Le curvatubi automatiche sono macchine ormai largamente diffuse in una grande varietà di settori di applicazione come l’automotive, il motociclo, l’aerospace, l’arredamento, i trasporti, e gli impianti industriali e civili.
A differenza delle comuni piegatubi manuali, prevalentemente utilizzate come strumenti di lavoro nei cantieri, le curvatubi automatiche sono veri e propri impianti industriali per le produzioni in serie di componenti realizzati dal tubo e possono essere elettro-idrauliche (di seguito chiamate per semplicità curvatubi idrauliche) o completamente elettriche.
In questo articolo parleremo dei principali vantaggi offerti dall’impiego di curvatubi completamente elettriche.
I principali benefici di una curvatubi elettrica
I principali benefici offerti da una curvatubi elettrica sono:
Esempio di macchina curvatubi completamente elettrica dotata di senso di curvatura destro e sinistro in processo.
1. Flessibilità produttiva
Nel mercato di oggi si assiste a due importanti fenomeni che hanno contribuito negli anni a una progressiva riduzione dei lotti di produzione: la crescente domanda di personalizzazione dei prodotti e la sempre maggiore spinta all’innovazione tecnologica.
Questo fenomeno di abbandono della produzione di massa per una produzione di tipo “make to order” è iniziato già molti anni fa e ha dato un forte impulso allo sviluppo di impianti sempre più flessibili, cioè macchine utensili che possano essere rapidamente programmate e predisposte per un nuovo pezzo.
Perché una curvatubi completamente elettrica è più veloce nel cambio produzione?
Una curvatubi completamente elettrica elimina le regolazioni manuali normalmente necessarie su altri tipi di macchine curvatubi, come per esempio le regolazioni della posizione della morsa, della slitta e dell’anima, o della pressione di bloccaggio sul tubo.
La possibilità di controllare elettricamente tutti i movimenti permette di affidare al software di programmazione della macchina tutte quelle operazioni di settaggio che con le macchine idrauliche dovevano essere realizzate manualmente dall’operatore a ogni cambio di produzione.
L’assenza di regolazioni manuali elimina il rischio di errore e permette anche a operatori che non hanno ancora maturato esperienza di lavorare al meglio e senza interruzioni.
Una curvatubi completamente elettrica elimina le regolazioni manuali normalmente necessarie su altri tipi di macchine curvatubi, come per esempio le regolazioni delle posizioni di morsa, slitta e anima, o della pressione di bloccaggio sul tubo.
2. Ripetibilità
Innanzitutto, è bene fare una distinzione fra precisione e ripetibilità nel processo di curvatura.
La precisione è il grado di esattezza con cui la macchina porta gli elementi dell’attrezzatura e i propri organi meccanici nella posizione voluta. Nelle curvatubi completamente elettriche il grado di precisione è rappresentato dalla precisione del movimento degli assi elettrici della macchina e si aggira intorno al centesimo di millimetro: questo di per sé rappresenta un fattore di precisione intrinseco dell’impianto.
Tuttavia, a causa di fenomeni come l’allungamento e il ritorno elastico del tubo in fase di curvatura, questa precisione “teorica” non necessariamente è rappresentativa della precisione finale del pezzo, come potrebbe esserlo, per esempio, in una macchina ad asportazione di truciolo.
Di conseguenza, nella curvatura del tubo è la ripetibilità, cioè il grado di concordanza fra le misure di pezzi dello stesso lotto, la qualità più importante per un produttore.
Si pensi per esempio a un settore come quello dell’automotive dove la produzione in serie è quasi completamente automatizzata e ciò rende impossibile eseguire aggiustaggi o correzioni manuali di un pezzo non conforme durante il montaggio. In questo caso la ripetibilità di un lotto è fondamentale per mantenere il profitto ed evitare gli sprechi.
In che modo le curvatubi completamente elettriche offrono una maggiore ripetibilità dei pezzi prodotti?
Il più grande vantaggio di una curvatubi elettrica consiste nella semplicità con cui è possibile ottenere la precisione desiderata e replicare questo risultato anche a distanza di molto tempo: una curvatubi elettrica, infatti, può registrare le coordinate degli assi e i parametri del tubo e della lavorazione, per poterli richiamare in qualsiasi momento.
Come detto in precedenza, le curvatubi complete elettriche non necessitano di alcuna regolazione manuale: questo fa sì che per uno stesso pezzo prodotto nel passato, oggi o in un qualsiasi momento del futuro, la macchina possa richiamare il set-up dei parametri che aveva già memorizzato e operare così nello stesso modo.
Pertanto, l’uso di una curvatubi elettrica elimina l’errore umano e permette di ottenere lo stesso risultato ieri, oggi e domani, senza bisogno di un operatore esperto che sia in grado di riportare la macchina alle stesse condizioni in cui lui o qualcun altro l’aveva utilizzata in passato.
