Gli sviluppi futuri delle macchine utensili multitask

APPROFONDIMENTI
ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO
Gli sviluppi futuri
delle macchine utensili
multitask
a
c u r a
d e l l a
r e d a z i o n e
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Qual è la realtà attuale delle
macchine multitask e quale percorso
futuro possiamo prevedere per una
così interessante tipologia di
La tavola rotonda è stata moderata da Giuseppe Pellegrini, professore associato di tecnologie e sistemi di
lavorazione presso la facoltà di Ingegneria dell’Università degli studi di Bergamo.
macchine? Per rispondere a queste e
ad altre domande Rivista di
Meccanica Oggi ha organizzato una
tavola rotonda intitolata “La sfida
delle macchine utensili multitask”
che si è tenuta nei locali della
redazione il 6 aprile scorso.
Ai lavori sono intervenuti: Giuseppe
Andorlini, direttore sviluppo
prodotto di Breton S.p.A.; Maurizio
Battello, specialista sistemi
modulari Sandvik Coromant;
Franco De Bernardi, consulente
tecnico in ricerca e sviluppo di
Duplomatic Automazione S.p.A.,
Ugo Ghilardi, direttore commerciale
di DMG Italia Bergamo; Giancarlo
Lavazza, responsabile
equipaggiamento macchine utensili
(OTS) Sandvik Coromant; Fiorenzo
Magro, responsabile del servizio
ingegneria vendite di Yamazaki
Mazak Italia s.r.l.; Francesco
Romanò, responsabile del servizio
tecnologie di fabbricazione e
attrezzamento macchine utensili di
Iscar Italia; Roberto Zambon,
Per meglio definire
tipologie
e impieghi delle
macchine utensili
multifunzione, si è
svolta
recentemente
presso la redazione
di ‘Rivista di
Meccanica Oggi’
una tavola rotonda
che ha messo a
confronto una serie
di esponenti di
autorevoli case
produttrici. Si
annunciano nuove
possibilità che
prevedono l’arrivo
di utensili più
avanzati e software
di controllo più
evoluti all’insegna
di una maggiore
produttività
direttore commerciale della Zeta
Emag S.p.A. La tavola rotonda è
stata moderata da Giuseppe
Pellegrini, professore associato di
tecnologie e sistemi di lavorazione
presso la facoltà di Ingegneria
dell’Università degli studi di Bergamo.
Giuseppe Pellegrini
Le macchine multitask o
multifunzione sono di concezione
Maurizio Battello (Sandvik
Coromant)
Sono il responsabile del Sistema
Modulare di Sandvik Coromant.
Esso rappresenta l’interfaccia ideale
tra la macchina e il pezzo da lavorare
ed è sul mercato da 18 anni.
La nostra azienda focalizza
l’attenzione sul settore delle
macchine multitask: progettiamo e
produciamo utensili dedicati a
queste macchine e, in quest’ottica,
abbiamo iniziato a rivedere la nostra
gamma di testine.
Cercando di dare una definizione,
viste le potenzialità di lavorazione, si
parla di macchine che possano
effettuare sia operazioni di tornitura
sia di fresatura: le operazioni fisse
del tornio e le operazioni rotanti, con
la possibilità di sfruttare
l’inclinazione dell’asse B e di
lavorare nel mandrino e nel
contromandrino. Per noi multitask
significa montare il pezzo e
completarlo in un solo piazzamento.
Si tratta di macchine sofisticate dove
gioca un ruolo fondamentale anche
l’aspetto della programmazione.
Osservando il trend del mercato si
osserva che, specialmente in
Germania e Inghilterra, si è avuta
una vera impennata dei consumi di
utensili dedicati alle macchine
multitask: le statistiche e il desiderio
degli utilizzatori di poter avere delle
performance notevoli ci inducono a
puntare sempre di più su questo tipo
di macchine.
Giancarlo Lavazza (Sandvik
Coromant)
Ci occupiamo di primo
equipaggiamento delle macchine
utensili, offrendo una serie di servizi
all’azienda che acquista una
macchina nuova. Da questo punto di
vista abbiamo una visione ampia del
mercato della macchina utensile,
dato che non ci rivolgiamo solo a chi
acquista multitask ma anche tutte le
altre macchine.
L’immagine che abbiamo di una
macchina multitask è quella del
Mazak Integrex e di tutte le sue
successive evoluzioni; l’idea è quella
di completare un pezzo in una volta
(done in one), anche se ci sono
lavorazioni nello spazio con 5 assi di
movimento. Mazak è stato, in questo
ambito, un precursore, ma anche in
Italia abbiamo avuto un costruttore
importantissimo dell’asse B
(Duplomatic) che ha permesso ad
altri costruttori di macchine utensili
di inserirsi in questo settore.
Quando parliamo di multitask
dobbiamo sapere di cosa stiamo
parlando; a esempio: si può definire
multitask un centro di lavoro che
abbia la tavola portapezzo con la
capacità di ruotare alla velocità di un
mandrino e che possa quindi
eseguire la tornitura?
Si tratta senza dubbio di una
macchina multiscopo che è in grado
di tornire, fresare, rettificare e di
effettuare operazioni specifiche, tipo
brocciatura o quant’altro serva a
ottenere un componente finito.
Sul discorso di cosa abbia di
strategico e di importante questa
macchina, ovviamente Mazak, dal
suo punto di osservazione
privilegiato può dire molto di più.
Dal punto di vista dei costruttori di
utensili essa è importantissima
poiché il suo corretto utilizzo
implica la necessità di una
collaborazione reciproca fra
costruttore di macchina, costruttore
di utensile e cliente.
Alla domanda ‘qual è l’approccio
ottimale per ottenere un certo pezzo
finito?’bisogna rispondere usando
un approccio nuovo. I paradigmi di
base: se devo fare un pezzo rotondo
lo tornisco e se devo fare un pezzo
quadrato lo freso, cadono tutti e si
parte da zero!
Roberto Zambon è direttore commerciale della Zeta
Emag S.p.A., azienda di mercato del Gruppo Emag,
leader mondiale nelle soluzioni multifunzionali con
mandrino pick up.
La Zeta Emag opera sul mercato italiano, quale unità
operativa in grado di fornire un servizio completo: studio
e avamprogetto; sviluppo progetto esecutivo; automazione e servizi linea;
attrezzamento specifico di lavorazione; collaudo e
installazione; service e ricambi.
Per macchine e celle di lavorazione con processi tecnologici diversi: tornitura; foratura – maschiatura; fresatura; rettifica interna ed esterna; laser.
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relativamente moderna e, pur
esistendo una certa letteratura
sull’argomento, alcuni aspetti del
loro funzionamento non sono ancora
stati studiati.
In primo luogo esiste il problema di
fornire una definizione rigorosa di
‘macchina multifunzione’; ad
esempio, un tornio che monta un
utensile motorizzato è già una
macchina multitask? È necessario
l’asse B? Questa macchina è più
simile a un tornio, a una fresatrice o
a una combinazione delle due?
L‘altro aspetto da definire è quello
delle potenzialità applicative: le
lavorazioni che possono essere
eseguite sono quelle tipiche della
tornitura e della fresatura o possono
venire integrate anche lavorazioni di
rettifica?
Una macchina multitask costa
almeno il doppio di un tornio o di un
centro di lavoro convenzionale.
Perché un utilizzatore dovrebbe
spendere così tanto? Chiaramente lo
farà se si aspetta una resa almeno
doppia in termini di produttività, di
geometrie e di qualità.
Vorrei avere la vostra opinione sulla
definizione di ‘macchina multitask’.
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Roberto Zambon (Zeta Emag)
Il concetto di macchina multitask è
per noi l’elemento base. Emag è
l’azienda che nel 1992 ha
rivoluzionato in maniera epocale il
concetto di macchina utensile
creando il Sistema Multifunzionale.
In casa Emag il multitask non è più
un elemento parallelo alla
produzione ma ne è l’unico.
Dal 1992 sono circa 6000 le
macchine installate nel mondo.
Emag produce con 6 stabilimenti e
circa 2200 dipendenti. Più di 1200
macchine l’anno solo multitask: per
noi è il concetto. Creare un nome
non è il problema; esiste una realtà
mondiale sulla base della quale sono
venute poi anche realizzazioni di
molti altri concorrenti.
In 13 anni lo sviluppo è stato
enorme: l’azienda è passata dai 180
dipendenti nel 1992 ai più di 2200
attuali. I modelli di macchina
multifunzionali, in particolare le
multitask, sono nate
dall’assorbimento nel gruppo di
molte aziende leader nei propri
settori: (Karstens, Reinecker, Kopp,
Naxos,per il settore rettificatura
combinata, e ,nel mondo dei centri di
lavoro, la SW).
Siamo passati dal concetto
APPROFONDIMENTI
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che provengono dal mercato si
possono descrivere diverse realtà: la
tornitura-fresatura è la più
significativa.
Importante è anche la famiglia di
lavorazioni della tornitura-rettifica:
il poter tornire dopo il trattamento
termico, dovendo solo rettificare le
piccole superfici in cui le rugosità
sono ristrette, dà dei grandi vantaggi
in termini di gestione e di tempo
totale di lavorazione. Gli
abbinamenti di tornitura e rettifica
interna ed esterna sono applicati in
maniera larghissima. Per quel che
concerne la dentatura esistono solo
applicazioni a livello di ingranaggi
con modulo piccolo.
