Centro di lavoro taglio laser a cinque assi
Si tratta di una macchina di grandi dimensioni a 5 assi dei quali 3 cartesiani (X, Y, Z) e due polari U, V; questi ultimi sono installati sulla testina di focalizzazione del fascio.
La sorgente laser, la cui potenza può arrivare a 4 - 5 KW, è fissa a terra ed il percorso del fascio laser è totalmente incanalato in un percorso tubolare pressurizzato che segue gli assi X, Y, Z.
I motori per gli assi “tilting” (U, V) sono fissi ed il moto di rotazione è portato sulla testina tramite dei canotti coassiali: questo permette di ottenere una testina con dimensioni ridotte e tali da poterla inserire durante le lavorazioni in spazi molto ristretti.
La macchina impiega un Controllo Siemens serie 840D, “full-digital”, con la funzione differenziale per il comando della testina di focalizzazione del fascio.
Nella scelta della configurazione si è tenuto conto, oltre che del raggiungimento della massima rigidezza con dimensioni contenute, anche dell’accessibilità da parte dell’operatore.
I due componenti strutturali principali sono rappresentati dal bancale e dal portale ad un montante laterale che costituisce, strutturalmente, i due assi X (longitudinale) ed Y (trasversale).
E’ stata presa in considerazione la soluzione dell’asse Y realizzata con guide installate su una traversa mobile per garantire il valore minimo del peso del gruppo slitta/testa mobile e quindi la minima deformazione al variare della corsa Y.
La configurazione della struttura considerata permette di scaricare in modo ottimale le forze dinamiche sul bancale e di proteggere le guide dell’asse X dagli sfridi dei materiali in lavorazione.
Tutte le corse di lavoro sono demandate alla testa di focalizzazione del fascio laser, mentre sono lasciati al pezzo una propria ed indipendente movimentazione per il carico, lo scarico e tutto ciò che concerne le operazioni di movimentazione.
Sono stati presi tutti gli accorgimenti progettuali per ottenere una elevata rigidezza strutturale ed un comportamento dinamico degli organi in movimento ottimale senza essere influenzato dalle vibrazioni autoeccitate.
L’esperienza conseguita su lavorazioni su leghe leggere ha ampiamente dimostrato i vantaggi legati a questi tipi di soluzioni che oltre a fornire una elevata rigidezza statica della struttura saldata garantiscono anche un elevato valore della rigidezza dinamica con un alto coefficiente di smorzamento.
La sorgente laser a CO2 installata può variare da una potenza nominale di 1000 W ad un massimo di 4.500 W, ed è installata al di sopra della traversa mobile lungo X, supportata con una struttura fissa.
Il trasporto del fascio fino alla testina a doppio asse, ottenuto con motori fissati alla struttura principale, è effettuato adottando 4 specchi di rinvio.
Altri due specchi sono installati sulla testina a doppio asse sulla quale può essere trasportato il gas di protezione dell’ottica e di ausilio al taglio.
Tutto il percorso del fascio può essere leggermente pressurizzato per evitare l’ingresso di elementi inquinanti che ridurrebbero l’efficienza di trasmissione ed addirittura causare il danneggiamento degli specchi.
Movimentazione assi
L’asse X è mosso da una cremagliera con accoppiato un pignone precaricato, mentre gli assi Y e Z hanno viti rotanti e chiocciole fisse nei loro alloggiamenti.
Le motorizzazioni degli assi, sfruttando le prestazioni degli azionamenti e del CN digitale, permettono di ottenere velocità ed accelerazioni nella traslazione degli assi estremamente elevate.
La slitta a croce degli assi Y e Z è estremamente sottile, pur garantendo la rigidezza dinamica richiesta.
Testa di taglio laser a due assi controllati C e B
La testa di taglio, installata sulla slitta Z e scorrevole sulla traversa Y, è dotata di due assi controllati dei quali C rotante con asse verticale e B tiltante attorno ad un’asse orizzontale.
Per movimentare questi due assi vengono utilizzati due motori brushless con driver digitali al alte prestazioni combinati con riduttori di precisione i quali sono montati all’interno del carro “Z” in modo da compattare il più possibile la testina di taglio vera e propria.
La testina è stata realizzata con ingombri molto contenuti in modo da poter essere utilizzata per tagli 3D in zone molto ristrette e soprattutto con sottosquadri.
Infatti gli assi C e B possono compiere, con le soluzioni adottate, rotazioni complete di 360°.
