Un multicontrollore di macchina semplifica lo sviluppo di una nuova avanzata taglierina al plasma per tubi

I cinque assi motorizzati e gli I/O sono gestiti da un compatto controllore in tempo reale

5 Luglio 2011 --- Una nuova macchina al plasma innovativa per il taglio di tubi per canne fumarie è stata sviluppata dalla Techserv Cutting Systems, azienda specializzata nella produzione di sistemi di taglio a profilo con CNC. Un avanzato movimento interpolato del sistema di taglio viene usato per aumentare significativamente le quantità prodotte, usando un economico modulo di Baldor per il controllo della macchina in tempo reale.

Capace di tagliare tubi di scarico fumi in alluminio e in acciaio inossidabile con qualsiasi angolo, e di realizzare fori di ogni forma e dimensione, la taglierina al plasma per tubi automatizza completamente questo aspetto della produzione. Finora, per esempio, i raccordi a gomito sono stati prodotti tradizionalmente tagliando prima forme complesse dal foglio di metallo piano, e subendo quindi la rullatura e la saldatura prima dell'assemblaggio. Questo processo di fabbricazione multi-stadio coinvolge necessariamente considerevoli movimentazioni di pezzi in lavorazione in fabbrica e richiede molto tempo.

La nuova taglierina esenta dalla necessità di pretagliare forme complesse. Invece, il foglio piano di metallo viene prima avvolto in un tubo e giuntato con saldatura, quindi ogni tubo viene caricato successivamente in macchina. Tutta l'operazione di taglio viene gestita autonomamente; un semplice taglio ad angolo richiede solo pochi secondi. Il taglio dei pezzi finali angolati per un tubo a gomito e il loro assemblaggio - un'operazione che prima richiedeva circa 15 minuti in totale - può ora essere effettuato in circa 4 minuti.

Il tubo da tagliare viene montato sulla macchina con la sua parte superiore mantenuta in un gruppo di presa rotante azionato pneumaticamente. La torcia per il taglio al plasma viene spostata verso l'alto e verso il basso mentre il tubo ruota, ad un ritmo che determina l'angolo di separazione oppure la dimensione e la forma del foro da realizzare. Sia l'asse di rotazione principale che l'asse che regola l'altezza della torcia sono azionati da servomotori AC brushless della serie BSM di Baldor alimentati da servodrive digitali Baldor MicroFlex, ed impiegano l'interpolazione per assicurare un ritmo di taglio costante indipendentemente dal profilo del taglio o dal diametro del tubo. La macchina può lavorare un'ampia gamma di diametri di tubi, da 90 a 350 mm, con spessori fino a 1,5 mm.

La taglierina per tubi impiega anche tre assi azionati da motori passo-passo Baldor. Due di questi controllano la posizione di un paio di rulli guida, che supportano il tubo durante il processo di taglio e vengono azionati da vicino o più da lontano a seconda del diametro del tubo. Essi si spostano anche lateralmente in modo automatico durante la fase di caricamento del tubo per facilitare l'accesso all'operatore. Il terzo asse azionato passo-passo varia dinamicamente la distanza tra la testa della torcia al plasma e la parete del tubo durante il processo di taglio, per realizzare le prestazioni ottimali.

Tutti e cinque gli assi elettrici sono controllati da NextMove ESB-2 di Baldor, un modulo di controllo compatto in tempo reale che riceve comandi direttamente da un sistema CNC a bordo basato su PC sviluppato da Techserv specificatamente per applicazioni di taglio a profilo per tubi. Il software del sistema CNC gira sotto Windows XP, con tutte le informazioni per l'operatore presentate in un ampio HMI a colori sensibile al tocco.

Il controllore NextMove di Baldor è particolarmente economico per applicazioni come questa. Esso fornisce tutte le funzioni di controllo per la gestione del moto dei cinque assi servo e passo-passo della macchina, dove anche il modello base è capace di accettare altri due assi per future varianti della macchina, se richiesto. Il controllore ha anche estese possibilità integrate di interfacciamento, con l'opzione di ulteriori espansioni, per fornire una economica piattaforma di controllo della macchina.

Secondo il direttore tecnico di Techserv, Mike Cowley, "Il linguaggio di programmazione Mint ad alto livello di Baldor ci aiuta a sviluppare molto velocemente dei programmi di controllo del moto per applicazioni personalizzate come questa. L'integrazione del controllore NextMove con il nostro sistema front-end CNC è stato anche facile da capire perché usa le stesse convenzioni di denominazione API come per i comandi ActiveX. Poiché abbiamo l'esigenza di cambiare al volo la scala e la velocità dei servoassi della macchina con un ritmo di taglio costante, la capacità di interpolazione veloce del controllore fornisce un vantaggio importante. E come avviene con molte delle nostre taglierine troviamo che il comando di Mint 'Hold-To-Analog' è specialmente utile, in quanto ci permette di gestire il controllo in tempo reale dell'arco di plasma completamente all'interno del controllore NextMove. Noi teniamo continuamente sotto controllo la tensione d'arco, ed il software interpreta questo valore analogico per regolare automaticamente la distanza tra la torcia e la parete del tubo, mantenendo così costanti le caratteristiche del plasma necessarie per assicurare le prestazioni di taglio ottimali."

La nuova taglierina al plasma è stata sviluppata per la Flues & Flashings, una società specializzata nella produzione di tubi per camini per i mercati del riscaldamento domestico e commerciale. Secondo Gary Watkins, capo fabbrica alla Flues & Flashings, "Le prestazioni della taglierina al plasma sono superbe. Cambiando il processo in modo da preformare i tubi prima di tagliarli, invece di tagliare forme complesse da fogli di metallo piatti, ci ha permesso praticamente di quadruplicare il quantitativo prodotto. Di fatto siamo stati in grado di produrre scorte per sei mesi durante le prime due settimane di funzionamento della macchina."

Un video della tagliatubi al plasma di Techserv può essere visto su: http://www.youtube.com/watch?v=_0nY2rZaAvQ