Per Emag la multifunzione è parte
integrante della realtà quotidiana.
Francesco Romanò è dirigente presso la Iscar Italia,
società leader nella ricerca e produzione di utensili per
la lavorazione con asportazione di truciolo ad elevato
contenuto tecnologico. È responsabile del servizio tecnologie di fabbricazione e attrezzamento macchine
utensili. Questo servizio, fortemente in espansione, si
prefigge di offrire alla clientela proposte con contenuti
tecnologici molto motivanti, costantemente rivolte alla
riduzione del costo pezzo. L’obiettivo è quello di creare
con i propri partner legami seri e duraturi che possano
portare a una sempre maggiore reciproca competitività.
tradizionale di macchina utensile
(con la problematica di avere un
mandrino che deve ricevere gli
utensili di diverse lavorazioni) a uno
nuovo ove un mandrino offre
alternativamente il pezzo ad altri
mandrini dedicati, che possono
essere anche vere e proprie teste di
fresatura, foratura multipla,
rettificatura, dentatura e altro.
Si tratta dunque di poter
movimentare alternativamente il
pezzo sulla stessa macchina tra un
tornio e un centro di lavoro e
portarlo a questa o a quella
lavorazione.
Partendo da questo presupposto la
multifunzione si è estesa a tutte le
lavorazioni meccaniche: le
macchine possono tornire, fresare,
rettificare, dentare, rullare... le
ultime applicazioni sono laser.
Il concetto multifunzionale Emag ha
conglobato tre funzioni fino a oggi
distinte: carico e scarico da parte del
mandrino porta pezzi di lavorazione;
lavorazione (multiprocesso);
misurazione in macchina.
Per questi motivi la macchina
multitask si può associare a un
sistema di lavorazione
multifunzionale come esso è
descritto in tutti i nostri cataloghi.
Nell’ottica del tipo di lavorazione
effettuabile e osservando le richieste
Giuseppe Andorlini, (Breton)
Che cosa è una macchina multitask?
È quella macchina che riesce a
eseguire al suo interno e sullo stesso
pezzo diverse tipologie di
lavorazione (tornitura, fresatura,
rettifica), che in passato venivano
eseguite su macchine diverse (torni,
fresatrici, rettificatrici).
La macchina multitask può
assumere diverse configurazioni in
funzione della grandezza e del peso
del pezzo da lavorare: su geometrie
medio-piccole è validissimo il
concetto di Emag, per cui è
conveniente movimentare il pezzo
attraverso le differenti lavorazioni.
Al contrario, per geometrie mediograndi è preferibile accostare al
pezzo i vari mandrini di lavorazione
per lo svolgimento delle relative
operazioni.
Il concetto è quello di eseguire sul
pezzo tutte le lavorazioni possibili
per cercare di arrivare dal grezzo al
finito sulla stessa macchina, quindi
con il minor numero di trasferimenti
e posizionamenti possibili. Noi, in
particolare, sulla nostra Ultrix
eseguiamo tornitura, fresatura e
rettifica sia in verticale sia in
orizzontale.
Grazie alla nuova tecnologia di
lavorazione ad alta velocità e allo
sviluppo di nuove qualità di utensili,
sulle macchine multitask, potendo
disporre sulla stessa macchina di
differenti tecnologie, si possono
sostituire alcune tipologie di
lavorazione con altre: utilizzando
una tornitura ad alta velocità su pezzi
temprati si ottiene una finitura con
qualità molto simile a quella
ottenibile con una rettifica ma con
costi sensibilmente più bassi.
Al fine di ottenere il miglior risultato
al minor costo possibile,
l’utilizzatore di una macchina
multitask dovrebbe per prima cosa
effettuare una corretta scelta della
sequenza e del tipo di lavorazione; a
esempio è inutile svolgere
un’operazione di fresatura in
interpolazione ove sia possibile
ottenere la stessa geometria con una
operazione, molto più economica, di
tornitura. Anche noi crediamo che la
multitask sia la macchina in grado di
dare ai nostri utilizzatori un impulso
verso una maggiore competitività.
Pellegrini
Semplificando, si mettono insieme
sulla stessa macchina un tornio e una
fresa: mentre si esegue la tornitura la
fresatrice è inutilizzata e,
sostanzialmente, serve solo a
reggere l’utensile con la
conseguenza che la macchina che si
sta usando per tornire è molto più
costosa di un tornio.
Andorlini
È più costosa, ma si riducono
notevolmente i tempi di set up che si
avrebbero movimentando il pezzo
da una macchina all’altra. Abbiamo
simulato la realizzazione di uno
stampo e abbiamo visto che,
utilizzando una macchina
multifunzionale, si riescono ad
abbattere dell’80% i tempi morti!
Inoltre, la precisione del pezzo finito
è notevolmente superiore dato che si
annullano gli errori dovuti ai
posizionamenti successivi.
Sarebbe un errore giudicare le
macchine multitask utili a produrre
lotti elevati; esse sono sicuramente
vincenti ed eccellenti soprattutto per
piccole serie o pre-serie in
considerazione del fatto che
l’utilizzatore riesce a essere più
reattivo nei confronti del mercato e a
dare una risposta qualitativamente
più efficace e veloce a costi inferiori
al proprio cliente.
Franco De Bernardi
(Duplomatic)
Sono attualmente un consulente di
Duplomatic di cui, fino a 3 anni fa,
sono stato direttore tecnico. Mi
occupo soprattutto degli aspetti
tecnici e di ricerca e sviluppo.
La nostra funzione è quella di
supportare i clienti costruttori di
macchine: noi produciamo sistemi
complessi che completano e
caratterizzano le macchine.
Vendiamo componenti per
sempre più pertinenti ed efficaci.
Oggi sull’asse B possiamo effettuare
una vasta gamma di lavorazioni in
virtù delle notevoli velocità di
rotazione e, entro certi limiti, anche
operazioni di rettifica e dentatura.
Ugo Ghilardi (DMG Italia)
Sono direttore commerciale di DMG
Italia Bergamo. Multitask per noi
significa mettere in gioco delle
risorse al fine di avere la completa
realizzazione del pezzo. Tali risorse
saranno sia fisiche (mandrini, teste,
assi), sia appartenenti ad altre
categorie (software, collaborazioni
tecniche, servizi in genere). Se non
si realizza questa sinergia di risorse
non è detto che si possano ottenere
vantaggi competitivi dall’utilizzo di
una macchina multitask rispetto a
una convenzionale.
La nostra gamma è di circa 100
macchine di cui il 20 % sono
multitask. Il mercato ci mostra un
trend positivo di queste macchine
ma non è chiaro quantificare tale
crescita dal momento che non è
ancora determinato l’effettivo
ritorno sull’investimento.
Negli ultimi 2 anni è in forte
aumento la richiesta di macchine di
dimensioni importanti che
permettano di operare su pezzi oltre
il metro. Ciò si può spiegare
considerando i palesi vantaggi nella
gestione e manipolazione del
componente con un aumento del
grado di automazione e una
riduzione del tempo di lavorazione.
Su pezzi piccoli, soprattutto per serie
di produzione, notiamo invece una
relativa stabilità del mercato.
Per tali motivi ritengo che l’effettivo
vantaggio competitivo si possa
conseguire solo a patto di modificare
l’approccio globale alla lavorazione
meccanica e sono d’accordo con i
colleghi nel credere che nel
prossimo futuro si avrà una crescita
notevole. Tale sviluppo non sarà
collegato al vantaggio economico
ma a un cambiamento generalizzato
del concetto di ciclo di lavorazione
legato all’effettiva necessità di
ridurre i tempi attivi e passivi
finalizzata all’ottenimento di una
maggiore flessibilità.
Fiorenzo Magro (Yamazaki
Mazak)
Rappresento la filiale italiana di
Yamazaki Mazak Corporation.
Mazak è stata pioniera in questo
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macchine: le torrette, i sistemi di
motorizzazione utensili, l’asse B,
quindi gruppi funzionali progettati
per le macchine multitask.
Duplomatic ha colto questa sfida a
partire dagli anni 80 quando sono
state concepite le torrette
motorizzate ed è nato un primo
esempio di multitask, anche se con
caratteristiche limitate. Quello di
unificare su una sola macchina le
lavorazioni a pezzo rotante e quelle a
utensile rotante è stato, infatti, un
primo esempio di multifunzione.
Una delle nostre prime realizzazioni
in questo ambito è stata proprio la
torretta motorizzata che ha permesso
di rendere un tornio capace di
svolgere delle operazioni di
fresatura, foratura ecc.
Siamo passati, in seguito, alle
torrette motorizzate con asse Y per
poter ottenere anche delle
lavorazioni fuori asse.
Successivamente, abbiamo
realizzato l’asse B sul quale si
possono effettuare tutti i movimenti:
lavorazioni con utensili inclinati,
movimenti di interpolazione ecc.
