Il sistema di posizionamento eccentrico determina la posizione e l'angolo dell'utensile

Coventry Associates a Shrewsbury, Massachusetts, ha sviluppato un sistema a tre assi per una varietà di operazioni di lavorazione. Chiamato Eccentric Positioning System (EPS), il sistema completamente elettrico, elimina la pneumatica e l'idraulica, riduce i tempi di installazione e ciclo, utilizza meno energia e ha un ingombro ridotto, ha affermato Craig Gardner, presidente di Coventry Associates.

L'EPS è un sistema meccatronico costituito da una pila di tre tavole rotanti eccentriche. Controllando la rotazione di ciascuna tavola rotante, si ottengono la posizione e l'angolo precisi di un utensile. La precisione di posizionamento e le prestazioni adattive del sistema EPS sono consentite dal CNC Siemens Sinumerik, come mostrato in questo video.

L'EPS è stato incorporato in una rettificatrice ID dove ha dimostrato tre distinti vantaggi. Può ravvivare o rettificare qualsiasi forma senza l'uso di rulli diamantati o speciali accessori di ravvivatura. In secondo luogo, può rettificare controllando in modo adattivo la normale forza di rettifica, anziché la velocità di avanzamento, migliorando notevolmente la velocità di rimozione del materiale. In terzo luogo, compensa in tempo reale le deflessioni che determinano la variazione del diametro del pezzo e/o della conicità, migliorando sia la qualità che la produttività.

Gardner ha affermato che l’EPS “ha potenziali applicazioni in tutte le operazioni di rettifica e tornitura per l’industria delle macchine utensili”. Ha aggiunto che l'EPS sarà reso adatto a qualsiasi operazione di lavorazione che richieda una combinazione di elevata precisione di posizionamento e forza controllata.

Il prodotto di lancio di Coventry, EPS SingleTool, è progettato per operazioni di rettifica del diametro interno dei cuscinetti, utilizzando un'unica testa portamola. È possibile utilizzare una testa di lavoro a scarpa o a mandrino, con una punta singola o un ravvivatore rotante per modellare qualsiasi contorno. Il consumo energetico è massimo di 10 kW. e il peso è di 630 kg, con dimensioni esterne di 305 mm x 660 mm x 560 mm.

Coventry ha convalidato le prestazioni di posizionamento dell'EPS SingleTool utilizzando un interferometro laser per misurarne la risoluzione, l'accuratezza, la ripetibilità e la capacità di rettilineità.

A causa della cinematica unica dell'EPS, tutti i movimenti sono movimenti interpolati su tre assi. I risultati di queste misurazioni sono mostrati nella Tabella 1. Queste misurazioni mostrano una capacità di posizionamento all'avanguardia con una ripetibilità di 52 nanometri.

Il sistema presenta inoltre un'elevata rigidità statica e dinamica nonché la capacità di rettificare con grandi forze ed eseguire movimenti rapidi per ridurre al minimo il tempo necessario per eseguire movimenti non di rettifica.

La figura seguente (figura 4) mostra la deviazione X o "rettilineità" ottenuta durante 3 movimenti avanti e indietro (6 passaggi in totale) dell'asse Z. Questi dati mostrano che la differenza tra i valori massimo e minimo per tutti e 6 i passaggi era inferiore a un micron su 200 mm di corsa.

Coventry ha lavorato a stretto contatto con gli uffici Fraunhofer USA a Boston, Massachusetts, oltre a due partner chiave, Saint Gobain Abrasives e Siemens Industry, Inc., per sviluppare l'applicazione iniziale di rettifica SingleTool ID.

Come ha spiegato Gardner, “La nostra strategia aziendale è quella di portare l'EPS sul mercato come soluzione hardware e software, sia come macchina completa per gli utenti finali, sia come piattaforma per i costruttori di macchine. La nostra soluzione prevede un funzionamento completamente elettrico, senza l'utilizzo di componenti pneumatici o idraulici. In genere vediamo una risoluzione inferiore a 0,12 micron con ripetibilità di 0,05 micron, oltre a una precisione lineare fino a 0,12 micron con rigidità statica e dinamica costante fino a una forza di rettifica massima di 3,34 kN. Il movimento rapido, inclusa l’accelerazione e la decelerazione, segue un movimento di 203 mm in 1,16 secondi.”

Dispositivo di fissaggio del pezzo da fissare al mandrino di una fresatrice, di un tornio o di un trapano a colonna. Tiene uno strumento o un pezzo in lavorazione per un'estremità, consentendone la rotazione. Può anche essere montato sulla tavola della macchina per sostenere un pezzo. Due o più ganasce regolabili trattengono effettivamente l'utensile o la parte. Può essere azionato manualmente, pneumaticamente, idraulicamente o elettricamente. Vedi pinza.

Controller basato su microprocessore dedicato a una macchina utensile che consente la creazione o la modifica di parti. Il controllo numerico programmato attiva i servi della macchina e gli azionamenti del mandrino e controlla le varie operazioni di lavorazione. Vedi DNC, controllo numerico diretto; NC, controllo numerico.