Cum se alege o maşină-unealtă (IV)

Masini-Unelte

de Corneliu Gornic

Cum se alege o maşină-unealtă (IV)

Inovația este o afacere foarte dificilă astăzi. Există numeroase mașini-unelte cărora li se atribuie adesea eticheta „inovare” a ceea ce este, de fapt, o îmbunătățire sau perfecționare a unui produs deja existent. (Interviu cu Bernard ECHEVARD, director executiv HURON Graffenstaden) [8].

2. Cerinţe generale privind maşinile-unelte

Consumatorii (inclusiv cei de mașini-unelte) sunt mult mai experimentați decât înainte. Într-un mod foarte calificat, ei ignoră reclamele (prospectele/cataloagele generale) într-o mare măsură și știu nivelurile corecte ale calității și ale prețului. Ei vânează mereu tot ce este mai bun, dar tot ce este mai bun nu este, de cele mai multe ori, fabricat în serie [3].

Pe piață sunt, acum, sute de mașini-unelte, de diferite tipuri, forme și mărimi. Unele sunt concepute pentru aplicații specifice, în timp ce altele, pentru aplicații generale. Înainte de a cumpăra o mașină-unealtă CNC, sunt câteva elemente care trebuie avute în vedere. Acestea include nivelul de precizie solicitat; vitezele și avansurile necesare pentru operarea mașinii; confortul și cunoștințele legate de tipuri similare de scule; cunoștințele necesare utilizării unei mașini CNC; tipurile de așchieri necesare și ce buget are cumpărătorul [139].

Alegerea celei mai potrivite mașini-unelte pentru o anumită aplicație este o sarcină importantă, care trebuie rezolvată înainte de a lua decizia de a investi.

La ora actuală, există mulți producători care oferă mașini cu caracteristici similare. Dar dacă se ia în considerare fiecare parametru, se pot obține multe detalii și oportunități de a intra în detalii. Mulți oameni fac greșeala de a alege o mașină-unealtă pe baza parametrilor limitatori, precum dimensiunile maxime ale piesei care poate fi prelucrată, capacitatea de încărcare, beneficiile privind costurile etc. Există însă multe alte considerente, incluzând alegerea mașinii-unelte CNC care efectuează prelucrări curente, dar să fie și suficient de versatilă pentru a face față unor noi provocări în viitor [139].

O altă provocare constă în faptul că tot mai mulți consumatori nu se orientează doar spre cumpărarea de produse, ci spre pachete complexe, care includ, printre altele, servicii legate de produs. De exemplu, ei nu mai doresc să cumpere doar o mașină-unealtă, ci sunt foarte interesați de ceea ce produce mașina. Dar nu numai: cum se asigură service-ul și cât de rapid; cum se pot moderniza (actualiza) diverse componente hardware sau software (în funcție de evoluțiile tehnicii sau de solicitările pieței), cum se asigură pregătirea personalului de operare și de întreținere și cum se actualizează cunoștințele etc. Cu alte cuvinte, multe modele de afaceri se modifică. S-ar putea îmbunătăți gradul de satisfacție a beneficiarului și, după o anumită perioadă, să se evidențieze care produse sunt de actualitate și câte dintre ele sunt în stoc, cât ar fi de util să se investească în retehnologizare. Sugerând interacțiunea dintre adaptarea necesară produselor și modificarea proceselor tehnologice, se evidențiază bucla de reacție care afectează configurația produsului de bază. Informațiile trebuie transferate în procesul fabricației într-un mod cât mai eficient [3]. Dacă se pune problema unei mașini multioperaționale, o anumită tipo-dimensiune ar putea satisface toate cerințele. De asemenea, mașinile foarte sofisticate pot prelucra piese extrem de complexe într-o singură prindere. Dar, mașini mai simple ar putea oferi soluții mai eficiente privind costul pentru necesitățile firmei. Totul depinde de complexitatea pieselor de prelucrat. Luând în considerare doar mărcile și caracteristicile, este foarte dificil să se spună care este mai bună pe baza caracteristicilor. Compararea caracteristicilor tehnice este importantă, dar acestea trebuie corelate cu beneficiile tangibile pe care le oferă prin caracteristicile respective, altfel comparația are doar o semnificație matematică [139].

2.1 Construcţia maşinii-unelte

Calitatea nu se realizează prin voință proprie – calitatea se proiectează și se materializează într-un produs prin sistemele de management și tehnologice.

Experiența multor companii producătoare, numărul crescând de beneficiari, sunt bazate pe cunoștințe, care includ abilitatea de a rezolva probleme, și pe calitatea dovedită a produselor [129].

Ceea ce se aplică oamenilor se aplică și mașinilor: un pat bun este baza pentru o zi de muncă de succes [101].

Soliditatea oricărei structuri este determinate de robustețea fundației. Același principiu se aplică atât mașinilor de prelucrare universale, cât și centrelor de prelucrare. Robustețea structurii mașinii-unelte (batiu, montant etc.) determină cât de bine așchiază mașina. Fonta asigură o capacitate de amortizare de până la 10 ori mai mare decât a oțelului. Acesta este motivul pentru care fonta se folosește la realizarea principalelor componente. Toate piesele turnate sunt rigidizate cu nervuri puternice pentru a rezista deformațiilor și pentru a amortiza vibrațiile și sunt inspectate înainte și după prelucrare, pentru a garanta că nu au sufluri. Piesele turnate cu nervuri triunghiulare și cu lățimi mari permit sarcini structurale maxime, cu utilizarea eficientă a materialului. Acestea oferă o platformă de prelucrare rigidă și stabilă, care rezistă deformațiilor, distribuie eficient forțele de așchiere și este foarte stabilă termic [109]. (figura 5)

Platforma de prelucrare rigida si stabila

Pentru a dobândi o rigiditate maximă, batiul unor mașini (strunguri orizontale, de exemplu) și o serie de ansambluri sunt realizate din fontă perlitică stabilizată. Soluția lor constructivă se bazează pe conceptul simetriei, care minimizează erorile create de variațiile de temperatură. Pentru altă familie de strunguri – pentru prelucrări de înaltă precizie a materialelor dure, batiul este realizat din granit natural. Datorită proprietăților sale, granitul natural oferă o înaltă stabilitate termică și dinamică. Ghidajele hidrostatice asigură o amortizare mai mare, absența uzurii, o precizie mai mare și stabilitate termică [102].