Abbiamo cercato di seguire i
costruttori nel realizzare queste
macchine fornendo delle risposte
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APPROFONDIMENTI
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Fiorenzo Magro è responsabile del servizio ingegneria
vendite di Yamazaki Mazak Italia s.r.l., filiale Italiana
della multinazionale Giapponese Yamazaki Mazak
corporation, leader mondiale nella produzione di macchine utensili. La filiale Italiana, presente direttamente
sul nostro mercato dal 1990, si occupa della commercializzazione dei propri prodotti di provenienza dai vari
stabilimenti sia Giapponesi sia europei (Regno Unito),
prodotti che abbracciano tutte le necessità produttive
nell’ambito delle lavorazioni meccaniche, tornitura,
fresatura, macchine multitask, automazione integrata
ecc. rivolti sia alla piccola sia alla grande impresa.
100
Magro
Abbiamo modelli fino a dodici assi,
gli assi aggiuntivi servono a
completare tutte le operazioni in un
unico piazzamento. Ciò significa
che all’interno della macchina
utensile il pezzo può essere
scambiato tra i mandrini oppure
gestito attraverso la rotazione
dell’asse B; in pratica possiamo
raggiungere tutte le posizioni nello
spazio e garantire tutte le
lavorazioni.
Osserviamo spesso, durante le
dimostrazioni presso i clienti, quanto
essi siano impressionati al primo
impatto con queste macchine e
quanto siano poi sorpresi nello
scoprire che una tecnologia così
avanzata e complessa possa essere
gestita più facilmente del previsto. Il
lavoro molto duro degli ultimi anni è
stato volto a integrare l’architettura
della macchina, la tecnologia
meccanica, la parte elettrica e la
parte software: oggi possiamo
generare direttamente a bordo
macchina i percorsi utensile su piani
inclinati potendo gestire le
lavorazioni direttamente in officina.
Pellegrini
Per un cinque assi è più semplice?
settore. Dal lontano 1991 ha infatti
introdotto una famiglia di macchine
multitask: la Integrex, di cui stiamo
producendo la terza serie. Abbiamo
un parco macchine installato di oltre
15.000 unità nel mondo, di cui circa
600 in Italia. Su una macchina
Multitask si articolano teste di
tornitura (proprie del tornio) e
motomandrini (propri dei centri di
fresatura), che possono garantire
come risultato finale prestazioni e
qualità di lavorazione che sono la
sintesi delle varie famiglie di
macchine. La nostra esperienza
ultradecennale non si è limitata alla
progettazione delle sole macchine
multitask ma si è estesa all’unità di
governo. Noi forniamo unità di
governo proprietarie, con una
interfaccia che consente
all’utilizzatore di operare a bordo
macchina in maniera molto
confortevole.
Si comprende sempre più la
necessità di integrare queste
macchine con un linguaggio che
possa garantire una effettiva
semplicità di programmazione.
Pellegrini
Si tratta di macchine a cinque assi?
Magro
Sì. Se, però, consideriamo i cinque
assi simultanei e tutti interpolabili, la
generazione di percorsi utensile va
effettuata su dispositivi come sistemi
CAM dedicati, con post-processore
che sono esterni alla macchina.
Pellegrini
La sua definizione di multitask è
sostanzialmente diversa da quella di
De Bernardi tendendo a porre come
limite una macchina estremamente
complessa.
Magro
Sì. Io definirei multitask solo quella
macchina che possa completare la
lavorazione su tutte le 6 facce del
pezzo autonomamente. Sebbene
anche un tornio a due assi
rappresenti un innalzamento delle
capacità operative potendo effettuare
lavorazioni che prima dovevano
essere necessariamente effettuate su
più macchine, restringerei la
definizione di multitask a una
tecnologia più avanzata.
Francesco Romanò
Sono dirigente presso la Iscar Italia e
ho la responsabilità del servizio
metodi di fabbricazione e
attrezzamento macchine utensili. Ci
siamo inseriti in questo settore
piuttosto tardi rispetto ad altri nostri
concorrenti. Oggi, dopo aver
osservato il mercato e i suoi sviluppi,
Iscar si propone al costruttore di
macchine utensili, attraverso questo
nuovo servizio, con soluzioni
competitive proiettate nel futuro.
Stiamo investendo moltissime
risorse in questo progetto. Lo scopo
è quello di supportare sempre più la
propria clientela attraverso la
collaborazione nello studio di nuove
metodologie produttive, la ricerca di
utensili speciali sempre più
sofisticati e la loro sempre più
accurata realizzazione. Il fine ultimo
è quello di fornire un servizio che
punti alla riduzione dei costi di
produzione e quindi del costo pezzo.
Parlando delle multitask, condivido
quello che è stato detto finora, in
particolare metterei in risalto le
potenzialità legate al minor tempo di
set up e alla maggiore precisione,
qualora le condizioni di lavoro lo
permettano. Tuttavia, penso che
queste macchine non possano
sostituire quelle più convenzionali
sino a oggi utilizzate, ma
sicuramente dovranno affiancarsi e
integrasi a esse. Ma fino a che
punto? Il limite dovrebbe essere
cercato in corrispondenza del minor
costo/pezzo. In prima analisi direi
che la condizione ottimale dovrebbe
aversi in corrispondenza alle
lavorazioni di piccoli lotti ripetitivi,
di particolari lavorati su tutte e sei le
facce ove vi sia un generale
equilibrio tra le operazioni di
tornitura e fresatura.
Osservando al nostro interno, le
lavorazioni di tornitura e fresatura di
utensili speciali non vengono quasi
mai interamente eseguite su
un’unica macchina: si predilige
operare fino a un certo punto su
macchine multitask, dove vengono
creati dei riferimenti precisi che
permettano un riposizionamento su
altre macchine dedicate a
lavorazioni specifiche, a garanzia di
uno standard qualitativo molto
elevato.
Secondo il mio parere, per
un’azienda che gestisce un proprio
prodotto e lavora per piccoli lotti, la
macchina multitask può dare grandi
vantaggi. Contrariamente, per il chi
lavora conto terzi, non potendo
pianificare e organizzare il proprio
lavoro nel medio periodo, risulta
difficile investire in questa costosa
Pellegrini
Per risolvere le problematiche legate
al lavoro del tornio?
Romanò
Sì. Credo che oggi una buona parte
di costruttori stia procedendo verso
tale direzione. Noi personalmente
abbiamo delle importanti
collaborazioni in atto, finalizzate
allo sviluppo di questo sistema.
Finalmente un sistema di utensili o
portautensili unificato che possa
essere gestito simultaneamente su
macchine tornitrici, centri di lavoro,
macchine multitask ecc.
Pellegrini
Per quanto riguarda la gamma di
lavorazioni effettuabili mi sembra di
capire che la rettifica entrerà a buon
diritto nella famiglia di operazioni
della macchina multitask.
Magro
Riguardo ulteriori applicazioni tipo
rettifica e dentatura da effettuare su
macchine multitask bisogna fare
alcuni distinguo: pur essendo
possibili già da tempo, esse
richiedono una valutazione
economica. Il mio parere è che tali
lavorazioni debbano essere
effettuate solo quando i numeri non
sono elevati.
Al contrario, per lotti di decine di
migliaia di pezzi diventa
antieconomico fare un’operazione
specializzata, quale può essere la
rettifica, su una macchina multitask
rispetto a una macchina dedicata.
Pellegrini
Il problema è quello di capire come
un utilizzatore possa aumentare la
sua competitività investendo in una
macchina utensile multitask.
Lavazza
Sebbene noi ‘utensilieri’arriviamo
dopo che la macchina sia stata
acquistata, capita che il cliente ci
chieda se una multitask possa essere
una soluzione conveniente dal punto
di vista economico. Tale fatto ci fa
capire che certe scelte, pur costando
parecchio, spesso vengono fatte
anche emotivamente, per la voglia di
essere innovativi e di avere
macchine che gli altri non hanno.
Pellegrini
Venti anni fa si diceva questo anche
dei sistemi CAD che poi, spesso,
sono rimasti inutilizzati...
Lavazza
Chi acquista una multitask intravede
istintivamente una potenzialità
notevole: spesso è incapace di
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tipologia di macchine.
Sicuramente, la tendenza odierna di
ridurre i magazzini, la ricerca
esasperata della massima flessibilità
e l’elevato costo dello spazio
occupato per produrre, sono fattori
di importanza determinante verso
questo tipo di approccio. La scelta di
una macchina multitask, potrebbe
essere vista allora come una scelta
strategica più che economica.
Iscar sta guardando con attenzione
alla crescita di questo mercato e sta
investendo molto nella ricerca e
realizzazione di un programma di
utensili mirato per le macchine
mutitask. Il sistema offerto è quello
dello standard DIN69893 HSK63
modificato secondo nuove
specifiche che prevedono cave di
posizionamento di tolleranza
ristretta, questo per migliorare il
posizionamento del tagliente
utensile rispetto all’asse di rotazione
del pezzo.
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APPROFONDIMENTI
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102
quantificarne immediatamente i
benefici che, però, emergono poi
durante l’effettivo utilizzo della
macchina. A esempio, è difficile
affermare quanto valgano la crescita
professionale del personale, che è
obbligato a modificare l’approccio
alle lavorazioni nei tempi e nei
metodi, il risparmio nello spazio e la
programmazione più semplice del
flusso della produzione.
