{"id":742,"date":"2026-06-03T01:48:54","date_gmt":"2026-06-03T01:48:54","guid":{"rendered":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/?p=742"},"modified":"2026-06-03T01:48:54","modified_gmt":"2026-06-03T01:48:54","slug":"planetary-gearbox-cnc-machine-tool-rotary-axis-selection","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/it\/planetary-gearbox-cnc-machine-tool-rotary-axis-selection\/","title":{"rendered":"Selezione di riduttori epicicloidali di precisione per assi rotanti di macchine utensili CNC"},"content":{"rendered":"
\n

<\/p>\n

\n
\n
<\/div>\n
<\/div>\n
\n
Corea Ever-Power<\/span>
\nGuida all'applicazione delle macchine utensili CNC<\/span><\/div>\n

Selezione di riduttori epicicloidali di precisione per assi rotanti di macchine utensili CNC \u2014 Guida per assi B\/C\/A e 4\u00b0\/5\u00b0 asse<\/h1>\n

Gli assi rotanti CNC impongono requisiti che le guide servoassistite generiche non soddisfano. La precisione di un'operazione di alesatura dipende direttamente dal gioco del riduttore al raggio di taglio, non in un punto di prova arbitrario. Un asse B a 5 assi sottoposto a tagli interrotti intensivi richiede una rigidit\u00e0 torsionale che una normale applicazione servoassistita non richiede mai. Il raffreddamento a liquido richiede la protezione IP65. Questa guida risolve tutti e tre questi vincoli asse per asse.<\/p>\n

Ottieni supporto per le specifiche degli assi CNC \u2192<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

<\/p>\n

\n

Tre requisiti che distinguono gli assi rotanti CNC dalle applicazioni servo generiche.<\/h2>\n

La maggior parte delle metodologie di selezione dei riduttori epicicloidali di precisione sono scritte per l'automazione servoassistita generica, come nastri trasportatori, robot e indicizzatori. Gli assi rotanti delle macchine utensili a controllo numerico introducono tre requisiti aggiuntivi che queste guide non prendono in considerazione, e non tenerne conto anche solo di uno porta a una specifica del riduttore tecnicamente corretta per coppia e velocit\u00e0, ma inadeguata per l'applicazione.<\/p>\n

\n
\n
\u2460 Reazione negativa al raggio di taglio, non in un punto di prova generico<\/div>\n

Le specifiche di precisione CNC indicano le tolleranze sul pezzo in lavorazione, ovvero sul raggio di taglio effettivo, che pu\u00f2 essere di 10 mm (foro piccolo) o 300 mm (spianatura grande). Lo stesso gioco di 8 arcmin produce un errore tangenziale di 23 \u03bcm a R=10 mm, ma di 1.163 \u03bcm a R=500 mm. Le specifiche CNC devono essere sempre valutate sul raggio di taglio effettivo, non su un valore intermedio rappresentativo. Un gioco accettabile per un'operazione potrebbe non esserlo affatto per un'altra sulla stessa macchina.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\u2461 Rigidit\u00e0 torsionale sotto carico di taglio: non solo precisione di posizionamento<\/div>\n

I carichi di taglio CNC sono altamente variabili: la coppia cambia istantaneamente in base allo spessore del truciolo, alle variazioni del materiale e all'ingresso\/uscita dell'utensile. Con una coppia di taglio di picco di 380 N\u00b7m, un EP-ZDE-160 (Ct=38 N\u00b7m\/arcmin) si flette elasticamente di 10 arcmin, pi\u00f9 del gioco specificato, producendo un errore di posizione dell'utensile che il feedback del servo non pu\u00f2 rilevare o correggere perch\u00e9 l'encoder del motore si trova sul lato di ingresso del riduttore. Questo errore dipendente dal carico \u00e8 invisibile al servo, si accumula direttamente sul pezzo in lavorazione e peggiora con l'ampiezza della forza di taglio.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\u2462 Ambiente del refrigerante: il grado di protezione IP determina la durata di servizio<\/div>\n

