Coord3, la macchina di misura della serie Universal

Le macchine di misura sono spesso percepite come “croce e delizia” per le aziende manifatturiere. Croce perché individuano pezzi fuori misura, errori di lavorazione ecc. Delizia perché, per lo stesso motivo, possono confermare la bontà di un processo produttivo o dare importanti indicazioni per la sua taratura. Naturalmente la bilancia pende da quest’ultimo lato, poiché oggi non si potrebbe immettere sul mercato un prodotto senza la validazione attraverso un sistema di verifica. Coord3 Industries ha alle proprie spalle 40 anni di attività in questo importante settore. 40 anni nei quali le esigenze di misura sono mutate, diventando sempre più complesse e pressanti.

Produttività e affidabilità: il giusto mix nelle macchine di misura

Le peculiarità richieste alle macchine di misura sono paragonabili a quelle di qualsiasi altra macchina o impianto industriale: elevata produttività, basso costo di acquisto, grande affidabilità. Semplici prese singolarmente, ma a volte inconciliabili se si pretende di trovarle nello stesso modello.
Trovare il giusto mix significa offrire ai potenziali utilizzatori qualcosa di realmente utile, in grado di valorizzare la produzione e di dare importanti indicazioni sulla qualità non solo del pezzo misurato, ma dell’intero processo produttivo. Il tutto, naturalmente, a un prezzo competitivo.
Coord3 ha fatto proprie queste esigenze e le ha instillate nelle nuove Universal, una serie di macchine di misura a cnc ad assi cartesiani con architettura a portale mobile che promette di offrire significativi vantaggi per gli utilizzatori.
La famiglia comprendente diversi modelli, ciascuno con specifiche corse degli assi. Si parte dalla più piccola, con corse X/Y/Z pari a 1.200x900x800 mm, fino alla più grande 3.000×1.500×1.300 mm, passando per numerose varianti in grado di coprire ogni esigenza di misura.

Coord3, più semplice, più completa

Universal ha beneficiato di una serie di modifiche che ne hanno ridotto significativamente il costo di acquisto rispetto ai modelli della precedente generazione. Pur non essendo il principale parametro da considerare quando si approccia questo genere di macchine, è innegabile che un investimento iniziale contenuto sia preferibile.
La prima fase, probabilmente la più importante in un ufficio tecnico quando la base di partenza è un foglio bianco, è stata l’accurato studio di ogni dettaglio della macchina affinché questa risultasse il più possibile vicina al risultato ideale voluto.
Una macchina di misura deve fondamentalmente rilevare dei punti nello spazio cartesiano che appartengono al pezzo: per farlo con la massima precisione possibile, è importante che l’anisotropia della macchina stessa sia minima. Se il suo comportamento variasse in modo eccessivo in funzione della posizione nella quale viene rilevato il punto, non potrebbe svolgere al meglio il proprio compito. Per questo Coord3 ha creato una macchina con un’elevata rigidità e una opportuna disposizione dei vincoli; conoscerne con precisione il comportamento consente inoltre di gestire al meglio le eventuali derive legate e di compensarle opportunamente.
La razionalizzazione delle masse in movimento ha più vantaggi: oltre a garantire un’elevata dinamica degli assi in movimento, richiede sistemi di trasmissione del moto più piccoli e, quindi, meno costosi.
Sulla Universal sono stati abbandonati i sistemi misti a frizione, concettualmente semplici ma non sempre costanti nel mantenere le proprie caratteristiche durante il loro impiego, a favore delle cinghie dentate.
Rispetto al modello precedente, poi, il vincolo della trasmissione della cinghia dentata è stato spostato in una posizione in cui lo sbilanciamento tra le forze rispetto al centro di massa risulta prossimo allo zero, evitando così l’insorgere di momenti flettenti.
La riduzione dei costi risulta quindi collegata non tanto all’acquisto dei relativi componenti, ma al loro assemblaggio. In altre parole, il nuovo progetto ha permesso di ridurre i tempi di assemblaggio e setup della macchina, impattando significativamente sul costo-uomo e riducendo di conseguenza il costo di acquisto, senza però rinunciare a componenti di alta qualità.
La macchina si presenta poi con una soluzione che semplifica il montaggio delle parti mobili: i pattini pneumostatici che collegano il cannotto alla traversa sono tutti di tipo fisso tranne uno, sul retro, che è regolabile. Attraverso la taratura di questo singolo pattino e del relativo meato è possibile regolare di conseguenza gli altri cinque, con evidenti vantaggi in termini di tempistiche di assemblaggio e di semplicità progettuali. In fase di assemblaggio della macchina difficilmente si ottiene al primo colpo la “quadratura” voluta degli assi, dunque la possibilità di calibrare il tutto attraverso i pattini è fondamentale: poterlo fare senza dover regolare ogni singolo pattino, ma intervenendo solo su uno, rende l’operazione rapida ed efficiente.
Un altro approccio che contribuisce alla riduzione dei costi è quello della multifunzionalità di alcuni particolari: una staffetta che sorregge un micro di fine corsa può sorreggere anche una catenaria, o la copertura del cannotto che funge anche da coperchio e supporto del cannotto stesso. Assegnare a un singolo componente più di un compito significa fondamentalmente ridurre il numero di parti necessarie.
Con Universal sono state sviluppate altre soluzioni che semplificano la costruzione della macchina: l’uscita dei cavi, aspetto per certi versi secondario, su questa tipologia di macchina avviene tramite un sistema di aggancio molto flessibile che consente di velocizzare e semplificare le procedure attraverso un singolo “manicotto”. La macchina è predisposta per funzionare con diversi tipi di controlli, e l’impiego di questo attacco permette di collegarli molto velocemente e senza possibilità di errore, secondo la filosofia “plug & play”.
Ogni soluzione permette di non scendere a compromessi sul fronte della qualità e delle prestazioni, ma anzi ne migliora il comportamento sia in fase di assemblaggio, sia di utilizzo. Inoltre, una macchina concettualmente semplice non solo si assembla in minor tempo (con conseguente vantaggio per il costruttore e per i tempi di consegna), ma richiede meno tempo per la manutenzione ordinaria.

