L’azienda di macchine utensili CNC e il produttore di utensili da taglio in metallo duro collaborano per creare l’automazione della produzione di prossima generazione
I produttori americani Star Cutter Company e Garr Tool hanno sviluppato congiuntamente un’innovativa macchina utensile CNC a 5 assi che automatizza completamente la produzione di frese a profilo complesso, dal pezzo grezzo all’utensile finito.
Star Cutter Company è specializzata nella produzione di metallo duro e preforme, utensili da taglio e macchine CNC per l’affilatura di utensili e creatori. Fondata a Detroit nel 1927, l’azienda gestisce oggi sei impianti di produzione in posizioni strategiche in tutto il Michigan. La sua divisione Elk Rapids Engineering è responsabile del rinomato marchio Star di rettificatrici per utensili e frese CNC.
Garr Tool è il produttore leader negli Stati Uniti di utensili da taglio in carburo solido ad alte prestazioni. Dagli umili inizi con Fred Leppien nel suo garage nel 1944, ora gestisce un impianto di produzione all’avanguardia di quasi 20.000 mq nel Michigan centrale con oltre 150 rettificatrici CNC. Garr Tool è specializzata in utensili da taglio in carburo solido, tra cui frese, punte, alesatori e fresatrici.
Garr Tool fa ampio uso dell’automazione CNC, comprese le affilatrici di Ulmer Werkzeugschleiftechnik (UWS) e Star-Cutter. Tutte queste macchine sono basate sulla tecnologia di controllo fornita dall’azienda specializzata in CNC NUM. Star Cutter, per esempio, ha collaborato con NUM per lo sviluppo cooperativo di hardware e software CNC specifici dal 1998, e oggi basa quasi tutte le sue macchine utensili sulla piattaforma CNC Flexium+ di NUM ad architettura aperta.
Secondo John Leppien II, vicepresidente di Garr Tool, “Usiamo il software NUMROTO di NUM per la produzione e il ricondizionamento degli utensili su tutte le nostre macchine Star e UWS. I nostri operatori lo considerano molto flessibile e facile da usare, e constatiamo che facilita la condivisione delle conoscenze tra i reparti e aiuta anche a ridurre le nostre spese generali di formazione.”
Alcuni anni fa, Garr Tool ha iniziato a produrre una serie di utensili di grande diametro da utilizzare su macchine a coppia elevata impiegate nell’industria aerospaziale; tuttavia, la produzione degli utensili richiedeva più macchine e più processi. L’azienda ha quindi intrapreso un progetto di collaborazione con il team di Elk Rapids Engineering di Star Cutter, per sviluppare una macchina multi-processo in grado di gestire l’intero compito di produzione. Il risultato è stato lo sviluppo nel 2018 di una rettificatrice per utensili Star CNC che comprendeva il software di fresatura NUMROTO, la rettifica cilindrica, insieme a motori lineari e azionamenti su tutti 5 gli assi con un sistema di refrigerazione/raffreddamento a circuito chiuso. Questa macchina termicamente stabile permette a Garr Tool di mantenere precisione di 0,001 pollici sul diametro esterno di questi utensili dall’inizio ciclo per 48 ore di funzionamento automatico.
L’ultima macchina di Star, la rettificatrice per utensili e frese NXT, ora incorpora anche queste stesse caratteristiche che sono state introdotte in Garr Tool. Basata sul sistema Flexium+ CNC di NUM e sul software NUMROTO, questa nuova macchina utensile a 5 assi è dotata di motori lineari invece di viti a sfera sugli assi X, Y e Z, di motori torque ad azionamento diretto sugli assi rotativi B e C e di un motore mandrino raffreddato a liquido. C’è una scelta di tre diversi tipi di motore mandrino, per soddisfare al meglio le esigenze applicative; questi includono un’unità ad altissima velocità capace di 24.000 giri al minuto, e un’unità ad altissima potenza di 28 kW.
La NXT ha un ingombro eccezionalmente piccolo (incluso il refrigeratore mandrino/asse) di soli 7’ 6’’ x 6’ 6” (2300 x 2032 mm), e un’altezza installata di soli 7’ 5” (2284 mm). Queste dimensioni significano che la macchina può essere facilmente sistemata in officina, dove lo spazio è spesso limitato. La base della macchina è fusa in un composito polimerico Zanite® Plus per assicurare rigidità meccanica e stabilità termica.
Nonostante le sue dimensioni ridotte, la NXT offre un’ampia area di rettifica, con corse massime X, Y e Z di 19,7”, 25,6” e 29,5” (500 mm, 650 mm e 750 mm) rispettivamente. La macchina può accogliere pezzi con lunghezza fino a 15” (381 mm) di lavoro finito e 10” (254 mm) sul diametro. Il cambio automatico delle mole e la tastatura sono funzionalità standard per mole fino a 8” (203 mm) di diametro, e la NXT può anche far funzionare mole fino a 10” (254 mm) di diametro con collettori di refrigerante e fino a 12” (305 mm) di diametro senza refrigerante.
La capacità di utilizzare mole di grande diametro per applicazioni di profilatura o piccole mole di diametro inferiore a 1” (25 mm) per la rettifica di tasche in PCD sulla stessa macchina introduce un notevole livello di flessibilità di produzione.
La nuova rettificatrice per utensili e frese NXT di Star Cutter è dotata di un robot compatto 6 assi a sbraccio ridotto Fanuc 200iD completamente integrato per facilitare la lavorazione completamente automatizzata di pezzi grezzi tondi e piatti; la pinza standard può gestire pezzi grezzi da 5 mm a 32 mm, con altre opzioni disponibili. I dati di misurazione in-process vengono inviati direttamente al software NUMROTO del sistema CNC, per fornire un controllo adattivo in tempo reale dell’intero processo di rettifica.
Basato su un’architettura modulare, l’NXT è progettato per una facile integrazione con altre forme di automazione industriale e robot di movimentazione. Una vasta gamma di opzioni di fabbrica e di retrofit include un asse W retraibile e un diamantatore mole da 12.000 giri/min.
Aaron Remsing, Jr. Direttore delle vendite per la divisione di ingegneria Elk Rapids di Star Cutter, sottolinea: “Crediamo che la NXT sia la più piccola e più capace rettificatrice per utensili e frese CNC sul mercato. Anche se si tratta di un design evolutivo, le sue prestazioni sono a dir poco rivoluzionarie.”
(Settembre 2022)