Le più recenti tecnologie di fresatura consentono di mantenere tolleranze ridotte e di aumentare la produzione, riducendo al contempo la domanda di manodopera.
La nuova tecnologia delle fresatrici consente di ottenere tolleranze più strette, mantenere un'elevata produttività ed evitare di imporre nuove esigenze al personale addetto alla fresatura. Tom Chastain, Product Manager di Wirtgen American Milling, ha dichiarato: "La nuova generazione di controllo della pendenza, la tecnologia del tamburo fresante e un nuovo sistema operativo semplificano l'aumento della produttività rispetto al passato, garantendo al contempo una qualità superiore".
Anche il processo di configurazione delle macchine da taglio e monitoraggio è stato semplificato. "Rispetto alle apparecchiature di vecchia generazione, la diagnostica di bordo, le semplici impostazioni di controllo della pendenza e le procedure di calibrazione automatica riducono notevolmente le responsabilità dell'operatore", ha affermato Kyle Hammon, responsabile tecnico-commerciale di Astec.
Per massimizzare la produttività e la qualità superficiale, la fresatrice deve essere in grado di rilevare le variazioni di carico e reagire di conseguenza. L'obiettivo di Astec è mantenere modelli di fresatura di alta qualità, massimizzando al contempo la produttività e proteggendo macchine e operatori. È qui che entra in gioco la tecnologia più avanzata. Alcuni modelli di nuove fresatrici sono dotati di un sistema operativo che consente all'operatore di scegliere tra diverse modalità di fresatura. In questo modo, l'operatore può controllare la modalità.
"È possibile indicare alla macchina la spaziatura tra lame e tamburo e la qualità del pattern che si desidera ottenere", ha affermato Chastain. Queste impostazioni possono persino fornire informazioni sull'utensile di taglio utilizzato. "La macchina calcola queste informazioni e determina la velocità della macchina, la velocità del tamburo di taglio e persino la quantità d'acqua. Questo consente agli operatori di gestire le linee di produzione e trasportare i materiali mentre la macchina fa il resto."
Per ottimizzare la produzione e la qualità superficiale, le fresatrici devono essere in grado di rilevare le variazioni di carico e reagire di conseguenza. "I sistemi di controllo del carico del motore e di controllo della trazione mantengono la macchina a velocità costante e impediscono che brusche variazioni di velocità di lavoro causino difetti sulla superficie fresata", ha affermato Harmon.
"Un sistema di gestione attiva del carico come il controllo del carico di Caterpillar consente all'operatore di spingere la macchina alla massima capacità senza il rischio di stallo", ha affermato Jameson Smieja, consulente vendite globale di Caterpillar. "Questo può aumentare significativamente la produttività della macchina, indovinando l'intensità con cui l'operatore la spinge."
Caterpillar offre anche il cruise control. "Il cruise control consente all'operatore di memorizzare e ripristinare la velocità di fresatura desiderata premendo un pulsante, aiutandolo così a mantenere un ritmo costante per tutta la durata del progetto."
Funzioni come il controllo del carico garantiscono l'utilizzo più efficiente della potenza disponibile del motore. "La maggior parte delle frese a freddo consente agli operatori di scegliere il regime del motore e del rotore che desiderano tagliare. Pertanto, nelle applicazioni in cui la velocità non è un fattore primario o in cui i camion sono limitati, gli operatori possono scegliere regimi inferiori del motore e del rotore per ridurre il consumo di carburante", ha spiegato Smieja. "Altre funzioni come il controllo del minimo consentono alla macchina di ridurre il regime del minimo a macchina ferma e di aumentare il regime del motore solo quando necessario, quando vengono attivate determinate funzioni".
Il sistema di controllo macchina MILL ASSIST di Wirtgen aiuta gli operatori a ottimizzare i risultati del processo di fresatura. Wirtgen si concentra sull'aumento dei costi operativi. "L'ultima versione della macchina è più economica in termini di consumo di carburante, acqua e utensili, riducendo al contempo i livelli di rumorosità", ha affermato Chastain. "Avere un sistema operativo che informa la macchina su ciò che stiamo cercando di ottenere, nonché una nuova trasmissione a due velocità, consente alla macchina di funzionare al meglio, monitorando anche i materiali di consumo".
