Tecnologia per l’innovazione: i trend nelle macchine utensili, dal CNC al digital workflow

Lo scenario dell’industria sempre più competitiva: macchine utensili più veloci, complete e precise per soddisfare tutte le esigenze del mercato.

I costruttori di macchine utensili sono considerati gli apripista per molti settori industriali. Sono spesso i primi a sperimentare nuove tecnologie e a ottimizzare quelle esistenti. Per questo motivo, gli utenti finali si aspettano che ogni evoluzione delle macchine utensili garantisca più elevati livelli di produttività e una gestione della stessa mediante dati già aggregati e parametri facilmente accessibili. L’evoluzione dei sistemi CNC e la digitalizzazione sono la risposta a questa progressiva richiesta di maggiore produttività e trasparenza.

Facendo fronte alla competizione globale, gli utenti finali investono in nuove macchine partendo da due obiettivi principali: i tempi ciclo di esecuzione del processo di lavorazione e la produttività complessiva dell’investimento, non separabili dalle esigenze in termini di qualità di lavorazione e tolleranze dimensionali. I produttori di macchine utensili rispondono a queste esigenze aumentando la dinamica delle movimentazioni e integrando tecnologie innovative ai nuovi processi produttivi. Un numero crescente di sensori monitora il processo produttivo per assicurare una qualità costante.

Queste tre tendenze – più velocità, più completezza e più precisione – pongono sfide crescenti ai moderni sistemi di controllo CNC. Ogni incremento di velocità richiede tempi di elaborazione sempre più spinti. Il controllo deve fornire capacità aggiuntive per integrare ulteriori dispositivi e tecnologie di lavorazione. Allo stesso tempo, il volume della trasmissione dei dati in una macchina sta aumentando in modo esponenziale a causa dei sensori.

CNC MTX: tecnologie produttive multi-processo

Allo stesso tempo tanti produttori terzi, in particolare i fornitori dell’industria automobilistica, stanno investendo in impianti che coprono l’intero processo produttivo. Per ridurre i tempi di riattrezzamento, fissaggio e manipolazione pezzi, sono sempre alla ricerca di soluzioni multi-tecnologiche. Per questo motivo, i produttori di macchine stanno integrando in un unico sistema i processi classici come foratura, fresatura e rettifica con altre tecnologie, come taglio laser e saldatura o processi additivi. Spesso queste tecnologie combinate richiedono un livello di elaborazione molto alto, sono infatti eseguite simultaneamente ad altre fasi produttive. Avendo a disposizione un Kernel CNC proprietario, Bosch Rexroth ha sviluppato e integrato successivamente, un’ampia gamma di funzioni tecnologiche sia per l’asportazione tradizionale sia per il taglio termico (come laser e plasma), oltre a tutta la tecnologia per la deformazione a freddo del tubo e del filo metallico.

Prestazioni avanzate

La struttura multicanale di MTX consente, inoltre, una facile integrazione dei sistemi di manipolazione pezzi con diverse cinematiche all’interno dello stesso controllo. A questo proposito, Bosch Rexroth ha davvero alzato il livello di innovazione con il rilascio della versione della piattaforma XM42-V15 del collaudato sistema a CNC MTX, basato su CPU multicore scalabile in tre livelli, è in grado di gestire in un singolo controllo da 12 a 250 assi/mandrini CNC e da 3 a 60 canali CNC indipendenti.

Il Digital Workflow della catena di valore

Bosch Rexroth sta espandendo e semplificando l’ingegneria digitale delle macchine utensili; diversi costruttori hanno già virtualmente sviluppato tante tipologie di macchine utensili con il cosiddetto Digital Twin (Gemello Digitale) reso possibile dalla piattaforma software IndraWorks per MTX mostrato nella foto in alto e gli strumenti software disponibili, come il Machine Builder (che consente un Virtual Engineering con simulazione grafica realistica in 3D sia della macchina/attrezzaggio che del pezzo da produrre) e l’MTX Simulator (che permette di realizzare le lavorazioni programmate con cicli in real-time della CPU MTX e di eseguire un accurato debug dei programmi). Con il Virtual Commissioning si esegue una vera messa in servizio dell’impianto, configurando i drive e le periferiche associate, fino ad eseguire un collaudo completo, tutto in un ambiente virtuale. Un altro vantaggio consistente è la possibilità per i costruttori di macchine di integrare e proteggere il loro know-how nell’architettura software aperta.

CNC e IoT: i dati, la materia prima del valore

Parallelamente alla digitalizzazione, le caratteristiche del sistema MTX si sono evolute in una proposta di IoT di semplice utilizzo che è già in grado di soddisfare tutti i requisiti di connettività i4.0 più evoluti. MTX è stato tra i primi sistemi CNC a offrire la connettività OPC UA server. Bosch Rexroth, pioniere della standardizzazione dei sistemi connettività sul mercato, è attivo in vari consorzi di interesse industriale, come ad esempio Umati.

Promosso dell’associazione tedesca (VDW) dei costruttori di macchine utensili e già esteso ad altre associazioni internazionali, UMATI rappresenta il possibile futuro standard di acquisizione informazioni per macchine utensili e sistemi. Grazie a questi standard aperti, con il sistema CNC MTX gli utenti finali possono integrare macchine utensili automatizzate in ambienti IoT eterogenei e in contesti di Fabbrica del Futuro senza ulteriori sforzi.

Per scoprirne di più su questo tema, ci si può iscrivere al webinar gratuito “La tecnologia al servizio dell’innovazione: il caso del progetto EFFICOIL” in programma mercoledì 17 giugno 2020 dalle ore 15:30 alle ore 16:15. In un dialogo a due voci Fabrizio Mologni (direttore generale di Produtech) e Michele Pirelli (responsabile del settore Macchine Utensili di Bosch Rexroth) offriranno una panoramica del mondo delle macchine utensili sulla scorta di un recente progetto comune che si è guadagnato l’inclusione nel programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea. Dal 16 al 18 giugno Bosch Rexroth sarà online con “Expertise Live: #WeareAutomation”, una serie di webinar sulle principali tecnologie dell’automazione su cui si trovano tutte le informazioni sul blog di Bosch Rexroth Italia.