Qualche tempo fa, un cliente in possesso sia di macchine a portale a 5 assi che di oltre una dozzina di centri di lavoro verticali standard a 3 assi ci ha contattato con una domanda:
« Possiamo standardizzare l'uso di un unico tipo di sonda? Le sonde a radiofrequenza sono indubbiamente più costose, ma desideriamo una soluzione definitiva e senza complicazioni. »
La reazione istintiva iniziale a questo modo di pensare — " se costa tanto, dev'essere migliore " — è proprio il punto di partenza degli errori.
I. Definizione del problema e definizione dell'ambito
La scelta delle sonde per macchine utensili rappresenta essenzialmente un compromesso ingegneristico tra penetrazione del segnale e intercambiabilità delle sonde. Una volta presa questa decisione, le successive modifiche alle macchine, l'installazione delle sonde e la gestione delle risorse di frequenza ne risentiranno in modo continuo.
Se riscontri uno qualsiasi dei seguenti problemi:
‑ La perdita del segnale della sonda si verifica ogni volta che il mandrino di lavorazione a 5 assi si inclina
- Preoccupazioni relative alla diafonia del segnale durante l'impiego di sonde RF su decine di macchine utensili
- Riluttanza a praticare fori per l'installazione su macchine di fascia alta , mentre le soluzioni ottiche richiedono il passaggio interno dei cavi.
- Le sonde da officina necessitano di una ridistribuzione flessibile tra le diverse macchine utensili
Se la vostra officina dispone solo di uno o due centri di lavoro verticali a 3 assi standard e le sonde sono dedicate a singole macchine, l'analisi che segue sarà di scarsa rilevanza; in tal caso, sarà sufficiente una sonda ottica.
II. Analisi delle cause profonde : scambiare una capacità con un'altra
La differenza fondamentale tra le due tecnologie non risiede in quale delle due sia più avanzata, bensì nei metodi di trasmissione del segnale e nelle conseguenti reazioni a catena .
Le sonde ottiche funzionano con la luce infrarossa, seguendo lo stesso principio dei telecomandi televisivi. Poiché l'infrarosso è luce, non può funzionare in presenza di ostacoli sul suo percorso.
In condizioni ideali, la distanza di trasmissione è di circa 5 metri. Nelle reali condizioni di un'officina (nebbia d'olio, polvere, piccoli ostacoli), la portata effettiva generalmente si colloca tra 3 e 5 metri. metri. Ostruzioni da pezzi in lavorazione e dispositivi di fissaggio, o un cambiamento nell'orientamento della sonda dopo l'inclinazione del mandrino, causeranno l'interruzione del segnale . Questa limitazione fisica rende le sonde ottiche inadatte alla lavorazione con mandrino inclinabile a 5 assi e alla misurazione di cavità profonde .
Tuttavia, presenta un vantaggio spesso trascurato : la luce infrarossa non può penetrare i pannelli di lamiera delle macchine. Quando il ricevitore è montato all'interno della macchina, i segnali sono naturalmente confinati all'interno di quella singola macchina, senza alcuna interferenza con le apparecchiature adiacenti. Ciò significa che le sonde ottiche non richiedono l'accoppiamento di frequenza e supportano l'utilizzo a caldo tra diverse macchine utensili.
Le sonde radio utilizzano segnali radio, simili al Wi - Fi, in grado di penetrare barriere solide.
I segnali attraversano pezzi in lavorazione, dispositivi di fissaggio e involucri delle macchine, raggiungendo distanze di trasmissione superiori a 10 misuratori. I ricevitori sono montati esternamente; non sono necessarie forature o cablaggi interni sulla macchina , un vantaggio fondamentale per le macchine utensili di fascia alta .
Tuttavia, la penetrazione delle barriere è un'arma a doppio taglio: i segnali possono propagarsi alle macchine vicine. Per questo motivo, le sonde RF richiedono l'isolamento in frequenza. A ciascuna coppia sonda - ricevitore viene assegnato un canale dedicato, con oltre cento frequenze distinte disponibili in commercio nel settore.
