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  1. 1. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione L’automazione 1 L’automazione n Insieme delle tecniche e dei metodi per sostituire o ridurre l’intervento umano in un’attività lavorativaPolitecnico di Torino 1
  2. 2. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Automazione delle macchine utensili (M.U.) n Eliminare l’intervento umano di controllo n Eliminare le operazioni manuali di montaggio n Effettuare operazioni contemporanee n Integrare le lavorazioni n Effettuare il controllo dimensionale n Aumentare la flessibilità n Integrare le attività di progetto e produzione Evoluzione dei sistemi automatici n Tornio automatico n Tornio plurimandrino n Tornio a copiare n Trapano plurimandrinoPolitecnico di Torino 2
  3. 3. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il controllo numerico (C.N.) 5 Il controllo numerico n Sistema automatizzato che fornisce alla macchina utensile (M.U.) le informazioni ed i comandi necessari al suo funzionamento in alternativa al comando manuale n Controllo automatico realizzato mediante un dispositivo in grado di interpretare i dati numerici introdotti allinizio e nel corso del processo (definizione ISO)Politecnico di Torino 3
  4. 4. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Elementi di un sistema C.N. n Logiche di lettura n Zone di memoria n Logiche di elaborazione dei comandi Vantaggi dei sistemi a C.N. n Aumento della produzione n Riduzione dei tempi passivi n Miglioramento della qualità del prodotto n Riduzione degli scarti n Riduzione del costo della mano d’opera n Utilizzo di una macchina per più lavorazioniPolitecnico di Torino 4
  5. 5. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Svantaggi dei sistemi a C.N. n Elevato costo d’acquisto delle M.U. n Spese di manutenzione e assistenza tecnica delle macchine n Necessità di programmatori specializzati Schema di un sistema a C.N. TAVOLA SERVO MOTORE VitePolitecnico di Torino 5
  6. 6. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Differenze tra sistemi CN – MU tradizionali n Sistemi di azionamento (motori e controlli) n Uso delle viti a ricircolo di sfere n Sistemi di sostentamento idrostatico delle tavole La vite a ricircolo di sfere Ricircolo esterno delle sfere Vite MadrevitePolitecnico di Torino 6
  7. 7. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Tipologie di informazioni delle M.U. n Continuo ¨ posizioni ¨ traiettorie e velocità di tavola, pezzo, utensile n Discreto ¨ partenze ¨ arresti ¨ cambio utensile Tipologie delle istruzioni da C.N. a M.U. n Geometriche (movimenti relativi tavola - utensile) n Di processo ¨ velocità di rotazione del mandrino ¨ avanzamenti n Operative ¨ interpolazione ¨ movimenti della tavola o dellutensile n Di commutazione ¨ azionamenti dei circuiti secondari ¨ cambio utensili - carico e scarico del pezzoPolitecnico di Torino 7
  8. 8. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione L’unità di governo n Gestione del part program n Gestione dei motori e trasduttori degli assi n Controllo del moto di taglio n Gestione del cambio automatico dell’utensile n Analisi della movimentazione del pezzo n Esecuzione di controlli operativi e funzionali Schema a blocchi di un C.N. Macchina Lettura utensile codice ISO Circuiti Unità Azionamenti di potenza di governo TrasduttoriPolitecnico di Torino 8
  9. 9. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il controllo ad anello chiuso 17 Il controllo ad anello chiuso Segnale di comando + Σ INPolitecnico di Torino 9
  10. 10. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il controllo ad anello chiuso n Gli attuatori effettuano il posizionamento sulle quote programmate, definendo la posizione attuale dell’organo considerato + Σ Attuatore IN Il controllo ad anello chiuso n La slitta permette il moto degli assi della macchina a controllo numerico + Σ Attuatore Slitta INPolitecnico di Torino 10
  11. 11. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il controllo ad anello chiuso n Il trasduttore trasforma l’ informazione di posizione o velocità in un segnale elettrico gestibile dall’unità di governo + Σ Attuatore Slitta Trasduttore IN Il controllo ad anello chiuso n La differenza tra il segnale di comando e quello di retroazione genera un errore di posizione o di velocità + Σ Attuatore Slitta Trasduttore IN - OUT Segnale di retroazionePolitecnico di Torino 11