Le macchine utensili a controllo numerico utilizzano un sistema di raffreddamento a flusso continuo a una pressione di 2-8 bar, una nebulizzazione di olio da taglio e lavaggi interni periodici. Un riduttore installato su una tavola rotante esterna posizionata sotto il mandrino pu\u00f2 essere soggetto all'impatto diretto del liquido refrigerante alla massima pressione della pompa. Il grado di protezione IP54 (standard per EP-ZDE\/ZDF\/ZDWE\/ZDWF) protegge dagli schizzi direzionali ma non dai getti diretti prolungati. Solo il grado di protezione IP65 (EP-ZDS) supera il test IPX5 \u2013 ugello da 6,3 mm a 12,5 l\/min da qualsiasi direzione \u2013 che simula le condizioni di raffreddamento a flusso continuo su dispositivi rotanti esposti.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

<\/p>\n

\n

\"Produzione<\/p>\n

I riduttori epicicloidali di precisione della serie EP vengono testati con il metodo 100% per il gioco meccanico a una coppia nominale di \u00b13% prima della spedizione. Ogni unit\u00e0 riporta un valore di gioco meccanico certificato nella documentazione di fabbrica, garantendo la tracciabilit\u00e0 richiesta dai sistemi di gestione della qualit\u00e0 dei produttori di macchine utensili CNC. Visualizza le specifiche della serie EP \u2192<\/a><\/div>\n<\/div>\n

<\/p>\n

\n

Contrasto al raggio di taglio: la tabella di cui hanno bisogno gli ingegneri CNC<\/h2>\n

La tabella seguente converte le specifiche standard del gioco del riduttore epicicloidale in errore di posizionamento tangenziale a raggi di taglio CNC rappresentativi. Tutti i valori utilizzano la formula esatta: E_tangenziale = R \u00d7 tan(BL \/ (60 \u00d7 180\/\u03c0)). Per le operazioni di alesatura e tornitura in cui l'utensile traccia un percorso circolare, questo errore tangenziale si manifesta direttamente come deviazione di rotondit\u00e0 sulla superficie finita.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Gioco<\/th>\nR=10mm
\nForo piccolo<\/span><\/th>\n		R=25mm
\nforo da \u03a650mm<\/span><\/th>\n		R=50mm
\nForo da \u03a6100 mm<\/span><\/th>\n		R=100mm
\nSuperficie di \u03a6200mm<\/span><\/th>\n		R=200mm
\nTavolo da \u03a6400mm<\/span><\/th>\n		Serie EP<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
<3 arcmin<\/td>\n8,7 \u03bcm<\/td>\n21,8 \u03bcm<\/td>\n43,6 \u03bcm<\/td>\n87,3 \u03bcm<\/td>\n174,5 \u03bcm<\/td>\nOrdine personalizzato\/speciale<\/td>\n<\/tr>\n
<8 arcmin \u2605<\/td>\n23,3 \u03bcm<\/td>\n58,2 \u03bcm<\/td>\n116,4 \u03bcm<\/td>\n232,7 \u03bcm<\/td>\n465,4 \u03bcm<\/td>\nEP-ZDE\/ZDF (60\u2013160 mm) \u00b7 EP-ZDS (tutti)<\/td>\n<\/tr>\n
<12 minuti d'arco<\/td>\n34,9 \u03bcm<\/td>\n87,3 \u03bcm<\/td>\n174,5 \u03bcm<\/td>\n349,1 \u03bcm<\/td>\n698,1 \u03bcm<\/td>\nEP-ZDE-40 stadio singolo; Unit\u00e0 a 2 stadi<\/td>\n<\/tr>\n
<25 minuti d'arco<\/td>\n72,7 \u03bcm<\/td>\n181,8 \u03bcm<\/td>\n363,6 \u03bcm<\/td>\n727,3 \u03bcm<\/td>\n1.454 \u03bcm<\/td>\nEP-ZDWE\/ZDWF \u2014 solo ingresso ad angolo retto<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