Avendo una sola macchina sarà
inoltre molto più semplice gestirne il
grado di saturazione.
Per contro, il costo orario è
maggiore. Al fine di valutare la
convenienza dell’acquisto di una
macchina multitask, la realtà
aziendale andrebbe esaminata caso
per caso.
Pellegrini
Romanò ha affermato che una
macchina ‘dedicata’a una
particolare lavorazione potrebbe
offrire un livello di qualità superiore
rispetto a una macchina multitask
dato che è stata progettata solo per
quella funzione. Cosa ne pensa lei?
Una macchina multitask tornisce
bene come un tornio e fresa bene
come una fresatrice?
Lavazza
Dovremmo definitivamente chiarire
quale è il nostro concetto di
multitask. Definirei con questo
termine macchine che hanno l’asse
B e che sono in grado di lavorare con
5 assi simultanei; le altre potranno
essere macchine multiscopo o per
applicazioni speciali, che eviterei
però di chiamare multitask.
In ogni caso, per quello che ho
potuto sperimentare la risposta è
affermativa: fresa bene quanto un
centro di lavoro e tornisce bene
quanto un tornio; anche dal punto di
vista del volume di truciolo
asportato per me non ci sono
differenze.
Pellegrini
A parte i costi, si tratta quindi di un
vero tornio e una vera fresa?
Lavazza
Sì, se si tiene conto dei moderni
metodi di asportazione di truciolo,
che prevedono velocità di taglio alte,
avanzamenti elevati e bassa
profondità di passata.
In questo contesto la macchina
multitask è assimilabile a un centro
di lavoro moderno o a un moderno
tornio.
Magro
A mio avviso nella realtà quotidiana
c’è ancora molto da imparare su
quello che sono le reali possibilità
delle macchine multitask. Concordo
con Lavazza sulla capacità di
effettuare tutte le operazioni, dalla
fresatura alla tornitura, dalla foratura
fino alla lavorazione in alta velocità,
non solo perché hanno un mandrino
con un alto numero di giri, ma
perché gli assi che lo sostengono
sono progettati con gli stessi concetti
del centro di lavorazione.
La scelta di spostarsi su una
macchina dedicata per effettuare una
particolare lavorazione è soggettiva
e può essere fatta per motivi
contingenti.
Zambon
La nostra posizione è sicuramente
diversa da tutte quelle proposte: il
concetto di Emag ha le sue radici
nelle linee a u e nelle unità
monofunzionali introdotte all’inizio
degli anni 80; in Italia non sono state
molto popolari ma in America, per
un periodo abbastanza lungo, hanno
goduto di un indiscutibile successo.
Ogni unità, che doveva essere
‘dedicata’, effettuava
esclusivamente una certa
lavorazione: l’operatore caricava e
scaricava manualmente il pezzo
portandolo a fare la fresatura, la
tornitura e tutte le altre lavorazioni.
Emag ha sostituito l’operatore con
un mandrino pick up che, in
automatico, porta il pezzo alle
successive fasi di lavorazione.
È per tale motivo che il concetto
Emag di multitask è sostanzialmente
diverso da quello esposto da Magro
e che le nostre macchine sono
decisamente orientate al mercato
dell’alta produzione.
Il 5 assi non è per noi l’elemento
determinante, se non in applicazioni
molto speciali; il 50-60% del totale è
rappresentato da normali
applicazioni di fresatura, tornitura,
foratura e maschiatura.
Affrontando il problema con il
nostro concetto di pick up, si
ottengono indiscutibili vantaggi
quali: l’eliminazione totale di tutti i
sistemi di carico e scarico, una
riduzione degli spazi impegnati con
lay-out molto contenuti, meno
personale impegnato nella gestione
di queste linee e, infine, una qualità
prodotto molto più controllata, a
causa del minor numero di passaggi
da macchina a macchina effettuati
dagli stessi mandrini, dunque molto
più precisi rispetto ai classici
posizionamenti effettuati da robot o
da altri sistemi.
La grossa fetta delle soluzioni
approcciabili con le macchine
multitask Emag ricade nel campo
dell’automotive con dimensioni
lavorabili generalmente comprese
tra i 250 e 400 mm. Si tratta di
grandi serie ed esistono stabilimenti
interi che lavorano con questi
sistemi.
Pellegrini
Come cambiano le caratteristiche
del prodotto in termini di precisione
e accuratezza geometrica? È chiaro
che se si riducono i piazzamenti
successivi e i relativi errori, ci si
guadagnerà anche in qualità.
Zambon
Sicuramente. Bisogna considerare
però che completare un componente
complesso in un unico piazzamento
non è cosa usuale.
Quello che si ha è una forte
riduzione del numero di
piazzamenti: anziché passare su 10
macchine convenzionali il pezzo
passerà su 5 macchine che sono
multitask. Esisteranno alcune
macchine multitask con
caratteristiche più vicine al tornio e
alla foratura-maschiatura, altre alla
tornitura-rettificatura ecc.
Un esempio calzante è quello della
produzione di una scatola
differenziale: essa va lavorata su
macchine che, oltre a permettere la
tornitura e avere le torrette, abbiano
le unità laterali per finire tutti quegli
elementi che prevedano lavorazioni
ortogonali rispetto a quelle standard
di un tornio.
Torno a ribadire che noi sviluppiamo
progetti intorno a un pezzo:
all’interno del centro tecnologie
Emag esistono 12 gruppi tecnologici
ognuno dei quali è dedicato allo
sviluppo di macchine adatte alla
produzione di pezzi strategici
dedicati all’automobile.
Pellegrini
Per cui lei concorda con il sig.
Lavazza che diceva di poter
includere un transfer flessibile
all’interno della definizione di
multitask?
Zambon
Il transfer flessibile è una soluzione a
metà strada, tra la macchina
multitask in senso stretto e queste
linee di lavorazione di prodotti.
APPROFONDIMENTI
RMO numero 88
giugno • 2005
104
Esso offre una ampia gamma di
possibilità su famiglie di pezzi
risultando estremamente flessibile a
effettuare altre produzioni.
Magro
Direi che Zambon ha fatto un quadro
molto chiaro. In Mazak
l’espressione multitask non è nata
intorno a un pezzo specifico ma
intorno al concetto di macchina
utensile, curando la sezione dedicata
al tornio, alla fresatura,
all’asservimento e al cambio
utensili. È stato creato un prodotto
che dal giorno della sua
presentazione sul mercato ha
permesso di esplorare nuovi modi di
produrre. L’architettura della
macchina resta legata a una scelta di
mercato.
Pellegrini
Sia l’aspetto di come afferrare il
pezzo sia quello di come gestire la
cinematica sono preziosi al fine di
definire e circoscrivere il mondo del
multitask.
Andorlini
È indiscusso il fatto che la
multifunzionalità possa portare dei
vantaggi all’utilizzatore. Non
importa se essa è approcciata
secondo il modello proposto da
Emag in cui l’architettura della
macchina si sviluppa intorno a un
pezzo da produrre in larga scala
oppure se essa ha origine da una
scelta del costruttore tipo Breton,
Mazak o DMG di cercare di creare
un vantaggio competitivo per il
cliente indipendentemente dal pezzo
da produrre.
Pellegrini
È chiaro che tutte queste idee sono
legittime e provano che le macchine
multitask sono vincenti dal punto di
vista commerciale.
Battello
Tra i maggiori costruttori che in
questi anni si sono orientati verso le
macchine multitask, figurate voi di
Emag e Breton. Ma so che anche un
altro vostro concorrente sta cercando
di mettere insieme una macchina
con l’asse B, con una testa unica che
tornisce e fresa.
State progettando di costruire anche
voi una macchina simile?
Zambon
Siamo molto vicini alla
realizzazione di questo tipo di
macchina.
L’interesse di Emag è quello di
allargare il campo applicativo a più
pezzi possibile, spostando soluzioni
che fino a ieri erano proprie delle
macchine convenzionali all’interno
del confine di quelle ottenibili con le
macchine multitask.
Crediamo che la soluzione sia quella
di lavorare all’interno di standard
produttivi evitando di produrre
macchine speciali monoutente i cui
costi ne rendono impensabile
l’utilizzo nel mondo moderno.
Battello
Posso confermare che dal 1991
l’elenco dei costruttori di macchine
multitask è aumentato di giorno in
giorno.
Per fare un esempio, Padovani,
diventata ora Emco, costruiva torni
montando le torrette Duplomatic che
potevano sia tornire sia fresare;
anche se, a mio avviso, avere un
mandrino che fresa offre risultati
migliori rispetto a una unità
motorizzata.
Ghilardi
Volevo esporre i criteri che secondo
noi servono a definire o meno una
macchina multitask. Innanzitutto la
macchina deve avere la possibilità di
5 assi di lavorazione simultanea e il
pezzo deve poter essere lavorato sia
da fermo che in rotazione. Anche
l’utensile deve lavorare sia da fermo
sia in rotazione e deve esserci una
serie di asservimenti alla macchina
quale il cambio utensile e il carico e
scarico automatico del pezzo.
