Il centro di lavoro è una macchina utensile dotata di controllo numerico che riesce a eseguire più di un’operazione meccanica con un solo set-up su più di una superfice dello stesso pezzo di lavoro. Una macchina utensile è un insieme di componenti meccanici, idraulici, pneumatici ed elettronici che, insieme, permettono di eseguire una determinata lavorazione meccanica. In particolare, il centro di lavoro è dotato di più assi di moto e di un sistema di scambio utensile automatico.

-Le operazioni del centro di lavoro

– Classificazione dei centri di lavoro

-Struttura e componenti dei centri di lavoro

-Gli elementi secondari

LE OPERAZIONI DEL CENTRO DI LAVORO

Le operazioni di lavorazione meccanica tipiche di un centro di lavoro coincidono spesso con l’asportazione di materiale da un pezzo grezzo tramite l’ausilio di un utensile. Tipici esempi di queste operazioni di lavorazione meccanica sono: fresatura, alesatura, filettatura, foratura, etc. etc. Grazie alla possibilità di disporre di un elevato numero di utensili a magazzino.

Il centro di lavoro a controllo numerico si riferisce all’utilizzo della tecnologia elettrico/informatica che permette l’esecuzione ed il controllo di una lavorazione meccanica. L’idea di base è definire la geometria del pezzo e del percorso dell’utensile come una griglia di punti facilmente trattabili da un calcolatore. Il controllo numeri gestisce la complessità delle operazioni e permette di programmare operazioni diverse.

E’ utile sottolineare che per set-up si intende l’insieme delle procedere che è necessario attivare per passare da un’operazione all’altra. Ciò dipende dall’operazione che consideriamo. Può coinvolgere il cambio utensile, il cambio programmi di lavoro e le modifiche alla cella.

I centri di lavoro possono essere dei più svariati tipi a seconda della configurazione, del numero di assi, delle dimensioni dell’area di lavoro, della posizione del mandrino e degli optional presenti.

CLASSIFICAZIONE DEI CENTRI DI LAVORO

Possiamo classificare i centri di lavoro in tre tipologie: i centri di lavoro ad asse verticale (fisso o mobile), il centro di lavoro ad asse orizzontale (fisso o mobile) e i centri di lavoro a doppia colonna (a portale, fisso o mobile).

Il centro di lavoro ad asse verticale presenta l’asse del mandrino in posizione verticale rispetto alla base su cui si pone il pallet.

Il centro di lavoro ad asse orizzontale ha l’asse del mandrino in posizione orizzontale. Mentre il centro di lavoro a doppia colonna ha il mandrino che scorre su un portale retto a due colonne ed è usata per lavorare pezzi di notevoli dimensioni.

STRUTTURA E COMPONENTI DEI CENTRI DI LAVORO

E’ importante definire dimensionalmente quella che è l’area di lavoro (o campo operativo).

L’area di lavoro è definita dalle dimensioni della zona di operatività del mandrino a seconda degli assi di traslazione x,y e z. Le dimensioni degli assi influiscono sulla dimensione massima dei pezzi da lavorare e sul tipo di lavorazioni che possono essere effettuate.

Dopo aver definito l’utilità della definizione del campo di lavoro è necessario procedere spiegando i componenti di un centro di lavoro così comprendendo la sua stessa struttura.

Il sistema di controllo è un componente fondamentale e si riferisce ai controlli numerici, controlli logici, terminali, I/O e field-bus. Inoltre, troviamo il basamento, montante, carro e testa che si riferiscono alla struttura vera e propria e a seguire la tavola girevole, le guide, gli assi e il mandrino.

Il basamento ancora la macchina al terreno donando rigidità, assorbendo vibrazioni e stabilità termica e raccogliendo materiale di scarto (trucioli e liquido refrigerante). Il basamento realizza l’asse Z.

Il montante è una colonna verticale sul carro che regge il mandrino e realizza l’asse Y. La testa si muove lungo l’asse T e regge il mandrino. Il carro realizza l’asse X. Troviamo poi il pallet e la tavola girevole. La tavola girevole ruota intorno all’asse verticale e può basculare attorno all’asse orizzontale. In questo modo blocca rigidamente il pallet per la lavorazione (continua o discreta).

Per quanto riguarda le guide, esse possono essere a strisciamento e a rotolamento. Le guide a strisciamento determinano lo scorrimento della parte fissa sulla mobile e necessitano di lubrificanti. Mentre le ruote a rotolamento necessitano di cuscinetti o pattini tra la parte fissa e quella mobile ma godono di maggiore velocità e minore attrito.

ELEMENTI SECONDARI

Gli elementi secondari di un centro di lavorazione non sono indispensabili per eseguire una data lavorazione. Ma servono ad aumentare il grado di automazione della stessa. Questi elementi di un centro di lavoro sono il magazzino utensili, il dispositivo di cambio utensile, il dispositivo carico/scarico pallet, l’impianto di evacuazione truciolo, le protezioni e il magazzino pallet.

Il magazzino dei pallet dei pezzi da lavorare e dei pezzi già lavorati si distinguono in magazzino circolare con manipolare, magazzino planare con navetta portapallet e magazzino motorizzato a ruota. Inoltre, si può aggiungere anche un ulteriore scambiatore bipallet per distaccare l’utilizzo di macchina e magazzino.

Il magazzino pallet circolare può essere a uno o due piani con i pallet disposti su un magazzino circolare fisso. E’ chiamato anche multipallet perché i pallet manipolati dalla forca girevole al centro è tipicamente a due posizioni e afferra i pallet e li porta in zona di scambio con la macchina.

Il magazzino a pallet planare lavora i pallet disposti in magazzino a sviluppo planare e anch’esso, come il magazzino circolare, può essere a uno o più piani. I pallet sono manipolati da una navetta portapallet che individua e movimenta i pallet dal magazzino alla postazione di lavoro e viceversa.

Il magazzino pallet a ruota è circolare e può ruotare. Non è solitamente presente alcun manipolare per la movimentazione dei pallet. Esso consente il carico e scarico delle parti attraverso il moto rotatorio e il moto di sollevamento e abbassamento della macchina. Viene chiamato anche giostra.

Per concludere, il dispositivo di cambio pallet permette di scambiare un pallet al termine della propria lavorazione con un pallet che è in attesa di lavorazione. I magazzini sopra citati svolgono già tale funzione tramite la giostra, la navetta e la forca ma aggiungendo uno scambiatore bipallet si effettua il disaccoppiamento della macchina dal magazzino pallet.