Rettificatrice senza centri Ghiringhelli APG-M CNC6A

Alle rettificatrici senza centri si chiede molto, in primis precisione, produttività e qualità.
Si tratta di obiettivi ambiziosi ma non irraggiungibili, come dimostrano le soluzioni sviluppate da Rettificatrici Ghiringhelli.
Tra queste, la serie APG si distingue non solo per le caratteristiche elencate, ma anche per la modularità progettuale della macchina e di tutta l’impiantistica di supporto.
Tra le ultime realizzazioni dell’azienda di Luino (VA), questa linea offre interessanti spunti e peculiarità. Innanzitutto APG (Alta Precisione Ghiringhelli) si divide in tre taglie: S, M e L. La macchina oggetto dell’articolo è una M, per la precisione una APG-M CNC6A, cioè un modello di taglia media con gestione a controllo numerico dei 6 assi macchina.
Ma, come accade ormai da anni, Ghiringhelli ha smesso di costruire semplicemente “macchine” per offrire invece soluzioni nelle quali le rettificatrici sono l’elemento cardine di un sistema composto da una serie di accessori, attrezzature e software studiati per risolvere una determinata problematica o per rispondere a una specifica esigenza.
I modelli di taglia S e M hanno alcuni particolari in comune tra loro, come il basamento, mentre gli elementi maggiormente sollecitati durante le lavorazioni (la testa mola operatrice e testa mola conduttrice) presentano taglie differenti. La APG-L, invece, è una macchina totalmente differente e progettata per pezzi più grandi e carichi di lavoro superiori.

Una soluzione per ogni applicazione
Questa APG-M nasce sulla base delle richieste del mercato: non una versione stand alone, ma un impianto completo di automazione e telecamera di controllo pezzi.
Il cliente al quale è destinata questa macchina, che opera nel settore automotive, ha deciso di rinnovare il parco rettificatrici esistenti operanti su pezzi per auto e camion, per aumentare l’efficienza e incrementare sia la competitività che la resa degli impianti e risultare così più competitivo sul mercato.
Non potendo controllare al 100% la precisione delle lavorazioni precedenti, c’era la possibilità concreta di caricare in macchina pezzi non conformi o, eventualmente, che si mischiassero pezzi simili derivanti da altri lotti con alcune quote diverse. In ogni caso, entrando in produzione il pezzo sbagliato si sarebbe potuto provocare la rottura della rettificatrice o delle attrezzature.
Rettificatrici Ghiringhelli, sulla base di esperienze pregresse e degli ultimi sviluppi tecnologici, ha perciò realizzato un dispositivo per il caricamento automatico in grado di valutare, attraverso l’impiego di telecamere, le dimensioni effettive dei pezzi e di procedere con la lavorazione o con lo “scarto” dei grezzi. Quando i tempi ciclo si misurano in poche decine di secondi è impossibile chiedere all’operatore di valutare pezzo per pezzo. In questo modo invece l’impianto può lavorare senza presidio e in totale autonomia senza rischi: nei mercati più maturi, dove la manodopera rappresenta un costo non indifferente rispetto al totale, queste soluzioni sono particolarmente apprezzate.
Anche la taglia della macchina è stata scelta sulla base dell’incremento di produttività e sulla dimensione dei pezzi: per aumentare l’output è stato proposto di passare dalla lavorazione a un pezzo singolo a quella a due pezzi, raddoppiando virtualmente la capacità produttiva.
Con lotti numerosi, con centinaia di migliaia (o anche milioni) di pezzi uguali, le dime meccaniche rappresentano evidentemente una soluzione preferibile. Ma con la riduzione dei lotti queste diventano sempre meno valide, fino a rappresentare un costo non più sostenibile. La soluzione che sfrutta l’elettronica e le telecamere è invece più flessibile e può essere utilizzata indipendentemente dal pezzo in lavorazione: sarà sufficiente cambiare il programma di riconoscimento – caricato precedentemente in tempo mascherato – per passare da un lotto all’altro limitando al minimo i fermi macchina.
La taglia M offre infine una fascia mola di 305 mm, sufficiente non solo ad accogliere due pezzi contemporaneamente, ma anche un singolo pezzo più lungo. Trattandosi di macchine con una vita operativa misurabile in decenni, avere un discreto margine operativo è sicuramente apprezzato dai clienti.

Una struttura all’avanguardia
Le nuove macchine della serie APG beneficiano di una soluzione particolarmente innovativa per Ghiringhelli: il basamento è infatti realizzato in granito sintetico.
Per Ghiringhelli non si è trattato di un modo per ridurre i costi, che non differiscono molto da quanto richiesto per costruire un basamento in ghisa, ma per rispondere ancora meglio alle esigenze del mercato.
Questo materiale mostra caratteristiche interessanti da più punti di vista: innanzitutto offre un comportamento termico ben conosciuto e ottimale rispetto alla ghisa. Dal punto di vista delle caratteristiche meccaniche, poi, presenta migliori risultati nello smorzamento delle vibrazioni e stabilità dimensionale. È ottenuto per gettata da un fornitore tedesco che si occupa anche di alcune lavorazioni cruciali, come la formatura precisa delle superfici sulla quali saranno poi collegati altri elementi della macchina. In questo modo la rettilineità e la planarità vengono garantite all’origine, evitando alcune delle lavorazioni effettuate nell’officina Ghiringhelli e snellendo in tal modo il processo produttivo.
La riprogettazione del basamento ha permesso di ripensare anche il layout degli impianti: buona parte dei cablaggi elettrici e idraulici passano quindi all’interno del basamento tramite condotti appositamente ricavati. La miglior disposizione di cavi , tubi e canali migliora non solo l’estetica generale, ma offre anche importanti benefici funzionali perché ne incrementa l’affidabilità negli anni e ne semplifica la manutenzione.
Rettificatrici Ghiringhelli può inoltre vantare il marchio Blue Philosophy Ucimu, che distingue le aziende impegnate nella realizzazione di macchine utensili capaci di operare nel rispetto del contesto nel quale sono inserite e che assicurano ecocompatibilità, sviluppo economico e responsabilità sociale. Oltre a richiedere un minor quantitativo di energia nel processo produttivo, il granito sintetico risulta infatti totalmente riciclabile: una volta giunta a fine vita, il basamento può essere macinato e utilizzato per l’asfaltatura o nella realizzazione di particolari in finto granito per l’arredamento.
La standardizzazione della struttura non esclude la possibilità di eseguire determinate personalizzazioni: alcuni clienti dispongono ad esempio di attrezzature specifiche – spesso molto costose – create per macchine che hanno ormai qualche decennio di vita alle spalle. In casi come questo Ghiringhelli lavora fianco a fianco con l’utilizzatore per valutare quale strada intraprendere per ottenere il miglior risultato possibile: rendere la macchina compatibile con le attrezzature già presenti o puntare alle massime prestazioni e quindi pianificare un rapido ritorno dell’investimento grazie a un sostanziale aumento della produttività.

