Centro di lavoro a 5 assi: l’innovativa soluzione Toyoda FH630SX-5A

di Ezio Zibetti

In un periodo complesso come quello che stiamo vivendo, è fondamentale in fase di investimento trovare soluzioni a elevato contenuto tecnologico e prestazionale che possano garantire una maggior competitività. Quindi, per rispondere a un mercato che sarà sempre più esigente, innovare è un imperativo indispensabile per quelle aziende che vogliono essere competitive nel settore delle macchine utensili. Avendo ben chiaro questo concetto la Toyoda, rappresentata in Italia dalla MAGS (Machinery And Global Service), ha progettato e realizzato un nuovo centro di lavoro, l’FH630SX-5A, soluzione che offre prestazioni eccellenti nella lavorazione di componenti di medie dimensioni per qualsiasi settore industriale. Questa serie di macchine esegue lavorazioni simultanee su 5 assi, realizzando geometrie complesse e superfici differenti con un’unica operazione di attrezzaggio. Ciò si traduce in un abbattimento dei tempi di attrezzaggio e di lavorazione del pezzo. Il centro di lavoro a 5 assi FH630SX-5A della Toyoda garantisce inoltre qualità elevata, migliora l’efficienza produttiva e assicura un’elevata economicità. Non è poi da tralasciare l’elevata capacità di carico. Infatti, i valori massimi relativi al diametro di volteggio, all’altezza e alla massa del pezzo fanno di questa macchina la più grande nella sua categoria.

A garantire una lavorazione ad alte prestazioni su questa macchina a 5 assi, particolarmente versatile, sono il mandrino rotante molto flessibile e l’elevata rigidità e stabilità della piattaforma. Dall’alluminio al titanio: il modello è dotato di un mandrino specifico per lavorazioni a 5 assi molto versatile, in grado di adattarsi a svariati materiali.

Il mandrino di questo centro di lavoro a 5 assi è concepito per ruotare e inclinarsi. Questo componente, caratterizzato dall’esclusiva rigidità elevata che contraddistingue i mandrini Jtekt, consente una lavorazione estremamente efficiente e assicura la massima stabilità anche in presenza di pezzi di grandi dimensioni, grazie alla configurazione a 5 assi che non richiede alcuna inclinazione da parte della tavola. La piattaforma che sostiene il mandrino, inoltre, riduce al minimo gli spostamenti indotti da “forze esterne”, che potrebbero compromettere la precisione della lavorazione. Si tratta infatti di una piattaforma stabile, estremamente rigida, in grado di assorbire forze di taglio elevate, oltre alla forza di inerzia generata dalle accelerazioni e decelerazioni in sede di avanzamento. Il mandrino rotante inclinato consente di caricare sul pallet pezzi di grandi dimensioni.

Dal momento che l’asse di rotazione del centro di lavoro (asse C) è posizionato lateralmente al mandrino il suo movimento non viene influenzato dal peso del pezzo. Il mandrino rotante inclinato, inoltre, che si muove attorno al punto corrispondente ai 100 mm di lunghezza dell’utensile, deve percorrere una distanza minima lungo la corsa dell’asse rettilineo associato al movimento di rotazione. In questo modo è possibile lavorare pezzi più grandi con un unico attrezzaggio. Il centro di lavoro offre un’eccellente accessibilità del mandrino grazie al posizionamento ottimale degli assi e all’elevata rigidità della macchina. Quando si trova in posizione verticale, il mandrino è in grado di raggiungere una distanza di 300 mm dal centro del pallet: ciò consente di effettuare una vasta gamma di lavorazioni.

Puntare sulla qualità con il centro di lavoro a 5 assi Toyoda

Nella qualità del prodotto è fondamentale il ruolo della componentistica. Anche questo è ben chiaro in Toyoda, che punta da sempre su componenti di elevato livello qualitativo. In particolare, la vite a ricircolo di sfere che sui modelli di questa serie di centro di lavoro a 5 assi Toyoda è situata al centro dell’elemento simmetrico scorrevole lungo l’asse Y, riduce la deformazione termica provocata dalle variazioni di temperatura e gli squilibri generati dalla forza di gravità, assicurando un avanzamento stabile.

L’utilizzo di un carrello per il movimento dell’asse X e di una robusta colonna fissa di supporto conferisce al centro di lavoro a 5 assi Toyoda una manovrabilità eccellente, grazie al peso ridotto dell’elemento mobile e alla sua elevata rigidità che, al contempo, gli consente anche di resistere alle sollecitazioni generate da operazioni di asportazione pesanti. Il basamento e la colonna di supporto ad alta rigidità sono realizzati in ghisa di prima qualità. Nello specifico, il basamento che supporta gli elementi mobili è stato progettato ricorrendo alla tecnologia di analisi agli elementi finiti, al fine di conferirgli una rigidità ottimale e potenziarne sensibilmente la mobilità. Ciò ha consentito di ottenere un avanzamento dell’asse stabile.

Una delle scelte di Toyoda è stata di montare sul centro di lavoro a 5 assi Toyoda la guida rigida a rulli di scorrimento cilindrici. Rispetto alla guida a sfere, la guida a rulli di scorrimento cilindrici riduce la deformazione elastica provocata dai carichi, oltre a possedere una maggior capacità di smorzamento delle vibrazioni. In caso di accelerazioni improvvise o arresti bruschi, ciò consente un posizionamento rapido con cambi di orientamento minimi, incrementando ulteriormente il livello di efficienza produttiva. Grazie alla tecnologia di assemblaggio Jtekt, che consente di rispettare tolleranze di montaggio minime, la guida rigida a rulli di scorrimento cilindrici garantisce i valori di velocità e accelerazione in fase di avanzamento più elevati nella sua categoria.

Il mandrino da 15.000/min, a velocità e rigidità elevate, è stato concepito per eseguire una vasta gamma di processi, dalla lavorazione dell’acciaio a bassa e media velocità a quella dell’alluminio a velocità di lavoro e di avanzamento elevate. Il costruttore propone inoltre il mandrino da 8000/min ad alta coppia, caratterizzato da cuscinetti a sfera ceramici di grandi dimensioni e da una portata elevata, in grado di eseguire operazioni di asportazione pesanti anche su materiali difficili.

Per garantire elevata affidabilità del centro di lavoro a 5 assi Toyoda viene curata anche l’evacuazione del truciolo. Il design del canale centrale consente di evacuare il truciolo in maniera efficace direttamente sotto il punto di asportazione. Inoltre, una gestione agevole dei trucioli di lavorazione avviene grazie a un’ampia apertura di scarico al centro del basamento.