Macchine di misura Universal, una struttura robusta e affidabile

Il basamento della Universal è costruito in granito, opportunamente dimensionato e sagomato in modo da includere la guida dell’asse Y.
L’estrusione della trave dell’asse X ha un disegno particolare che, offrendo due punti di appoggio (uno sopra e uno sotto) risulta al tempo stesso semplice ma efficace poiché la colonna risulta “appesa” e calibrata.
La riga ottica della traversa è posizionata nella parte inferiore della traversa stessa, in modo da risultare perfettamente operativa e, nel contempo, immune da problemi come il deposito di polvere, urti accidentali ecc.
Le righe ottiche offrono una risoluzione pari a 1/10 di micron: fissate a una estremità e lasciate libere di scorrere all’altro capo per consentire di allungarsi o accorciarsi in presenza di variazioni di temperatura, questi componenti vengono tarati in fase di installazione utilizzando strumenti laser e garantiscono precisioni molto spinte all’interno di ambienti a temperatura controllata, quali appunto le sale metrologiche.
L’elettronica è comunque in grado di compensare eventuali derive, ma poter contare su una buona meccanica significa partire da una base solida e affidabile.
La macchina può contare su 5 supporti di sostegno: 3 sono quelli di appoggio mentre i restanti 2 sono anti-ribaltamento. Si tratta di una configurazione ideale quando sul piano di lavoro possono essere appoggiati pezzi dal peso di svariate migliaia di kg.
Proprio la variabilità delle masse che la macchina può gestire ha richiesto un adeguato spessore del piano, che deve perciò conservare la propria geometria nel limite delle tolleranze stabilite.

Monitorare le condizioni di lavoro con le macchine di misura Coord3

Tra le variabili in grado di modificare il comportamento della macchina, la più conosciuta è la temperatura: ormai tutti i sistemi di misura includono una serie di sensori in grado di verificare l’eventuale differenza di temperatura in diversi punti della macchina, ma in Coord3 sono andati oltre.
Universal è infatti la prima macchina dell’azienda di Bruzolo a utilizzare un sistema proprietario wireless per la trasmissione delle informazioni relative alla temperatura, incluso un sensore mobile destinato al pezzo. Il ricevitore è collegato a un PC e può essere posizionato anche su macchine inizialmente non pensate per questo tipo di trasmissione. Inoltre, in futuro verranno aggiunti ulteriori sensori in grado di verificare specifiche condizioni ambientali, come le vibrazioni: questo tipo di interferenza può influenzare in modo decisivo la precisione di una macchina di misura. Sapere se nelle vicinanze sono presenti vibrazioni non idonee già in fase di installazione o in caso di successive modifiche del layout di officina può fare la differenza tra misure accurate o approssimative.

Touch-DMIS, il software di gestione e controllo per macchine di misura 

Una macchina di misura è un sistema complesso composto non solo da una parte fisica, ma da un adeguato software di gestione e controllo.
Oltre alla suite Arco, Coord3 ha recentemente sviluppato e lanciato sul mercato una nuova applicazione in grado di semplificare ulteriormente l’esperienza in sala metrologica.
Touch-DMIS, come il nome stesso lascia intuire, è un software basato sul consolidato standard DMIS che, però, è stato pensato per operare principalmente su dispositivi di tipo touch. Che si tratti di tablet, di personal computer con monitor touch o di un apposito totem fornito dal costruttore della macchina, l’interfaccia e le informazioni visualizzate sono esclusivamente quelle necessarie a eseguire una specifica funzione. Touch-DMIS è studiato per girare sul sistema operativo Windows 8 e successivi, offrendo in tal modo una serie di vantaggi applicativi e di compatibilità. Anche per questo l’interfaccia risulta molto pulita: lo schermo mostra solo ciò che occorre e, con un semplice tocco, permette di accedere ai sottomenu dedicati in funzione della sezione nella quale di sta operando, senza inutili schede o sovrapposizione di grafiche. Rispetto ad altri software, per i quali sono necessari alcuni giorni di training, Touch-DMIS garantisce la piena operatività nel giro di uno o due giorni, in base alle conoscenze pregresse dell’utente.
Dal punto di vista delle capacità di misura non si discosta da altre soluzioni già presenti sul mercato: in Coord3 hanno però pensato a un tipo di utenza che ha dimestichezza con la meccanica e i suoi parametri, ma che non sempre è in grado di muoversi agevolmente e con profitto nella metrologia. In genere sono le aziende medio-grandi a disporre di risorse e personale specializzato, mentre in quelle più piccole a volte è lo stesso operatore della macchina utensile che può avere bisogno di misurare un componente che sta realizzando.
Touch-DMIS è in grado di guidare attraverso una serie di maschere e icone chiedendo unicamente i parametri necessari per la specifica misura: se occorre misurare un foro, il software presenterà unicamente i campi e le voci necessarie a quella specifica misura, accompagnando passo dopo passo l’utente.
Ciò non toglie che, in presenza di personale qualificato, il programma lasci la massima libertà di intervento all’interno del codice del ciclo di lavoro per effettuare eventuali aggiustamenti.