Trend nelle macchine utensili: dal CNC al digital workflow
I costruttori di macchine utensili sono considerati gli apripista per molti altri settori industriali. Sono spesso i primi a sperimentare nuove tecnologie e a ottimizzare quelle esistenti. Per questo, gli utilizzatori finali si aspettano che ogni evoluzione di macchina garantisca maggiori livelli di efficienza e una gestione della stessa mediante dati già aggregati e parametri facilmente accessibili. L’evoluzione dei sistemi CNC e la digitalizzazione sono la risposta a questa progressiva richiesta di maggiore produttività e trasparenza.
Macchine utensili: i sistemi CNC
Quando gli utenti finali investono in nuove macchine utensili spesso hanno in mente due obiettivi principali: i tempi ciclo di esecuzione del processo di lavorazione e la produttività complessiva dell’investimento, non separabili dalle esigenze in termini di qualità di lavorazione e tolleranze dimensionali.
I produttori di macchine utensili rispondono a queste esigenze aumentando la dinamica delle movimentazioni e integrando tecnologie innovative ai nuovi processi produttivi.
Questi requisiti pongono sfide crescenti ai moderni controlli numerici CNC: ogni incremento di velocità richiede tempi di elaborazione sempre più spinti. Il controllo deve fornire capacità aggiuntive per integrare ulteriori dispositivi e tecnologie di lavorazione.
Inoltre, se equipaggiare le macchine con un numero crescente di sensori consente, da una parte, di monitorare il processo produttivo e assicurare una qualità costante, dall’altra corrisponde anche a un aumento ingente della trasmissione dei dati alla macchina, aumento che va raccolto, gestito e storato in modo corretto.
CNC MTX: tecnologie multi processo
Sempre più produttori terzi, in particolare i fornitori dell’industria automobilistica, stanno investendo in impianti che coprono l’intero processo produttivo. Per ridurre i tempi di riattrezzamento, fissaggio e manipolazione pezzi, questi sono sempre alla ricerca di soluzioni multi-tecnologiche.
I costruttori di macchine stanno sempre più integrando in un unico sistema i processi classici come foratura, fresatura e rettifica, con altre tecnologie non solo di asportazione, ad esempio il taglio laser e la saldatura o i processi additive. Spesso queste tecnologie combinate richiedono un livello di elaborazione molto elevato, sono infatti eseguite simultaneamente ad altre fasi produttive.
Avendo disponibile un kernel CNC proprietario, Bosch Rexroth ha sviluppato nel tempo, e integrato successivamente, un’ampia gamma di funzioni tecnologiche sia per l’asportazione tradizionale che per il taglio termico (come laser e plasma), oltre a tutta la tecnologia per la deformazione a freddo del tubo e del filo metallico.
La struttura multicanale di MTX consente inoltre una facile integrazione di sistemi di manipolazione pezzi con diverse cinematiche all’interno dello stesso controllo. La nuova piattaforma Bosch Rexroth XM42-V15 del collaudato sistema a CNC MTX, basato su CPU multicore scalabile in tre livelli, è in grado di gestire in un singolo controllo da 12 a 250 assi/mandrini CNC e da 3 a 60 canali CNC indipendenti. Il sistema si appoggia inoltre su un efficiente PLC integrato con ampia apertura di linguaggi di programmazione IEC-61131.
Digital workflow: la catena di valore delle macchine utensili
Bosch Rexroth sta espandendo e semplificando l’ingegneria digitale delle macchine utensili. Diversi costruttori hanno già sviluppato virtualmente numerosi tipologie di macchine utensili con il cosiddetto Digital Twin (Gemello Digitale) grazie alla piattaforma software Indraworks per MTX composta da diversi strumenti software disponibili. Il Machine Builder, per esempio, consente un Virtual Engineering con simulazione grafica 3D realistica sia della macchina/attrezzaggio che del pezzo da produrre mentre l’MTX Simulator permette di realizzare le lavorazioni programmate con cicli in real-time della CPU MTX e di eseguire un accurato debug dei programmi.
Grazie al Virtual Commissioning si può eseguire una vera e propria messa in servizio dell’impianto, configurando i drive e le periferiche associate, fino ad eseguire un collaudo completo in un ambiente completamente virtuale.
Un altro vantaggio rilevante è la possibilità per i costruttori di macchine di integrare e proteggere il loro know-how nell’architettura software aperta.
CNC e IoT: i dati come materia prima
Parallelamente alla digitalizzazione, le caratteristiche del sistema MTX si sono evolute in una proposta di IoT di semplice utilizzo che è già in grado di soddisfare tutti i requisiti di connettività i4.0 più evoluti.
MTX è stato tra i primi sistemi CNC a offrire la connettività OPC UA server. Bosch Rexroth, pioniere della standardizzazione dei sistemi connettività sul mercato, è attivo in vari consorzi di interesse industriale, come ad esempio Umati.
Promosso dell’associazione tedesca (VDW) dei costruttori di macchine utensili e già esteso ad altre associazioni internazionali, UMATI rappresenta il possibile futuro standard di acquisizione informazioni per macchine utensili e sistemi.
Grazie a questi standard aperti, con il sistema CNC MTX gli utenti finali possono integrare macchine utensili automatizzate in ambienti IoT eterogenei e in contesti di Fabbrica del Futuro senza ulteriori sforzi.