Sono stati sviluppati anche portautensili e denti. "La tecnologia di taglio aggiornata ci dà maggiore fiducia nelle prestazioni e nella scorrevolezza della nostra fresatura", ha affermato Chastain. "I nuovi utensili in metallo duro, così come gli attuali utensili in PCD o diamante, ci consentono di fresare più a lungo con una minore usura. Ciò significa che non ci fermiamo spesso e manteniamo la qualità più a lungo. Un modello di qualità. Queste ultime innovazioni nella tecnologia di taglio e le maggiori prestazioni delle macchine ci consentono di ottenere qualità e produttività."
La popolarità delle punte da taglio diamantate continua a crescere. Secondo Caterpillar, queste punte hanno una durata 80 volte superiore a quella delle punte in metallo duro, il che può ridurre significativamente i tempi di fermo.
Astec: "Questo è particolarmente vero nelle applicazioni più impegnative, in cui le punte in metallo duro devono essere sostituite più volte al giorno", ha affermato Smieja. "Inoltre, le punte diamantate tendono a rimanere affilate per tutto il loro ciclo di vita, il che consente alla macchina di produrre profili di fresatura uniformi e mantenere una maggiore efficienza di taglio, aumentando così la produttività e risparmiando fino al 15% di carburante".
La progettazione del rotore è essenziale per garantire i risultati attesi. "Molti rotori presentano diversi gradi di spaziatura tra i denti di taglio, consentendo all'operatore di ottenere la trama desiderata per la superficie fresata finale, rimuovendo al contempo la maggior quantità di materiale possibile", ha affermato Smieja.
Una fresatrice dotata della più moderna tecnologia di controllo del livello dovrebbe aumentare significativamente la produttività, raggiungendo per la prima volta il livello prefissato ed eliminando le rilavorazioni, in modo da recuperare rapidamente il costo dell'investimento iniziale.
"Grazie ai moderni sistemi di controllo del livellamento, le fresatrici odierne possono essere molto precise e produrre contorni lisci", ha affermato Smieja. "Ad esempio, le fresatrici a freddo Cat sono dotate di serie di Cat GRADE, che include funzioni di pendenza e inclinazione, offrendo versatilità e flessibilità per qualsiasi tipo di applicazione. Che si tratti di una rimozione mirata della profondità, di una fresatura per migliorare la levigatezza o di una fresatura per contorni di progetto precisi, Cat GRADE può essere impostato e regolato per ottenere i migliori risultati in quasi tutte le applicazioni."
Il controllo della pendenza è stato migliorato per facilitare il raggiungimento di profondità e/o pendenza uniformi. Chastain ha affermato: "Una tecnologia semplificata ma all'avanguardia offre agli operatori risposte rapide e precise, riducendo al contempo lo stress lavorativo".
"Stiamo assistendo all'ingresso di sempre più tecnologie 3D nel settore della fresatura", ha aggiunto. "Se le impostazioni sono corrette, questi sistemi funzionano bene". Il sistema di media utilizza sensori sonici per calcolare la media delle lunghezze delle macchine o delle profondità di taglio più elevate.
I lavori complessi sono favoriti dal controllo 3D della pendenza. "Rispetto ai sistemi 2D standard, il sistema di controllo 3D della pendenza consente alla macchina di fresare con maggiore precisione", ha affermato Hammon. "Nei progetti più complessi che richiedono profondità e pendenze laterali diverse, il sistema 3D apporterà automaticamente queste modifiche.
"Il sistema 3D ha davvero bisogno di creare un modello digitale basato sui dati stradali raccolti prima dell'operazione di fresatura", ha sottolineato. "Rispetto alle tradizionali operazioni 2D, la creazione e l'implementazione di modelli digitali su una fresatrice richiedono più lavoro preliminare e attrezzature aggiuntive."
CaterpillarInoltre, non tutti i lavori sono adatti alla fresatura 3D. "Sebbene la fresatura 3D offra la massima precisione rispetto alle specifiche di progetto, la tecnologia necessaria per raggiungere tale precisione richiede investimenti significativi, oltre a una gestione del cantiere aggiuntiva, adatta solo ad applicazioni speciali", ha affermato Smieja.
"I luoghi di lavoro con una buona visuale, distanze controllabili e interferenze minime con le stazioni di controllo 3D (come gli aeroporti) sono ottimi candidati per trarre vantaggio dal controllo 3D della pendenza, che contribuisce a soddisfare le severe normative", ha affermato. "Tuttavia, il controllo 2D della pendenza, con o senza corde, è ancora un modo efficace per soddisfare molte delle attuali specifiche di fresatura senza la necessità di hardware aggiuntivo".