Deve avere tutta una serie di
software a corredo che permettano il
controllo dell’utensile durante
qualsiasi tipo di movimento nello
spazio e il controllo delle tolleranze
nel raggio di azione dell’utensile.
Dovrebbe, infine, essere corredato
dell’MF-Programmer che è il
sistema di programmazione a bordo
macchina.
Pellegrini
Questa è la definizione di una
fresatrice a 5 assi...
Ghilardi:
No, il pezzo può essere lavorato sia
da fermo sia in rotazione. Il
problema della fresatrice a 5 assi è
che non può tornire, oppure non può
scambiarsi il pezzo tra più mandrini;
nei nostri modelli si possono anche
fresare pezzi molto grandi, fino a 2,5
m con la possibilità di avere un
monitoraggio durante la
lavorazione.
De Bernardi
Ho sentito tante definizioni e vorrei
astenermi dall’esercizio dialettico di
porre un limite alla definizione di
macchina multitask.
A mio avviso, la macchina multitask
è nata come esigenza di mercato da
una parte e proposta dei costruttori
dall’altra. Credo che essa possa
essere caratterizzata da molti aspetti,
dei quali i principali sono le funzioni
di tornitura e fresatura, e altri sono il
carico e scarico automatico e la
misura dei pezzi.
Dal punto di vista dei produttori di
utensili, possiamo fare qualche
osservazione sulle difficoltà con cui
ci siamo scontrati quando abbiamo
voluto fare un sistema di attacco
utensile per macchine multitask con
l’asse B. Il primo problema che
abbiamo affrontato è stato quello di
poter bloccare l’utensile di tornitura
su un mandrino che era nato per la
fresatura, problema che come
approfondiremo più avanti è stato
poi risolto.
Battello
Il concetto di macchina multitask
sconvolge un po’: di solito un
cilindro si ottiene su un tornio.
Sarebbe possibile, invece, ottenerlo
per fresatura, tornendo? Questa può
sembrare una provocazione, ma
serve per introdurre il tema
dell’accuratezza geometrica.
Pellegrini
Questo è un argomento che trovo
centrale. Che cosa cambia oltre alla
produttività? Le forze scambiate, la
deflessione del pezzo e quindi
l’accuratezza geometrica? Volevo
sentire il vostro parere. Ho già
raccolto un commento di Lavazza
che diceva che non cambia
sostanzialmente nulla e che le
prestazioni delle macchine multitask
sono equivalenti alle altre.
Lavazza
Intendevo le prestazioni in termini di
volume di truciolo; non mi riferivo
alla precisione geometrica.
Pellegrini
Però la precisione geometrica è
qualcosa che si vende. La capacità di
stare in tolleranze più strette, in
termini di competitività, può essere
un punto a favore del multitask?
De Bernardi
Riguardo la competitività della
macchina multitask basta ricordare
che anche configurazioni semplici,
come un tornio con l’asse B con
interpolazione su cui sia posizionata
una torretta al posto di un
elettromandrino, possono fornire
prestazioni molto valide con costi di
poco superiori a quelli di una
macchina con torretta motorizzata.
Questa macchina, adatta alla
foratura-fresatura contribuisce ad
arricchire il campo delle possibilità
che può avere l’utilizzatore.
Esistono parecchie configurazioni di
costo che possono permettere a un
utilizzatore di fare scelte sempre più
appropriate.
Ghilardi
Avendo a catalogo macchine
multitask derivanti sia dal concetto
principale di tornitura sia da quello
di fresatura, possiamo disporre di
una vasta gamma nel caso in cui un
cliente decida di investire nel
multitask. L’esempio a cui faceva
riferimento l’ingegnere è un entrylevel del multitask che è già molto
conosciuto nel mercato italiano: i
numeri sono consistenti, soprattutto
se parliamo di lavorazione da barra,
di macchine con asse B, due torrette
e contromandrino. A mano a mano
che si sale di livello ci si rende conto
che esistono settori applicativi che
rispondono meglio di altri: ad
esempio il settore aerospaziale,
aeronautico, oppure alcuni settori
specializzati legati alla generazione
di energia elettrica tipo la
produzione di turbine, ove
chiaramente necessità e geometrie
sono già determinate.
Pellegrini
Questa macchina ha delle
potenzialità: bassi tempi di taglio,
bassi tempi morti, possibilità di
realizzare superfici complesse. Mi
sto convincendo sempre più
dell’idea che queste macchine
assomiglino a un super centro di
lavoro. Quando si cominciava a
parlare di centri di lavoro, circa 25
anni fa, si facevano esattamente gli
stessi discorsi; la differenza sta nel
fatto che oggi le multifunzionali
sono utilizzate e si trovano già nei
capannoni.
Ghilardi
Abbiamo notato che la macchina
multitask provoca una grande
necessità di revisione dei processi
per gli utilizzatori andando a
impattare tutte le funzioni aziendali.
Questo rappresenta un segno di
cambiamento radicale e crescita
determinante per il futuro. Come
costruttori, ci stiamo sforzando di
Ugo Ghilardi è direttore commerciale di DMG Italia Bergamo con sede in Brembate Sopra (BG).
DMG Italia è l’azienda di vendita e servizi del gruppo
DMG (Deckel Maho Gildemeister) per il mercato italiano.
DMG produce, in Germania, negli stabilimenti di
Pfronten, Seebach, Geresteried, Bielefeld e in Italia negli
stabilimenti Gildemeister Italiana e Graziano.
Oltre 5.000 macchine anno e un miliardo di euro di fatturato sono i numeri che fanno di DMG un leader del mercato mondiale nel settore delle macchine utensili per
asportazione di truciolo.
RMO numero 88
giugno • 2005
Andorlini
La macchina multifunzionale è
sicuramente più competitiva in
quanto ha maggiore precisione,
versatilità e rapidità di risposta.
La nostra Ultrix, essendo derivata da
una fresatrice, unisce alle precisioni
geometriche e dimensionali di una
fresatrice quella di un tornio di
qualità. Potendo tornire in
orizzontale e verticale, fresare in
cinque assi continui, rettificare in
tondo e in rettilineo, Ultrix mette
realmente a disposizione
dell’utilizzatore un patrimonio di
concorrenzialità. Sebbene io ritenga
che qualsiasi attrezzista dovrebbe
averla, capita che l’utilizzatore non
riesca a percepirne i vantaggi: è
spaventato dal costo e dalla presunta
difficoltà di utilizzo, fattori che sono
solo apparenti. L’acquisto di una
macchina multitask infatti non
rappresenta solo un aspetto
produttivo, ma coinvolge tutta la
struttura aziendale a partire
dall’ufficio tecnico, la
programmazione, fino a impattare
sull’organizzazione dell’officina.
Se con l’acquisto di una macchina
multifunzionale si guarda quindi
tutto il processo è facile apprezzarne
subito i vantaggi tecnici ed
economici.
Punti di particolare importanza sono
il sistema CAM che deve riuscire a
eseguire operazioni di fresatura e
tornitura sullo stesso oggetto solido
e l’aspetto di gestione della
produzione: la possibilità di eseguire
l’insieme delle lavorazioni su una
sola macchina può portare a ridurre
notevolmente il personale
necessario. La possibilità di non
dover spostare il pezzo da una
macchina a un’altra può consentire
anche operazioni non presidiate o
controllate a distanza tramite un
telefono cellulare.
Quindi oltre alle potenzialità
intrinseche della macchina ne
esistono tutta una serie a margine.
Al fine di sfruttare al meglio questi
vantaggi, l’acquisto di una macchina
multitask andrebbe effettuato
contestualmente a una
riorganizzazione della parte
tecnica/tecnologica e alla
formazione del personale.
105
stabilire una relazione globale con il
cliente che possa spaziare dal
servizio commerciale a quello
tecnico e di approvvigionamento.
Questo per noi è un elemento molto
importante.
Romanò
Volevo riallacciarmi agli interventi
inerenti alla qualità riprendendo un
discorso che inizialmente avevo
lasciato in sospeso: la mia
osservazione in merito alla maggiore
qualità derivante da operazioni di
ripresa realizzate in fasi successive,
non vuole mettere minimamente in
discussione la precisione di queste
macchine ma vuole evidenziare il
fatto che esistono problematiche
tecnologiche che ne limitano
l’applicazione.
Se la necessità è quella di ottenere un
pezzo finito partendo da barra o
spezzone con una notevole massa di
asportata, tornita e fresata, il taglio
delle fibre del materiale lavorato e il
calore apportato durante il processo
di truciolatura generano nel
manufatto tensioni e deformazioni
tali che ne impediscono il
completamento. È per questo che in
presenza di strette tolleranze
costruttive nasce l’esigenza di
arrivare sino a un certo punto del
APPROFONDIMENTI
RMO numero 88
giugno • 2005
106
tornitura sia di fresatura. La
macchina multitask ha permesso di
portare avanti il concetto di
lavorazione non presidiata che, con
il tornio a controllo numerico,
ancora oggi non è stato affrontato e
risolto completamente dal punto di
vista della vita dell’utensile. Il tornio
a controllo numerico, infatti, non
prevede il cambio utensile e quindi,
dopo alcune ore di lavorazione, la
macchina deve essere
necessariamente fermata per
ripristinarne il tagliente. Con la
macchina multitask, invece, ho la
possibilità di raggiungere
un’autonomia molto maggiore
grazie all’esistenza del magazzino
utensili, che consente di caricare
utensili di tornitura multipli.