\u2605 Serie standard EP-ZDE\/ZDF\/ZDS. I valori rappresentano l'errore massimo di gioco prima della compensazione del gioco CNC. Con la compensazione del gioco Fanuc\/Siemens attiva, l'errore residuo a basse velocit\u00e0 di avanzamento \u00e8 in genere <10% del valore non compensato. I valori in rosso in grassetto superano la tolleranza IT7 per quel diametro del foro: l'applicazione richiede un gioco pi\u00f9 stretto, una compensazione o una specifica di tolleranza del foro maggiore.<\/p>\n

\n
Lettura di questa tabella per un'operazione specifica<\/div>\n

Una lavorazione di alesatura del 4\u00b0 asse di un VMC con un foro da \u03a6100 mm (R=50 mm) e un EP-ZDE-120 (<8 arcmin) produce un errore di rotondit\u00e0 massimo indotto dal gioco di 116,4 \u03bcm per giro. Con la compensazione del gioco Fanuc Serie 0i, questo valore si riduce a circa 12-20 \u03bcm, compatibile con la tolleranza IT8. Senza compensazione, la stessa alesatura con IT7 (25 \u03bcm per un foro da \u03a6100 mm) non supera la tolleranza. Specificare la compensazione del gioco nel programma CNC o eseguire l'aggiornamento a EP-ZDS per ridurre il contributo del gioco al budget di errore.<\/p>\n<\/div>\n<\/section>\n

<\/p>\n

\n

Specifiche degli assi rotanti CNC \u2014 Asse B\/C\/A e 4\u00b0\/5\u00b0 asse, asse per asse<\/h2>\n

I cinque tipi di assi rotanti utilizzati nelle macchine utensili CNC coreane hanno diverse motivazioni progettuali principali. La stessa unit\u00e0 della serie EP, corretta per un perno del quarto asse su un centro di lavoro verticale, risulter\u00e0 inadeguata per un asse B su un centro di lavoro a 5 assi e non idonea per un asse C su un centro di tornitura-fresatura soggetto a coppie di tornitura complete. L'analisi asse per asse riportata di seguito determina la specifica corretta per ciascuno.<\/p>\n

<\/p>\n

\n
\n
ASSE B<\/div>\n
Centro di lavoro a 5 assi \u2014 Tavola rotante o testa inclinabile<\/div>\n<\/div>\n
\n
Requisiti principali:<\/strong>
\nInclinazione regolabile di \u00b190\u00b0 o \u00b1110\u00b0
\nCoppia di taglio massima: 150\u2013600 N\u00b7m a seconda delle dimensioni
\nTagli pesanti e interrotti in titanio\/Inconel
\nCoppia di serraggio: 2\u20133 volte la coppia di taglio
\nGrado di protezione IP54 minimo (nebbia di refrigerante); IP65 per apparecchio esterno<\/div>\n
Specifiche critiche:<\/strong>
\nLa rigidit\u00e0 torsionale prevale sulla coppia di crossover.
\nCrossover ZDS-142: 352 N\u00b7m (BL \u00d7 Ct = 8 \u00d7 44)
\nIncrocio ZDE-160: 304 N\u00b7m (8 \u00d7 38)
\nPer T_cut > 304 N\u00b7m: l'errore elastico supera il gioco
\n\u2192 una specifica di gioco pi\u00f9 stretta non aiuter\u00e0; un Ct pi\u00f9 alto s\u00ec<\/div>\n
Raccomandato:<\/strong>
\nMacchina a 5 assi di medie dimensioni (T_cut \u2264 250 N\u00b7m):
\n\u2192 EP-ZDS-115<\/a>, 20:1, Ct=20 N\u00b7m\/arcmin
\nMacchina a 5 assi per carichi pesanti (T_cut 250\u2013600 N\u00b7m):
\n\u2192 EP-ZDS-142, 20:1, Ct=44 N\u00b7m\/arcmin
\nMolto pesante (T_cut > 600 N\u00b7m):
\n\u2192 EP-ZDS-190, 20\u201325:1, Ct=130 N\u00b7m\/arcmin<\/div>\n<\/div>\n
Controllo dell'inerzia:<\/strong> L'asse B inclina l'intera tavola rotante o testa del mandrino. Per una tavola inclinabile da 50 kg a R=200 mm: J_carico = 50\u00d70,20\u00b2 = 2,0 kg\u00b7m\u00b2. i_ottimale = \u221a(2,0\/0,006) = 18,3 \u2014 confermando 20:1 come rapporto corretto. A 20:1, J_riflesso = 2,0\/400 = 0,005 kg\u00b7m\u00b2 \u2014 un rapporto di inerzia di 0,83:1 (leggermente sottoriflesso), che \u00e8 accettabile e consente il pieno Kv del servo.<\/div>\n<\/div>\n