Nel cuore della macchina
Il mandrino principale può accogliere mole con un diametro di 610 mm e una fascia di 305 mm. Trattandosi di un mandrino idrodinamico, consente di ridurre sforzi e vibrazioni e di allungare i tempi tra un intervento manutentivo e quello successivo. I particolari più critici e soggetti a usura vengono monitorati per evitare qualsiasi stop inatteso che, su impianti che fanno dell’alta produttività uno dei propri punti di forza, sarebbe assolutamente da evitare.
La mola conduttrice ha naturalmente la stessa fascia, ma diametro di 355 mm e una coppia motore massima di 11 Nm. 
Le righe ottiche su tutti gli assi lineari garantiscono infine la massima precisione di posizionamento. Rettificatrici Ghiringhelli ha implementato algoritmi di controllo con possibilità di correzioni basate su dati singoli o statistici in grado di comandare la retroazione sui carri (±0,0005 mm) o di pilotare la ravvivatura della mola superato un determinato scostamento.

La logica di lavoro
Sulle macchine Ghiringhelli viene installato il controllo numerico Siemens 840D solution line: si tratta di una scelta dettata dalla provata affidabilità del prodotto e dalla sua flessibilità operativa. Oltre al controllo diretto dei 6 assi macchina, infatti, in questo caso l’840D si occupa anche della gestione degli assi del robot di manipolazione dei pezzi. Oltre a offrire tutta la potenza di elaborazione necessaria per svolgere queste funzioni, consente di governare il tutto da un unico dispositivo e da una sola interfaccia, a vantaggio della praticità di utilizzo.
Il controllo numerico Siemens 840D Solution Line offre anche interessanti opzioni per il risparmio energetico: quando si cerca l’alta produttività e il tempo ciclo è di pochi secondi, però, è impossibile accendere e spegnere gli azionamenti per ottenere un risparmio significativo. Viceversa, ottimizzare il ciclo di lavoro in modo che la potenza assorbita venga effettivamente usata per lavorare il pezzo si dimostra la soluzione migliore per ottenere il massimo, senza sprechi e massimizzando l’impiego della macchina.
Sono state implementate poi una serie di logiche all’interno del CNC che prevedono, dopo un determinato numero di eventi, lo stop della macchina in attesa dell’intervento dell’operatore: la presenza di un eccessivo numero di pezzi fuori misura, ad esempio, può indicare una criticità nel processo produttivo precedente che richiede una correzione prima di proseguire con la rettifica.
Si tratta in ogni caso di scelte impostabili e controllabili dall’utente: Ghiringhelli lascia massima libertà all’utilizzatore, che in tal modo può gestire autonomamente anche lotti limitati o situazioni particolari (un sovrammetallo eccessivo può essere accettabile fino a una determinata quota, quindi la macchina può accettare un pezzo pur non essendo esattamente entro la tolleranza specificata).

Un modello rinnovato
Un altro sforzo progettuale considerevole è stato fatto nella costruzione di un nuovo tipo di carenatura in grado di contenere le fuoriuscite di liquidi.
Se fino a qualche anno fa la pannellatura era utile per la sicurezza dell’operatore e per il controllo dei fumi, oggi c’è grande attenzione anche al lato estetico ed ecologico: un piccolo sgocciolamento, ritenuto ammissibile dai clienti solo pochi anni fa, oggi con le nuove normative e l’attenzione per l’ambiente (di lavoro e in generale) sarebbe inaccettabile e quindi occorre garantire la tenuta stagna degli impianti. La macchina senza centri è concettualmente difficile da “sigillare” proprio per sua natura. Ogni goccia che esce non è solo da considerarsi come liquido perso perché trattandosi i refrigeranti di soluzioni oleose possono diventare pericolosi per l’operatore.
La natura modulare della nuova carenatura consente di assemblare i pannelli in base alla taglia della macchina e dei sistemi di carico e manipolazione richiesti dal cliente, il tutto senza dover realizzare componenti speciali che, per quanto ben costruiti fatti, sono fondamentalmente dei “prototipi” non in grado di garantire la massima affidabilità nel corso degli anni.
Il concetto di modularità viene man mano esteso ad altre parti della macchina: oltre alla struttura e alla carenatura, anche i sistemi di manipolazione, caricamento e verifica pezzi vengono scelti entro un determinato range. Questo non significa che si sia persa flessibilità nella realizzazione dei progetti, ma che la si ottiene progettando moduli adattabili a più situazioni, a tutto vantaggio dell’affidabilità e della successiva reperibilità di parti di ricambio.