Lang sceglie la tecnica lineare e l’automazione di precisione Bosch Rexroth per la fresatura degli stampi di goffratura

Le monete e gli altri prodotti del processo di conio sono contraddistinti da dettagli di precisione che li rendono a prova di contraffazione. Lang GmbH & Co. KG, fondata oltre 50 anni fa a Hüttenberg in Hessen, Germania, è uno dei principali produttori mondiali di macchine utensili per la lavorazione di precisione di stampi a pressione e stampi di goffratura utilizzati in numerosi settori. I controlli CNC e le macchine per la fresatura e l’incisione sviluppati in proprio, così come i sistemi di digitalizzazione, i controlli di posizione e i software CAD/CAM sono utilizzati in diversi settori industriali come quello automobilistico, delle monete e dei giocattoli, ma anche nella produzione di cialde, nella microscopia e nell’industria della stampa e dell’imballaggio.

Un nuovo partner con un grande potenziale

Per realizzare i minuscoli dettagli dei pezzi più piccoli, le macchine per incisione lavorano con testa di fresatura con un raggio di tre centesimi di millimetro. La finitura viene eseguita con una precisione nell’ordine dei centesimi. L’elevata precisione richiesta si ripercuote direttamente sulla scelta della tecnologia di azionamento e di controllo lineare da utilizzare. La soluzione migliore è sicuramente quella di rivolgersi ad un unico fornitore. Innanzitutto perché gli acquisti sono più convenienti, e secondariamente perché è possibile avvalersi di una consulenza e un supporto costante in fase di progettazione. Quest’ultimo aspetto è molto importante per Lang, che ambisce a fare la differenza sul mercato anche in termini di facilità d’uso.

Nel 2014, a seguito dei persistenti problemi di approvvigionamento della tecnica lineare riscontrati con il fornitore precedente, Lang ha scelto dii affidarsi a Bosch Rexroth. Il produttore di macchine utilizza le tecnologie di azionamento e di controllo CNC di Bosch Rexroth fin dai primi anni 2000. “Il fattore decisivo che ci ha convinti ad ampliare la collaborazione è stata l’esperienza positiva in termini di lavorazione, assistenza e affidabilità delle consegne”, afferma il responsabile della progettazione Marcus Boller. “Tutte qualità che abbiamo ritrovato anche nel settore della tecnica lineare”.

Tecnica lineare innovativa

Con l’ampliamento della partnership, l’azienda si è assicurata anche l’accesso a soluzioni di tecnica lineare innovative che hanno migliorato l’efficienza economica delle macchine. La nuova macchina per fresatura e incisione Impala 400express ad esempio è equipaggiata con un sistema di guida e misura integrato. Con il sistema di misura della distanza integrato IMS, tutti e tre gli assi possono essere movimentati con la stessa precisione della riga ottica precedentemente utilizzata. Ma questa soluzione integrata è molto più robusta, meno soggetta a errori e quindi più economica. “Il sistema vanta un’elevata resistenza a trucioli, lubrificanti e altre fonti di contaminazione”, spiega Marcus Boller. “A differenza della riga ottica, non si possono verificare errori di allineamento durante il montaggio. Inoltre, il sistema non richiede aria di tenuta, migliorando l’efficienza energetica della macchina”.

Guida e misura integrate

L’IMS consente al produttore di macchine utensili di eseguire le misurazioni direttamente sulla guida lineare raggiungendo una precisione paragonabile a quella delle righe ottiche senza componenti periferici aggiuntivi. La posizione effettiva viene misurata da una riga nella guida su rotaia profilata e da un encoder nel pattino e riportata al controller in un circuito di controllo ad anello chiuso. “Questo anello chiuso comprende un controller, un servomotore con encoder integrato, un’unità  a ricircolo di sfere e un sistema di misura dello scostamento lineare”, spiega l’esperto di tecnica lineare di Rexroth Thomas Ils. “L’IMS segnala costantemente la propria posizione al controller, consentendo di correggere le imprecisioni della catena di trasmissione. Questo vale anche per gli azionamenti dei motori lineari, nei quali non è possibile eseguire il calcolo indiretto della posizione a causa dell’assenza di componenti rotanti.”

Sistema di misura integrato

Il modello Impala 400express di Lang utilizza il sistema di misura della distanza IMS integrato nei tre assi di movimento. L’assenza di aria di tenuta e di periferiche rende questa macchina di precisione compatta ancora più conveniente.

Il sistema di misura della corsa integrato IMS di Bosch Rexroth vanta una ripetibilità di ± 0,25 µm con una precisione della scala di ± 3 µm/m. L’opzione di controllo della temperatura TCRS aumenta l’affidabilità del processo nelle applicazioni con tempi  ciclo brevi.

