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Performance HS… riassume il meglio di più tecnologie di scorrimento sulle guide e quindi permette di affrontare qualsiasi lavorazione senza compromessi.
L'esigenza ancora irrisolta di molti utilizzatori di frese medio/grandi è di avere una macchina che abbia: la dinamica, la velocità, la precisione e la ripetibilità che consentono le guide a corpi volventi e contemporaneamente: la pastosità, lo smorzamento e la capacità d'asportazione che sono tipiche delle guide prismatiche con materiale plastico a strisciamento.
La quadratura del cerchio Una progettazione espressamente mirata a poter aumentare in modo significativo il numero di corpi volventi a contatto ed ad aumentare la lunghezza del segmento di guida che risponde alle sollecitazioni delle vibrazioni, ha consentito di poter più che raddoppiare il numero di pattini per ogni guida (rispetto alle applicazioni concorrenti) senza cadere nei pericoli di iperstaticità che ciò può comportare. Grazie all’altissimo numero di pattini impiegati, la fresatrice STS Performance HS unisce agli indubbi vantaggi delle guide con corpi volventi (a ricircolo di rulli) il comportamento smorzante e pastoso che, per alcune lavorazioni, fa rimpiangere le guide a strisciamento o a sostentamento. Aver riassunto in un'unica macchina le caratteristiche migliori di più tecnologie crea gli importanti vantaggi competitivi di questo modello che può affrontare qualsiasi lavorazione senza i compromessi di avere una tecnologia piuttosto che un'altra.
Le fresatrici STS Performance HS sono fresatrici ad alta velocità ed ad alta dinamica nate per lavorazioni dove la velocità, l'accelerazione e la precisione non sono mai sufficienti.
Le fresatrici STS Performance HS sono macchine utensili destinate alla lavorazione di superfici piane, di scanalature a profilo semplice o complesso, di incavi, di ingranaggi, ecc, per mezzo di un utensile intercambiabile in funzione del tipo di applicazione. Le caratteristiche principali della macchina sono:
La fresatrice ad alta velocità HS (High Speed) Performance ha una struttura avente il montante mobile sull’asse longitudinale mentre l’asse verticale è la culla dell’asse trasversale a slittone che porta la testa completa di mandrino. La tavola porta pezzo è un piano fermo, a meno che non venga attrezzato con tavole girevoli o sistemi roto traslanti.
Anche il montante è in acciaio elettrosaldato; questa scelta è stata dettata dalla particolare conformazione dello stesso montante. Infatti, la complessità delle nervature e i grandi salti di sezione presenti tra i vari settori, non avrebbero consentito la omogeneità del materiale fuso. Tutte le strutture subiscono più cicli termici di distensione certificati che eliminano le tensioni dovute alle varie fasi di preparazione e le stabilizzano. Tutte le strutture in movimento quindi, a meno del basamento longitudinale, sono ad "anello chiuso"; questo unito al elevato numero di pattini consente di assorbire ottimamente spinte e vibrazioni.
Il sovradimensionamento e gli ampi margini di sicurezza caratterizzano ogni aspetto della fresatrice. Ad esempio la scelta delle guide e dei pattini a ricircolo di rulli: sarebbero bastati meno della metà dei pattini a garantire rigidità e portate con fattori di sicurezza ampi. Il movimento longitudinale con cinematismo a cremagliera con doppio pignone , doppio riduttore, due motori e recupero di gioco elettronico è supportato da ben 15 pattini (12 sotto il montante 3 per il carro porta riduttori), il carro porta slittone da 8 pattini, mentre lo slittone addirittura da 4 guide e 16 pattini,
Longitudinale: pattini presenti 6 per ogni guida, totale 12. Esclusi quelli dedicati carrello cinematico e supporto cambio utensile a bordo.
Verticale: pattini presenti 4 per ogni guida, totale 8.
Verticale: pattini presenti 4 per ogni guida per 4 guide, totale 16.
La rigidità di tutta la macchina è particolarmente elevata anche sull'asse trasversale che è quello più critico in questa conformazione di macchina. Le quattro guide reagiscono ognuna con una deformazione di 0.010mm ogni 20.000N per ogni pattino e cioè una rigidità di 8.000.000 N/mm o 8.000 N/µdimm per ogni guida dato che ogni è supportata da 4 pattini. I rulli delle guide montate lavorano su angoli a 45° e quindi reagiscono su entrambi gli assi ortogonali alle guide e per ogni guida una reazione sia nel senso longitudinale che nel senso verticale.
Quindi avremo per ogni guida una reazione nel senso longitudinale e nel senso verticale.
Av 8.000.000 N/mm * 4 guide pari a 2.000.000 N/mm per 16 pattini
Quindi avremo: Direzione verticale.
