CNC e THC

Controlli numerici computerizzati

Il CNC è l’interfaccia di comunicazione principale tra l’operatore e la macchina. Dice cosa fare agli altri componenti e possibilmente anche all’operatore.

Il CNC:

• Converte il programma pezzi in segnali di comando che controllano con precisione la direzione, la velocità e i processi di taglio della macchina
• Invia e riceve segnali per controllare il processo di taglio, le funzioni della macchina come moto, movimento di controllo altezza e componenti di sicurezza
• Può essere usato per la programmazione dei pezzi online oppure può utilizzare un programma pezzi da un software offline CAD/CAM
• I componenti includono hardware e software

Come funzionano i CNC

Sulle grandi macchine industriali, il CNC in pratica è un computer industriale avanzato con un software di controllo del movimento interno e della macchina e una serie di input e output per controllare i motori, i sistemi di taglio, i controlli dell’altezza e altri strumenti che possono essere montati sulla macchina da taglio. Prende ordini dall’operatore della macchina e dal software CAM (computer assisted manufacturing – produzione assistita da computer), convertendo gli ordini in segnali elettrici perfettamente temporizzati che controllano tutta la funzionalità. I CNC industriali sono progettati per essere estremamente robusti, per sopportare l’uso prolungato in ambienti sporchi, rigidi e esposti a rumore elettrico. Tuttavia, la sua robustezza aggiunge costo e complessità.

I tavoli industriali leggeri a basso costo spesso utilizzano come CNC un PC o un portatile commerciale. Anche se questi computer, progettati per un ciclo di vita relativamente più facile in ambienti puliti con temperature controllare, ci si può aspettare che abbiano problematiche di affidabilità in ambienti di produzione più rigidi in cui sono completamente capaci di sostenere il movimento e i requisiti limitati di input e output su molte macchine piccole. Se si deve utilizzare un PC commerciale, il sistema deve disporre di un moderno sistema di taglio plasma ad aria che utilizza una tecnologia di avviamento della torcia a vampa di ritorno che produce un livello inferiore di interferenza del rumore elettrico. Al contrario, i sistemi al plasma ad aria più vecchi e i sistemi al plasma industriali utilizzano un avviamento ad alta frequenza, alta tensione o capacitivo che può rovinare l’impianto elettronico delicato.

Quando si sceglie un CNC, è bene cercare un’interfaccia facile da usare. Anche se molte macchine con tecnologia di livello inferiore utilizzano tastiera e mouse standard per controllare le funzionalità, le macchine di livello superiore dispongono di semplici controlli su schermo touch.

Il software CNC deve essere il più intuitivo possibile. Questo non sempre succede quando il software CNC è stato riprogrammato da processi di lavorazione a macchina come la contornatura e la fresatura. La scelta di un’interfaccia utente (software CNC) che è stata progettata specificamente per il taglio offre il vantaggio di essere più facile da imparare e da usare ogni giorno.

I CNC giocano un ruolo fondamentale nel successo complessivo dell’operazione di taglio di una macchina. Idealmente, un CNC dovrebbe dare all’utente:

• Facilità di utilizzo

• Prestazioni uniformi e affidabili

• Maggiore produttività

• Flessibilità nella configurazione del sistema

• Tempistica di movimento e di processo di precisione

• Diagnostica di sistema semplificata

• Controllo del processo di taglio avanzato

• Strumenti e comunicazioni integrate al sistema

• Aggiornare regolarmente il software di produzione per tenere il passo con le esigenze sempre più crescenti dell’industria di taglio.

Controlli di altezza torcia

Con l’utilizzo della tensione d’arco, il controllo di altezza torcia (THC) assicura che lo strumento di taglio non si avvicini troppo o sia troppo lontano dal pezzo in lavorazione.

Il THC:

• Esegue il rilevamento dell’altezza iniziale (IHS – Initial Height Sensing) avviandosi all’ultima altezza di ritrazione, abbassando la lamiera per stabilire la posizione della lamiera e eseguendo la ritrazione dell’altezza di sfondamento
• Regola l’altezza dello strumento di taglio in tutto il processo di taglio per ottenere la qualità di taglio richiesta
• Estende la durata dei consumabili mediante il posizionamento della torcia lontano dal metallo fuso durante lo sfondamento e il rilevamento della collisione per arrestare il processo di taglio

Anche se non del tutto necessario, il THC è un investimento davvero utile. Un sistema che dispone di un controllo di altezza correttamente funzionante, può consentire la programmazione e lo schema di taglio per centinaia di pezzi e lasciare il completamento del lavoro al sistema automatico.

Come funzionano i THC

Una volta programmato, il THC tocca delicatamente la superficie del materiale e successivamente si ritrae fino altezza di sfondamento adeguata. Dopo aver iniziato uno sfondamento, il THC comunica alla torcia di attendere uno o due secondi per consentire lo sfondamento completo e quindi si muove fino all’altezza di taglio che è fondamentale per la qualità di taglio. Se la torcia è troppo bassa, c’è il rischio di una collisione con la lamiera. Se è troppo alta, la larghezza del taglio sarà troppo ampia e si verificherà anche un aumento di angolarità, bava e deformazione. Una volta che il movimento X e Y raggiunge la velocità (allo scadere del temporizzatore del ritardo del controllo dell’altezza) il controllo del feedback della tensione d’arco entra in funzione per mantenere la distanza torcia-lamiera adeguata.

Numero di accensioni con un set di consumabili con una deviazione dall’altezza di taglio corretta <0,25 mm, senza intervento dell’operatore (130 A) su acciaio al carbonio da 12 mm

Con i THC tradizionali, l’operatore deve regolare periodicamente la tensione d’arco per garantire la corretta altezza di taglio. Per produttività e redditività maggiori, è necessario trovare un sistema THC intelligente che regola automaticamente l’usura dell’elettrodo.  Alcuni sistemi THC offrono una campionatura della tensione d’arco per tracciare l’usura progressiva dei consumabili.  Monitorando costantemente la tensione d’arco dopo ogni sfondamento, il valore di tensione d’arco impostato può essere regolato automaticamente per mantenere sempre l’altezza di taglio giusta per tutto l’arco della durata dei consumabili senza alcun input aggiuntivo da parte dell’operatore.  Questo comporta il raggiungimento di una qualità di taglio ottimizzata e della durata massima dei consumabili riuscendo a risparmiare tempo e denaro.