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Macchina CNC@NET - Calibrazione della temperatura
Adelchi, actisad@katamail.com

Traduzione dal sito francese CNC@NET

Introduzione
Finalmente la vostra macchina di taglio è finita! Funziona in modo ammirabile. Ora possiamo dedicarci ai progetti di taglio i più pazzi.
E no! C’è ancora una regolazione molto importante da fare: quella della temperatura del filo, ed inoltre bisogna determinare la misura del materiale fuso per irraggiamento calorifico a seconda del polistirolo utilizzato (polistirene, styrofoam, polistirolo, ......). Questi due elementi sono essenziali per la precisione dei tagli futuri, ma rassicuratevi i metodi e gli studi sviluppati per la ricerca dei parametri ottimali implicano delle operazioni molto semplici e di facile esecuzione!
E’ anche un eccellente sistema per familiarizzare con l’uso della macchina di taglio e avere il piacere di vederla funzionare.

Valutazione dell’Irraggiamento
Prima di iniziare è molto importante precisare una cosa: il taglio, eseguito con la macchina CNC, avviene per irraggiamento calorifico, in pratica il filo non va a contatto con il materiale da tagliare.
Questo metodo è totalmente diverso rispetto a quello "classico" eseguito con le dime di taglio, dove il taglio è eseguito per contatto sia con il materiale che con le dime. E’ il calore irraggiato dal filo che fonde il materiale e permette il taglio, e non il contatto filo-materiale quindi le vostre vecchie abitudini del taglio con le dime dovranno essere messe da parte.
Questo all’inizio potrà essere un pò problematico, ma è l’unico sistema per tagliare il polistirene con precisione e ripetibilità.

http://gm.cnc.free.fr/

Vi sono due possibilità di utilizzare la macchina di taglio, controllata dal programma CNC, le quali dipendono dal tipo di elettronica di asservimento utilizzata:

taglio con regolazione della temperatura fissa, sia essa gestita manualmente o tramite PC. La velocità di taglio è anch’essa fissa. Ad ogni cambiamento di velocità di taglio, a parità di materiale, bisognerà eseguire nuovamente la regolazione della temperatura. Il valore del raggio di irraggiamento non varia da regolazione a regolazione, a patto che il taglio avvenga alla temperatura ottimale.

taglio con velocità e temperatura asservite, e compensazione raggio di irraggiamento. E’ necessario effettuare la regolazione della temperatura ottimale a due velocità differenti e verificare il raggio dell’irraggiamento.

Per una migliore comprensione di quanto sopra descritto possiamo dire che la temperatura e la velocità di taglio sono due parametri indissociabili per un dato tipo di materiale, e più precisamente:
ad una determinata velocità di taglio corrisponde una sola temperatura ottimale, ed inversamente per una determinata temperatura si ha una sola velocità di taglio. Mentre per quanto riguarda il raggio di irraggiamento sarà sempre lo stesso a condizione che i tagli vengano eseguiti alla temperatura ottimale.

Per utilizzare al meglio la vostra macchina di taglio cnc noi vi proponiamo quanto segue:

eseguire la regolazione della temperatura ottimale del filo per una determinata velocità

e per ottenere dei tagli precisi la verifica della misura relativa raggio di irraggiamento.

Prima di iniziare le regolazioni e le verifiche controllate che la vostra macchina di taglio sia ben configurata, specialmente per quanto riguarda le sue dimensioni e i parametri degli assi X ed Y, il tempo massimo tra due passi e la temporizzazione del timer (vedere menù configurazione di CNC).

Regolazione della temperatura del filo
Ricerca della temperatura ottimale del filo per una determinata velocità.
Partendo da una velocità di taglio preimpostata (fissa) manualmente regoleremo la temperatura del filo. Ad ogni cambiamento di materiale, del diametro del filo e della sua lunghezza queste regolazioni dovranno essere rifatte.
Queste operazioni saranno realizzate con l’aiuto del "decoupe test" ("Test Cut") presente nel menù "decoupe" ("Cut") del programma CNC.

Prendere un blocco di polistirolo (circa 100 mm x ½ la larghezza della vostra macchina di taglio), verificando che le testate non siano tagliate con filo a caldo (nel caso rifilare il blocco con cutter) e non presentino segni di ammaccature o deformazioni in modo da non avere indurimenti nell’avanzamento del filo, e metterlo in posizione di taglio senza alcun peso aggiuntivo.

Nel menù "decoupe test" ("Test Cut"):

-  indicare la lunghezza del blocco in XX aggiungendo qualche millimetro, questo permetterà al filo di non essere nel blocco durante il movimento verticale. (Campo "Block Dimensions/Lenght")
-  Impostare lo spessore tra un taglio e l’altro; evitare di scendere sotto gli 8 mm in quanto il polistirolo al di sotto di tale valore si deforma con l’effetto del calore e quindi potrebbe falsare le prove. Noi consigliamo di lasciare il valore di default (10 mm). (Campo "Space between Cuts/Spacing")
-  Impostare la velocità di taglio la più alta possibile. (Campo "Foam Type/Cut Speed")
-  Spuntare la casella "decoupe par le haut".
-  Mettere la regolazione della temperatura filo su "manuelle", ed impostare la temperatura in modo da consentire agevolmente il taglio (meglio + alta che bassa).(Interruttore Pc/Manuel su Manuel)
-  Lanciare il taglio per il test da CNC.
-  Fare variare la temperatura manualmente (in meno) (la temperatura si regola con BP+ e BP- ) fino a quando è rispettata la condizione seguente: il filo deve tagliare ma senza trascinare il blocco, in pratica si riduce la temperatura del filo fin tanto che il blocco rimane nella sua posizione iniziale (così facendo si è trovata la temperatura ottimale per una data velocità) .

