Lo scoccare della scintilla: in posizione precisa e decentralizzata
È tutta questione di superficie. Nel comparto automobilistico quella delle parti della carrozzeria deve essere perfetta. A tal fine è fondamentale che i rulli che preparano le lamiere per la lavorazione siano testurizzati con la massima precisione.
Le testurizzatrici dell’azienda Maschinenfabrik Herkules garantiscono una lavorazione di alta precisione dei rulli mediante archi elettrici. Ciò è stato reso possibile anche grazie allo specialista dei sistemi di azionamento Baumüller, che ha fornito il supporto nella conversione alla tecnica di azionamento decentralizzata delle macchine.
Insieme al proprio cliente, la ditta Maschinenfabrik Herkules, infatti, Baumüller ha convertito il sistema di azionamento centralizzato di una macchina EDT (Electrical Discharge Texturing) in uno decentralizzato. Oltre ad aumentare l’efficienza della macchina, tale intervento ha anche diminuito la quantità dei cablaggi necessari, reso più agevoli le operazioni di manutenzione, ridotto la superficie d’ingombro della macchina e semplificato l’installazione.
La testurizzatrice / Herkules
La testurizzatrice
La macchina EDT di Herkules lavora la superficie dei rulli in acciaio, che vengono a loro volta impiegati per la lavorazione della lamiera, mediante estrusione ad arco. La texture del rullo viene trasmessa alla lamiera migliorandone le caratteristiche in fase di verniciatura e imbutitura. In aggiunta la testurizzazione della superficie aumenta la durata dei rulli stessi. Le testurizzatrici offerte da Herkules si contraddistinguono per gli elevati standard di produttività, resa e performance, oltre a soddisfare i più alti requisiti in termini di precisione. Con le sue macchine Herkules è in grado di coprire rulli dai più disparati diametri e dimensioni.
Per la lavorazione il rullo viene immerso in un bagno dielettrico, che solitamente è costituito da un olio non conduttore. Poi viene fissato ad un mandrino su cui viene fatto girare intorno all’asse longitudinale da un azionamento principale DA1 con un convertitore di rete b maXX 5100 e unità di alimentazione degli assi b maXX 5300 di Baumüller. Gli elettrodi vengono avvicinati al rullo mediante servomotori. I generatori producono sugli elettrodi una tensione che crea un campo elettrico tra il polo negativo del rullo e il polo positivo dell’elettrodo. Se la distanza è corretta, si ottiene una scarica ben definita. L’arco elettrico che si genera crea un cratere microscopico sulla superficie. È possibile programmare la finitura con la massima precisione in modo da ottenere una superficie dalla qualità omogenea. Le tolleranze ammesse in fase di lavorazione sono molto ristrette. La distanza tra il rullo e i singoli elettrodi è decisiva per ottenere una superficie perfetta e quindi è necessario regolarla di continuo. È a questo proposito che trovano applicazione nell’ultimissima generazione di macchine EDT gli azionamenti decentralizzati b maXX 2500 di Baumüller. Grazie all’adeguamento minimale continuo della posizione degli elettrodi, gli azionamenti riescono a compensare le eccentricità del rullo dovute alla tensione.
Gli azionamenti decentralizzati
La soluzione con azionamenti decentralizzati permette di trasferire l’elettronica di regolazione e potenza dal quadro elettrico all’azionamento stesso. A spianare la via alla tecnologia di azionamento decentralizzata sono state le innovazioni e le soluzioni di raffreddamento ottimizzate. A tutto vantaggio della tendenza alla modularizzazione delle macchine. Inoltre, ciò consente di migliorare l’efficienza nella costruzione degli impianti riducendo i costi di cablaggio e aumentandone la compattezza.
Gli azionamenti decentralizzati integrati da Baumüller nella testurizzatrice di Herkules avvicinano i singoli elettrodi al rullo in modo che l’arco elettrico colpisca la superficie testurizzandola. Il requisito fondamentale che dovevano soddisfare gli azionamenti era la precisione di posizionamento. In base al tipo di lavorazione, la macchina EDT di Herkules monta per il posizionamento degli elettrodi tra i 27 e i 50 azionamenti della serie b maXX 2500. Si tratta di servomotori altamente dinamici con regolatori integrati. A tal fine Baumüller ha combinato i propri servoazionamenti b maXX 3300 con i servomotori DSD2 creando un azionamento compatto per il posizionamento con sistema di sicurezza fino a IP65 e diverse opzioni di collegamento, quali connettori per cavi singoli, cavi ibridi e linee di allacciamento per la personalizzazione dell’impianto.