III. Quadro di riferimento per il processo decisionale e corrispondenza degli scenari
La scelta della sonda può essere guidata da due domande fondamentali: la macchina necessita di un segnale in grado di penetrare le barriere ? Quante macchine utensili si possiedono in totale?
Domanda 1: La tua macchina necessita di segnali in grado di attraversare le barriere?
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Tipo di macchina utensile e condizioni operative |
Cosa dovresti scegliere? |
Perché |
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Centri di lavoro a 5 assi (mandrino inclinabile / tavola rotante inclinabile) |
Radio |
Il percorso ottico a infrarossi viene inevitabilmente ostruito dopo l'inclinazione, rendendo fisicamente impraticabili le sonde ottiche. |
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Macchine a portale di grandi dimensioni, centri di lavoro orizzontali, pezzi con cavità profonde |
Radio |
L'ostruzione del pezzo in lavorazione e il suo spostamento superano la portata effettiva dell'infrarosso. |
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Macchine utensili di fascia alta, attrezzature in produzione, il cliente rifiuta l'ammodernamento interno |
Radio |
Il ricevitore montato esternamente non richiede alcuna modifica alla macchina; i ricevitori ottici devono essere fissati internamente tramite cablaggio. |
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Centri di lavoro verticali standard a 3 assi (VMC) |
Ottico |
Zona di lavorazione a layout aperto, priva di ostacoli, che garantisce un percorso di segnale libero da impedimenti. |
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Macchine per foratura e maschiatura, macchine per incisione e fresatura ad alta velocità, torni CNC |
Ottico |
Corsa ridotta e struttura compatta; la portata a infrarossi è più che sufficiente. |
Domanda 2 : Ci sono molte macchine utensili?
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scala di officina |
Cosa dovresti scegliere? |
Perché |
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≤ 10 unità, dominate da grandi apparecchiature di fascia alta |
Radio |
Risorse di canale sufficienti, bassa richiesta di intercambiabilità delle sonde |
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10 - 50 unità, costituite principalmente da centri di lavoro verticali a 3 assi |
Ottico |
Le sonde ottiche non richiedono l'accoppiamento di frequenza e supportano la sostituzione a caldo . Questo vantaggio diventa più evidente all'aumentare del numero di macchine. |
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> 50 unità o frequente ridistribuzione delle sonde tra le macchine |
Ottico |
Su larga scala, il limite massimo dei canali RF, unitamente alla frequente sostituzione delle batterie, diventa un onere operativo. |
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flotta di macchine miste |
Coesistenza di due tipi |
Dotare le macchine a 5 assi e a portale di sonde RF e le restanti di sonde ottiche. Le diverse macchine utensili operano in condizioni diverse; non è necessaria una configurazione standardizzata di un unico tipo di sonde . |
Sequenza decisionale : innanzitutto, identificare le macchine utensili in cui i segnali infrarossi saranno inevitabilmente ostruiti: queste possono essere dotate solo di sonde RF. Quindi, verificare la quantità delle macchine rimanenti. Per grandi quantità, dare priorità alle sonde ottiche. La coesistenza dei due tipi di sonde è normale; è opportuno evitare l'utilizzo di un'unica soluzione per tutte le macchine.
IV. Conclusioni principali e raccomandazioni per l'azione
Due giudizi fondamentali:
1. Né le sonde ottiche né quelle a radiofrequenza sono progettate per sostituire l'altra. Le sonde ottiche sacrificano la capacità di penetrazione delle barriere a favore di una intercambiabilità illimitata e di una maggiore durata della batteria. Le sonde a radiofrequenza sacrificano il legame al canale e una frequenza di manutenzione più elevata a favore di una penetrazione del segnale senza restrizioni attraverso le barriere.
2. Per macchine a 5 assi, macchine a portale e applicazioni con cavità profonde , non c'è motivo di esitare: le sonde RF sono l'unica opzione praticabile. La tecnologia a infrarossi è fisicamente irrealizzabile in questi scenari , e non si tratta di una questione di preferenze prestazionali.
Ogni officina ha esigenze specifiche. Se la tua richiesta rientra in uno scenario intermedio tra quelli tipici e hai difficoltà a decidere, non esitare a contattarci. Discutere con noi ti aiuterà a chiarire le reali necessità della tua officina.
