L'innovazione delle macchine utensili aumenta la sostenibilità dei processi produttivi

L'innovazione delle macchine utensili favorisce la sostenibilità dei processi produttivi.

Il rapido sviluppo della tecnologia dell'informazione e la sua perfetta integrazione nei processi produttivi è il principale motore della quarta rivoluzione industriale di oggi. Con le macchine utensili che giocano un ruolo unico e di primo piano nella produzione, l'innovazione digitale nella tecnologia delle macchine utensili sta già giocando un ruolo fondamentale negli sforzi per aumentare la sostenibilità della produzione.

Ralf Reines è un consulente tecnico della VDW, (l'associazione tedesca dei costruttori di macchine utensili), che organizza ogni due anni la fiera EMO. Per lui,

L'introduzione delle tecnologie digitali sta trasformando il settore delle macchine utensili. Lo sviluppo di macchine utensili verdi che minimizzano il consumo energetico, eliminano gli sprechi e riducono l'inquinamento ambientale è fondamentale per il continuo sviluppo sostenibile della produzione.

Come diventare intelligenti

Una delle forze trainanti dell'Industry 4.0 e dello sviluppo dell'IIoT è il crescente impiego di sensori sempre più sofisticati nei centri di lavoro e nelle macchine utensili stesse. Questi sensori forniscono i dati e la connettività che sono alla base della "fabbrica del futuro".

La raccolta e l'analisi dei grandi dati forniti dalle macchine utensili permette di ottimizzare l'intero ciclo di vita dell'utensile, consentendo il monitoraggio (e la regolazione) in tempo reale del processo produttivo, nonché la manutenzione predittiva, che può aumentare la vita utile dell'utensile stesso. Consente inoltre di affinare la progettazione dello strumento su base evolutiva, riducendo al minimo l'uso delle risorse e l'impatto ambientale nel tempo.

Raccolta ad alta tecnologia

Il crescente numero di sensori integrati nelle macchine utensili intelligenti deve essere alimentato. Mentre le batterie sono state usate tipicamente in passato, hanno una durata limitata e possono richiedere migliaia di ore di lavoro per essere sostituite. La tecnologia di raccolta dell'energia in rapido sviluppo offre un'alternativa molto più verde, più economica e facile da usare.

La raccolta di energia dalle accelerazioni delle macchine utensili rotanti è influenzata principalmente dalla velocità dell'utensile e dal numero di taglienti, mentre la raccolta di energia da utensili non rotanti si basa sulle vibrazioni. Altre tecniche di raccolta forniscono energia dalla temperatura ambiente e dalle correnti d'aria.

L'azienda tedesca leader nel settore delle macchine utensili BENZ dimostra questa settimana i vantaggi della raccolta di energia e del funzionamento intelligente e a sensori quando presenta alla EMO di Hannover 2019 il suo nuovo magazzino utensili rotanti Hybrix e il sistema di brocciatura LinA IIoT ready LinA.

Misurazione

Dal settore aerospaziale e automobilistico, alla cantieristica navale e all'energia nucleare, una gamma diversificata di settori industriali richiede oggi componenti estremamente complessi e al momento giusto per la prima volta. Senza la possibilità di errori di produzione, i sistemi di misura automatizzati e altamente precisi e i rapidi cicli di feedback sono sempre più integrati nel processo di produzione, spiega Ralf Reines.

Tali sistemi consentono di misurare il pezzo in macchina, sia durante che dopo la produzione, mantenendo l'assetto originale ed evitando l'interruzione del processo produttivo. In questo modo si risparmia tempo, energia e denaro.

Per gli utilizzatori di macchine utensili, le sonde a contatto e laser per macchine utensili CNC (controllo numerico computerizzato) consentono il presetting automatico degli utensili, il setup del pezzo, il controllo in macchina e la verifica dei pezzi e dei processi. Consentono di ridurre i tempi di regolazione e di ispezione ed eliminano, o controllano, le fonti di variazione di processo - requisiti chiave per la produzione efficiente di pezzi di alta qualità.

Le macchine di misura dell'azienda tedesca Wenzel Group, anch'essa esposta alla EMO, utilizzano le più recenti soluzioni ottiche e teste di misura a 5 assi, fornendo un feedback quasi istantaneo alle macchine di lavorazione attraverso circuiti di controllo chiusi. Il produttore della tecnologia di misura offre soluzioni aggiuntive progettate per rilevare e correggere eventuali problemi sulle macchine in una fase iniziale, prolungando la vita utile e migliorando la sostenibilità.

Potenza morbida

Un software all'avanguardia può anche ridurre l'impatto ambientale delle operazioni delle macchine utensili, aggiunge Reines.

L'uso dei gemelli digitali riduce i tempi di inattività, aumentando ulteriormente la produttività e migliorando la sicurezza. Con l'aiuto delle simulazioni è possibile ottimizzare anche i programmi NC (controllo numerico) e le strategie di produzione. La piattaforma dell'internet degli oggetti nel padiglione 9 della EMO Hannover 2019 offre una panoramica completa.

Il produttore tedesco di macchine utensili Klingelnberg presenta alla fiera di Hannover diverse soluzioni software innovative. La piattaforma GearEngine dell'azienda funge da punto di raccolta centrale dei dati di produzione delle macchine utensili e implementa servizi dati basati su software per gli operatori del settore. Il nuovo sistema SmartTooling identifica utensili e attrezzature per la fresatura di ingranaggi conici con codici a matrice di dati e li gestisce centralmente in un database. Aumentando l'efficienza degli utensili, entrambi i sistemi contribuiscono a garantire una lavorazione sostenibile.