Orange Crush LLC è un'impresa edile con sede a Chicago responsabile di una serie di progetti, tra cui la costruzione e lo scavo di strade in asfalto e cemento. Si occupa di asfaltatura di strade e lotti edificabili, nonché di immobili commerciali.
"Possiamo utilizzare sei impianti di asfalto nell'area di Chicago", ha affermato Sumie Abdish, direttore generale. "Abbiamo cinque gruppi di macinazione e sette rettificatrici (fresatrici)".
Con l'aiuto di SITECH Midway, Orange Crush ha scelto di installare il sistema di controllo master 3D Trimble sulla sua ultima fresatrice Roadtec RX 700. Sebbene la fresatura 3D sia relativamente nuova, l'impresa edile vanta una vasta esperienza nella pavimentazione 3D.
"Abbiamo equipaggiato le nostre finitrici perché stavamo quasi terminando il progetto dell'autostrada a pedaggio", ha detto Abdish. Ma pensa che il modo migliore sia iniziare con una fresatrice. "Credo fermamente che sia meglio partire da zero. Credo che sia meglio eseguire prima la fresatura 3D e poi laminare insieme i materiali fresati".
La soluzione con stazione totale 3D consente un controllo più rigoroso di tutti gli aspetti, dall'output alla precisione. Questo si è rivelato particolarmente vantaggioso per il recente progetto Norfolk Southern Railway Yard a Englewood, Illinois. Orange Crush deve mantenere pendenze rigorose e la tecnologia della stazione totale 3D elimina la necessità di disegnare costantemente i numeri davanti al laminatoio e di ricontrollare costantemente il lavoro.
"Abbiamo una persona dietro al mulino con un rover, c'è un piccolo costo aggiuntivo, ma è meglio che dover tornare indietro perché abbiamo perso due o tre risultati su dieci", ha commentato Abdish.
La precisione del sistema Astec si è dimostrata corretta. "Ha ottenuto il punteggio più alto al primo tentativo", ha affermato Abdish. "La produttività in questa applicazione è aumentata del 30%, soprattutto quando si utilizza una fresatrice a profondità variabile e si mantengono una determinata altitudine e pendenza in ogni posizione."
La tecnologia richiede ingenti investimenti, ma il ritorno sull'investimento può essere molto rapido. Orange Crush stima di aver recuperato quasi la metà del suo investimento tecnologico nel solo progetto Norfolk South. "Direi che entro l'anno prossimo avremo pagato il sistema", ha previsto Abdish.
Con Orange Crush, l'allestimento del sito richiede solitamente circa due ore. "La prima volta che si esce per una misurazione, bisogna calcolare due ore al mattino e calibrare ogni volta che si sposta la macchina da un lavoro all'altro", ha detto Abdish. "Prima di inviare il camion lì, è necessario portare la macchina lì con qualche ora di anticipo."
Per gli appaltatori, la formazione degli operatori non è una sfida scoraggiante. "Non è così difficile come pensavo", ha ricordato Abdish. "Credo che la curva di apprendimento di una finitrice sia più lunga di quella di una lucidatrice".
Il responsabile della misurazione/controllo macchina è responsabile della configurazione di ogni lavoro. "Verrà a controllare ogni lavoro e poi collaborerà con SITECH per effettuare la prima misurazione della macchina", ha affermato Abdish. Mantenere questa persona aggiornata è la parte più importante della formazione. "Il personale l'ha subito accettata."
Grazie all'esperienza positiva maturata, Orange Crush prevede di ampliare le sue capacità di fresatura 3D aggiungendo il sistema Trimble alla Wirtgen 220A recentemente acquisita. "Quando hai un progetto, hai qualcosa che ti mantiene sotto stretto controllo gerarchico, il che è solo un'idea", ha affermato Abdish. "Questa è la cosa più importante per me."
Il maggiore livello di automazione e il controllo semplificato fanno sì che il personale non debba premere pulsanti frequentemente, riducendo così la curva di apprendimento. "Rendendo il controllo operativo e il controllo della pendenza intuitivi, gli operatori alle prime armi possono utilizzare la nuova macchina più facilmente, a differenza di una macchina trentennale che richiede molta abilità e pazienza per essere padroneggiata", ha affermato Chastain.
