Esistono tre tipi di alimentatori:

• Pneumatico
• Meccanico
• Elettronico

Avanzamento pneumatico

L’avanzamento pneumatico è il tipo più diffuso, grazie al suo costo relativamente basso ed alla sua versatilità che ne consente l’utilizzo con materia prima di diversi spessori. Esso è costituito da due pinze, una fissa ed una mobile. La pinza fissa ha il compito di bloccare il nastro durante la lavorazione. In fase di apertura della pressa, la pinza mobile fa avanzare la lamiera per una lunghezza che corrisponde al passo dello stampo. La regolazione del passo viene solitamente effettuata tramite una ghiera filettata.

Sia la chiusura delle pinze che l’avanzamento sono affidati a pistoni pneumatici, che possono essere azionati da valvole a comando pneumatico o elettrico. Nel primo caso, la sincronizzazione tra la pressa e l’avanzamento è solitamente effettuata tramite camme meccaniche poste sull’albero della pressa. Nel secondo caso invece, la sincronizzazione può essere effettuate tramite PLC ed encoder, il che consente un controllo più preciso.

Gli avanzamenti pneumatici non sono estremamente precisi, il peso e la tensione del nastro possono causare delle leggere variazioni nel passo. Questo problema può essere in parte compensato aprendo la pinza fissa in fase di chiusura dello stampo, così da permettere ai punzoni pilota di centrare la bandella.

In lavorazioni dove la velocità di stampaggio è alta e dove la sincronizzazione tra l’alimentazione e le altre fasi è critica, l’avanzamento pneumatico può rappresentare un limite in quanto l’azionamento ad aria introduce sempre un piccolo ritardo.

Avanzamento meccanico

Gli avanzamenti di tipo meccanico sono solitamente utilizzati per produzioni ad alto volume, dove la velocità è un fattore critico. La movimentazione del nastro avviene tramite rulli, il cui moto deriva dall’albero della pressa tramite dei cinematismi.

Vengono solitamente forniti dal produttore insieme alla pressa e consentono di raggiungere velocità di stampaggio e precisione di passo molto elevate.

Avanzamento elettronico

Gli alimentatori elettronici possono essere molto costosi, ma sono decisamente i più versatili e consentono di lavorare con una grande varietà di spessori e larghezze nastro.

Essi possono memorizzare un numero elevato di programmi i quali vengono poi richiamati in fase di setup, riducendo notevolmente i tempi di attrezzaggio.

Gli avanzamenti elettronici sono relativamente veloci, ma non quanto quelli di tipo meccanico. Ovviamente maggiore è il passo stampo, più tempo sarà necessario per completare la fase di avanzamento.

Uno dei grandi vantaggi è la possibilità di sincronizzare alla perfezione l’avanzamento con la posizione della pressa, il che permette di ottimizzare i tempi ciclo, specialmente su stampi che includono meccanismi automatizzati per operazioni ausiliarie.

Un altro vantaggio è la possibilità di regolare finemente il passo e quindi la progressione bandella in run-time, senza fermare la produzione.

Esistono inoltre degli avanzamenti elettronici a zig-zag, ovvero con movimentazione su due assi, che consentono di ottimizzare l’utilizzo del materiale, riducendo lo sfrido fino al 13%. Questo tipo di alimentazione è spesso utilizzata per imbutiture progressive in stampi transfer dove l’operazione iniziale è la tranciatura di un disco in lamiera.

In ultima analisi, uno dei grandi benefici è la sua sensibilità alla forza richiesta per far avanzare il nastro. Se si verifica un problema o una rottura nello stampo, l’alimentatore è in grado di rilevare l’anomalia e torna al passo precedente. In questo modo, anche se l’inerzia della pressa non consente lo stop immediato, possono essere evitate rotture critiche dello stampo e degli utensili. Questo può risultare un grande vantaggio sia per quanto riguarda i costi diretti di riparazione che nei tempi di fermo macchina.

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Figura 1: interno di uno stampo progressivo

L’avanzamento della lamiera è solitamente effettuato tramite dispositivi pneumatici, meccanici o elettronici. Ad ogni colpo della pressa, l’alimentatore fa avanzare il nastro per una lunghezza che corrisponde al passo dello stampo. Un errore di alimentazione fa sì che punzoni e matrici agiscano su una porzione di lamiera diversa da quella per i quali sono stati progettati, sollecitando in maniera imprevista gli utensili.

D’altro canto, un errore di alimentazione può essere sia causa che conseguenza di una rottura, pertanto è indice che si è verificata una condizione critica e che è quindi necessario fermare immediatamente la pressa.

