Precisione sul campo: Hearn Machine Tool e NUM rivoluzionano la foratura di travi per l’industria della lavorazione dell’acciaio

La sfida: precisione mobile in ambienti difficili
Hearn Machine Tool, un’azienda familiare multigenerazionale con sede a Lincoln, in Nebraska, si è guadagnata la reputazione di “risolutrice di problemi” del settore. I suoi trapani portatili di punta, l’SDT7 e l’SDT8 ad alta potenza, sono progettati per eseguire forature “Big Hole” — fino a 6,66cm di diametro — direttamente in loco. A differenza dei trapani magnetici standard da officina, i sistemi Hearn sono essenzialmente centri CNC mobili, spesso montati su telai a binario regolabili che raggiungono i 3,6m di lunghezza.

La complessità della foratura sul campo non si limita alla semplice potenza. Le travi in acciaio raramente sono perfettamente allineate con il telaio di una macchina portatile. Tradizionalmente, l’allineamento di un trapano portatile rispetto a uno schema di fori specifico richiedeva una meticolosa configurazione manuale e un intervento costante da parte dell’operatore. Per superare questo ostacolo, Hearn necessitava di un sistema di controllo che offrisse più del semplice movimento; serviva una piattaforma in grado di adattarsi dinamicamente e di gestire i file in modo sofisticato.

La soluzione: una partnership di successo con NUM
Hearn ha trovato il partner ideale in NUM, leader mondiale nelle soluzioni CNC ad alte prestazioni, noto per la sua architettura “aperta” e l’agilità tecnica. La collaborazione tra il personale di ingegneria di controllo di NUM e gli esperti meccanici di Hearn ha portato a un’implementazione su misura del sistema CNC NUM Flexium+ 6. “La combinazione delle funzionalità avanzate del sistema NUM e delle competenze tecniche del personale con la comprovata esperienza di Hearn nelle capacità di foratura pesante, si è unita per offrire un miglioramento rivoluzionario dell’efficienza per la foratura altamente tecnica dell’acciaio nelle operazioni sul campo”, ha osservato Chuck Sidles di Hearn.

La suite hardware selezionata per l’Hearn SDT8 è una testimonianza della moderna ingegneria industriale. La macchina è costruita attorno alla piattaforma Flexium+ 6 configurata in modalità di fresatura. Questa combinazione va oltre le operazioni di foratura di base e fornisce la simulazione 3D dinamica e la flessibilità di programmazione necessarie per lavori strutturali complessi

Interfaccia avanzata e automazione intelligente
Il vero “cervello” del nuovo sistema Hearn risiede nell’integrazione software. La macchina utilizza un Box PC P2 G4 ad alte prestazioni con sistema operativo Windows IoT Enterprise LTSC, che fornisce un ambiente robusto e stabile per l’interfaccia operatore. Sfruttando la suite software Flexium+ di NUM, Hearn ha introdotto diverse funzionalità che riducono drasticamente i tempi di configurazione e migliorano l’efficienza produttiva:

• Allineamento dinamico della trave: uno dei vantaggi più significativi del sistema NUM è la funzione di compensazione automatica. Dopo che un operatore ha “insegnato” alla macchina alcuni punti di riferimento sulla trave, il CNC allinea dinamicamente il sistema di coordinate interno alla trave fisica utilizzando la funzione del piano inclinato di NUM. Ciò garantisce che, anche se il telaio portatile è montato con una leggera angolazione su qualsiasi piano, i fori vengano praticati con precisione matematica.
• Integrazione CAD diretta: l’efficienza è ulteriormente potenziata dalla possibilità di importare file DWG/DXF direttamente nell’interfaccia di programmazione. Gli operatori non devono più inserire manualmente le coordinate; possono semplicemente caricare i disegni tecnici e il controllo NUM identifica istantaneamente le posizioni dei fori, generando la sequenza di movimento più efficiente per eseguire l’operazione di foratura.
• Selezione grafica “Skip Hole”: nella lavorazione dell’acciaio, i perni di centraggio e la ferramenta esistente spesso ostacolano il percorso. L’interfaccia NUM consente agli operatori di selezionare graficamente e “saltare” fori specifici, oppure di “aggirare” fori che potrebbero avere un ostacolo sulla traiettoria, guidando la macchina in modo sicuro intorno agli ostacoli senza riscrivere il programma. L’interfaccia di programmazione visualizza anche la posizione attuale della macchina, così non ci sono dubbi su cosa stia facendo la sequenza di movimento.
• Interruzione ripristinabile: data la portata di questi progetti, le interruzioni di corrente o i cambi utensile sono inevitabili. Il sistema NUM consente all’SDT8 di ripristinare un programma interrotto e di riprenderlo esattamente dal punto in cui si era interrotto, mantenendo l’integrità del pezzo e risparmiando ore di ricalibrazione.
• Limiti operativi dinamici: la macchina è in grado di impostare in modo intelligente i limiti minimo e massimo della velocità del mandrino e della velocità di avanzamento degli assi in base alle dimensioni del foro che si sta praticando. Per fori particolarmente grandi è importante mantenere velocità del mandrino più elevate e una velocità di avanzamento di foratura ridotta, mentre per quelli più piccoli l’operatore può accelerare la macchina per ridurre il tempo di ciclo.

Ingegneria senza confini
La partnership ha permesso all’SDT8 di mantenere la sua caratteristica ingegneristica più famosa: il funzionamento capovolto. Grazie al controllo preciso dei servoazionamenti NUM e alla robusta architettura I/O EtherCAT (che utilizza gateway CTMG1100 e moduli CTMT ad alta velocità), la macchina può funzionare in posizione orizzontale o completamente capovolta. Ciò è fondamentale per i costruttori di ponti e i cantieri navali che devono lavorare sugli elementi strutturali della parte inferiore mantenendo la coppia massima e il flusso di refrigerante attraverso la punta.

“L’attenzione di NUM verso sistemi ad alte prestazioni, precisi e veloci si è rivelata la combinazione perfetta per la nostra filosofia ingegneristica ‘Hearn Tough’”, afferma Chuck Sidles di Hearn. “Combinando le nostre capacità di foratura per impieghi gravosi con l’esperienza di NUM nel controllo, abbiamo creato una macchina che si comporta come un CNC fisso ma che può essere spostata dove si trova il materiale.”