Franco De Bernardi è consulente tecnico e in ricerca e
sviluppo di Duplomatic Automazione S.p.A., azienda che
dal 1952 produce e commercializza componenti per
macchine utensili di ogni tipo: torrette portautensili,
sistemi di motorizzazione utensili, l’unità multifunzione
Asse ‘B’ e la tavola wireless W20. Da sempre in rapporto
di partnership con i costruttori, Duplomatic è in grado di
offrire un affiancamento tecnico costante e in ogni fase,
una territorialità del servizio attraverso la presenza
locale nei cinque continenti e una gamma diversificata
di prodotti tecnologicamente avanzati.
ciclo per poi togliere il pezzo dalla
macchina, controllarne la geometria
per poi completare la parte di
finitura su una macchina dedicata. A
esempio, nella produzione di pezzi
per l’industria aerospaziale, esistono
materiali (superleghe) dove queste
problematiche sono molto
esasperate. Il fenomeno delle
deformazioni è così alto che rendono
impossibili delle lavorazioni ‘done
in one’(fatte in un solo
piazzamento) proprie delle
macchine multitask.
Ribadisco comunque che investire in
macchine multitask è di importanza
strategica a condizione di creare
sistemi produttivi ben integrati,
strutturati e ottimizzati.
Lavazza
Riguardo alla competitività delle
macchine multitask vorrei parlare un
momento di lavorazioni non
presidiate. Da parecchi anni è
possibile realizzarle senza alcun
problema sul centro di lavoro,
mentre risulta un po’più complicato
sul tornio a controllo numerico
tradizionale. Ho avuto occasione di
incontrare aziende che hanno
acquistato il multitask non solo per
la necessità di lavorare il pezzo su 5
assi, ma soprattutto perché sul pezzo
sono previste sia lavorazioni di
De Bernardi
Non sono d’accordo su questa
affermazione: noi stiamo fornendo
alcune torrette motorizzate su
macchine con cambio utensili, che
tengono conto del tempo di usura del
tagliente. Attrezzando un tornio a
controllo numerico con queste
torrette e rifornendo il magazzino
utensili si può avere un
prolungamento notevole del tempo,
delle funzioni e quindi del numero
dei pezzi ottenibili senza presidio.
Andorlini
Riguardo alla competitività delle
macchine multitask, almeno per
quanto riguarda la filosofia di Breton
per questa tipologia di macchine,
vorrei aggiungere che la capacità di
ispezione e controllo del pezzo in
process nel prossimo futuro sarà una
funzione da non trascurare.
Battello
Un’altra domanda importante è:
perché azzerare un utensile e non
utilizzare invece un presetting fuori
macchina, al fine di recuperare i
tempi?
Mi riferisco al chip che è stato
introdotto all’inizio degli anni 90
sugli FMS, cioè sulle linee del
settore automobilistico. Bisogna
sottolineare che però anche in tale
settore si sta cercando di separare il
discorso della produttività da quello
della gestione del magazzino
utensili, collegandola
prevalentemente al concetto di alta
velocità.
Pellegrini
Alta velocità vuol dire alto numero
di giri del mandrino?
Andorlini
Per Breton il concetto di alta velocità
è un concetto di alta velocità globale.
È tutto il processo che deve
aumentare la sua velocità se
vogliamo aumentare la nostra
competitività. Ecco perché secondo
noi per fare alta velocità non serve
solo un mandrino che gira
velocemente, ma anche una
macchina con una dinamica che
permetta sia alte velocità del
percorso utensile sia di completare
tutte le lavorazioni richieste sul
pezzo nel minor tempo possibile.
Battello
L’asse B della macchina multitask
può tornire e fresare con lo stesso
mandrino; usando gli utensili giusti,
quindi, si può anche indexare e
ottenere dei vantaggi ruotando il
tagliente, o utilizzando mini-torrette
direttamente sulla macchina.
Per sfruttare al meglio le possibilità
dell’asse B, abbiamo introdotto degli
utensili bitaglienti. Uno dei problemi
principali è stato quello di gestire la
posizione del mandrino in fresatura
e tornitura: durante la tornitura,
infatti, occorre bloccare
meccanicamente il mandrino e
liberare i cuscinetti dai carichi
dovuti all’asportazione.
Pellegrini
Il problema è evidentemente che
sull’asse B vengono utilizzati
utensili che hanno esigenze diverse
tra loro: un buon tornio deve tenere
fermo l’utensile e, al limite, gestire
la possibilità di una compensazione
mentre una buona fresa deve fare
girare l’utensile il più forte e il più
regolarmente possibile. Tenere
l’utensile al tornio è radicalmente
diverso da tenerlo alla fresa.
Aggiungo che è differente gestire
una mola e credo che esistano delle
teste apposite dato che l’asse B non
può girare così velocemente come
necessario.
Questo è il cuore del problema ed è
evidente che il mandrino diventa
elemento critico.
Io mi chiedo se il mandrino possa
determinare il successo della
macchina e il livello delle sue
prestazioni e mi rivolgo a tutti gli
utensilieri che si trovino ad
affrontare il problema di come
afferrare l’utensile in macchina.
De Bernardi
Definiamo le caratteristiche
Andorlini
Fino a pochi anni fa gli
elettromandrini erano poco
performanti dal punto di vista della
velocità rotazionale; sulle macchine
utensili si usavano essenzialmente
dei motomandrini e mandrini
meccanici. Solo negli ultimi 6-7 anni
l’elettromandrino si è sviluppato
notevolmente, fino ad arrivare a
potenze e coppie molto elevate con
ingombri limitati.
Per tale motivo, sulla nostra
macchina Ultrix forniamo al cliente
due possibilità: utilizzare un
mandrino per fresatura e tornitura
utilizzando lo stesso attacco utensile
sull’elettromandrino e con il quale si
possono utilizzare anche mole da
rettifica fino a 18000 giri, oppure, per
chi vuole andare a velocità superiori,
un bareno di tornitura a fianco del
mandrino di fresatura e rettifica che
permette di operare in un ‘range’di
velocità fino a 40000 giri/min.
Magro
Un punto critico legato all’asse B è il
contenimento delle dilatazioni
termiche che si creano su questa unità
in quanto supporta l’elettromandrino:
RMO numero 88
giugno • 2005
peculiari di un asse B con un
elettromandrino.
L’elettromandrino diventa il cuore
del sistema, esso deve essere un
ottimo mandrino per fresatura e un
eccellente supporto per l’utensile di
tornitura. Esitono due esigenze da
soddisfare: la rotazione, magari ad
alta velocità, e la lavorazione a
utensile fisso per cui è necessario
bloccarlo rigorosamente nello spazio.
Queste due caratteristiche sono state
coniugate in maniera eccellente.
Oggi forniamo elettromandrini per
asse B che possono arrivare a 30-40
kW con velocità fino a 12.000
giri/min. Anche la mola può essere
utilizzata dato che ci sono le velocità
necessarie. Questo mandrino è in
grado di bloccarsi in una posizione e
sostenere l’utensile per la tornitura. Il
problema è sorto a livello di
giunzione tra mandrino e utensile;
dopo molti sforzi, si è giunti a una
soluzione assieme a Sandvik.
L’elettromandrino può essere
montato su una tavola rotante asse
‘B’, in grado di avere un
posizionamento continuo e poter fare
l’interpolazione, ma al momento
della tornitura deve essere bloccato
rigidamente per poter eseguire le sue
funzioni con efficienza in ogni
condizione di lavoro.
107
APPROFONDIMENTI
RMO numero 88
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15000.
Il raggiungimento di queste
condizioni, vicine alla soglia di
criticità assieme all’esigenza di
fornire al cliente una garanzia oltre
le 8000 ore, rende necessario
focalizzare l’attenzione su questo
componente.
Giuseppe Andorlini è direttore sviluppo prodotto di
Breton S.p.A. L’azienda è attiva nella
progettazione e produzione di macchine e impianti per
la lavorazione della pietra naturale; impianti per la fabbricazione della pietra composita; centri di lavoro multifunzionali e fresatrici per l’alta velocità. Le principali
soluzioni fornite nel settore delle macchine utensili
sono: Matrix 1300, Matrix 1000, Matrix 800, Xceeder
1200, Xceeder 900, Xceeder 900 RT, Xceeder 900 RT
Micron, Ultrix 1000, Ultrix 800, Ultrix 800 RT.
nel momento in cui si porta in
rotazione l’utensile per un tempo
lungo e ad alto numero di giri,
inevitabilmente si origina calore.
È fondamentale disporre di una
termoregolazione costante e di una
gestione software con delle sonde di
rilevazione della temperatura come
nelle soluzioni proposte da Mazak.
Pellegrini
Il sig. Battello ha affermato che il
mandrino è il cuore della macchina.
Siete d’accordo con questa
affermazione?
Ghilardi
Si tratta di una parte importante della
macchina ma pur sempre di una
parte. Un buon mandrino su una
macchina scadente fornice un
risultato mediocre. Tutti i
componenti concorrono a costituire
un insieme di un certo livello: a
partire dal basamento fino a tutte le
parti di controllo delle temperature,
dai cuscinetti fino al software che
consente alla macchina di dialogare.
Nel multitask assistiamo a
un’attenzione maggiore sui
mandrini perché le potenze in gioco
sono aumentate moltissimo (noi
siamo in media intorno ai 30 kW), e
il numero di giri/minuto ha ormai
ampiamente superato il valore di
Battello
Ritengo che il cuore della macchina
sia il mandrino dal momento che
ospita l’utensile. Bisogna ricordare
che è l’utensile a effettuare la
lavorazione: si trova tra la macchina
e il pezzo da lavorare!
Perché l’HSK, che è un sistema con
delle chiavette, deve essere utilizzato
nella tornitura?
Quanto è importante l’utensile per
voi costruttori? Siete d’accordo che
se si ottimizza l’utensile si possono
sfruttare al meglio anche le
caratteristiche della macchina? Si
può garantire al cliente una
maggiore produttività con un
sistema di attacco standardizzato?
Potrebbero sembrare questioni
provocatorie... ma io sono,
ovviamente, di parte.
Vorrei sottolineare che il Capto, per
come è stato progettato e costruito,
può fornire delle prestazioni davvero
molto elevate e chi ha potuto
provarlo ne ha constatato i benefici.
Abbiamo creato un meccanismo con
una molla a gas al posto delle
tradizionali molle a tazza che
mantiene il grado di bilanciatura,
insieme a un’ottima facilità di
cambio, a qualsiasi numero di giri.
In questo modo si ottengono durate
del meccanismo di bloccaggio fino a
5 volte superiori.
Purtroppo non sempre c’è stato un
effettivo lavoro di team tra noi
utensilieri e i costruttori di
macchine.
Zambon
Noi instauriamo uno stretto rapporto
di collaborazione con il costruttore
di utensili fin dal primo giorno:
questo è elemento essenziale
nell’approccio al sistema macchina
– utensile – pezzo.
Ghilardi
Voglio chiarire che per i nostri
costruttori gli utensili sono sempre
stati importanti. È necessario poi
considerare una differenziazione tra
i diversi tipi di forniture: quelle
definite chiavi in mano e quelle che
dipendono da una libera scelta del
cliente. Il cliente spesso si orienta
verso una soluzione che è
determinata dalla sua
organizzazione aziendale, dalle sue
risorse e dalle immobilizzazioni in
termini di attacchi utensile; tale
soluzione a volte può essere
discutibile dal punto di vista tecnico.
Battello
Queste scelte non comportano esiti
negativi sulle prestazioni della
macchina?
Ghilardi
Ritengo che, come costruttori,
abbiamo la responsabilità di
informare il cliente di quali siano le
eventuali caratteristiche di ogni
soluzione tecnica ma la decisione
finale spetta al cliente. È indubbio
che il sistema HSK, capillarmente
diffuso tra le aziende, determini una
quota di mercato significativa.
Battello
Capisco che possa accadere per i
centri di lavoro, ma per queste
macchine…
Ghilardi
Bisogna considerare che spesso i
clienti hanno immobilizzazioni di
centinaia di attacchi HSK che
possono essere utilizzati anche su
altre macchine multitask e noi
abbiamo il dovere e la necessità di
offrire tutte le soluzioni che la
tecnologia mette a disposizione.
Battello
Posso comprendere la logica che
spinge il cliente a chiedere attacchi
HSK. Questo tipo di attacco è nato in
Germania e da lì si è diffuso. Si
stanno affermando, però, nuovi
sistemi di attacco che, sfruttando
sistemi di accoppiamento diversi,
permettono di ottenere le massime
prestazioni dalla macchina. I
produttori di utensili e di macchine
si rivolgono allo stesso cliente,
dunque è auspicabile che l’utensile
diventi un argomento importante
anche per il costruttore.
Magro
Credo che Ghilardi abbia ragione nel
senso che aziende, soprattutto come
Mazak o DMG, che operano nel
mercato globale, debbano fornire un
elevato numero di alternative. Gli
standard cambiano da continente a
continente e addirittura da Paese a
Paese: gli utilizzatori americani e
asiatici non sono molto propensi a
utilizzare l’HSK, non lo considerano
Battello
Questo è vero. Capita anche che
molti clienti comprino una macchina
utensile senza neanche preoccuparsi
del tipo di attacco.
Magro
Ma oggi si sta migliorando: vi è un
coinvolgimento sempre maggiore tra
l’utilizzatore, il costruttore di
macchine e quello di utensili. Sono
sicuro che il cliente finale possa
beneficiare di questa collaborazione
e credo che sia giusto proseguire su
questa strada.
Pellegrini
La questione secondo me è
indipendente dal Capto. Esso è stato
progettato per usi diversi per poi
trovare un posto di rilievo
nell’ambito degli attacchi di queste
macchine.
Battello
Il Capto è nato per tornire e fresare e
possiede, inoltre, il grande vantaggio
di essere modulare.
Pellegrini
Capisco benissimo il vostro
problema: se non si è capaci di
fornire il mandrino che vuole il
cliente, il cliente non compra la
macchina. Avete difficoltà
particolari con alcuni tipi di innesti?
Magro
Noi abbiamo una gamma abbastanza
ampia costituita dagli attacchi
standard più comuni e non facciamo
attacchi specifici. Spaziamo dal DIN
all’HSK, dal KM al Capto al Big
Plus e questa gamma riesce ad
accontentare un po’tutti.
Pellegrini
Le differenze costruttive tra uno
standard e un altro non possono
provocare problemi?
Magro
Non dal punto di vista della
produttività delle macchine.
De Bernardi
Anche i nostri mandrini si adeguano
alla scelta del cliente: abbiamo
prodotto elettromandrini con
l’attacco Capto, HSK, ISO e DIN.
Pellegrini
Quale è il sistema di attacco che lei
preferisce?
De Bernardi
Non nascondo che il Capto mi
sembri il più adatto alle macchine
multitask. Se il cliente però chiede
un HSK o un ISO, noi possiamo
accontentarlo e anche questi attacchi
vanno bene, anche se con qualche
limitazione in tornitura.
Battello
Confermo che il Capto va molto
bene; anche l’utilizzo di altri tipi di
attacco può fornire buoni risultati
ma, a mio avviso, inferiori.
Romanò
Se consideriamo l’HSK quale è la
normativa DIN69893A63 posso
essere d’accordo sul fatto che
esistono dei limiti specialmente in
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idoneo soprattutto per la tornitura.
Al contrario, in Italia è difficile
proporre qualcosa di diverso
dall’HSK. Il problema non è
prettamente tecnico: quando ci si
presenta in un’azienda che ha un
parco utensili consistente può
diventare difficile vendere una
macchina nuova se non si può offrire
un sistema di attacco coerente.
109
APPROFONDIMENTI
Maurizio Battello è specialista sistemi modulari Sandvik
Coromant.
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Giancarlo Lavazza è responsabile equipaggiamento
macchine utensili (OTS) Sandvik Coromant.
Il Gruppo Sandvik Coromant è il maggiore produttore e
fornitore mondiale di utensili e tecnologie per la lavorazione produttiva dei metalli: utensili da taglio per tornitura, fresatura e foratura, inserti di metallo duro e ceramica, sistemi di attrezzamento modulari (Coromant
Capto) per macchine utensili e sistemi di gestione utensili. Sandvik Coromant è una società globale presente
con la propria organizzazione di vendita in 60 Paesi con
3 magazzini centrali e 19 Centri di Produttività. Sandvik
Italia, Divisione Coromant, presente dal 1950, è la filiale
italiana del Gruppo.
tornitura.
Il problema è noto: la tolleranza
piuttosto ampia delle chele di
trascinamento crea un errore di
posizionamento angolare che si
amplifica aumentando la sporgenza
radiale, generando un errore di
allineamento rispetto all’asse di
rotazione del pezzo.
Oggi tale inconveniente è stato
superato con l’introduzione della
nuova norma DIN69893WH.
Tale innovazione è stata
positivamente recepita anche in
Giappone, Paese notoriamente
molto attento agli standard di
qualità. Alcuni importanti costruttori
di macchine di quel Paese hanno
adottato l’HSK63 costruito secondo
il nuovo standard WH.
Osservando i dati che ci provengono
dal mercato, la tendenza di molti
costruttori è quella di proporre come
prima scelta il nuovo standard
HSK63WH.
Si tratta di un sistema a normativa
unificata, libero quindi da qualsiasi
royalty, che permette di abbattere i
costi dell’attrezzamento della
macchina e soprattutto di poter
allargare i confini legati alle
molteplici tecnologie di taglio che il
mercato può e potrà offrire.
Con l’HSK63WH, Iscar propone
soluzioni modulari molto flessibili,
utensili integrali molto rigidi e una
nutrita gamma di geometrie di taglio
in continuo sviluppo e penso che in
questo campo Iscar sia tra i top 3 nel
mondo.
Prima si diceva che queste macchine
non nascono per fare grandi volumi
di truciolo o lavorare in condizioni
molto gravose per cui non esiste
l’esigenza di utilizzare sistemi
portautensili che esaltino
caratteristiche come elevate
profondità di taglio.
Lavorando in condizioni di piccole e
medie asportazioni, si predilige
utilizzare maggiori velocità di taglio
e maggiori avanzamenti
dell’utensile. Iscar propone in questo
caso una nutrita gamma di prodotti
che chiama con il nome di ‘FMR’
(fast metal remove). Con questa
metodologia di lavoro, il sistema
HSK63WH esprime al meglio le sue
caratteristiche.
La soluzione standard DIN - HSK
permette di interfacciarsi con tutto
quello che il mercato può e potrà
sempre più offrire, dando
all’utilizzatore di questo sistema,
una maggiore possibilità di risolvere
problematiche quali: tecnologie di
taglio, approvvigionamento,
maggiore competitività di acquisto e
conseguentemente di puntare a una
riduzione del costo pezzo.
Battello
Noi non seguiamo questa linea e non
crediamo sia opportuno utilizzare
l’HSK in tornitura.
Il mio collega potrà aiutarmi
certamente a definire meglio i
dettagli tecnici...
Lavazza
Il ragionamento è complesso! Non è
solo tecnico ma intervengono anche
argomenti ‘politici’che hanno a che
fare con l’unificazione e la creazione
di uno standard e con l’evoluzione
stessa della macchina utensile. Anni
fa è nato il Capto con l’obiettivo di
essere una valida interfaccia
macchina sia in tornitura sia in
fresatura; in qualunque macchina,
infatti, non solo multitask, è
importantissimo realizzare un corpo
unico fra macchina e utensile.
Con l’introduzione di questo
attacco, molti problemi di
lavorazione sono stati risolti in modo
molto efficace. Il sistema ha avuto
l’inconveniente di appartenere a
un’unica azienda e, specialmente nel
mercato tedesco e americano, tale
fatto non è ben visto, soprattutto se il
brevetto proviene da un altro Paese.
Io penso che questo sia il motivo per
cui in Germania si è sentita
l’esigenza di sviluppare un altro tipo
di attacco, l’HSK appunto. Se
consideriamo l’evoluzione di questo
sistema dalla nascita a oggi notiamo
che ne sono state già
commercializzate otto o nove
varianti, a seconda della macchina e
dell’applicazione che tali attacchi
andavano poi a realizzare. Il grande
vantaggio di Capto, invece, è proprio
quello di avere un’unica versione per
tutte le applicazioni.
L’HSK, poi, ha avuto una diffusione
notevole per quanto riguarda la
macchina rotante, perché
specificatamente rivolto alla
fresatura piuttosto che alla tornitura.
Ma nel momento in cui le due
applicazioni si sono riunite sulle
macchine multitask, il sistema Capto
- specificatamente studiato per
entrambe le lavorazioni - è risultato
tecnicamente più valido.
Non mi risulta infatti che Mazak e
Mori Seiki propongano macchine
con attacco HSK.
Pellegrini
Questo significa che l’HSK non
piace ai giapponesi.
Lavazza
Piace di più ai tedeschi. Forse anche
per un fattore strategico e
commerciale: se mi presento a un
utilizzatore che vuole un attacco
HSK e sono in concorrenza con
Mazak o Mori Seiki, ho maggiori
APPROFONDIMENTI
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possibilità di vendere la macchina.
Magro
Attenzione. Possiamo proporre delle
scelte ma non imporle …
Lavazza
Oggi ci troviamo in una fase di
transizione. Esistono, infatti,
parecchi utensilieri che propongono
al cliente l’attacco Capto.
Non è assolutamente vero, però, che
se un’azienda sceglie una macchina
con attacco Capto, sia poi vincolata
ai prodotti Sandvik Coromant; anzi
ha un incredibile ventaglio di
possibilità tra cui scegliere. Nei
prossimi anni, poi, esso sarà di libera
circolazione, dato che il brevetto
decade, e giocheremo tutti perciò
una partita importante al fine di
convincere l’utilizzatore finale del
vantaggio di scegliere una macchina
con attacco Capto.
Pellegrini
In conclusione di questa tavola
rotonda vorrei trattare la parte di
stesura cicli e programmazione. Mi
sembra di capire che il cliente al
momento dell’acquisto di una
macchina multitask si preoccupi
delle difficoltà di programmazione.
Diventa allora critico aiutarlo e
guidarlo attraverso lo sviluppo dei
cicli. Chi produce in casa propria il
software è avvantaggiato e lo
presenta al cliente come un valore
aggiunto.
Magro
Per promuovere al meglio questo
tipo di tecnologia riteniamo che sia
indispensabile fornire al cliente un
supporto a 360°. L’unità di governo
e di dialogo tra macchina e operatore
dovrebbe essere il più semplice
possibile.
Le macchine sono piuttosto simili a
livello di architettura hardware e
quello che fa la differenza è proprio
la parte software.
Romanò
Iscar è sensibile a questo problema e
ha introdotto all’interno della sua
organizzazione una specifica figura
per interfacciarsi con il cliente.
Abbiamo un contratto internazionale
con una casa che sviluppa risorse
dedicate alla modellazione solida,
con la quale collaboriamo, e
abbiamo allestito una stazione
appositamente per questo scopo.
Tale investimento ci permette di
supportare il cliente, che solitamente
è uno stampista o costruttore di
particolari aeronautici o del settore
energia, nella creazione di percorsi
utensile dedicati alla lavorazione su
un cinque assi continuo.
Magro
Il cinque assi simultaneo non lo
considererei legato specificamente
al multitask e le reali necessità di
utilizzarlo sono abbastanza limitate
a specifiche nicchie di mercato.
Pellegrini
La mia preoccupazione è legata al
fatto che concettualmente il tornio e
la fresa hanno una gestione della
posizione dell’utensile diversa. Per
semplificare, nel tornio si fa
riferimento a una punta teorica
coincidente con la punta
dell’utensile, mentre nella fresa il
movimento è gestito comandando
l’asse dell’utensile e attivando poi
delle funzioni di compensazione
raggio.
Esiste la necessità di produrre un
codice di calcolo standard capace di
gestire contemporaneamente i
movimenti propri dell’utensile in
tornitura e in fresatura, coniugando i
due differenti approcci. Il tutto è
complicato dalle rotazioni dell’asse
B. Il problema è anche quello di
insegnare a utilizzare il linguaggio
del tornio a chi ha sempre
programmato la fresa e viceversa.
Avete qualche argomento in merito
all’evoluzione del software?
Battello
Ricordo che la prima versione di
macchina Integrex, aveva problemi
ad accettare lo spostamento in Y.
Magro
Faccio una precisazione.
Esisteva qualche problema solo
utilizzando il linguaggio
conversazionale Mazatrol che
evidentemente non prevedeva questo
utilizzo. Alcune soluzioni base
preconfezionate non possono
permettere tutte le funzioni e quella
cui lei accennava poteva essere
validamente svolta utilizzando un
linguaggio ISO.
Da allora vi è stata una forte
evoluzione dei linguaggi. Con
l’utilizzo di software specifici
riusciamo a definire il modo in cui
impiegare l’utensile, la macchina
stessa poi ne elabora e ne simula
l’impiego.
In conclusione, oggi siamo in grado
di dimostrare al cliente la facilità con
cui gestire utensili rotanti e utensili
fissi multitagliente, attraverso
un’interfaccia appositamente
sviluppata per le sue esigenze.
Pellegrini
La discussione deve terminare per
problemi di orario. È un peccato
aver dovuto sacrificare i temi legati
alla programmazione, che siamo
riusciti solo ad accennare, ma il fatto
che il tempo sia corso così in fretta
mostra l’interesse rivolto a questo
tema da parte di molti soggetti
(produttori di macchine, di
componenti e di utensili, utilizzatori
finali).
L’argomento è attuale e
effervescente, tanto che i punti di
vista su diversi aspetti del tema sono
ancora oggetto di dibattito. Le
potenzialità di impiego di una
macchina multitask sono davvero
notevoli e vanno ben al di là di
quanto ci si può aspettare
inizialmente.
Non solo si combinano funzioni di
tornitura e fresatura riducendo il
numero di posizionamenti in
macchina, che è il primo motivo che
ha spinto a realizzare dispositivi di
questo tipo, ma si conseguono
vantaggi di varia natura: sono emersi
vantaggi legati alla produttività, alle
lavorazioni non presidiate, alle
precisioni geometriche ecc.
Sembra che le difficoltà maggiori da
parte degli utilizzatori siano legate ai
maggiori investimenti iniziali e al
timore di incontrare problemi nella
programmazione.
Per questo motivo diventa ancora più
importante il rapporto costante tra
costruttori e utilizzatori.
È probabile che restino ancora
margini per un migliore utilizzo
delle macchine multitask, che
prevedano lo sviluppo di utensili e di
software di controllo sempre più in
grado di adattarsi al ‘carattere’di
questa categoria di macchine
utensili. Non si può non registrare un
clima di generale ottimismo in
questo settore, con operatori che
dedicano risorse alla ricerca e
sviluppo su questo tema. È stato
davvero un piacere partecipare a una
discussione così.
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