I progressi tecnologici hanno accelerato gli aggiornamenti e le sostituzioni dei prodotti, portando a richieste dei consumatori sempre più diversificate e a una tendenza crescente verso la diversificazione dei prodotti e la produzione in lotti-più piccoli. Per adattarsi a questo cambiamento, le apparecchiature CNC (Computer Numerical Control) svolgono un ruolo sempre più importante nelle imprese. Rispetto ai torni convenzionali, il suo vantaggio significativo risiede nella sua forte adattabilità ai cambiamenti dei pezzi. Per cambiare le parti è sufficiente modificare il programma corrispondente e apportare semplici modifiche agli utensili da taglio per produrre parti qualificate, fornendo così un vantaggio competitivo in termini di risparmio sui costi. Tuttavia, per sfruttare appieno le prestazioni delle macchine utensili CNC, non è necessario solo un buon hardware (come utensili da taglio di alta- qualità e precisione della macchina utensile), ma soprattutto software: programmazione, che prevede la creazione di programmi di lavorazione ragionevoli ed efficienti basati sulle caratteristiche delle diverse parti. Attraverso anni di pratica e insegnamento della programmazione, ho riassunto alcune tecniche di programmazione.
Sebbene i torni CNC offrano una flessibilità di lavorazione superiore rispetto ai torni tradizionali, esiste ancora un certo divario nell’efficienza produttiva per un tipo specifico di pezzo. Pertanto, migliorare l’efficienza dei torni CNC diventa cruciale e l’applicazione razionale delle tecniche di programmazione per creare programmi di lavorazione altamente efficienti ha spesso effetti inaspettati sul miglioramento dell’efficienza delle macchine utensili.
1. Impostazione flessibile del punto di riferimento
Quando l'utensile da taglio si avvicina alla barra, il valore delle coordinate diminuisce, fenomeno noto come avanzamento dell'utensile; viceversa aumenta il valore delle coordinate, fenomeno noto come arretramento dell'utensile. Lo strumento si ferma quando ritorna alla sua posizione iniziale, chiamata punto di riferimento. Il punto di riferimento è un concetto cruciale nella programmazione. Dopo ogni ciclo automatico, l'utensile deve tornare in questa posizione per prepararsi al ciclo successivo. Pertanto, prima di eseguire il programma, le posizioni effettive dell'utensile e del mandrino devono essere regolate per allinearle ai valori delle coordinate. Tuttavia, la posizione effettiva del punto di riferimento non è fissa. I programmatori possono regolare la posizione del punto di riferimento in base al diametro del pezzo, al tipo e al numero di utensili da taglio utilizzati e ridurre la corsa a vuoto dell'utensile, migliorando così l'efficienza.
2. Il metodo "Dividere le parti in un tutto".
Negli apparecchi elettrici a bassa-tensione, sono presenti numerose parti corte a forma di pin-con un rapporto tra lunghezza-e-diametro di circa 2-3 e diametri per lo più inferiori a 3 mm. A causa delle loro piccole dimensioni geometriche, i normali torni strumentali faticano a serrarli, compromettendone la qualità. Se programmato in modo convenzionale, viene lavorato solo un pezzo per ciclo. La dimensione assiale ridotta provoca un frequente movimento alternativo della slitta del mandrino della macchina utensile lungo la guida del bancale, con conseguente funzionamento frequente del mandrino portapinza. Nel tempo, ciò porta a un'usura eccessiva della guida della macchina utensile, compromettendo la precisione della lavorazione e rendendo potenzialmente inutilizzabile la macchina. Inoltre il funzionamento frequente della pinza può danneggiare l'elettronica di controllo. Per risolvere questi problemi è necessario aumentare la lunghezza di avanzamento del mandrino e l'intervallo operativo della pinza senza ridurre la produttività. Pertanto è concepibile la lavorazione di più pezzi in un unico ciclo. In questo caso, la lunghezza di avanzamento del mandrino sarebbe molte volte la lunghezza di un singolo pezzo, raggiungendo potenzialmente la distanza massima di spostamento del mandrino, mentre l'intervallo operativo della pinza di serraggio verrebbe corrispondentemente prolungato più volte. Ancora più importante, il tempo ausiliario precedentemente richiesto per una singola parte è ora distribuito su più parti, riducendo significativamente il tempo ausiliario per ciascuna parte e migliorando così l’efficienza della produzione. Per raggiungere questo obiettivo, ho applicato i concetti di programmi principali e subroutine della programmazione informatica. Se i campi di comando relativi alla geometria della parte vengono inseriti in una subroutine, mentre i campi di comando relativi al controllo della macchina utensile e al taglio della parte vengono inseriti nel programma principale, il programma principale richiama la subroutine una volta per ciascuna parte da lavorare. Dopo la lavorazione si ritorna al programma principale. Il numero di volte in cui viene richiamata la subroutine corrisponde al numero di pezzi da lavorare, il che è molto vantaggioso per aumentare o diminuire il numero di pezzi lavorati in ogni ciclo. I programmi di lavorazione scritti in questo modo sono anche relativamente semplici e chiari, facilitando la modifica e la manutenzione. È interessante notare che poiché i parametri del sottoprogramma rimangono costanti ad ogni chiamata, mentre le coordinate del mandrino cambiano costantemente, nel sottoprogramma è necessario utilizzare le relative istruzioni di programmazione per garantire la compatibilità con il programma principale.
3. Ridurre la corsa a vuoto dell'utensile
Per migliorare l'efficienza della macchina utensile, è necessario migliorare l'efficienza della corsa dell'utensile. La corsa a vuoto dell'utensile si riferisce alla distanza percorsa dall'utensile mentre si avvicina al pezzo e ritorna al punto di riferimento dopo il taglio. La riduzione della corsa a vuoto dell'utensile migliora l'efficienza della corsa dell'utensile. (Per i torni CNC controllati da punto-a-punto, è richiesta solo un'elevata precisione di posizionamento e il processo di posizionamento può essere il più veloce possibile; il percorso di movimento dell'utensile rispetto al pezzo in lavorazione è irrilevante.) In termini di regolazione della macchina utensile, la posizione iniziale dell'utensile dovrebbe essere il più vicino possibile alla barra. In termini di programmazione, il numero di utensili utilizzati dovrebbe essere ridotto al minimo in base alla struttura del pezzo per garantire una distribuzione uniforme degli utensili durante l'installazione ed evitare interferenze in prossimità della barra. Inoltre, poiché cambia la posizione iniziale effettiva dell'utensile, il punto di riferimento dell'utensile deve essere modificato nel programma per adattarsi alla situazione reale. Allo stesso tempo, l'utilizzo dei comandi di posizionamento rapido del punto può ridurre al minimo la corsa a vuoto dell'utensile, migliorando così l'efficienza della lavorazione.
4. Ottimizza i parametri, bilancia il carico dell'utensile e riduci l'usura dell'utensile.