<\/p>\n

\n
\n
ASSE C<\/div>\n
Centro di tornitura e fresatura: posizionamento del mandrino principale e asse C di tornitura e fresatura.<\/div>\n<\/div>\n
\n
Due modalit\u00e0 operative distinte:<\/strong>
\nModalit\u00e0 di tornitura: l'asse C \u00e8 l'azionamento del mandrino: coppia elevata, rotazione continua, non \u00e8 richiesta precisione di posizionamento.
\nModalit\u00e0 di fresatura\/posizionamento: l'asse C si indicizza all'angolo esatto per la fresatura fuori centro: la precisione del posizionamento \u00e8 fondamentale.<\/div>\n
Requisiti della modalit\u00e0 di precisione:<\/strong>
\nPrecisione dell'indice: \u00b15\u201315\u2033 di arco (secondi d'arco)
\n8 minuti d'arco = 480 secondi d'arco \u2014 decisamente troppo ampio per un bersaglio di \u00b15\u2033
\nPrecisione dell'asse C: richiede un circuito chiuso con ingranaggi ed encoder.
\nIl riduttore definisce il livello minimo di precisione che l'encoder deve superare tramite la correzione a circuito chiuso.<\/div>\n
Raccomandato:<\/strong>
\nPosizionamento dell'asse C (tornitura-fresatura):
\n\u2192 EP-ZDE-160 o EP-ZDS-115 a 10\u201316:1
\nBL <8 arcmin; combinato con encoder Heidenhain\/Renishaw per una precisione di \u00b115\u2033
\nEsposizione al refrigerante a flusso continuo: specificare EP-ZDS-115\/142<\/div>\n<\/div>\n
Nota critica sulla precisione dell'asse C:<\/strong> Il gioco angolare <8 arcmin di EP-ZDE\/ZDS corrisponde a 480 arcsecondi. I centri di tornitura-fresatura che richiedono un posizionamento angolare di \u00b15\u2033 utilizzano il riduttore solo come moltiplicatore di coppia: la posizione angolare effettiva \u00e8 controllata da un encoder di scala montato sulla tavola dell'asse C, non dall'encoder del motore. Il gioco angolare del riduttore determina quanto precarico deve applicare il servo per eliminare la zona morta prima che il controllo a retroazione di posizione possa entrare in funzione.<\/div>\n<\/div>\n

<\/p>\n

\n
\n
ASSE A<\/div>\n
Perno di rotazione del centro di lavoro a portale \u2014 Inclinazione dell'asse A sul centro di lavoro a portale<\/div>\n<\/div>\n
\n
Caratteristiche:<\/strong>
\nInclinazione regolabile da \u00b145\u00b0 a \u00b190\u00b0
\nGruppo mandrino pi\u00f9 testa: 40\u2013120 kg
\nCarico gravitazionale alla massima inclinazione: peso totale della testa a R=200\u2013400mm
\nDurante il taglio \u00e8 necessario mantenere la posizione contro la forza di gravit\u00e0.
\nIn genere non c'\u00e8 freno di bloccaggio: il cambio deve rimanere statico<\/div>\n
Analisi del carico gravitazionale:<\/strong>
\nTesta mandrino da 60 kg, R=300 mm alla massima inclinazione:
\nT_gravit\u00e0 = 60 \u00d7 9,81 \u00d7 0,3 = 176,6 N\u00b7m
\nForza di tenuta richiesta (con SF=2.0): 353 N\u00b7m
\nQuesto \u00e8 il carico statico: aggiungere la coppia di taglio dinamica
\nIl fabbisogno totale \u00e8 spesso compreso tra 400 e 700 N\u00b7m<\/div>\n
Raccomandato:<\/strong>
\nTesta a portale leggera (40\u201360 kg):
\n\u2192 EP-ZDS-115 o ZDE-160, 16\u201320:1
\nTesta a portale pesante (80\u2013150 kg):
\n\u2192 EP-ZDS-142, 16:1, Ct=44 N\u00b7m\/arcmin
\nMolto pesante (oltre 150 kg):
\n\u2192 EP-ZDS-190, 16\u201320:1, Ct=130 N\u00b7m\/arcmin<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

