Dove inizia effettivamente la scelta del numero di cilindri

Il dibattito tra le configurazioni a singolo cilindro e a doppio cilindro per le piegatrici idrauliche emerge regolarmente nelle discussioni sulla selezione delle attrezzature e tende spesso a essere eccessivamente semplificato. Optare per un unico cilindro di maggiori dimensioni rispetto a due cilindri più piccoli sincronizzati non è semplicemente una scelta legata alla topologia meccanica: influisce sull’accuratezza della sincronizzazione, sulla costanza della piegatura lungo l’intera lunghezza del traversino e sul comportamento della macchina durante la formatura di utensili con carichi asimmetrici.

Comprendere le differenze meccaniche aiuta a superare il linguaggio promozionale e a concentrarsi su ciò che effettivamente conta per una determinata applicazione.

Meccanica della sincronizzazione e comportamento della deformazione

La piegatrice a singolo cilindro posiziona quest’ultimo al centro o in prossimità del centro del traversino superiore. Il traversino si deforma secondo un andamento a arco prevedibile sotto carico, con deformazione massima al centro. La maggior parte delle piegatrici a singolo cilindro con capacità superiore a 40 tonnellate utilizza un sistema di compensazione della deformazione (crowning) meccanico o idraulico sul traversino inferiore per controbilanciare tale fenomeno, introducendo così un ulteriore fattore da considerare nella manutenzione del sistema.

Le macchine a doppio cilindro distribuiscono il carico attraverso due cilindri, solitamente posizionati rispettivamente a circa un terzo e a due terzi della lunghezza della traversa. La sincronizzazione elettroidraulica, che utilizza trasduttori di posizione su ciascun cilindro, corregge continuamente le variazioni di pressione o di portata differenziale per mantenere entrambi i pistoni dei cilindri all’estensione identica durante tutta la corsa. Secondo le specifiche dei principali produttori di controllori CNC per piegatrici, tra cui Delem e Cybelec, i moderni sistemi di sincronizzazione a doppio cilindro possono mantenere il parallelismo del traversino entro 0,02 mm sull’intera corsa, parametro di notevole importanza nella piegatura di pezzi lunghi.

Prestazioni nella piegatura di pezzi lunghi e fuori centro

Dove le macchine a singolo cilindro mostrano più chiaramente i loro limiti è nella piegatura fuori centro. Quando un pezzo posiziona la linea di piegatura significativamente lontano dal centro della trave, lo squilibrio di coppia su un singolo cilindro centrale genera un momento di imbardata sulla trave. La trave compensa parzialmente tale effetto grazie alla propria rigidezza strutturale, ma la deformazione residua si traduce direttamente in un errore angolare sul bordo piegato.

Un'azienda specializzata nella lavorazione di lamiere, che produceva pannelli di involucro lunghi per quadri elettrici, ha riscontrato questo problema su una pressa piegatrice a singolo cilindro da 100 tonnellate. Le piegature eseguite entro 300 mm dalla linea centrale della macchina rientravano nelle tolleranze, ma i pezzi che richiedevano uno spostamento di 1200 mm rispetto al centro mostravano sistematicamente una deviazione angolare di 0,4 gradi. La sostituzione con una configurazione a doppio cilindro di pari capacità di forza ha eliminato l’errore angolare senza alcuna modifica degli utensili.

Le presse piegatrici a doppio cilindro sono particolarmente adatte per configurazioni di utensili asimmetriche, in cui punzoni di lunghezza diversa vengono posizionati in diverse posizioni lungo la traversa, poiché la pressione applicata su ciascun cilindro può essere regolata in modo indipendente per bilanciare il carico di deformazione.

Complessità del circuito idraulico e considerazioni relative alla manutenzione

Le macchine a singolo cilindro hanno, per definizione, un circuito idraulico più semplice. Un cilindro, un set di valvole proporzionali, un set di trasduttori di posizione. La risoluzione dei problemi è più diretta e il numero di componenti da sostituire in caso di intervento sulla guarnizione è inferiore.

I circuiti a doppio cilindro raddoppiano la maggior parte dei componenti idraulici e il sistema di sincronizzazione aggiunge loop di controllo elettronici che richiedono una taratura successiva alla sostituzione delle guarnizioni o in caso di deriva rilevata del sensore. Le strutture prive di competenze specializzate nella manutenzione idraulica dovrebbero considerare l’accesso a un supporto tecnico qualificato nella valutazione delle macchine a doppio cilindro.

Il vantaggio operativo in termini di precisione offerto dalle macchine a doppio cilindro è reale, ma lo è anche la complessità della manutenzione. Per officine a basso volume o per quelle che piegano prevalentemente pezzi più corti di 1500 mm, una macchina a singolo cilindro ben mantenuta, con regolazione corretta della compensazione della flessione, fornisce spesso risultati accettabili a un costo complessivo inferiore.

Integrazione del sistema di controllo e coordinamento del dispositivo di posizionamento posteriore

Le prestazioni moderne delle piegatrici a pressione dipendono tanto dal sistema di controllo CNC quanto dalla configurazione idraulica. Sia le macchine con un singolo cilindro sia quelle con due cilindri traggono vantaggio dal controllo multiasse del dispositivo di posizionamento posteriore, dalle funzioni automatiche di impostazione degli utensili e dal software per la sequenza di piegatura, che calcola la rotazione ottimale del pezzo per ridurre al minimo le operazioni di manipolazione.

Le macchine con due cilindri si integrano generalmente meglio con sistemi di controllo ad alto numero di assi, poiché i dati di sincronizzazione provenienti da ciascun cilindro vengono inseriti nel ciclo di controllo. Ciò le rende più adatte all’integrazione con l’automazione, comprese le celle robotiche per la piegatura di pannelli, nelle quali il controllore richiede dati precisi sulla posizione dello stantuffo in ogni punto della corsa per effettuare i calcoli necessari alla pianificazione del percorso.

Effettuare la scelta in base al proprio lavoro effettivo

La scelta ottimale dipende dalla combinazione di materiali e dalla geometria del pezzo che verrà effettivamente lavorato sulla macchina, non dalle prestazioni teoriche massime. Per pezzi corti in lamiera spessa inferiori a 2000 mm, con tolleranza angolare di ±0,5 gradi, una macchina a singolo cilindro offre prestazioni adeguate. Per pezzi lunghi in lamiera sottile superiori a 2000 mm o per configurazioni di utensili asimmetriche, la precisione di sincronizzazione della versione a doppio cilindro si ripaga da sola grazie a un tasso ridotto di scarti e a minori tempi di regolazione con le calotte di compensazione durante l’allestimento.

RAYMAX offre piegatrici idrauliche sia nella configurazione a singolo cilindro che a doppio cilindro, con opzioni di controllo CNC che vanno dal sistema standard a 2 assi fino al controllo sincrono a 8 assi, consentendo di adattare le specifiche della macchina alla reale complessità della formatura richiesta dal lavoro da eseguire.