Rigidezza totale pattini = 32.000.000 N/mm. espressa in micron = 32.000 N/µdimm
Direzione longitudinale. Rigidezza totale pattini = 32.000.000 N/mm. espressa in micron = 32.000 N/µdimm
Le corse della macchina sono: longitudinale 4.500 mm, 6.000 mm e 8.000 mm, trasversale 1.200 mm e verticale 2.000 mm. Un altro punto di forza della fresatrice Performance HS è l’alta dinamica. La macchina è in grado di raggiungere migliori prestazioni rispetto alle fresatrici tradizionali:
Com’è noto, queste elevate prestazioni si raggiungono facilmente con l’utilizzo di motori lineari; nel nostro caso invece li otteniamo con motori brushless. Per conseguire questi risultati, abbiamo sviluppato la macchina in modo diverso dal tradizionale: non siamo partiti dal progetto della parte meccanica per poi passare alla parte elettronica, ma è stata compiuta la scelta opposta. Si è preso in esame prima la parte relativa ai motori e agli azionamenti ed, in base alle tipologie scelte, abbiamo “vestito” intorno la macchina. La fresatrice Performance HS può essere equipaggiata sia con magazzini utensili a numero di posti variabile, a bordo montante, sia con magazzini rack da otto posti da installare sulla tavola porta pezzo. I magazzini a configurazione rack sono particolarmente indicati per tutti gli utenti che desiderano un magazzino utensili funzionale senza investire cifre importanti. Per concludere le caratteristiche tecniche della nuova fresatrice orizzontale Performance HS, segnaliamo che è disponibile con diversi controlli:
Il sistema è gestito da un controllo numerico ad alta tecnologia che permette di utilizzare ogni funzione della macchina sfruttando al massimo le sue potenzialità. Tutti i movimenti degli assi macchina e del gruppo di cambio utensile automatico (dove previsto) sono controllati da controllo numerico e/o PLC integrato nello stesso.
Anche i cinematismi sono stati scelti con criteri generosi. L’asse longitudinale è spinto da due motori che attraverso due riduttori di precisione comandano due pignoni i quali lavorano su di una cremagliera. Il recupero di gioco è ottenuto elettronicamente dal controllo numerico attraverso i due motori. Questo consente di non avere declassamenti sul cinematismo dell'asse longitudinale. L’asse trasversale e l’asse verticale, a bilanciamento idraulico (corsa Z 2.000), hanno una vite a ricircolo di sfere Ø63 passo 30mm pre-caricata con doppia chiocciola ed importantissimo con doppio principio. Il doppio principio consente di avere il doppio di sfere su cui distribuire i carichi e quindi di dimezzare l’usura raddoppiando la rigidità. Ne risulta che il fattore di sicurezza rispetto ai carichi nominali è > di 4 rispetto a 1,8 ritenuto ottimale dal costruttore delle viti. Le catene cinematiche degli assi lineari sono realizzate tramite trasmissioni a cinghia dentata ed accoppiamenti a vite, a chiocciola singola a ricircolo di sfere, precaricata per il recupero dei giochi meccanici. I sistemi di rilevamento degli assi lineari, di tipo diretto, sono costituiti da righe ottiche (dispositivi di tipo variabile in funzione del controllo numerico installato), fissate lungo le diverse corse di lavoro. Gli assi macchina sono tutti azionati da motori a corrente alternata (brushless). Tutte le superfici di scorrimento e gli organi di movimento sono protetti contro polveri e liquidi da taglio. La posizione del quadro elettrico varia In funzione del modello di macchina e lo spazio disponibile. All’interno del quadro, (protetti da infiltrazioni), si trovano l’equipaggiamento elettrico dei motori assi e mandrino, il CNC e tutte le altre apparecchiature elettriche.
Performance HS Philosophy Squaring the circle Main features Conformation Structure Sliding guides RAM rigidity Strokes and performances Movement transmission
Performance HS… adds up the best of different technologies of guides sliding and therefore allows to face any machining without compromises. Philosophy The need still not satisfied of many uses of medium/large milling machines is to have a machine with the dynamic, the speed, the precision and the repeatability that allow the guides with rolling elements and at the same time: the smoothness, the damping and the exporting capacity that is typical of the prismatic guides with plastic strips. Squaring the circle A specifically
targeted design to be able to increase significantly the number of rolling
elements in contact and to increase the length of the driving segment that
meets the vibrations transmission, has allowed to increase more than double the
number of pads for each rail (compared with current applications) without
falling into the dangers of hyperstatics that this may cause. Main features STS HS Performance milling machines are machines with high speed and high dynamic created where the speed, the acceleration and the precision are never enough.
