Messa in servizio della macchina EduCNC

Selestovs, Jurijs (2015) Messa in servizio della macchina EduCNC. Bachelor thesis, Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana (SUPSI).

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Abstract

EduCNC – “Macchina a Comando Numerico Open Source per le scuole” è un piccolo ma versatile centro di lavorazione destinato all’esercitazione pratica per gli studenti di meccanica. Attualmente si trova allo stato di prototipo funzionale ed è attrezzata con un modulo di fresatura, con questo progetto si vuole eseguire la prima messa in funzione della macchina definendo la sua precisione di lavorazione. Prima della messa in funzione sono stati analizzati gli aspetti relativi alla sicurezza dell’utilizzo della macchina per tutelare la salute delle persone. La macchina è stata analizzata attraverso le normative attualmente vigenti (Direttiva macchine 2006/42/CE) definendone i pericoli che possono verificarsi nell’impiego della macchina. I principali pericoli sono derivati dalla mancanza di protezioni tra le persone e gli organi di movimento, la mancanza di una protezione contro la proiezione di materiale e la mancanza di un arresto di emergenza. Per la prima messa in funzione sono stati implementati alcune misure minime di sicurezza che comprendono un arresto di emergenza tipo a fungo e un interruttore di sezionamento. Una prima messa in funzione della macchina è definita la modalità plotter che consiste nella messa in funzione della macchina utilizzando solo due gradi di movimentazione (X e Y) senza utilizzare il modulo di fresatura e quindi senza forze, per questo tipo di modalità si è realizzato un piccolo modulo che permette di disegnare alcune figure. La soluzione sviluppata comprende un sistema di accoppiamento albero-boccola integrato sul supporto dell’EduCNC, il centraggio dell’utensile viene garantito da una pinza elastica che può ospitare strumenti di disegno di varie forme e dimensioni, per garantire una minima pressione di contatto tra lo strumento e il foglio di lavoro, viene utilizzata una molla elicoidale posta in serie sul mandrino. Per determinare la precisione di lavorazione, sono stati analizzati le varie lavorazioni che sono possibili ottenere con un centro di lavoro a tre assi, i tipi di lavorazioni sono suddivisi principalmente dalla lavorazione di ogni singolo asse e dalla lavorazione degli assi combinati e sono: contornatura, spianatura (tasche, gradini), foratura (alesatura, filettatura), anelli e lati inclinati (combinazione asse X-Y), tasche e sedi chiavette inclinate (combinazione asse Z e X-Y). Per la messa in funzione della macchina è stato lavorato un componente in resina analizzando alcuni aspetti principali come la contornatura, la spianatura, la lavorazione di un anello e di una tasca. Il programma di lavorazione è stato eseguito manualmente tramite il G-code in condizioni quasi statiche, ovvero con lavorazione di finitura. Per la determinazione delle tolleranze geometriche e di forma si è utilizzato la macchina di misura a coordinate (DEA Scirocco) presente presso il laboratorio ICIMSI. Dai risultati analizzati risulta che la macchina comprende una bassa precisione di forma determinata dalla squadratura della struttura e dal disallineamento tra le varie guide, questo effetto porta ad avere errori di precisione fino a 0.05 [mm]. Questo effetto è visibile anche nelle altre lavorazioni che confermano la necessità di allineamento e squadratura delle guide cercando di raggiungere una precisione di lavorazione intorno a 0.01 [mm], tipiche di queste macchine (artigianali). Sono state definite anche alcune migliorie auspicabile per il modulo di fresatura che ne migliorano l’utilizzo. Le migliorie più importanti riguardano la modifica dell’attuale sistema di controllo, la necessità di un sistema di aspirazione dei trucioli e un sistema di protezione per le guide lineari e per le viti madre.

Item Type: Thesis (Bachelor)
Subjects: Meccanica
Divisions: Dipartimento tecnologie innovative > Ingegneria meccanica
URI: http://tesi.supsi.ch/id/eprint/400

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