I vantaggi
L’idea di convertire il sistema di azionamento centralizzato della testurizzatrice a quello decentralizzato è stata di Baumüller. Un importante vantaggio, se si pensa all’elevato numero di azionamenti (fino a 50), è rappresentato dal bassissimo numero di cablaggi. La conversione ha permesso di eliminare numerose canaline fastidiose riducendo notevolmente i cablaggi grazie soprattutto all’impiego del connettore ibrido che riunisce in sé collegamento DC del circuito intermediario, alimentazione dell’elettronica e fieldbus. Il ricorso al connettore ibrido ha consentito di rendere anche più agevoli le operazioni di manutenzione perché le unità di azionamento possono essere sostituite senza problemi e in tutta rapidità. Trasferendo il convertitore dal quadro elettrico direttamente al motore, si eliminano tutti i cavi trasmettitori e le linee esterne di collegamento centrale al motore. In tal modo è possibile attuare le misure EMC col minimo sforzo. La combinazione tra la tecnologia di azionamento decentralizzato e l’unità di alimentazione con interruzione integrata sicura del circuito intermedio consente di attuare con estrema semplicità la funzione di sicurezza STO (safe torque off). Un altro vantaggio importante è la maggiore efficienza ottenuta in fase di programmazione e nella struttura della macchina di Herkules. Uno dei motivi ad esempio è la climatizzazione del quadro elettrico che ora è ridotta, poiché gli azionamenti sono stati spostati dal quadro elettrico alla macchina. Le dimensioni ridotte del quadro elettrico a loro volta hanno permesso di ridurre la superficie d’ingombro complessiva della macchina stessa.
La conversione del sistema di azionamento centralizzato della macchina a quello decentralizzato è stata effettuata senza bisogno di alcun ampliamento o nuova costruzione. Le dimensioni delle flange e degli alberi sono rimaste uguali e non è stato necessario operare alcun adeguamento alla comunicazione fieldbus o al collegamento al quadro comandi della macchina. Il software di comando degli azionamenti è sempre l’affidabile ProDrive e non è stato necessario alcun addestramento per l’uso di nuovi programmi. “Grazie alla compatibilità degli azionamenti decentralizzati con gli altri servoazionamenti di Baumüller la conversione è stata effettuata in tutta rapidità e senza complicazioni”, questo l’elogio di Harald Kraft, Senior Director Electrics di Herkules.
La partnership
Quella tra lo specialista di sistemi di azionamento e automazione Baumüller e l’azienda Maschinenfabrik Herkules è una partnership di lunga data.
Herkules è leader mondiale nella produzione di macchine per la lavorazione di rulli e cilindri. Laddove si rendano necessarie macchine utensili performanti per lavorazioni di alta precisione entrano in gioco i torni e le macchine levigatrici per rulli di Herkules. Con una storia di oltre un secolo alle spalle, questa azienda a conduzione familiare è sinonimo di tradizione unita all’innovazione e all’ottimizzazione continua delle proprie macchine utensili.
Herkules apprezza soprattutto il fatto che nei propri prodotti Baumüller punti ad uno standard personalizzato. In tal modo possono essere adattati in modo flessibile, entro certi parametri, garantendo un’elevata scelta di possibili opzioni. A tutto vantaggio delle macchine personalizzate dell’azienda Maschinenfabrik Herkules. “Baumüller è inoltre un’azienda di medie dimensioni, a conduzione familiare, e in questo si addice a Herkules, che è a sua volta a conduzione familiare”, aggiunge Harald Kraft. Come azienda di medie dimensioni Baumüller dispone anche di diversi punti di assistenza in tutto il mondo che garantiscono il servizio assistenza ai clienti finali.
Conclusione
L’idea è buona. Il fatto di passare alla tecnologia di azionamento decentralizzata è andato a tutto vantaggio di Herkules e dei suoi clienti. La conversione è stata semplice e i vantaggi sono evidenti: superficie d’ingombro ridotta, maggiore efficienza, cablaggi ridotti, operazioni di assistenza più agevoli, ecc. In futuro le macchine EDT Herkules saranno dotate di serie di azionamenti decentralizzati.
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