Presetting degli utensili per lavorazioni su metallo

Presetting degli utensili

Il presetting degli utensili è un processo fondamentale nelle lavorazioni CNC su metallo, che consiste nella configurazione e misurazione degli utensili da taglio prima del loro utilizzo sulla macchina.

Questa operazione permette di ridurre significativamente i tempi di setup della macchina e garantire risultati di lavorazione precisi e ripetibili. In un contesto produttivo sempre più competitivo, l’adozione di tecniche di presetting efficienti può fare la differenza in termini di produttività, qualità e redditività.

Definizione di presetting utensili

Il presetting degli utensili consiste nella misurazione accurata dei parametri geometrici degli utensili da taglio, come lunghezza, diametro, raggio di punta e angoli caratteristici. Queste informazioni vengono poi trasferite al controllo numerico della macchina CNC, che le utilizza per compensare automaticamente la posizione dell’utensile durante la lavorazione. In questo modo, si evitano errori di posizionamento e si garantisce la massima precisione delle lavorazioni.

Importanza del presetting nella lavorazione CNC dei metalli

Nelle lavorazioni CNC dei metalli, come fresatura e tornitura, la precisione e la ripetibilità sono requisiti essenziali. Anche un piccolo errore nella misurazione o nella configurazione degli utensili può causare scarti di produzione, danneggiamenti dei pezzi o della macchina stessa. Il presetting degli utensili permette di eliminare questi rischi, garantendo che ogni utensile sia correttamente misurato e configurato prima di essere utilizzato sulla macchina.

Vantaggi del presetting

I principali vantaggi del presetting degli utensili sono:

Riduzione dei tempi di setup: con il presetting, gli utensili vengono misurati e configurati offline, mentre la macchina CNC può continuare a lavorare. Questo riduce significativamente i tempi di fermo macchina per il cambio utensile, aumentando l’efficienza complessiva del processo produttivo.
Maggiore precisione delle lavorazioni: grazie alla misurazione accurata dei parametri geometrici degli utensili, il presetting garantisce la massima precisione delle lavorazioni, riducendo gli errori e gli scarti di produzione.
Aumento della durata degli utensili: un corretto presetting permette di rilevare l’usura e la rottura degli utensili in anticipo, evitando danni ai pezzi in lavorazione e alla macchina. Inoltre, una configurazione ottimale degli utensili ne prolunga la vita utile, riducendo i costi di sostituzione.

Principi di base del presetting utensili

Per eseguire correttamente il presetting degli utensili, è necessario comprendere alcuni principi di base, che riguardano la misurazione dei parametri geometrici, la determinazione del punto di riferimento, la compensazione della geometria e il rilevamento dell’usura e della rottura dell’utensile.

Misurazione di lunghezza e diametro degli utensili

La lunghezza e il diametro sono i parametri fondamentali da misurare durante il presetting degli utensili. La lunghezza viene misurata dalla punta dell’utensile fino a un punto di riferimento predefinito, solitamente la base del portautensili o del cono macchina. Il diametro, invece, viene misurato perpendicolarmente all’asse dell’utensile, tenendo conto di eventuali angoli di spoglia o di tagliente.

La precisione delle misurazioni è fondamentale per garantire la qualità delle lavorazioni. Gli strumenti di misura utilizzati, come comparatori, proiettori di profili o presetter automatici, devono avere una risoluzione adeguata, solitamente nell’ordine dei micron (μm). Ad esempio, per utensili da fresatura di precisione, è comune utilizzare presetter con una risoluzione di 1 μm e un’accuratezza di ±2 μm.

Determinazione del punto di riferimento utensile

Il punto di riferimento utensile è il punto rispetto al quale vengono misurate le dimensioni dell’utensile e vengono definite le coordinate di lavoro sulla macchina CNC. La scelta del punto di riferimento dipende dal tipo di utensile e dal portautensili utilizzato.

Per gli utensili da fresatura, il punto di riferimento è solitamente il centro della punta dell’utensile o il punto di contatto con il pezzo. Per gli utensili da tornitura, invece, il punto di riferimento è spesso il vertice del tagliente o il centro del raggio di punta.

La corretta determinazione del punto di riferimento è essenziale per garantire la precisione delle lavorazioni e per evitare collisioni tra l’utensile e il pezzo o la macchina.

Compensazione della geometria dell’utensile

Gli utensili da taglio presentano spesso geometrie complesse, con angoli di spoglia, di tagliente e di punta che influenzano la posizione effettiva del tagliente rispetto al punto di riferimento. Per ottenere la massima precisione delle lavorazioni, è necessario compensare questi angoli durante il presetting.

La compensazione della geometria dell’utensile viene effettuata misurando gli angoli caratteristici dell’utensile e inserendo questi dati nel controllo numerico della macchina CNC. Il controllo utilizza queste informazioni per calcolare la posizione corretta dell’utensile durante la lavorazione, tenendo conto della sua geometria specifica.

Ad esempio, per un utensile da fresatura con un angolo di spoglia di 11°, la compensazione della geometria permette di posizionare l’utensile con una precisione di ±0,01 mm rispetto al punto di riferimento, garantendo la massima accuratezza delle lavorazioni.

Rilevamento dell’usura e della rottura dell’utensile

Durante le lavorazioni, gli utensili da taglio sono soggetti a usura e, in alcuni casi, a rottura improvvisa. Il presetting permette di rilevare questi fenomeni in anticipo, evitando danni ai pezzi in lavorazione e alla macchina.

Attraverso la misurazione periodica dei parametri geometrici dell’utensile, è possibile monitorare l’usura del tagliente e pianificare la sostituzione dell’utensile prima che si verifichino problemi di qualità delle lavorazioni. Alcuni sistemi di presetting avanzati sono in grado di rilevare la rottura dell’utensile in tempo reale, arrestando automaticamente la macchina per evitare danni.

Ad esempio, un sistema di presetting con telecamera ad alta risoluzione può rilevare crepe o scheggiature sul tagliente di un utensile con una precisione di 0,005 mm, permettendo di intervenire tempestivamente per sostituire l’utensile danneggiato.

Metodi e tecnologie di presetting

Il presetting degli utensili può essere effettuato con diversi metodi e tecnologie, che variano per livello di automazione, precisione e velocità di misurazione. I principali metodi di presetting sono il presetting manuale, il presetting con proiettori di profili e sistemi ottici, il presetting automatizzato a contatto e non a contatto, e i sistemi di visione e scansione laser.

Presetting manuale con comparatori e blocchetti di riscontro

Il presetting manuale è il metodo più semplice ed economico per misurare gli utensili da taglio. Consiste nell’utilizzo di strumenti di misura manuali, come comparatori e blocchetti di riscontro, per determinare i parametri geometrici dell’utensile.

Il comparatore viene posizionato su un supporto fisso e viene fatto scorrere lungo l’utensile per misurarne la lunghezza e il diametro. I blocchetti di riscontro, invece, vengono utilizzati per verificare le dimensioni dell’utensile per confronto con misure campione.

Richiede esperienza e abilità da parte dell’operatore, poiché la precisione delle misurazioni dipende dalla sua capacità di lettura degli strumenti e dalla corretta manipolazione degli utensili. Il presetting manuale è un processo relativamente lento, con tempi di misurazione che possono variare da alcuni minuti fino a mezz’ora per utensili complessi.

Vantaggi del presetting manuale:

Basso costo di investimento iniziale
Flessibilità nella misurazione di utensili con geometrie particolari
Non richiede formazione specifica del personale

Svantaggi del presetting manuale:

Precisione limitata (±0,01 mm)
Tempi di misurazione lunghi
Rischio di errori umani nella lettura degli strumenti e nella manipolazione degli utensili

Presetting con proiettori di profili e sistemi ottici

I proiettori di profili e i sistemi ottici rappresentano un’evoluzione del presetting manuale, che permette di migliorare la precisione e la velocità di misurazione degli utensili.

Utilizzano un sistema di lenti e specchi per proiettare l’immagine ingrandita dell’utensile su uno schermo, permettendo all’operatore di misurare i parametri geometrici con l’ausilio di reticoli e scale graduate. Alcuni proiettori di profili sono dotati di telecamere ad alta risoluzione e software di elaborazione delle immagini, che automatizzano parzialmente il processo di misurazione.

I sistemi ottici, invece, utilizzano tecnologie di visione artificiale per acquisire l’immagine dell’utensile e misurarne automaticamente i parametri geometrici. Questi sistemi sono dotati di telecamere ad alta risoluzione, illuminatori e software di elaborazione delle immagini, che permettono di misurare gli utensili con una precisione fino a ±0,002 mm.

Vantaggi del presetting con proiettori di profili e sistemi ottici:

Precisione elevata (fino a ±0,002 mm)
Velocità di misurazione superiore al presetting manuale
Possibilità di automatizzare parzialmente il processo di misurazione

Svantaggi del presetting con proiettori di profili e sistemi ottici:

Costo di investimento superiore al presetting manuale
Necessità di formazione specifica del personale
Limitazioni nella misurazione di utensili con geometrie complesse o riflettenti

Presetter utensili automatizzati a contatto e non a contatto

I presetter utensili automatizzati rappresentano la soluzione più avanzata per il presetting degli utensili, offrendo il massimo livello di precisione, ripetibilità e velocità di misurazione.

I presetter a contatto utilizzano tastatori a contatto fisico con l’utensile per misurarne i parametri geometrici. Questi sistemi sono dotati di tastatori ad alta precisione, con una risoluzione fino a 0,001 mm, e di software di elaborazione dati che automatizzano completamente il processo di misurazione. I presetter a contatto sono particolarmente adatti per la misurazione di utensili con geometrie complesse, come frese a candela o utensili per filettatura.

I presetter non a contatto, invece, utilizzano tecnologie di visione artificiale e scansione laser per acquisire l’immagine tridimensionale dell’utensile e misurarne i parametri geometrici senza alcun contatto fisico. Questi sistemi sono dotati di telecamere ad alta risoluzione, illuminatori a LED e laser di scansione, che permettono di misurare gli utensili con una precisione fino a ±0,001 mm e una velocità fino a 1.000 misurazioni all’ora.

Vantaggi dei presetter utensili automatizzati:

Massima precisione (fino a ±0,001 mm)
Elevata ripetibilità delle misurazioni
Velocità di misurazione fino a 1.000 utensili all’ora
Automazione completa del processo di misurazione
Possibilità di integrazione con il controllo CNC della macchina

Svantaggi dei presetter utensili automatizzati:

Costo di investimento elevato
Necessità di personale specializzato per l’utilizzo e la manutenzione
Limitazioni nella misurazione di utensili con geometrie particolarmente complesse o di grandi dimensioni

Sistemi di visione e scansione laser per il presetting

I sistemi di visione e scansione laser rappresentano la frontiera più avanzata del presetting degli utensili, offrendo la massima precisione e velocità di misurazione grazie all’utilizzo di tecnologie ottiche e digitali.

Utilizzano telecamere ad alta risoluzione e software di elaborazione delle immagini per acquisire l’immagine dell’utensile e misurarne automaticamente i parametri geometrici. Questi sistemi sono in grado di misurare utensili con una precisione fino a ±0,001 mm e una ripetibilità fino a ±0,003 mm, grazie all’utilizzo di algoritmi avanzati di pattern matching e edge detection.

La scansione laser, invece, permette di acquisire l’immagine tridimensionale dell’utensile utilizzando un raggio laser che viene proiettato sulla superficie dell’utensile e riflesso verso un sensore ottico. Questa tecnologia permette di misurare con estrema precisione anche i dettagli più piccoli dell’utensile, come il raggio di punta o gli angoli di spoglia, con una risoluzione fino a 0,0001 mm.

I sistemi di visione e scansione laser sono spesso integrati in presetter automatizzati, che combinano la velocità di misurazione dei presetter a contatto con la flessibilità e la precisione dei sistemi ottici. Questi presetter avanzati sono in grado di misurare automaticamente fino a 1.500 utensili all’ora, con una precisione fino a ±0,001 mm e una ripetibilità fino a ±0,003 mm.

Vantaggi dei sistemi di visione e scansione laser:

Massima precisione (fino a ±0,0001 mm)
Elevata ripetibilità delle misurazioni (fino a ±0,003 mm)
Velocità di misurazione fino a 1.500 utensili all’ora
Automazione completa del processo di misurazione
Possibilità di misurare utensili con geometrie complesse o di piccole dimensioni

Svantaggi dei sistemi di visione e scansione laser:

Costo di investimento molto elevato
Necessità di personale altamente specializzato per l’utilizzo e la manutenzione
Sensibilità alle condizioni ambientali (vibrazioni, temperatura, illuminazione)
Limitazioni nella misurazione di utensili con superfici riflettenti o traslucide

Integrazione del presetting con il controllo CNC della macchina

L’integrazione del presetting degli utensili con il controllo numerico computerizzato (CNC) della macchina rappresenta un vantaggio significativo in termini di efficienza e produttività del processo di lavorazione.

I presetter utensili automatizzati e i sistemi di visione e scansione laser possono essere collegati direttamente al controllo CNC della macchina, permettendo di trasferire automaticamente i dati di presetting degli utensili al controllo macchina. In questo modo, si eliminano gli errori di inserimento manuale dei dati e si riducono i tempi di setup della macchina.

L’integrazione del presetting con il controllo CNC permette di automatizzare completamente il processo di compensazione della geometria dell’utensile durante la lavorazione. Il controllo CNC utilizza i dati di presetting per calcolare la posizione corretta dell’utensile in funzione della sua geometria specifica, garantendo la massima precisione delle lavorazioni anche in presenza di utensili con angoli di spoglia o di tagliente particolari.

L’integrazione del presetting con il controllo CNC può avvenire attraverso diverse modalità, a seconda del tipo di presetter e di controllo macchina utilizzati:

Connessione diretta via cavo (RS-232, USB, Ethernet)
Trasferimento dati via rete locale (LAN) o Wi-Fi
Utilizzo di supporti di memoria rimovibili (chiavette USB, schede SD)
Integrazione con sistemi di gestione utensili e magazzini automatizzati

Alcuni controlli CNC di ultima generazione dispongono di funzioni avanzate di gestione utensili, che permettono di memorizzare i dati di presetting di un gran numero di utensili (fino a 1.000 o più) e di richiamarli automaticamente durante la lavorazione. Questi sistemi possono anche integrarsi con software CAM e sistemi di gestione della produzione, permettendo di ottimizzare l’intero flusso di lavoro dalla progettazione alla lavorazione.

Vantaggi dell’integrazione del presetting con il controllo CNC:

Eliminazione degli errori di inserimento manuale dei dati
Riduzione dei tempi di setup della macchina
Automazione della compensazione della geometria dell’utensile
Ottimizzazione del flusso di lavoro dalla progettazione alla lavorazione

Svantaggi dell’integrazione del presetting con il controllo CNC:

Necessità di compatibilità tra presetter e controllo CNC
Costi aggiuntivi per l’hardware e il software di integrazione
Necessità di formazione specifica del personale per l’utilizzo dei sistemi integrati

Selezione e utilizzo dei sistemi di presetting

La scelta del sistema di presetting più adatto alle proprie esigenze produttive dipende da diversi fattori, come il tipo di lavorazioni eseguite, la precisione richiesta, il volume produttivo e il budget a disposizione. È importante considerare attentamente questi aspetti per individuare la soluzione che offre il miglior compromesso tra prestazioni, flessibilità e costo.

Criteri per la scelta di un sistema di presetting adeguato

Nella scelta di un sistema di presetting degli utensili, è necessario considerare i seguenti criteri:

Tipologia di utensili: il sistema di presetting deve essere in grado di misurare con precisione gli utensili utilizzati nelle proprie lavorazioni, tenendo conto delle loro dimensioni, geometrie e materiali. Ad esempio, per lavorazioni di precisione con utensili molto piccoli o complessi, è consigliabile orientarsi verso sistemi di visione o scansione laser, mentre per lavorazioni standard con utensili di medie dimensioni possono essere sufficienti presetter a contatto o sistemi ottici.
Precisione e ripetibilità: la precisione e la ripetibilità delle misurazioni sono fondamentali per garantire la qualità delle lavorazioni e la durata degli utensili. In generale, maggiore è la precisione richiesta, maggiore sarà il costo del sistema di presetting. Per lavorazioni di alta precisione, come nel settore aerospaziale o medicale, sono necessari presetter con precisione nell’ordine di ±0,001 mm o superiore, mentre per lavorazioni standard possono essere sufficienti precisioni di ±0,01 mm.

Tabella di confronto tra precisione e costo dei sistemi di presetting:

Sistema di presetting	Precisione	Costo indicativo
Manuale con comparatori	±0,01 mm	€1.000 – €5.000
Proiettori di profili e sistemi ottici	±0,005 mm	€10.000 – €30.000
Presetter a contatto	±0,001 mm	€30.000 – €100.000
Sistemi di visione e scansione laser	±0,0001 mm	>€100.000

Velocità di misurazione: la velocità di misurazione è un fattore importante per le aziende con elevati volumi produttivi o che eseguono frequenti cambi utensile. I sistemi di presetting automatizzati possono misurare fino a 1.500 utensili all’ora, riducendo significativamente i tempi di setup della macchina e aumentando la produttività complessiva.

Tabella di confronto tra velocità di misurazione dei sistemi di presetting:

Sistema di presetting	Velocità di misurazione
Manuale con comparatori	10-20 utensili/ora
Proiettori di profili e sistemi ottici	50-100 utensili/ora
Presetter a contatto	200-500 utensili/ora
Sistemi di visione e scansione laser	500-1.500 utensili/ora

Integrazione con il processo produttivo: il sistema di presetting deve integrarsi efficacemente con il flusso di lavoro esistente, dal CAM al controllo CNC della macchina. È importante valutare la compatibilità del presetter con i software CAM e i controlli CNC utilizzati, nonché la possibilità di integrazione con sistemi di gestione utensili e magazzini automatizzati.
Ergonomia e facilità d’uso: l’ergonomia e la facilità d’uso del sistema di presetting sono aspetti importanti per garantire l’efficienza e la sicurezza degli operatori. I presetter devono essere progettati in modo da ridurre al minimo lo sforzo fisico e la possibilità di errori umani, con un’interfaccia utente intuitiva e una disposizione ergonomica dei componenti.
Assistenza e supporto tecnico: la disponibilità di un servizio di assistenza e supporto tecnico affidabile è fondamentale per garantire la continuità operativa del sistema di presetting e minimizzare i tempi di fermo macchina in caso di guasti o problemi. È consigliabile scegliere un fornitore che offra un servizio di assistenza rapido ed efficiente, con tecnici specializzati e disponibilità di parti di ricambio.

Considerazioni su precisione, ripetibilità e velocità di misurazione

La precisione, la ripetibilità e la velocità di misurazione sono i parametri chiave per valutare le prestazioni di un sistema di presetting degli utensili. Tuttavia, il livello ottimale di questi parametri dipende dalle specifiche esigenze di ogni applicazione.

Per lavorazioni di alta precisione, come nel settore aerospaziale, medicale o dell’orologeria, sono necessari sistemi di presetting con una precisione di ±0,001 mm o superiore e una ripetibilità di ±0,003 mm o superiore. In questi casi, i sistemi di visione e scansione laser rappresentano la soluzione ideale, grazie alla loro capacità di misurare con estrema accuratezza anche i dettagli più piccoli dell’utensile.

Per lavorazioni standard, come nel settore automobilistico o della meccanica generale, possono essere sufficienti presetter con una precisione di ±0,01 mm e una ripetibilità di ±0,02 mm. In questi casi, i presetter a contatto o i sistemi ottici rappresentano una soluzione efficace ed economicamente vantaggiosa.

Per quanto riguarda la velocità di misurazione, i sistemi automatizzati offrono un vantaggio significativo rispetto ai metodi manuali. I presetter a contatto possono misurare fino a 500 utensili all’ora, mentre i sistemi di visione e scansione laser arrivano fino a 1.500 utensili all’ora. Questo si traduce in una notevole riduzione dei tempi di setup della macchina e in un aumento della produttività complessiva.

Tuttavia, è importante considerare che l’aumento della velocità di misurazione può comportare una riduzione della precisione e della ripetibilità. Pertanto, è necessario trovare il giusto equilibrio tra questi parametri in funzione delle specifiche esigenze di ogni applicazione.

Integrazione del presetting nel flusso di lavoro CNC

L’integrazione del presetting degli utensili nel flusso di lavoro CNC è un aspetto cruciale per ottimizzare l’efficienza e la produttività del processo di lavorazione. Questa integrazione può avvenire a diversi livelli, a seconda del tipo di presetter e di controllo CNC utilizzati.

A livello base, il presetting può essere integrato nel flusso di lavoro CNC attraverso il trasferimento manuale dei dati di misurazione degli utensili dal presetter al controllo macchina. Questo metodo, tuttavia, è soggetto a errori umani e richiede tempi di setup più lunghi.

Un livello di integrazione più avanzato prevede il collegamento diretto tra il presetter e il controllo CNC, attraverso connessioni via cavo (RS-232, USB, Ethernet) o via rete locale (LAN). In questo modo, i dati di presetting possono essere trasferiti automaticamente al controllo macchina, eliminando gli errori di inserimento manuale e riducendo i tempi di setup.

I sistemi di presetting più avanzati possono integrarsi anche con software CAM e sistemi di gestione della produzione, permettendo di ottimizzare l’intero flusso di lavoro dalla progettazione alla lavorazione. In questi casi, i dati di presetting degli utensili vengono associati direttamente ai programmi CNC generati dal CAM, creando un flusso di informazioni continuo e coerente.

Inoltre, l’integrazione del presetting con magazzini utensili automatizzati e sistemi di gestione utensili permette di automatizzare completamente il processo di selezione, misurazione e posizionamento degli utensili sulla macchina CNC. Questi sistemi utilizzano codici a barre o tag RFID per identificare gli utensili e associarli ai relativi dati di presetting, riducendo al minimo l’intervento umano e aumentando l’efficienza complessiva del processo.

Vantaggi dell’integrazione del presetting nel flusso di lavoro CNC:

Riduzione degli errori di inserimento manuale dei dati
Diminuzione dei tempi di setup della macchina
Aumento dell’efficienza e della produttività del processo di lavorazione
Ottimizzazione dell’intero flusso di lavoro dalla progettazione alla lavorazione
Riduzione dei costi legati a errori e fermi macchina

Formazione degli operatori e best practice per l’utilizzo dei presetter

La formazione degli operatori è un aspetto fondamentale per garantire un utilizzo corretto ed efficiente dei sistemi di presetting degli utensili. Gli operatori devono essere adeguatamente formati sui principi di funzionamento del presetter, sulle procedure di misurazione e sui criteri di accettabilità degli utensili.

Una formazione completa dovrebbe includere sia una parte teorica, volta a fornire le conoscenze di base sul presetting e sulle tecnologie utilizzate, sia una parte pratica, in cui gli operatori possono fare esperienza diretta con il sistema di presetting e apprendere le best practice per il suo utilizzo ottimale.

Tra le best practice per l’utilizzo dei presetter, si possono citare:

La corretta preparazione degli utensili prima della misurazione, inclusa la pulizia e la verifica dell’integrità del tagliente e del corpo utensile
La selezione dei parametri di misurazione adeguati in funzione del tipo di utensile e della lavorazione da eseguire
La verifica periodica della calibrazione del presetter e degli strumenti di misura utilizzati
L’utilizzo di supporti e fissaggi appropriati per garantire la stabilità e la ripetibilità delle misurazioni
La corretta interpretazione dei risultati delle misurazioni e l’individuazione di eventuali anomalie o problemi
La registrazione e l’archiviazione dei dati di presetting per ogni utensile, al fine di garantire la tracciabilità e la possibilità di analisi statistiche
L’adozione di procedure standardizzate per la gestione degli utensili non conformi o usurati

Inoltre, è consigliabile che gli operatori seguano corsi di aggiornamento periodici per mantenersi al passo con l’evoluzione delle tecnologie di presetting e delle best practice del settore.

La formazione degli operatori e l’adozione di best practice per l’utilizzo dei presetter contribuiscono a massimizzare i benefici di questi sistemi in termini di precisione, efficienza e produttività delle lavorazioni CNC.

Tabella riassuntiva delle best practice per l’utilizzo dei presetter:

Fase	Best practice
Preparazione utensili	– Pulizia e verifica dell’integrità – Selezione dei parametri di misurazione adeguati
Misurazione	– Utilizzo di supporti e fissaggi appropriati – Verifica periodica della calibrazione del presetter
Interpretazione risultati	– Corretta interpretazione dei dati di misurazione – Individuazione di anomalie o problemi
Gestione dati	– Registrazione e archiviazione dei dati di presetting – Analisi statistiche per il miglioramento continuo
Gestione non conformità	– Procedure standardizzate per utensili non conformi o usurati – Azioni correttive e preventive

Manutenzione e calibrazione dei sistemi di presetting

La manutenzione e la calibrazione regolari dei sistemi di presetting degli utensili sono essenziali per garantire l’accuratezza e la ripetibilità delle misurazioni nel tempo. Una corretta manutenzione permette di prevenire guasti e malfunzionamenti, mentre una calibrazione periodica assicura che il presetter fornisca sempre risultati affidabili e conformi agli standard di precisione richiesti.

Procedure di manutenzione ordinaria dei presetter

Le procedure di manutenzione ordinaria dei presetter includono una serie di operazioni volte a preservare l’integrità e l’efficienza del sistema nel tempo. Queste operazioni dovrebbero essere eseguite con frequenza regolare, in base alle indicazioni del produttore e all’intensità di utilizzo del presetter.

Tra le principali procedure di manutenzione ordinaria, si possono citare:

La pulizia e la lubrificazione delle parti meccaniche, come guide lineari, viti di precisione e cuscinetti, per garantire la fluidità e la precisione dei movimenti
La pulizia delle ottiche e dei sensori, per evitare l’accumulo di polvere e residui che possono influenzare la qualità delle misurazioni
La verifica dello stato di usura dei componenti soggetti a stress meccanico, come i tastatori dei presetter a contatto, e la loro sostituzione quando necessario
Il controllo dell’integrità dei cavi e delle connessioni elettriche, per prevenire malfunzionamenti dovuti a falsi contatti o interferenze
L’aggiornamento periodico del software di gestione del presetter, per beneficiare di eventuali miglioramenti e correzioni di bug

Inoltre, è consigliabile effettuare una ispezione visiva generale del presetter prima di ogni utilizzo, per individuare eventuali anomalie o danni evidenti che potrebbero compromettere la precisione delle misurazioni.

Una corretta manutenzione ordinaria contribuisce a prolungare la vita utile del presetter e a ridurre i costi legati a riparazioni o sostituzioni di componenti danneggiati.

Calibrazione periodica per garantire l’accuratezza delle misurazioni

La calibrazione periodica dei sistemi di presetting è fondamentale per garantire l’accuratezza e la ripetibilità delle misurazioni nel tempo. Durante l’utilizzo, infatti, i presetter possono essere soggetti a derive e variazioni dovute a fattori ambientali, usura dei componenti o stress meccanici, che possono influenzare la precisione dei risultati.

La calibrazione consiste nel confronto delle misurazioni effettuate dal presetter con dei campioni di riferimento certificati, di cui sono note con estrema precisione le dimensioni e le geometrie. Attraverso questo confronto, è possibile individuare eventuali scostamenti rispetto ai valori attesi e applicare le opportune correzioni ai parametri del presetter.

La frequenza delle calibrazioni dipende da diversi fattori, tra cui:

L’intensità di utilizzo del presetter
Le condizioni ambientali in cui opera (temperatura, umidità, vibrazioni)
La precisione richiesta dalle lavorazioni eseguite
Le indicazioni del produttore del presetter

In generale, si consiglia di effettuare una calibrazione completa del presetter almeno una volta all’anno, o più frequentemente in caso di utilizzo intensivo o di lavorazioni ad alta precisione. Inoltre, è buona prassi eseguire delle verifiche periodiche tra una calibrazione e l’altra, utilizzando dei campioni di controllo per monitorare l’andamento delle prestazioni del presetter.

La calibrazione deve essere eseguita da personale specializzato e adeguatamente formato, utilizzando strumentazione certificata e tracciabile a standard nazionali o internazionali. I risultati delle calibrazioni devono essere documentati in appositi report, che includono i valori misurati, le correzioni applicate e l’incertezza di misura associata.

Tabella di esempio di un piano di calibrazione periodica:

Componente	Frequenza	Standard di riferimento
Assi lineari	6 mesi	ISO 10360-2
Ottiche e sensori	12 mesi	VDI/VDE 2617
Tastatori a contatto	6 mesi	ISO 10360-5
Campioni di controllo	3 mesi	ISO 9001

Diagnostica e risoluzione dei problemi comuni dei presetter

Nonostante una corretta manutenzione e calibrazione, i sistemi di presetting possono talvolta presentare problemi o malfunzionamenti che richiedono un intervento di diagnostica e riparazione. È importante che gli operatori siano in grado di riconoscere i sintomi di un problema e di applicare le procedure di risoluzione adeguate, al fine di minimizzare i tempi di fermo macchina e garantire la qualità delle misurazioni.

Tra i problemi più comuni dei presetter, si possono citare:

Errori di misura o risultati non ripetibili, spesso dovuti a problemi di calibrazione, usura dei componenti o influenze ambientali
Malfunzionamenti dei sistemi di movimentazione, come blocchi o perdite di step dei motori, causati da usura delle guide o problemi elettronici
Anomalie delle ottiche o dei sensori, come immagini sfocate o segnali di misura instabili, dovuti a sporcizia, disallineamenti o danni ai componenti
Problemi di comunicazione tra il presetter e il controllo CNC della macchina, causati da incompatibilità dei protocolli, disturbi elettromagnetici o malfunzionamenti delle interfacce

Per una corretta diagnostica dei problemi, è fondamentale seguire un approccio sistematico, che includa:

L’identificazione dei sintomi e delle condizioni in cui si verificano
La verifica dei parametri di configurazione e delle impostazioni del presetter
L’ispezione visiva dei componenti meccanici, elettrici e ottici per individuare eventuali danni o anomalie
L’esecuzione di test diagnostici specifici, come la misurazione di campioni di riferimento o l’analisi dei segnali di misura
La consultazione dei manuali tecnici e della documentazione del produttore per individuare le procedure di risoluzione appropriate

In molti casi, i problemi possono essere risolti con semplici interventi, come la pulizia dei componenti, la regolazione dei parametri o la sostituzione di parti usurate. Tuttavia, per problemi più complessi o che richiedono competenze specialistiche, è consigliabile rivolgersi al servizio di assistenza tecnica del produttore o a personale qualificato.

Tabella di esempio di diagnostica e risoluzione dei problemi comuni:

Sintomo	Possibili cause	Azioni correttive
Errori di misura	– Calibrazione errata – Usura dei componenti – Influenze ambientali	– Verificare la calibrazione – Sostituire i componenti usurati – Controllare le condizioni ambientali
Malfunzionamenti dei sistemi di movimentazione	– Usura delle guide – Problemi elettronici	– Sostituire le guide usurate – Verificare le connessioni elettriche e i driver dei motori
Anomalie delle ottiche o dei sensori	– Sporcizia – Disallineamenti – Danni ai componenti	– Pulire le ottiche e i sensori – Verificare gli allineamenti – Sostituire i componenti danneggiati
Problemi di comunicazione	– Incompatibilità dei protocolli – Disturbi elettromagnetici – Malfunzionamenti delle interfacce	– Verificare la compatibilità dei protocolli – Controllare la schermatura dei cavi – Sostituire le interfacce di comunicazione

Aggiornamento software e hardware dei sistemi di presetting

I sistemi di presetting degli utensili sono in continua evoluzione, grazie allo sviluppo di nuove tecnologie e all’introduzione di funzionalità avanzate che permettono di migliorare la precisione, la velocità e la flessibilità delle misurazioni. Per questo motivo, è importante mantenere aggiornati sia il software che l’hardware dei presetter, al fine di beneficiare dei più recenti progressi tecnologici e di garantire la compatibilità con i nuovi standard e le nuove macchine CNC.

L’aggiornamento del software dei presetter riguarda principalmente il sistema operativo, i driver dei dispositivi e le applicazioni di misura e analisi dati. I produttori rilasciano periodicamente nuove versioni del software, che includono correzioni di bug, miglioramenti delle prestazioni e nuove funzionalità. Questi aggiornamenti possono essere installati direttamente sul presetter, scaricandoli dal sito web del produttore o utilizzando appositi supporti di memoria.

È importante verificare regolarmente la disponibilità di nuovi aggiornamenti software e installarli tempestivamente, seguendo le istruzioni fornite dal produttore. In alcuni casi, può essere necessario effettuare un backup dei dati e delle configurazioni del presetter prima di procedere all’aggiornamento, per evitare perdite di informazioni in caso di problemi.

L’aggiornamento dell’hardware dei presetter, invece, riguarda la sostituzione o l’integrazione di componenti meccanici, elettronici e ottici per migliorare le prestazioni o aggiungere nuove funzionalità. Alcuni esempi di aggiornamenti hardware comuni includono:

L’installazione di telecamere ad alta risoluzione o di sensori laser per aumentare la precisione e la velocità delle misurazioni
L’aggiunta di assi di misura supplementari per ampliare le capacità di misurazione del presetter
L’implementazione di sistemi di controllo temperatura per ridurre l’influenza delle variazioni ambientali sulle misurazioni
L’integrazione di sistemi di marcatura o di lettura codici a barre per migliorare la tracciabilità degli utensili

Gli aggiornamenti hardware richiedono spesso l’intervento di personale specializzato e possono comportare costi significativi. Pertanto, è importante valutare attentamente i benefici attesi e il ritorno sull’investimento prima di procedere con l’aggiornamento.

In generale, un approccio proattivo all’aggiornamento software e hardware dei sistemi di presetting permette di mantenere elevate prestazioni di misura nel tempo, di adattarsi alle nuove esigenze produttive e di proteggere l’investimento effettuato nell’acquisto del presetter.

Tabella di esempio di un piano di aggiornamento software e hardware:

Componente	Frequenza di aggiornamento	Benefici attesi
Sistema operativo	Annuale	– Correzione di bug – Miglioramento delle prestazioni – Nuove funzionalità
Applicazioni di misura	Semestrale	– Ottimizzazione degli algoritmi di misura – Nuove funzioni di analisi dati – Compatibilità con nuovi standard
Telecamere ad alta risoluzione	Biennale	– Aumento della precisione di misura – Riduzione dei tempi di misura
Assi di misura supplementari	Quinquennale	– Ampliamento delle capacità di misurazione – Possibilità di misurare utensili complessi

Casi studio e applicazioni del presetting nelle lavorazioni dei metalli

Il presetting degli utensili trova applicazione in una vasta gamma di lavorazioni dei metalli, dalle produzioni in serie di componenti automotive o aerospaziali fino alla realizzazione di stampi e matrici di alta precisione. In questo capitolo, saranno presentati alcuni casi studio che illustrano i benefici dell’implementazione del presetting in diverse realtà aziendali, evidenziando i miglioramenti ottenuti in termini di efficienza, qualità e riduzione dei costi.

Esempi di implementazione del presetting in aziende meccaniche

Ecco alcuni esempi di casi studio.

Caso studio 1: Azienda di produzione di componenti automotive

Un’azienda specializzata nella produzione di componenti per il settore automotive ha implementato un sistema di presetting automatizzato per gli utensili delle proprie macchine CNC. Prima dell’introduzione del presetting, gli utensili venivano misurati manualmente dagli operatori, con conseguenti errori di misura e lunghi tempi di setup.

Grazie all’adozione di un presetter automatico con tecnologia di visione, l’azienda ha ottenuto i seguenti risultati:

Riduzione del 50% dei tempi di setup degli utensili, grazie all’eliminazione delle misurazioni manuali e all’integrazione diretta con il controllo CNC delle macchine
Aumento della precisione delle misurazioni, con una ripetibilità di ±0,002 mm, che ha permesso di ridurre gli scarti di lavorazione del 35%
Incremento della produttività del 20%, grazie alla riduzione dei fermi macchina per il cambio utensili e alla maggiore efficienza complessiva del processo

Caso studio 2: Azienda di produzione di stampi per materie plastiche

Un’azienda che realizza stampi per l’industria delle materie plastiche ha introdotto un sistema di presetting offline per gli utensili delle proprie fresatrici ad alta velocità. In precedenza, gli utensili venivano misurati direttamente sulla macchina, causando lunghi tempi di fermo e rischi di collisione durante le operazioni di setup.

L’implementazione di un presetter offline con tecnologia laser ha portato i seguenti benefici:

Riduzione dell’80% dei tempi di fermo macchina per il setup degli utensili, grazie alla possibilità di effettuare le misurazioni in parallelo alle lavorazioni
Aumento della durata degli utensili del 25%, grazie alla maggiore precisione delle misurazioni e all’ottimizzazione dei parametri di taglio
Miglioramento della qualità delle lavorazioni, con una riduzione del 40% dei tempi di rilavorazione e delle non conformità

Miglioramento dell’efficienza e della qualità delle lavorazioni CNC

L’adozione di sistemi di presetting degli utensili nelle lavorazioni CNC dei metalli porta a un significativo miglioramento dell’efficienza e della qualità dei processi produttivi. Questo è dovuto principalmente a tre fattori:

Riduzione dei tempi di setup: il presetting permette di effettuare le misurazioni degli utensili in modo rapido e automatizzato, riducendo drasticamente i tempi di setup delle macchine CNC. Questo si traduce in una maggiore disponibilità delle macchine per le lavorazioni e in un aumento della produttività complessiva.
Aumento della precisione delle lavorazioni: grazie alla maggiore accuratezza e ripetibilità delle misurazioni, il presetting consente di ottenere una qualità costante delle lavorazioni, riducendo gli errori di posizionamento dell’utensile e i rischi di collisione. Questo si traduce in una diminuzione degli scarti di lavorazione e delle rilavorazioni, con conseguente riduzione dei costi e aumento della soddisfazione del cliente.
Ottimizzazione dei parametri di taglio: i dati di presetting degli utensili possono essere utilizzati per ottimizzare i parametri di taglio, come velocità di avanzamento, profondità di passata e velocità di rotazione, in funzione delle specifiche caratteristiche geometriche degli utensili. Questo permette di massimizzare l’efficienza delle lavorazioni e di prolungare la durata degli utensili, riducendo i costi di sostituzione e i fermi macchina per la manutenzione.

Tabella di esempio dei miglioramenti ottenibili con il presetting degli utensili:

Parametro	Miglioramento
Tempi di setup	-50%
Precisione delle lavorazioni	±0,005 mm
Scarti di lavorazione	-35%
Durata degli utensili	+25%
Produttività	+20%

Riduzione degli scarti e dei tempi di fermo macchina

Uno dei principali vantaggi dell’implementazione del presetting degli utensili nelle lavorazioni CNC dei metalli è la significativa riduzione degli scarti di lavorazione e dei tempi di fermo macchina.

Gli scarti di lavorazione sono spesso causati da errori di posizionamento dell’utensile o da parametri di taglio non ottimali, che possono portare a dimensioni fuori tolleranza, danni alle superfici lavorate o addirittura rotture degli utensili. Grazie alla maggiore precisione e ripetibilità delle misurazioni, il presetting permette di ridurre drasticamente questi errori, garantendo una qualità costante delle lavorazioni e minimizzando la quantità di pezzi scartati.

I tempi di fermo macchina, invece, possono essere causati da diverse ragioni, tra cui:

Setup degli utensili: il tempo necessario per la misurazione manuale e il posizionamento degli utensili sulla macchina CNC può variare da pochi minuti fino a diverse ore, a seconda della complessità degli utensili e del numero di cambi richiesti.
Rottura o usura degli utensili: l’utilizzo di utensili non correttamente misurati o con parametri di taglio non ottimali può portare a una maggiore usura o addirittura alla rottura improvvisa degli utensili durante la lavorazione, causando fermi macchina non pianificati.
Rilavorazionie correzioni: quando le lavorazioni non rispettano le tolleranze richieste o presentano difetti, è necessario effettuare rilavorazioni o correzioni, che comportano ulteriori fermi macchina e sprechi di tempo e materiali.

L’adozione di sistemi di presetting degli utensili permette di ridurre significativamente questi tempi di fermo macchina, grazie a:

Setup rapidi e automatizzati: le misurazioni degli utensili vengono effettuate offline, in parallelo alle lavorazioni, e i dati vengono trasferiti automaticamente al controllo CNC della macchina, riducendo i tempi di setup fino all’80%.
Monitoraggio dell’usura e prevenzione delle rotture: il presetting permette di monitorare l’usura degli utensili e di rilevare eventuali danni o anomalie prima che si verifichino rotture improvvise, consentendo di pianificare la sostituzione degli utensili in modo proattivo e riducendo i fermi macchina non pianificati.
Riduzione delle rilavorazioni e delle correzioni: la maggiore precisione delle lavorazioni ottenuta grazie al presetting riduce la necessità di rilavorazioni e correzioni, minimizzando i tempi di fermo macchina associati a queste attività.

Tabella di esempio della riduzione dei tempi di fermo macchina con il presetting degli utensili:

Causa del fermo macchina	Riduzione dei tempi
Setup degli utensili	-80%
Rottura o usura degli utensili	-50%
Rilavorazioni e correzioni	-60%

Integrazione del presetting con i sistemi CAM e la gestione degli utensili

L’integrazione dei sistemi di presetting degli utensili con i software CAM (Computer-Aided Manufacturing) e i sistemi di gestione degli utensili rappresenta un ulteriore passo avanti nell’ottimizzazione del flusso di lavoro delle lavorazioni CNC dei metalli.

I software CAM sono utilizzati per generare i programmi CNC a partire dai modelli CAD dei pezzi da lavorare, definendo le traiettorie degli utensili, i parametri di taglio e le strategie di lavorazione. Integrando i dati di presetting degli utensili direttamente nel processo di programmazione CAM, è possibile ottenere diversi benefici:

Simulazione più accurate: utilizzando i dati geometrici reali degli utensili, misurati con il presetting, è possibile effettuare simulazioni più precise delle lavorazioni, riducendo i rischi di collisioni e interferenze.
Ottimizzazione dei percorsi utensile: i dati possono essere utilizzati per ottimizzare i percorsi utensile generati dal CAM, tenendo conto delle effettive dimensioni e geometrie degli utensili, migliorando l’efficienza delle lavorazioni e riducendo i tempi ciclo.
Generazione automatica dei parametri di taglio: i software CAM possono utilizzare i dati di presetting per generare automaticamente i parametri di taglio ottimali per ogni utensile, in base alle sue caratteristiche geometriche e al materiale da lavorare, riducendo i tempi di programmazione e migliorando la qualità delle lavorazioni.

I sistemi di gestione degli utensili, invece, sono utilizzati per tracciare e gestire l’intero ciclo di vita degli utensili, dalla loro acquisizione fino alla dismissione. L’integrazione dei dati di presetting in questi sistemi permette di:

Monitorare l’usura e la durata degli utensili: registrando i dati di presetting degli utensili dopo ogni utilizzo, è possibile monitorare l’evoluzione dell’usura e stimare la durata residua di ogni utensile, pianificando in modo proattivo la loro sostituzione.
Ottimizzare l’inventario degli utensili: i dati possono essere utilizzati per ottimizzare l’inventario degli utensili, evitando scorte eccessive o carenze, e garantendo la disponibilità degli utensili necessari per le lavorazioni pianificate.
Tracciare la storia degli utensili: registrando i dati di presetting e di utilizzo degli utensili, è possibile tracciare la loro storia completa, dall’acquisto fino alla dismissione, facilitando la risoluzione di problemi di qualità e l’identificazione di opportunità di miglioramento.

Tabella di esempio dei benefici dell’integrazione del presetting con i sistemi CAM e la gestione degli utensili:

Area di integrazione	Benefici
CAM	– Simulazioni più accurate – Ottimizzazione dei percorsi utensile – Generazione automatica dei parametri di taglio
Gestione utensili	– Monitoraggio dell’usura e della durata – Ottimizzazione dell’inventario – Tracciabilità della storia degli utensili

Conclusione

Il presetting degli utensili si è affermato come una tecnologia fondamentale per l’ottimizzazione delle lavorazioni CNC dei metalli, offrendo numerosi vantaggi in termini di efficienza, precisione e riduzione dei costi.

Riepilogo dei vantaggi del presetting degli utensili nelle lavorazioni CNC dei metalli

I principali vantaggi del presetting degli utensili nelle lavorazioni CNC dei metalli includono:

Riduzione dei tempi di setup: il presetting permette di effettuare le misurazioni degli utensili offline, in parallelo alle lavorazioni, riducendo significativamente i tempi di fermo macchina per il setup degli utensili.
Aumento della precisione delle lavorazioni: grazie all’accuratezza e alla ripetibilità delle misurazioni, il presetting garantisce una qualità costante delle lavorazioni, riducendo gli errori di posizionamento e le non conformità.
Riduzione degli scarti e delle rilavorazioni: la maggiore precisione delle lavorazioni ottenuta con il presetting si traduce in una significativa riduzione degli scarti di lavorazione e delle rilavorazioni, con conseguente risparmio di tempo e materiali.
Aumento della durata degli utensili: permette di monitorare l’usura degli utensili e di ottimizzare i parametri di taglio, prolungando la vita utile degli utensili e riducendo i costi di sostituzione.
Integrazione con i sistemi CAM e di gestione utensili: l’integrazione del presetting con i software CAM e i sistemi di gestione degli utensili consente di ottimizzare l’intero flusso di lavoro, dalla programmazione alla produzione, migliorando l’efficienza complessiva del processo.

Importanza dell’adozione di sistemi di presetting avanzati per rimanere competitivi

In un mercato sempre più globalizzato e competitivo, l’adozione di sistemi di presetting avanzati è diventata un fattore chiave per le aziende che operano nel settore delle lavorazioni CNC dei metalli. L’investimento in tecnologie di presetting all’avanguardia permette di:

Ridurre i costi di produzione, grazie alla diminuzione dei tempi di setup, degli scarti e delle rilavorazioni.
Aumentare la produttività e la flessibilità, grazie alla possibilità di effettuare le misurazioni degli utensili in modo rapido e automatizzato, adattandosi facilmente a lotti di produzione variabili.
Migliorare la qualità dei prodotti, grazie alla maggiore precisione e ripetibilità delle lavorazioni, soddisfacendo le crescenti esigenze dei clienti in termini di tolleranze e finiture superficiali.
Sviluppare un vantaggio competitivo, differenziandosi dai concorrenti grazie all’adozione di tecnologie innovative e all’ottimizzazione dei processi produttivi.

Prospettive future per l’automazione e l’ottimizzazione del presetting utensili

Le tecnologie di presetting degli utensili sono in continua evoluzione, con un focus sempre maggiore sull’automazione e l’ottimizzazione dei processi. Alcune delle prospettive future più promettenti includono:

Sistemi di presetting automatizzati: l’integrazione di robot e sistemi di movimentazione automatizzati nel processo di presetting degli utensili permetterà di ridurre ulteriormente i tempi di setup e di eliminare la necessità di intervento umano, aumentando l’efficienza e la sicurezza delle operazioni.
Integrazione con l’Internet of Things (IoT): la connessione dei sistemi di presetting a piattaforme IoT consentirà di raccogliere e analizzare in tempo reale i dati di misura degli utensili, monitorando l’usura, ottimizzando i parametri di taglio e pianificando la manutenzione in modo predittivo.
Intelligenza artificiale e machine learning: l’applicazione di algoritmi di intelligenza artificiale e machine learning ai dati di presetting permetterà di sviluppare modelli predittivi per l’ottimizzazione delle lavorazioni, adattando automaticamente i parametri di taglio alle specifiche condizioni di lavoro e alle caratteristiche degli utensili.
Realtà aumentata e virtuale: l’utilizzo di tecnologie di realtà aumentata e virtuale nel processo di presetting degli utensili consentirà di visualizzare in modo intuitivo le geometrie degli utensili e di simulare le lavorazioni, facilitando la formazione degli operatori e riducendo i rischi di errori.

In conclusione, il presetting degli utensili rappresenta una tecnologia chiave per le aziende che operano nel settore delle lavorazioni CNC dei metalli, offrendo vantaggi significativi in termini di efficienza, precisione e riduzione dei costi. L’adozione di sistemi di presetting avanzati e l’integrazione con le più recenti tecnologie digitali saranno fondamentali per rimanere competitivi in un mercato in continua evoluzione, garantendo la massima qualità dei prodotti e la soddisfazione dei clienti.