Un esempio particolarmente rappresentativo è offerto dal pezzo della figura in basso: un elemento complesso per il settore arredo, dove sono state realizzate curve in raggio fisso e in raggio variabile. Qui le regolazioni elettriche sono fondamentali per la riproducibilità del pezzo nel tempo, a prescindere dall’operatore.
Componenti per sedia di design realizzati con E-TURN: una curvatubi completamente elettrica con senso di curvatura destro e sinistro in ciclo singolo di BLM GROUP.
3. Produttività
In settori industriali dove è necessario garantire un’elevata produttività, l’interpolazione dei movimenti e la fluidità con cui la testa di curvatura si distacca dal tubo curvato per prepararsi alla curva successiva sono estremamente importanti.
Perché è più semplice ottimizzare il ciclo di lavoro in una curvatubi completamente elettrica?
Dato che nelle curvatubi completamente elettriche ogni movimento è controllato da un asse CN, è possibile sfruttare appieno le potenzialità del software di programmazione della curvatubi per generare delle cicliche di curvatura che ottimizzino i movimenti in base al pezzo che la macchina sta producendo. Questo permette di rendere i movimenti di svincolo dal tubo più fluidi e rapidi, a tutto beneficio del tempo ciclo finale.
Nel video in basso è possibile apprezzare il sinuoso movimento di E-TURN, una curvatubi destra e sinistra in ciclo singolo prodotta da BLM GROUP, impegnata nella realizzazione di un elemento d’arredo.
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4. Qualità
A seconda del materiale e dello spessore, i tubi hanno un diverso comportamento in fase di curvatura. Pertanto, una forza di bloccaggio costante durante tutta la lavorazione può provocare la marcatura o lo schiacciamento in determinati pezzi, oppure, nei materiali più resistenti e nei tubi con elevato diametro e spessore, non essere sufficiente a eseguire la curva.
Nelle curvatubi idrauliche, la forza esercitata sul tubo dal tassello di bloccaggio è costante durante tutta la lavorazione, perché direttamente proporzionale alla pressione dell’olio nel circuito idraulico.
Perché è più semplice ottenere curve di elevata finitura estetica con una curvatubi completamente elettrica?
Una macchina elettrica può modulare in processo la forza impressa dai vari assi elettrici in base al tubo che è in lavorazione. Sia che si tratti di un tubo sottile o spesso, di un materiale duttile o duro, questo tipo di curvatubi può gestire sapientemente lo sforzo su di esso e variarlo durante la lavorazione.
Questo non solo migliora notevolmente la qualità dei pezzi realizzati ma ha anche il grande vantaggio di ridurre lo stress sugli organi della macchina, aumentando di conseguenza la vita dell’impianto e diminuendo l’usura dei suoi componenti.
In una curvatubi completamente elettrica BLM GROUP il software di programmazione della macchina VGP3D controlla i vari elementi dell’attrezzatura e permette all’operatore di attivare o disattivare specifiche funzionalità di lavoro che ottimizzano in automatico i parametri tecnologici della curvatura del tubo.
La macchina è in grado così di utilizzare la forza ottimale per andare a curvare tubi di grande spessore come anche tubi sottili e delicati come capillari in rame o alluminio, senza causare imperfezioni.
Serpentina in alluminio realizzata con curvatubi elettrica da coil 4-RUNNER H1.
5. Nessun transitorio
In termini di produttività e flessibilità, è molto importante poter contare su un impianto in grado di lavorare al massimo da subito e in modo indipendente dalle condizioni ambientali come temperatura e umidità.
Nelle curvatubi idrauliche, per esempio, la temperatura dell’olio influenza direttamente la sua viscosità e di conseguenza le condizioni di lavoro della macchina.
Olio più viscoso porta a movimenti più lenti e anche a un maggiore surriscaldamento: questo impatta negativamente sulla precisione finale della curva perché i materiali metallici tendono a comportarsi diversamente (diverso ritorno elastico) in funzione della velocità di curvatura a cui sono sottoposti.
La viscosità dell’olio varia in funzione della temperatura d’esercizio della macchina e della temperatura ambientale, che può cambiare non solo in base alle stagioni ma anche nell’arco della giornata. Di conseguenza risulta difficile mantenere una velocità di curvatura costante: appena accesa, a “olio freddo”, una curvatubi idraulica dà un risultato diverso da quello che realizza, a “olio caldo”, a fine giornata.
La correzione di questo fenomeno è in carico all’operatore che deve avere l’esperienza necessaria per compensare adeguatamente i parametri di curvatura lungo tutto il periodo transitorio, così da garantire un’adeguata ripetibilità dei pezzi prodotti.
Le curvatubi completamente elettriche non risentono delle condizioni ambientali e sono subito pronte a lavorare al 100%.