Cum spuneam, ce este bun pentru oameni este bun și pentru mașini: adică un pat bun și, respectiv, un batiu robust sunt baza pentru o zi de lucru de succes. Batiurile mașinilor realizate din Nanodur® (Ultra High Performance Concrete – UHPC), pentru mașini-unelte, centre de prelucrare (inclusiv a lemnului) și echipamente de măsurare, amortizează vibrațiile și mai eficient decât fonta (de 6-8 ori), permit utilizarea de viteze mari de procesare și sunt prima opțiune, din considerente ecologice. Noul material amortizează vibrațiile și radiația sonoră (zgomotul) și mărește rigiditatea și inerția termică în structuri hibride sau sandvici [101].

Conceptul mașinilor de rectificat exterior este compact, cu o amprentă la sol mică. Acestea sunt combinate cu o mare rigiditate. Mașinile de rectificat interior au batiul realizat din granit natural, pentru a obține o amortizare optimă a vibrațiilor și stabilitate termică. La mașinile de rectificat ce utilizează regimuri grele se folosesc batiuri din fontă perlitică stabilizată [102].

Gornic6

Un exemplu este o mașină de frezat cu portal, cu masă mobilă, care reunește robustețea, fiabilitatea și durabilitatea, cu o comportare cu dinamică mai înaltă, cu precizie volumetrică și cu caracteristici tehnice mai mari [94].

Construcția, structura mașinii, are ca scop susținerea greutății piesei și menținerea nivelului solicitat de precizie. Se utilizează calculele cu metoda elementului finit pentru a ajuta la stabilirea compromisului corect dintre masa mobile și rigiditatea mașinii. Soliditatea structurii ajută atât la realizarea unor degroșări intense, cât și la finisări cu viteze mari pentru a atinge sporuri substanțiale de productivitate [8]. Amprenta la sol (suprafața ocupată de mașina-unealtă și de accesoriile sale în hala de producție) reprezintă din ce în ce mai mult un criteriu de evaluare la opțiunea pentru o anumită mașină-unealtă (tip, producător) [72, 102].

2.2 Rezemare, reglarea orizontalităţii

În general, reglarea orizontalității unei mașini-unelte (precondiție a atingerii parametrilor de precizie) se realizează prin utilizarea unor papuci de reglare, din cauza maselor neuniforme, iar punctele de rezemare nu permit echilibrarea mașinii pe trei puncte. Au fost mașini proiectate cu multă atenție pentru a asigura echilibrarea acestora prin rezemarea pe trei puncte, fapt ce permite rezemarea mașinilor fără apariția unor tensiuni. Deoarece rezemarea pe mai mult de trei puncte cere răbdare și o muncă obositoare pentru a regla complet orizontalitatea mașinii, rezemarea pe trei puncte permite instalarea ușoară și precisă a mașinii, permițând și o reamplasare ușoară a acesteia.

În timpul operațiilor de reglare a orizontalității pe patru puncte (sau pe mai multe), se poate ajunge la torsionarea batiului în plan orizontal; se torsionează treptat corpul mașinii, ceea ce are ca rezultat o geometrie neregulată a mașinii. La o mașină echilibrată, rezemată pe trei puncte, corpul mașinii este întotdeauna în repaus, fără ca vreo tensiune să torsioneze mașina pe întreaga durată de viață, rezultând o precizie geometrică considerabilă [32]. (figura 6)

Realizarea unor batiuri rigide (din fontă sau din diverse tipuri de betoane) permite conceperea rezemării lor pe trei puncte. Rigiditatea oferă și alte avantaje, ca, de exemplu, posibilitatea realizării parametrilor de precizie (geometrică, de poziționare etc.), chiar dacă abaterea de la orizontalitate este de câteva minute!

Notă: De obicei, se cere de către producătorul mașinii-unelte ca orizontalitatea să fie reglată la nivelul de 0,02mm/m, ceea ce înseamnă circa 4 secunde. De aici rezultă, încă o dată, avantajul realizării unor batiuri rigide. În plus, pe un astfel de batiu se poate „clădi” întreaga structură a mașinii-unelte și, în unele cazuri, nu mai este necesară existența unei fundații. Este suficient radierul halei de producție. Experiența proprie a dovedit aceste avantaje!

La EMO Hannovra 2017, au fost prezentate ca noutăți:

- suporți de reglare a orizontalității (papuci) cu funcție de amortizare înglobată;

- un sistem de măsurare a orizontalității, simultan pe două axe, cu afișare a valorilor măsurate și cu posibilitatea citirii la distanță. Este posibil, astfel, ca un singur operator să efectueze reglajul papucilor și să aibă și rezultatul acțiunii sale (nu mai sunt necesari doi operatori, care să depună o activitate îndelungată și obositoare)


Corneliu Gornic este  Președinte PROFEX Centru de Dezvoltare Tehnologică


 


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord