Se volete produrre pezzi migliori, fidelizzare i vostri clienti e far crescere la vostra attività, è importante dare priorità all'accuratezza e alla precisione del sistema. È impossibile fornire un prodotto di qualità superiore (riducendo al minimo gli scarti e le rilavorazioni) senza un'apparecchiatura che offra prestazioni superiori. Questo vale praticamente per tutti i sistemi e i metodi di fabbricazione, ma è particolarmente importante quando si considera il prossimo sistema laser.
Cosa sono esattamente l'accuratezza e la precisione?
In parole povere, la precisione consente di fabbricare pezzi altamente coerenti. La precisione, invece, confronta un pezzo finito con le dimensioni ideali. Con queste due condizioni, i risultati possibili sono quattro:
Bassa precisione e bassa accuratezza: il peggior risultato possibile. Le caratteristiche del pezzo non sono ripetibili né sufficientemente vicine alle misure definite dalle specifiche del pezzo. Il processo deve essere modificato o migliorato drasticamente per produrre pezzi di alta qualità e mantenere la produttività.
Alta precisione e bassa accuratezza: in questo caso, le dimensioni dei pezzi differiscono in modo costante e prevedibile dalle specifiche. A volte la rilavorazione può compensare la differenza, ma questo processo incide sulla produzione e sull'efficienza.
Bassa precisione e alta accuratezza: in questo caso, le dimensioni dei pezzi corrispondono spesso alle specifiche, ma la mancanza di coerenza porta a molti pezzi fuori tolleranza. Alcuni pezzi passano alla fase di produzione successiva, mentre altri devono essere rilavorati o scartati.
Alta precisione e alta accuratezza: il meglio dei due mondi. La ripetibilità da pezzo a pezzo garantisce una produzione costante e risultati che possono essere costantemente trasferiti alla fase di produzione successiva. L'alta precisione significa che i pezzi sono sufficientemente vicini alle loro dimensioni ideali. L'elevata coerenza e qualità consentono operazioni più fluide e prodotti migliori per l'utente finale.
Accuratezza e precisione iniziano con un utensile ad alte prestazioni
I laser si sono guadagnati la reputazione di strumenti ad alta precisione e accuratezza per tutto ciò che riguarda il taglio, la foratura, la saldatura, la marcatura e la microelaborazione avanzata. I laser a fibra, in particolare, sono stati ampiamente adottati grazie alla loro facilità di integrazione, affidabilità ed efficienza energetica. I laser a fibra offrono la flessibilità di essere ottimizzati per un'ampia varietà di materiali e applicazioni, regolando i parametri del laser come la potenza, la lunghezza d'onda e la dimensione dello spot.
Essendo un processo remoto e senza contatto, la stabilità della lavorazione laser in fibra consente una ripetibilità estremamente elevata. Nelle condizioni corrette, i laser producono caratteristiche praticamente identiche operazione dopo operazione. L'accuratezza e la precisione intrinseche della lavorazione laser possono tuttavia diminuire se abbinate a un sistema impreciso e impreciso. Per sfruttare appieno la potenza della lavorazione laser, è necessario un sistema laser dalle prestazioni sufficientemente elevate.
Costruzione di un sistema laser ad alta precisione e accuratezza
Progettare e costruire un sistema laser altamente accurato e preciso significa combinare qualità e funzionalità per creare qualcosa che sia più della somma delle sue parti. Prendiamo ad esempio il sistema di taglio laser LaserCube, il sistema di taglio laser più accurato e preciso oggi disponibile sul mercato. LaserCube è stato costruito da zero per soddisfare le esigenze delle applicazioni di taglio che richiedono risultati ripetibili e di alta qualità. Alcune caratteristiche chiave fanno sì che LaserCube si distingua dai sistemi di taglio laser alternativi.
Base in granito naturale
L'accuratezza e la precisione iniziano con una base stabile. Il sistema gantry di LaserCube è costruito su granito naturale. Il granito naturale offre una serie di proprietà superiori del materiale, in particolare un'elevata resistenza e rigidità che consentono un eccellente assorbimento delle vibrazioni causate dal movimento della macchina. Il granito naturale ha anche un basso coefficiente di espansione termica, circa la metà di quello dell'acciaio e della ghisa. Rispetto alle alternative, il granito naturale è il materiale preferito per le macchine utensili ad alte prestazioni.
Motori lineari / Encoder lineari
Il movimento del sistema di LaserCube è guidato da motori lineari brushless senza contatto e da encoder lineari di alta precisione. I motori lineari e gli encoder sono elementi critici per i sistemi cartesiani ad alte prestazioni. LaserCube utilizza una configurazione a portale con due motori ed encoder che alimentano l'asse Y e un singolo motore che aziona l'asse X. Questo design consente un'accelerazione elevata grazie alla struttura leggera dell'asse trasversale. La minimizzazione della massa in movimento riduce drasticamente l'errore di inseguimento a velocità e accelerazioni elevate, consentendo velocità di traslazione e contornatura rapide.
I sistemi di movimento alternativi, come le viti a ricircolo di sfere e i sistemi a cremagliera, richiedono una manutenzione periodica e alla fine si usurano, compromettendo le prestazioni del sistema. I sistemi che utilizzano encoder rotativi spesso soffrono di problemi di accuratezza dovuti a variazioni di produzione nel passo della vite o della cremagliera. A lungo termine, l'usura dei cuscinetti a ricircolo di sfere nella chiocciola riduce la ripetibilità.
Assemblaggio di precisione
I componenti ad alte prestazioni significano meno se non sono assemblati con cura e precisione. L'assemblaggio di ogni LaserCube viene eseguito utilizzando strumenti metrologici di precisione e tecniche di assemblaggio per misurare caratteristiche critiche come la rettilineità, la planarità, l'ortogonalità e il parallelismo delle guide. In questo modo si ottiene una mappa estremamente precisa della rettilineità e della planarità dei sistemi di movimento. Il risultato è un'accuratezza e una precisione di taglio senza pari.
Registrazione della visione
Anche con l'accuratezza e la precisione massime raggiungibili, una serie di fattori può portare a pezzi e caratteristiche fuori specifica. Una cattiva messa a punto del pezzo o problemi di tolleranza causati da fasi precedenti non legate al laser possono dare origine a un target non ideale per un sistema laser.
Per questo motivo, LaserCube può essere dotato di un sistema di visione che posiziona i tagli al loro posto anche quando il pezzo e l'elemento variano. Il sistema di visione scansiona i pezzi prima di accendere il laser per tenere automaticamente conto degli effetti delle deviazioni dimensionali o degli errori dell'operatore, riducendo i requisiti di processo prima del taglio laser. Per i materiali complessi e prelavorati, come le lastre serigrafate, i pezzi punzonati o i componenti incisi chimicamente, la registrazione di visione riduce al minimo le rilavorazioni e gli scarti.
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