Le curvatubi completamente elettriche non hanno olio idraulico da riscaldare e gli azionamenti elettrici hanno lo stesso comportamento a prescindere dalla temperatura o dagli sbalzi termici.
Non ci sono pertanto periodi “transitori”, cioè intervalli di tempo in cui le condizioni di lavoro della macchina mutano e i risultati sono gli stessi per tutta la produzione.
6. Minor consumo energetico
Oggi l’aumento dei prezzi dell’energia, causato dall’impatto della pandemia ma soprattutto dalla necessità globale di ridurre le emissioni, impone ai produttori una gestione oculata dei propri consumi energetici.
In che modo e quanta energia permettono di risparmiare le curvatubi elettriche?
Nelle curvatubi elettriche gli unici motori che consumano energia sono quelli effettivamente in movimento e la potenza assorbita dipende così dallo sforzo a cui la macchina è sottoposta in quel preciso momento. Questo concentra il consumo energetico solo quando serve e si traduce in un considerevole risparmio per il produttore.
Le curvatubi BLM GROUP possono offrire un ulteriore vantaggio in tal senso, in quanto sono in grado di recuperare l’energia in fase di decelerazione degli assi, accumularla e riutilizzarla nei momenti di lavoro più gravosi. In questo modo, oltre a risparmiare energia è possibile abbattere anche i picchi di assorbimento alla rete elettrica.
Confronto dei principali valori di consumo energetico fra una curvatubi elettrica e una idraulica per lo stesso tubo.
7. Pulizia dell’ambiente di lavoro
Un ambiente di lavoro pulito e salubre impatta positivamente non solo sulle spese per la pulizia dell’officina ma anche sulla sicurezza, sul morale e sul benessere degli operai.
Le macchine idrauliche sono comunemente soggette a perdite d’olio che possono essere localizzate nelle flange e nei raccordi dell’impianto idraulico, come anche nelle guarnizioni di tenuta che con il tempo si deteriorano.
Spesso queste perdite, oltre a sporcare d’olio la macchina e il pavimento, sono compensate da aggiunte manuali d’olio idraulico che sono esse stesse causa di colature e sporco oltre che di inquinamento ambientale.
Una curvatubi elettrica mantiene l’ambiente di lavoro pulito.
Nelle curvatubi elettriche, la totale assenza di olio idraulico elimina questo problema: l’ambiente di lavoro pertanto è molto più pulito e salubre.
Una curvatubi elettrica mantiene l’ambiente di lavoro pulito.
8. Affidabilità
Nel mercato di oggi l’affidabilità degli impianti produttivi è un requisito essenziale per massimizzare il tempo effettivo di lavoro e l’OEE.
Oltre alla qualità dei componenti con cui la curvatubi è stata realizzata, anche il tipo di tecnologia che utilizza implica una differenza sostanziale in termini di affidabilità dell’impianto e rapidità di risoluzione di eventuali problemi.
Perché una curvatubi completamente elettrica è più affidabile e la manutenzione è più semplice e rapida?
In una curvatubi elettrica sono assenti tutte le operazioni di cambio e aggiunta dell’olio, sostituzione dei filtri e delle guarnizioni e verifica di eventuali perdite. Non esiste più il problema del degradamento dell’olio dell’impianto idraulico, né la necessita di sostituzione (diverse centinaia di litri per volta) e di smaltimento.
Inoltre, nelle moderne curvatubi elettriche tutte le informazioni sulla movimentazione degli assi e sulle eventuali anomalie passano attraverso il controllo numerico e, in caso di malfunzionamento, possono essere inviate direttamente alla casa madre per un più rapido ed efficiente intervento di manutenzione da remoto.
La possibilità di guasto di una macchina elettrica è molto inferiore o è pressoché nulla rispetto a una macchina idraulica, sia perché si eliminano sia i guasti dell’impianto idraulico (come perdite, rottura di guarnizioni, valvole, ecc.), sia perché sono assenti le schede di ingresso e uscita, i finecorsa dei pistoni e i relativi cavi per i segnali, tutti componenti che sono la principale causa di guasto in una curvatubi tradizionale.
Conclusioni
BLM GROUP produce curvatubi elettriche da oltre 15 anni e può offrire una vasta gamma di impianti adatti a una grande varietà di settori di applicazione: curvatubi con senso di curvatura destro o sinistro oppure curvatubi con senso di curvatura destro e sinistro nello stesso ciclo di lavoro, ma anche impianti di per la curvatura del tubo da coil.
Performance, affidabilità, flessibilità e semplicità d’uso e di programmazione sono caratteristiche che il gruppo ha sviluppato negli anni e che oggi è in grado di garantire su tutta la propria gamma di curvatubi, tutte rigorosamente completamente elettriche.