHINA A CONTROLLO NUMERICO

CLASSIFICAZONE DELLE MACCHINE A CONTROLLO NUMERICO MACCHINE MONOSCOPO (torni, fresatrici, alesatrici, trapani) evoluzione delle macchine utensili tradizionali controllate numericamente MACCHINE MULTISCOPO dette centri di lavoro (machining centers) progettate anche nella parte strutturale e componentistica

SCHEMA DI UN CENTRO DI LAVORO A CN

I SENSORI E I COMANDI ADATTATIVI Fanno parte di sistemi automatici che svolgono funzioni diagnostiche e di controllo SENSORI Componenti in grado di rilevare le condizioni in cui si sta svolgendo una lavorazione. COMANDI ADATTATIVI Sistemi di controllo che adeguano i parametri di taglio alle mutate condizioni di lavorazione, in modo da ottimizzare il valore di un “indice di prestazione” predefinito.

I SENSORI I sensori si utilizzano per Controllo dimensionale (tastatori, sistemi ottici) Controllo della rottura utensile (sistemi ottici,per contatto, emissione acustica) Controllo dell’usura dell’utensile (metodi indiretti: controllo dello sforzo di taglio, m metodi diretti: contatto od ottici) Misura degli sforzi e potenza di taglio (sistemi dinamometrici)

I COMANDI ADATTIVI Regolano in processi, i parametri di taglio di fronte a variazioni prevedibili e non delle condizioni di lavorazione, controllando uno o più dei seguenti parametri: Sforzo di taglio Coppia Potenza Deformazioni o vibrazioni Si distinguono: Comandi di Ottimizzazione ACO (Adaptive Control Optimization) Comandi di Limite ACC (Adaptive Control Constraint)

I ROBOT INDUSTRIALI Sono manipolatori riprogrammabili, multifunzionali, progettati per muovere materiali, pezzi, utensili o attrezzi speciali attraverso movimenti variabili programmati per l’esecuzione di una varietà di lavori Caratteristiche Possibilità di manipolare oggetti o utensili Programmabilità Flessibilità Possibilità di eseguire lavorazioni meccaniche che non richiedono elevati sforzi

I ROBOT INDUSTRIALI

APPLICAZIONI DEI ROBOT INDUSTRIALI Palletizzazione e depalletizzazione Asservimento alle macchine utensili (carico e scarico pezzi e dei magazzini portautensili Montaggio di elementi Piccole lavorazioni meccaniche Saldatura, sbavatura, verniciature Applicazioni di collanti Asservimento in reparti di fonderia ed in reparti presse

I ROBOT INDUSTRIALI Vantaggi del loro impiego Miglioramento della qualità del prodotto Aumento della produttività Miglioramento dell’immagine dell’azienda Possibilità di lavorare in ambienti ostili all’uomo Minore richiesta di manodopera Svantaggi Notevoli investimenti di capitale

COMPUTER AIDED PROCESS PLANNING Il CAPP è la programmazione della produzione in tutti i suoi aspetti tecnici ed organizzativi CAD Data base Selezione di: Materiali Macchine Utensili Attrezzature Cicli di lavorazione Parametri di taglio End effectors Part program per CN Liste utensili Schemi di attrezzature Valutazione costi Processi Macchine Utensili Materiali Attrezzature Dati di taglio Cicli di lavorazione Costi

I SISTEMI INTEGRATI DI PRODUZIONE Flexible Manufacturing System, FMS Un gruppo di macchine utensili automatizzate, collegate da un sistema automatico di movimentazione e controllato da un calcolatore di processo, atto a produrre una limitata varietà di pezzi con sequenza qualunque Caratteristiche Flessibilità Controllo computerizzato Presenza di macchine a CN Presenza di un sistema di trasporto dei pezzi

FMS

FMS

I SISTEMI INTEGRATI DI PRODUZIONE Computer Integrated Manufacturing, CIM Fabbrica automatica integrata che prevede: Automazione di tutti i vari aspetti della produzione, riducendo drasticamente o eliminando il personale di servizio Integrazione, cioè collegamento logico e fisico tra la parte produttiva e la parte di pianificazione e gestione della produzione.

CIM