La macchina per il taglio laser ad alta velocità utilizza nuove tecniche CNC per accelerare la produzione

14 ottobre 2020 — Lo specialista CNC NUM sta aiutando Grupo Plasma Automation - uno dei principali produttori di apparecchiature di fabbricazione dell’America Latina - a sviluppare un’innovativa macchina per il taglio laser ad alta velocità che utilizza il controllo adattivo dell’altezza in tempo reale per accelerare la produzione.

Grupo Plasma Automation comprende otto aziende specializzate nella progettazione e produzione di automazione della fabbricazione. Il gruppo produce un’ampia gamma di macchine per il taglio al plasma, laser e a getto d’acqua. Fondata nel 1991, GPA è cresciuta costantemente nel corso degli anni e ha costruito una vasta e prestigiosa base di clienti; ha più di 700 sistemi di taglio installati presso aziende solo in Messico, e oggi serve sia il mercato nazionale che internazionale.

La più recente macchina di taglio laser CNC di GPA è progettata per fornire ai produttori di lamiere una soluzione di taglio di precisione ultraflessibile. Con il marchio SPEED CUT, la macchina è in grado di tagliare un’ampia varietà di metalli con diverse densità, tra cui ferro zincato, alluminio, ottone, acciaio inox e acciaio al carbonio. Ha un’area di lavoro di 1,5 x 3 metri e una velocità di taglio massima di 120 metri al minuto, con una precisione di posizionamento di 40 micron. Il sistema offre un funzionamento estremamente fluido anche ad alte velocità.

Per contribuire a massimizzare le prestazioni e l’affidabilità, la nuova macchina da taglio GPA si basa interamente sulla tecnologia laser e di controllo leader del settore. La sorgente laser è un sistema a fibra di itterbio allo stato solido della IPG Photonics da 2 kW, con una lunghezza d’onda di 1,07 micrometri, mentre la testa di taglio è un’unità Precitec LightCutter 2.0. Questa particolare testa di taglio è rinomata per le sue prestazioni dinamiche - è dotata di regolazione automatica motorizzata della posizione di messa a fuoco assiale, può gestire velocità di accelerazione fino a 3 g, e copre un ampio range di posizione di messa a fuoco di 23 mm.

Tutte le funzioni di posizionamento della testa di taglio sulla macchina sono controllate da un sistema CNC NUM Flexium+ 8 CNC. Secondo Omar Sandoval, proprietario e CEO di GPA, “Abbiamo scelto di collaborare con NUM soprattutto per la sua piattaforma CNC ad architettura aperta e per la disponibilità di NUM a partecipare attivamente a progetti di sviluppo comuni come questo.”

Tutti e quattro gli assi della macchina sono azionati da servomotori BPX ad alta coppia NUM controllati da servoazionamenti digitali NUMDrive X; gli assi a portale Y1 e Y2 sono dotati di potenti motori da 9,8 Nm, mentre gli assi X e Z hanno motori più piccoli rispettivamente da 2,7 Nm e 1,4 Nm. Il software di messa in servizio FlexiumTool di NUM consente la messa a punto degli assi Y1/Y2 mentre la sincronizzazione è attiva, il che fornisce un mezzo molto potente per massimizzare le prestazioni e la precisione.

L’asse Z controlla l’altezza verticale della testa di taglio laser sopra la lamiera che viene tagliata. Capitalizzando l’esclusiva funzione ‘Dynamic Operator’ (DO) del software Flexium di NUM - che permette di integrare nel kernel CNC in tempo reale i cicli macchina guidati dagli eventi - l’utente della macchina per il taglio ad alta velocità beneficia di un sistema automatico di controllo dinamico dell’altezza che consente velocità di taglio estremamente elevate. Il sistema interpreta i dati dal sensore di altezza della testa di taglio della macchina e li usa per regolare molto rapidamente i parametri dell’anello proporzionale-integrale-derivativo (PID) nel servo asse Z. Il sensore di altezza viene impiegato anche per facilitare una routine di rilevamento automatico dei fogli: questo determina le dimensioni del pezzo in lavorazione, lo zero e l’offset angolare, semplificando ulteriormente il funzionamento della macchina.

Steven Schilling, amministratore delegato di NUM Corporation a Naperville, Illinois, sottolinea: “Siamo lieti di collaborare con GPA nello sviluppo di questa nuova macchina. Oltre ai sistemi di controllo dell’altezza adattivo in tempo reale e di rilevamento delle lamiere, la versione personalizzata del software NUMcut che stiamo fornendo offre una libreria utente delle condizioni di taglio dei materiali. Essa è precaricata da GPA con i livelli ottimali di potenza laser, velocità di taglio, ecc. in funzione del tipo e dello spessore del materiale. La fornitura di questa libreria aumenterà ulteriormente la produttività della macchina e la precisione di taglio.”

FINE