STS Milling machines Performance HS model are machine tools for the machining of flat surfaces, of simple or complex profile grooves, of gears, etc. by means of a interchangeable tool, depending on the type of application. The main features of the machine are:
Conformation The High-Speed milling machine HS (High Speed) Performance has a structure with the moving column on the longitudinal axis while the vertical axis is the cradle of the ram transversal axis that carries the head complete with the spindle. The working table is still unless it is equipped with rotary tables or systems rotating-translating systems. Structure The longitudinal bedplate, the vertical carriage and the transversal ram are in electro-welded steel and are widely over-dimensioned.
Moreover, the special ribbed structure at
closed box make the structures particularly rigid. This structure is unfeasible
as a casting. Sliding guides The over dimensional and the large safety margins feature each aspect of the milling machines. For example the choice of the guides and the pads with recirculating rollers: less than half of the pads would have been sufficient to guarantee rigidity and weight capability with large safety features. The longitudinal movement with ratchet movement transmission with double pinion, double gearbox, two motors and recovery of electronic gap is supported by 15 pads (12 under the column and 3 for the gear carriage), the ram carriage with 8 pads, while the ram reaches 4 guides and 16 pads,
Longitudinal : pads present 6 for each guide, total of 12. Excluding those dedicated to the movement transmission carriage and support of the tool exchanger on board.
Vertical: pads present 4 for each guide, total of 8.
Vertical: pads present 4 for each guide for 4 guides, total of 16
RAM rigidity The rigidity of all the machine is particularly high on the transversal axis too, which is the most critical one in this conformation of machine. The four guides react each with a deformation of 0.010 mm. each 20.000N for each pad and therefore a rigidity of 8.000 N/mm. or 8.000 N/µdimm for each guide which is supported by 4 pads. The rollers of the guides machine on 45° angles and therefore react on both the orthogonal axes to the guides and for each guide have a reaction both in the longitudinal and the vertical sense. We will therefore have for each guide a reaction in the longitudinal and the vertical sense. Having the RAM four guides (therefore 16 pads) the axis will have a rigidity of: 8.000.000 N/mm * 4 guides therefore 2.000.000 N/mm for 16 pads Therefore we will have: Vertical direction Total Rigidity pads = 32.000.000 N/mm. espressed in micron = 32.000 N/µdimm
Longitudinal direction Total Rigidity pads = 32.000.000 N/mm. espressed in micron = 32.000 N/µdimm Strokes and performances The strokes of the machine are: longitudinal 4.500 mm, 6.000 mm and 8.000 mm, transversal 1.200 mm and vertical 2.000 mm. Another point of strength of the Performance HS milling machine is the high dynamic. The machine is capable of reaching the best performances compaired to the traditional milling machines:
It is known that these high performances are easily reached by using linear motors; in our case instead we obtain them with simple brushless motors. To reach these results, we have developed a machine in a different way to the traditional: we did not start from the design of the mechanical part and then pass to the electronic way, but we chose to do the opposite. We considered first the part concerning the motors and the movements and on the basis of our choices we have “dressed” the machine around it. The Performance HS milling machine can be equipped both with tool magazines with changing places number, at column edge, or with the rack magazines with eight places to be installed on the working table. The magazines rack type are particularly suggested for all those users that want a functional tool magazine without investing important sums. To finish the technical features of the Performance HS, we point out that several controls are available:
The system is managed by a numerical control with high technology that allows to use each function of the machine using at most all the capabilities. All the movements of the machine axes and of the automatic tool exchanger group (where foreseen) are checked from numerical control and/or PLC integrated in the same.
Movement transmission Even the movement transmissions have been chosen with generous criteria. The longitudinal axis is moved by two motors through two precision gears which control two pinions that work on a ratchet. The recovery of the gap is electronically obtained by the numerical control with the two motors. This allows not to declass the movement transmission of the longitudinal axis. The transversal and vertical axes, with hydraulic balancing (stroke Z 2.000) have a screw with recirculating spheres Ø63 thread 30mm pre-loaded with double spiral and important with double principle. The double principle allows to have the double of spheres on which distribute the load and therefore cut the wear in half, increasing by double the rigidity. The result is the safety factor compaired to nominal work loads is > of 4 compaired to 1.8 considered ideal by the screw producer. The movement transmission chains of the linear axes are made by toothed belt transmissions and screw coupling, with single spiral with recirculating spheres, preloaded for the recovery of the mechanical gaps. The detecting systems of the linear axes, of direct type, are made by linear scales (features of changeable type according to the function of the installed numerical control), fixed along the different working strokes. All the axes of the machine are moved by motors with alternative electricity (brushless). All the sliding surfaces and the movement parts are protected against dusts and cutting liquids. The electro-spindle head, at horizontal axis, is complete with automatic tool blocking and unblocking device. The position of the electric cabinet can change according to the machine model and the available space. Inside the cabinet (protected from infiltrations) are the electric equipment for the axis of the motor and the spindle, the CNC and all the other electrical equipment.
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endo lo slittone
(RAM) quattro guide (quindi 16 pattini) l'asse avrà una rigidità di:
