La revisione delle macchine utensili sta diventando sempre più un'alternativa economicamente e tecnologicamente attraente all'acquisto di nuove. In particolare, per le macchine di base di alta qualità, un approccio di retrofit olistico offre la possibilità di aumentare significativamente le prestazioni, la sicurezza dei processi e la flessibilità oltre lo stato di consegna originale.
Un esempio attuale è la modernizzazione di un centro di tornitura-fresatura INDEX G300, con asse Y, per Woodward L'Orange GmbH a Glatten, un produttore leader a livello mondiale nel settore dei sistemi di iniezione per motori diesel di grandi dimensioni.
Il progetto è stato realizzato da BCS Maschinenbau GmbH a Kirchheim unter Teck in collaborazione con EWS Weigele GmbH & Co. KG a Uhingen.
Retrofit olistico come fattore di successo
BCS adotta un approccio completo nei progetti di retrofit, che oltre alla lavorazione meccanica comprende anche la modernizzazione del controllo, della tecnologia di azionamento e dell'automazione.
„Ci siamo specializzati consapevolmente su macchine INDEX della serie G e V, poiché la loro struttura di base è estremamente solida“, spiega Robert Eber, COO di BCS-Maschinenbau. „Il nostro obiettivo è non solo rinnovare o sostituire i gruppi, ma modernizzare completamente le macchine e portarle all'ultimo stato tecnologico nelle aree di hardware meccanico, tecnologia di controllo e soluzioni di automazione personalizzate.“
In questo caso, il controllo Siemens 840C esistente è stato sostituito dall'attuale generazione Siemens SINUMERIK ONE. Parallelamente, è stata rinnovata la catena di azionamento, migliorando dinamica, precisione ed efficienza energetica.
Anche la facilità d'uso è molto importante per il retrofitter, che ha integrato un'interfaccia operativa BCS-HMI con tasti di scelta rapida per rendere il passaggio per l'operatore il più semplice possibile.
Ottimizzazione della fresatura attraverso la tecnologia a revolver
Una sfida centrale del progetto era ottimizzare la fresatura esistente. La macchina originale disponeva di un mandrino fresante integrato con interfaccia HSK50, utilizzato per lavorazioni pesanti. Tuttavia, l'inclinazione necessaria del mandrino portava a tempi di ciclo prolungati. Inoltre, non era presente un cambiavalute, il che limitava ulteriormente la flessibilità. Pertanto, era necessario concentrarsi sul lavoro di fresatura più impegnativo con il mandrino HSK.
Insieme a EWS, è stato quindi sviluppato un nuovo concetto di lavorazione: l'obiettivo era integrare completamente le prestazioni del mandrino fresante nella lavorazione a revolver.
Il cuore della soluzione è il sistema ProLine di EWS. Questo combina l'interfaccia VDI classica con un concetto di avvitamento aggiuntivo nel senso di un approccio Base-Mounted-Tool (BMT). I portautensili non sono solo bloccati tramite il classico perno di serraggio VDI, ma sono anche collegati al disco del revolver tramite quattro viti.
„La combinazione di VDI e portautensili avvitati unisce flessibilità e massima stabilità“, spiega Matthias Weigele, CEO di EWS. „Mentre le lavorazioni semplici possono continuare a essere eseguite tramite il serraggio VDI, per operazioni di fresatura impegnative è possibile trasferire forze significativamente più elevate in modo sicuro tramite le 4 viti.“
In aggiunta, gli utensili azionati sono stati dotati di supporti potenti.
Rinnovamento del sistema di allineamento della macchina da V-rail a dentatura W
Un altro componente essenziale della modernizzazione è stata la transizione dell'allineamento degli utensili da V-rail a dentatura W. Questo garantisce un posizionamento completamente form-fit dei portautensili e impedisce la torsione anche sotto carico elevato.
In aggiunta, è stato integrato il sistema di cambio rapido EWS Varia VX. Nonostante le iniziali preoccupazioni riguardo alla stabilità nel settore della lavorazione pesante, il sistema ha dimostrato la sua efficacia nella pratica.
„Il cambio utensile avviene in circa 20 secondi – poiché sostituiamo utensili gemelli preparati“, riferisce Tobias Mangold dello sviluppo dei processi presso Woodward. „Particolarmente importante è la precisione di ripetizione: gli utensili preimpostati si adattano immediatamente e consentono un funzionamento senza interruzioni.“ Inoltre, il potenziale di errore è notevolmente ridotto, poiché le lunghezze degli utensili sono garantite tramite la preimpostazione degli utensili. Il risultato della fresatura è notevole, anche con un materiale difficile da lavorare, come il 42CrMo4 temprato a 1.000 N/mm².
Utensile e dati di taglio:
• Testa dell'utensile: Ø 40 mm, 4 taglienti
• Velocità: 1.400 1/min
• Avanzamento: 0,15/dente; 0,6 mm/U
• Passata: 2,5 mm
Aumento della produttività e riduzione dei tempi non produttivi
Con l'eliminazione dell'inclinazione del mandrino fresante si ottengono significativi risparmi di tempo nel processo di lavorazione. Allo stesso tempo, la maggiore rigidità del portautensile garantisce migliori valori di taglio e tempi di vita più lunghi rispetto agli utensili azionati convenzionali.
„Gli utensili sono fissati in modo significativamente più stabile nel sistema ProLine“, continua Mangold. „Questo influisce direttamente sulla sicurezza del processo e sulla redditività. Anche la qualità dell'immagine di fresatura ci ha convinti“
Oltre alla soluzione di retrofit completa, BCS offre anche concetti di modernizzazione modulari. Anche solo la sostituzione del disco del revolver può aumentare significativamente la precisione di ripetizione e ridurre sensibilmente i tempi di attrezzaggio.
Risultato
Il progetto dimostra esemplarmente quale potenziale esista nella modernizzazione delle macchine utensili esistenti. Grazie alla combinazione intelligente di tecnologia di controllo moderna, meccanica ottimizzata e tecnologia degli utensili innovativa, non solo è possibile risparmiare sui costi rispetto all'acquisto di nuovi, ma anche realizzare significativi aumenti delle prestazioni.
Il retrofit si sta quindi trasformando sempre più in uno strumento strategico per mantenere i sistemi di produzione esistenti competitivi in modo sostenibile.
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