  12. 12. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il controllo della traiettoria 23 Sistemi di controllo delle traiettorie n Controllo di posizione (punto a punto) ¨ il moto degli assi è dato da attuatori meccanici ¨ lospostamento relativo tavola - testa è indipendente dalla traiettoria ¨ non esistono relazioni funzionali tra gli assi ¨ il comparatore emette un segnale che inibisce il movimento quando X − X = 0 0Politecnico di Torino 12
  13. 13. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Controllo punto a punto n Lutensile si muove descrivendo traiettorie rettilinee parallele agli assi della macchina C E A D B Sistemi di controllo delle traiettorie n Controllo continuo di traiettoria ¨ controllo incrementale del posizionamento dellutensile e della velocità di lavoro ¨è necessaria un’ interpolazione dei punti (lineare, circolare, parabolica, cubica ecc.) ¨ alservomotore giunge un riferimento in velocità quando X − X ≠ 0 0Politecnico di Torino 13
  14. 14. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il controllo continuo (Contouring) n La traiettoria utensile è prefissata con velocità tangenziale determinata L’interpolazione n Per un sistema a C.N. non è necessario definire le quote di un numero infinito di punti per ciascuno degli assi ma si calcola la traiettoria mediante interpolazione n Linterpolatore collega il punto iniziale a quello finale secondo il percorso più breve consentito dalla tolleranza imposta dal controllorePolitecnico di Torino 14
  15. 15. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione L’interpolazione n Nei moderni C.N.C. dei M.C. l’interpolazione può essere eseguita in continuo con precisione di inseguimento della traiettoria teorica funzione della velocità di avanzamento n Nelle operazioni di finitura si opera con basse velocità di lavorazione per consentire l’elaborazione di calcoli relativi a segmenti piccoli Controllo continuo degli assi n La M.U. deve disporre di sistemi di azionamento per garantire il controllo di velocità n Per lavorazioni complesse si può avere il controllo continuo di almeno 5 assi ¨3 assi lineari (X, Y, Z) ¨ 2 assi di rotazione (A, B, C)Politecnico di Torino 15
  16. 16. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione I centri di lavorazione 31 Classificazione delle M.U. a C.N. n Macchine monoscopo ¨ torni, fresatrici, alesatrici, rettificatrici ecc. n Macchine multiscopo ¨ centri di tornitura ¨ machining centers M.C.Politecnico di Torino 16
  17. 17. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il centro di lavorazione (M.C.) n Macchina a C.N. su più assi, costituita da unità operatrici o di posizionamento, che esegue le operazioni previste secondo un programma preordinato n Sostituisce più macchine convenzionali per lavorazioni ad asportazione consentendo: ¨ un unico posizionamento del pezzo ¨ la sostituzione automatica degli utensili Le specifiche di macchina n Il volume di lavoro n Posizione del mandrino (orizzontale o verticale) n Numero di assi controllati n Precisione di posizionamento n Potenza del mandrino n Caratteristiche dell’ attacco portautensile n Il magazzino utensili n Il dispositivo cambio palletPolitecnico di Torino 17
  18. 18. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il centro di lavorazione Il centro di lavorazionePolitecnico di Torino 18
  19. 19. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Il centro di lavorazione Mandrino orizzontale Il centro di lavorazione Magazzino utensiliPolitecnico di Torino 19
  20. 20. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Denominazione degli assi di un M.C. v y B w u x z C A Il centro di lavorazione - assi controllati B X Y ZPolitecnico di Torino 20
  21. 21. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Macchina a mandrino verticale Z Y X Il volume di lavoroPolitecnico di Torino 21
  22. 22. Il controllo numerico C.N. Sistemi di Produzione Sommario della lezione n Caratteristiche generali del C.N. n Funzionamento del C.N. n I sistemi di controllo n I centri di lavorazionePolitecnico di Torino 22

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