<\/p>\n

\n
\n
4\u00b0 \/ 5\u00b0 ASSE<\/div>\n
Tavola rotante aggiuntiva VMC - Unit\u00e0 di perno per 4\u00b0\/5\u00b0 asse<\/div>\n<\/div>\n
\n
I pi\u00f9 comuni nei negozi coreani:<\/strong>
\nTavole rotanti aggiuntive separate (4\u00b0 asse) o perno a doppio asse (4\u00b0+5\u00b0 asse)
\nDiametro del tavolo: \u03a6200\u2013\u03a6400mm
\nPeso del pezzo: 20\u201380 kg in genere
\nSpesso utilizzato con refrigerante a piena portata \u2014 IP65 critico
\nSolo posizionamento (nessuna rotazione continua)<\/div>\n
Priorit\u00e0 di accuratezza:<\/strong>
\nIndicizzazione del 4\u00b0 asse: tipicamente arco di \u00b110\u201330\u2033
\nCombinato con ingranaggio a vite senza fine o planetario e encoder
\nApproccio planetario: compatto, efficiente, a basso BL
\nEP-ZDE-120 (Ct=12 N\u00b7m\/arcmin, BL <8): adeguato per la maggior parte del quarto asse VMC
\nPezzo pesante o taglio interrotto: passare al modello EP-ZDS-115<\/div>\n
Raccomandato:<\/strong>
\nTavolo luminoso (per pezzi da 20\u201340 kg):
\n\u2192 EP-ZDE-120, 10\u201316:1 (IP54 se macchina interna)
\nTavolo medio (40\u201380 kg, con liquido refrigerante esposto):
\n\u2192 EP-ZDS-115, 16\u201320:1, IP65
\nTavolo pesante (>80 kg o taglio interrotto pesante):
\n\u2192 EP-ZDS-142, 16:1, IP65, Ct=44<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

<\/p>\n

\n

Perch\u00e9 la rigidit\u00e0 torsionale determina la tolleranza dei pezzi nelle operazioni CNC pesanti<\/h2>\n