Se tutto va bene annotatevi il valore di temperatura, la velocità di taglio, il tipo di polistirolo, il diametro e la lunghezza filo. Le regolazioni sopradescritte sono da ripetere ad una velocità di taglio inferiore (V/2).

Una volta terminate le prove sarete in possesso di più dati relativi a un determinato tipo di materiale: per una data velocità di taglio conoscerete la temperatura ottimale di taglio (su CNC è espressa come percentuale).
Questi dati caricati nel programma CNC, menù "CNC/paramètres de découpe" ("CNC/Wire Temperature"), vi permetteranno di utilizzare la regolazione in automatico della temperatura da parte del programma CNC, sempre ammesso che l’elettronica in vostro possesso ve lo consenta.

Valutazione del valore del diametro relativo all’irraggiamento
L’irraggiamento del filo, nel materiale da tagliare, è una misura espressa in millimetri, e più precisamente il materiale che lo stesso fonde al suo passaggio nel polistirolo.
Adesso che conosciamo la temperatura ottimale di taglio, non ci resta che trovare il valore dell’irraggiamento per ottenere dei tagli precisi, o per meglio dire riprodurre nel modo più fedele possibile i profili.

Per verificare questo noi vi proponiamo di simulare un taglio di un’ala trapezoidale, con profilo rettangolare, dove la corda all’attacco sarà il doppio di quella dell’estremità (corda estremità = 1/2 corda attacco).
Una volta tagliata l’ala, sarà sufficiente misurare le dimensioni dei rettangoli dell’attacco e dell’estremità e confrontarle con le dimensioni impostate per il taglio, la differenza tra le dimensioni impostate e le misure rilevate corrisponde al valore dell’irraggiamento per una velocità pari a V per l’attacco ed a V/2 per l’estremità (impostando il valore R = 0).
Se l’altezza dei rettangoli ottenuti è inferiore alla misura imposta bisognerà aumentare la compensazione relativa all’irraggiamento, al contrario, se la misura è superiore bisognerà diminuirlo.
La compensazione esatta dell’irraggiamento è quando le altezze dei rettangoli tagliati corrispondono a quelle impostate per il taglio.

La prova descritta qui sotto è disponibile su CNC@Net e sul programma CNC a partire dalla versione 2.10.

Nel menù "projet/paramètres troncon" ("Project/Current Pannel Configuration") fissare i valori seguenti (vedere schema). Per quanto riguarda la lunghezza eseguite la prova di taglio alla lunghezza massima ammessa dalla vostra macchina. Per esempio, la distanza Xd - Xg (lunghezza libera filo di taglio) della vostra macchina è di 850 mm, scegliete 800 mm come larghezza di taglio. La larghezza del blocco dovrà essere maggiore rispetto alla dimensione del pezzo finito, in quanto le due testate dovranno poi essere asportate. Per coloro che volessero economizzare materiale le due testate possono essere anche composte da due blocchi separati dal pezzo centrale, ma devono essere posizionate con molta cura sul piano di taglio e perfettamente paralleli al blocco centrale.

Quando finito di impostare il progetto lanciate il taglio, senza però dimenticarvi di selezionare il materiale.

A taglio ultimato siete in possesso dei due blocchi di estremità, e di un pezzo centrale con forma trapezoidale ed estremità con profilo rettangolare. Misurate lo spessore delle due estremità del pezzo centrale è verificatele con le dimensioni impostate sul progetto originale.
Se lo spessore corrisponde a quanto indicato sul progetto, la compensazione dell’irraggiamento impostata, a V e V/2 di default, sul programma CNC è corretta e la vostra macchina di taglio è pronta per l’uso.
Nel caso che le dimensioni rilevate non corrispondano a quelle impostate bisognerà:

("CNC/Wire Temperature")

In generale si può dire che la dimensione dell’irraggiamento reale R = Rd + (Hp - Hm), dove Rd è il valore dell’irraggiamento di default, Hp lo spessore impostato nel progetto e Hm lo spessore misurato.
Il valore R deve essere impostato su due valori, in funzione della velocità di taglio V e V/2 (corda centrale e di estremità). Questi due valori sono da immettere nel menù "paramètres de découpe" ("CNC/Wire Temperature") relativamente al tipo di polistirolo da tagliare.

Per ogni nuovo tipo di materiale espanso da tagliare questa valutazione dovrà essere ripetuta, ed anche nel caso si cambi il diametro o il materiale del filo.

NOTA BENE: evitare di comprimere il polistirolo durante la misurazione, per evitare ciò è sufficiente interporre tra il calibro e il polistirolo delle piccole placchette di legno, metallo, vetronite di spessore conosciuto.

Una volta terminate le regolazioni della temperatura ottimale ed aver rilevato la correzione relativa all’irragiamento, come spiegato nei punti precedenti, il programma CNC è pronto per la realizzazione di tagli precisi e, senza difficoltà.

Buoni tagli

N.B.
In corsivo ho riportato alcune note personali che dovrebbero spiegare dei punti poco chiari.
Tutti i commenti si riferiscono all'elettronica MM2001, al software CNC dalla versione 2.02 e 2.10 (e successive) in inglese e alla meccanica presente sul sito.
Il Barone Rosso