In questo articolo vedremo quali sono le tecniche utilizzate per ridurre al minimo il rischio di rottura dovuto ad errori di avanzamento nastro.

I tre metodi principali per rilevare gli errori di alimentazione

1. Pilota salva stampo
   I punzoni pilota nello stampo hanno la funzione di posizionare con precisione la lamiera durante la fase di chiusura dello stampo, agendo su dei fori eseguiti solitamente nei primi passaggi. In base al diametro dei punzoni pilota, essi sono in grado di far fronte a piccoli scostamenti della lamiera, solitamente nell’ordine di qualche decimo di millimetro (in funzione anche del tipo di alimentatore utilizzato). Quando lo scostamento è superiore, il pilota non riesce a posizionare la lamiera.
   È tuttavia possibile dedicare ad un pilota la funzione di “salva stampo”, installandolo con una molla di rientro anziché come punzone pilota rigido. Quando lo stampo si chiude, se il pilota salva stampo trova la lamiera piena anziché un foro, esso rientra agendo su un interruttore (normalmente chiuso) che ferma la pressa.

2. Tonnellaggio della pressa
   La maggior parte delle presse moderne hanno la possibilità di impostare un limite di sicurezza al tonnellaggio, oltre il quale la pressa si ferma. Pertanto, se durante l’operazione di stampaggio la forza richiesta supera quella prevista, la macchina andrà in allarme.

3. Sensore micron
   È possibile installare un sensore che misura con precisione l’altezza alla quale lo stampo si chiude. Se un errore di alimentazione causa l’ingobbamento della lamiera nello stampo, lo stampo si chiude prima ed il sensore interviene aprendo un contatto.

4. Interruttore a leva/flessibile
   È possibile installare, all’ingresso dello stampo, un sensore in grado di rilevare se la lamiera si ingobba a causa dell’impossibilità di avanzare. Questo metodo è adatto per passi stampo elevati e spessori lamiera bassi, ovvero nei casi in cui un impedimento all’avanzamento fa sì che il nastro si incurvi. Questa soluzione, similmente alla precedente, non è in grado di rilevare avanzamenti scarsi dovuti esclusivamente a problemi dell’alimentatore, come può essere lo scorrimento del nastro tra le ganasce.

Il sistema più adatto va scelto in base al tipo di stampo e all’esperienza del costruttore. Va però detto che il limite di tutti questi metodi risiede nell’inerzia della pressa: fermare la mazza non è un’operazione istantanea, viste le masse in gioco, pertanto, una volta rilevato l’errore di avanzamento, potrebbe essere già troppo tardi.

Il metodo del pilota salva stampo può risultare efficace per velocità di stampaggio basse e su presse con una bassa inerzia, oltre ad essere di facile implementazione.

La misura del tonnellaggio della pressa, invece, avviene a stampo completamente chiuso, pertanto non permette di evitare il primo colpo critico, ma solo i successivi. Può essere comunque utile nel caso in cui bisogna valutare condizioni che causano un progressivo aumento degli sforzi di stampaggio.
Anche il micron di posizione, in modo simile al pilota salva stampo, non può garantire lo stop in tempo utile della macchina.

Qual è dunque la soluzione definitiva?

Per operazioni veloci e complesse, occorre essere in grado di controllare che l’avanzamento sia stato effettuato correttamente quando la pressa è ancora in fase di ascesa, o comunque, ancora in prossimità del punto morto superiore, in modo da poterla fermare in tempo.

Per fare ciò, è necessario conoscere la posizione della pressa, la durata della fase di alimentazione e la posizione esatta della lamiera. Per le prime due si fa solitamente ricorso a PLC più encoder in modo da sincronizzare con precisione l’avanzamento nastro ed il controllo salva stampo con la posizione della mazza.

La parte più critica è conoscere la posizione della lamiera all’interno dello stampo. Per fare ciò, si può ricorrere a degli interruttori di fine corsa che agiscono direttamente, o tramite leverismi, su degli intagli ricavati sulla bandella. In alcuni casi è possibile progettare lo stampo in modo che, le geometrie generate dai tagli progressivi, possano essere sfruttate in tal senso. Quando ciò non è possibile, va previsto un punzone che realizzi un intaglio dedicato, sul quale va posizionato il sensore al passo successivo.

Figura 2: intaglio dedicato alla funzione di salvastampo

Come visibile nell’immagine, a volte ciò comporta l’utilizzo di una materia prima di maggior larghezza, occorre pertanto sempre valutare il rapporto costi/benefici, tenendo a mente che, in molti casi, il maggior costo del materiale è compensato dalla minor manutenzione e dai minori fermi macchina dovuti a rotture dello stampo.

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