Nelle fresature interrotte, nella fresatura frontale con utensili di grandi dimensioni e nelle operazioni di tornitura su materiali difficili, la coppia di taglio varia rapidamente tra un valore prossimo allo zero (a taglio a vuoto) e la coppia di taglio massima (a pieno innesto). Ogni ciclo di innesto\/disinnesto applica un impulso al riduttore che provoca un avvolgimento elastico e un ritorno elastico dell'albero di uscita. Questa oscillazione elastica, che si verifica alla frequenza di contatto dell'utensile, \u00e8 ci\u00f2 che causa la rugosit\u00e0 superficiale, i segni poligonali sui fori e le vibrazioni sulle superfici tornite.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Scenario di taglio<\/th>\nT_picco (N\u00b7m)<\/th>\nZDE-160
\nerrore elastico<\/th>\n		ZDS-142
\nerrore elastico<\/th>\n		ZDS-190
\nerrore elastico<\/th>\n		A R=100mm
\nVantaggio ZDS-190<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Rivestimento in alluminio leggero<\/td>\n80 N\u00b7m<\/td>\n2,1 minuti d'arco
\n0,122 mm a R=100<\/span><\/td>\n		1,8 minuti d'arco
\n0,105 mm a R=100<\/span><\/td>\n		0,6 minuti d'arco
\n0,035 mm a R=100<\/span><\/td>\n		3,4\u00d7<\/td>\n<\/tr>\n
Fresatura grezza dell'acciaio<\/td>\n200 N\u00b7m<\/td>\n5,3 minuti d'arco
\n0,308 mm a R=100<\/span><\/td>\n		4,5 minuti d'arco
\n0,262 mm a R=100<\/span><\/td>\n		1,5 minuti d'arco
\n0,087 mm a R=100<\/span><\/td>\n		3,4\u00d7<\/td>\n<\/tr>\n
Alesatura di acciaio pesante<\/td>\n380 N\u00b7m<\/td>\n10,0 minuti d'arco
\n0,581 mm a R=100<\/span><\/td>\n		8,6 minuti d'arco
\n0,500 mm a R=100<\/span><\/td>\n		2,9 minuti d'arco
\n0,169 mm a R=100<\/span><\/td>\n		3,4\u00d7<\/td>\n<\/tr>\n
taglio interrotto inconel<\/td>\n600 N\u00b7m<\/td>\n15,8 minuti d'arco
\n0,919 mm a R=100<\/span><\/td>\n		13,6 minuti d'arco
\n0,791 mm a R=100<\/span><\/td>\n		4,6 minuti d'arco
\n0,267 mm a R=100<\/span><\/td>\n		3,4\u00d7<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Errore elastico = T_picco \/ Ct. ZDE-160: Ct=38; ZDS-142: Ct=44; ZDS-190: Ct=130 N\u00b7m\/arcmin. A R=100mm usando E = R \u00d7 tan(\u03b8\/3438). L'encoder del servomotore non pu\u00f2 rilevare questa deflessione elastica: si accumula direttamente come errore dimensionale del pezzo.<\/p>\n

\n

Implicazioni di progettazione:<\/strong> Per le operazioni CNC in cui il raggio di taglio supera i 50 mm e la coppia di taglio di picco supera i 200 N\u00b7m, l'errore di deflessione elastica di un ZDE-160 (0,308 mm a R=100 mm, T=200 N\u00b7m) supera la tolleranza IT8 per la maggior parte dei diametri del foro. Lo ZDS-190 riduce questo valore a 0,087 mm, rientrando quindi nell'intervallo di tolleranza IT7. La stessa specifica di gioco (<8 arcmin) si applica a entrambe le serie; la sola differenza di rigidit\u00e0 produce il miglioramento della precisione, che una specifica di gioco pi\u00f9 stretta non pu\u00f2 replicare.<\/p>\n<\/div>\n<\/section>\n

<\/p>\n

\n

\"Gruppo<\/p>\n

I riduttori epicicloidali di precisione della serie EP per assi rotanti CNC vengono forniti con un documento di certificazione di fabbrica che specifica il gioco a \u00b13%, la rigidit\u00e0 torsionale Ct e i limiti massimi di forza radiale\/assiale: le tre specifiche pi\u00f9 critiche per la verifica delle prestazioni degli assi delle macchine utensili CNC. Visualizza le specifiche tecniche della serie EP \u2192<\/a><\/div>\n<\/div>\n

<\/p>\n

\n

Ambiente di raffreddamento e grado di protezione IP: adattare la protezione alla realt\u00e0 CNC.<\/h2>\n

La scelta del grado di protezione IP per un riduttore ad asse rotante CNC non \u00e8 una decisione generica del tipo \"interno macchina = IP54\". L'effettiva esposizione al liquido di raffreddamento dipende dalla posizione del riduttore rispetto al percorso del flusso del liquido di raffreddamento, dalla progettazione dell'involucro della macchina e dal fatto che l'asse rotante sia integrato nella macchina o aggiunto esternamente. Una scelta errata del grado di protezione IP comporta il guasto da contaminazione descritto nella guida alle cause di guasto, che negli ambienti CNC si manifesta tipicamente entro 2.000-4.000 ore.<\/p>\n

\n
\n
\u2705 IP54 adeguato: EP-ZDE\/ZDF\/ZDWE\/ZDWF<\/div>\n