Un ampio portafoglio di soluzioni

Oltre al sistema IMS, il produttore utilizza anche molti altri componenti dell’ampio portafoglio di Rexroth, come le guide lineari e le unità di azionamento, compresi i motori lineari, utilizzati nelle macchine per la fresatura della serie Impala 400SL. La macchina di precisione, utilizzata principalmente nel settore delle monete e delle miniature, raggiunge una ripetibilità nell’ordine dei µm.

Sottosistema per la movimentazione dei pezzi

(Fonte dell’immagine: Lang GmbH & Co. KG)

Facile movimentazione dei pezzi: la piattaforma girevole della serie LGR-S per l’incisione 2D e 3D dei fianchi di pneumatici di grandi dimensioni viene spinta fuori dalla macchina fino a un metro grazie ad un sottosistema con cilindro elettromeccanico EMC.

Per la serie LGR-S, una gamma di macchine speciali ad alta precisione per l’incisione di dati 2D e 3D sugli stampi per i fianchi degli pneumatici, Bosch Rexroth mette a disposizione un sottosistema meccatronico per la movimentazione dei pezzi. La piattaforma girevole può essere posizionata con precisione per allinearla ai fianchi degli pneumatici – che possono misurare fino a 2,3 metri – con l’aiuto di un cilindro elettromeccanico della gamma di attuatori e di un pacchetto di trasmissione idoneo. Grazie alla traversa aggiuntiva, è possibile spostare i pesanti stampi fino a un metro fuori dall’area di lavorazione per le operazioni di carico e scarico.

Messa in servizio rapida, montaggio semplice

(Fonte dell’immagine: Bosch Rexroth)

I cilindri elettromeccanici EMC di Rexroth rappresentano un’alternativa efficace ai cilindri pneumatici e vantano un’elevata efficienza energetica e una lunga durata.

I sottosistemi meccatronici, che comprendono l’azionamento e il motore, semplificano anche la messa in servizio. Infatti Bosch Rexroth salva i dati dell’azionamento nella memoria del motore direttamente in fabbrica. I dati possono essere letti con il software di engineering con un semplice clic del mouse e trasmessi direttamente all’azionamento. Un ulteriore risparmio di tempo si ottiene durante il montaggio delle rotaie, che secondo Marcus Boller possono essere allineate molto più facilmente di prima. Inoltre, Bosch Rexroth mette a disposizione vari sistemi estremamente pratici, come il nastro di copertura con il collaudato montaggio a scatto. La sostituzione dei pattini è altrettanto facile.

(Fonte dell’immagine: Bosch Rexroth)

Il sistema di misura IMS integrato nella guida lineare combina le funzioni di guida e misura in una soluzione globale stabile e ad alte prestazioni, non influenzata dalla contaminazione e precisa come una riga ottica.

Progettazione efficiente

Bosch Rexroth è profondamente coinvolta nello sviluppo delle macchine utensili di Lang, offrendo un contributo decisivo durante la scelta, la progettazione e la configurazione di azionamenti e motori. “Per ottenere la massima precisione, i rapporti di inerzia delle masse devono essere accurati”, spiega Marcus Boller. “Grazie all’ampio portafoglio di sistemi di tecnica lineare, è più facile individuare la soluzione ottimale per le applicazioni specifiche.”

Talvolta Lang utilizza anche gli e-tool di Bosch Rexroth, ad esempio per scegliere i motori, le trasmissioni a cinghia o le dimensioni delle flange, oltre che per il dimensionamento rapido e la configurazione dei prodotti standard. I modelli CAD messi a disposizione automaticamente consentono inoltre di risparmiare tempo prezioso durante la progettazione strutturale.

Approvvigionamento ottimale

Secondo Marcus Boller, l’ampliamento della collaborazione con Bosch Rexroth non ha migliorato solo l’aspetto commerciale e la qualità delle consegne, ma anche la qualità dei prodotti: “In genere le guide sono così resistenti da non dover mai essere sostituite, anche se le nostre macchine sono in funzione da anni o addirittura da decenni. Di conseguenza, per noi è fondamentale che anche le tecnologie di azionamento fuori produzione restino riparabili per molto tempo e che sia garantita una fornitura a lungo termine dei pezzi di ricambio. Bosch Rexroth offre un’assistenza ottimale sotto ogni punto di vista. La collaborazione è caratterizzata da uno scambio aperto e onesto.”

Attualmente le guide lineari e i pacchetti di trasmissione di Bosch Rexroth vengono installati in quasi tutte le serie di macchine prodotte da Lang. Per quanto riguarda i controlli, Marcus Boller cerca interfacce aperte che consentano al software operativo autoprogrammato l’interazione più profonda possibile. “Anche in questo caso, per consolidare ed ampliare la nostra presenza sul mercato possiamo trovare delle buone soluzioni nell’ampio portafoglio di automazione di Bosch Rexroth”, spiega il responsabile della progettazione.