Inoltre, il produttore offre funzionalità uniche che possono semplificare e velocizzare la configurazione della macchina. "Il sensore integrato nella macchina consente di utilizzare le funzioni di azzeramento e di transizione di taglio automatica di Caterpillar per semplificare la configurazione", ha affermato Smieja.
La tecnologia di livellazione Wirtgen è in grado di regolare altezza, profondità e spaziatura per ottenere risultati estremamente precisi e ridurre il carico di lavoro dell'operatore. Il reset Wirtgen può riportare rapidamente la macchina all'altezza di taglio iniziale, in modo che sia pronta per il taglio successivo, spiega Smieja. Le transizioni di taglio automatiche consentono all'operatore di programmare transizioni predeterminate di profondità e pendenza entro una determinata distanza, e la macchina creerà automaticamente il contorno richiesto.
Smieja ha aggiunto: "Altre caratteristiche, come una telecamera di alta qualità con guide all'avanguardia, facilitano l'allineamento corretto della macchina all'inizio di ogni nuovo taglio da parte dell'operatore".
Ridurre al minimo i tempi di configurazione può aumentare i profitti. "Grazie alle tecnologie più recenti, impostare la fresatrice per l'avvio è diventato più semplice", ha affermato Chastain. "Il personale addetto alla fresatura può impostare la macchina per l'uso in pochi minuti".
Il pannello di controllo a colori della fresatrice Roadtec (Astec) è contrassegnato da un'etichetta chiara, semplice e intuitiva da utilizzare. La tecnologia Astec migliora anche la sicurezza. "Le ultime funzionalità implementate per la fresatrice Astec CMS sono legate alla sicurezza", ha affermato Hammon. "Se una persona o un oggetto di grandi dimensioni viene rilevato dietro la macchina durante la retromarcia, il sistema di rilevamento degli oggetti posteriori arresta la fresatrice. Una volta che la persona esce dall'area di rilevamento, l'operatore può invertire il percorso della macchina."
Tuttavia, nonostante questi progressi, la fresatura è ancora una delle applicazioni in cui le competenze degli operatori sono difficili da sostituire. "Personalmente, penso che la fresatura richieda sempre il fattore umano", ha affermato Chastain. "Quando le cose vanno bene, gli operatori se ne accorgono. Quando le cose non vanno bene, lo sentono. Questo contribuisce notevolmente a rendere queste macchine più sicure e facili da usare".
Prevenire i tempi di fermo macchina aiuta a mantenere il progetto di fresatura in linea con i tempi. È qui che la tecnologia telematica cambia le regole del gioco.
"La telematica è uno strumento potente per ridurre i tempi di fermo e raccogliere dati sulle prestazioni in tempo reale", ha affermato Hammon. "Dati di produzione, consumo di carburante e tempi di fermo sono alcuni esempi di informazioni che possono essere ottenute da remoto utilizzando un sistema telematico".
Astec fornisce il sistema telematico Guardian. "Il sistema telematico Guardian consente la comunicazione bidirezionale tra la macchina e l'utente finale o un tecnico di assistenza autorizzato", ha affermato Hammon. "Questo garantisce un livello superiore di manutenibilità e raccolta dati su ogni macchina."
Quando si verifica un problema con la fresatrice, è necessario identificarlo e ripararlo il prima possibile. Chastain ha affermato: "La nuova fresatrice non dovrebbe solo semplificare il funzionamento, ma anche la diagnosi e la risoluzione dei problemi di queste macchine". I tempi di fermo macchina sono ancora peggiori.
Wirtgen ha sviluppato un sistema per avvisare proattivamente gli utenti di potenziali problemi. Chastain ha affermato: "Queste nuove macchine avviseranno l'operatore quando alcune attrezzature non sono accese, non sono operative o vengono semplicemente spente per errore". "Ci si aspetta che questo riduca il numero di buche [già] praticate sulla strada negli ultimi anni".
Wirtgen ha anche implementato la ridondanza sulla sua fresatrice per ridurre i tempi di fermo. "Quando abbiamo avuto un guasto, c'era un sistema di backup integrato, così la fresatrice poteva continuare a funzionare senza compromettere la qualità o la produzione", ha affermato Chastain.
Data di pubblicazione: 29 agosto 2021