Display delle macchine CNC: requisiti e integrazione dei touchscreen

Il display di una macchina CNC costituisce l'interfaccia operativa tra l'operatore e il sistema di controllo. Visualizza coordinate, programmi, dati relativi agli utensili, informazioni sul mandrino e sull'avanzamento, allarmi e schermate di manutenzione, ricevendo al contempo i comandi impartiti dall'operatore.

Deve garantire leggibilità e reattività in presenza di liquido di raffreddamento, nebbia d’olio, particelle, guanti, vibrazioni, disturbi elettrici e calore. Deve essere compatibile con il controller, l’apertura meccanica, la risoluzione del software e la durata di vita utile.

Perché le macchine CNC utilizzano display touchscreen

Un'interfaccia CNC moderna deve gestire una quantità di informazioni superiore a quella che i singoli pulsanti sono in grado di visualizzare in modo chiaro. Durante la configurazione, un operatore può caricare un programma, inserire gli offset di lavoro, verificare i dati degli utensili e impostare i valori del mandrino o dell'avanzamento. Durante la produzione, l'interfaccia mostra lo stato di avanzamento del ciclo, la posizione degli assi, gli avvisi e i dati diagnostici.

Un display touchscreen riunisce tutte queste funzioni in un'unica interfaccia uomo-macchina (HMI). Consente di semplificare l'inserimento dei parametri e aiuta gli operatori a identificare gli allarmi senza bisogno di un terminale di servizio separato.

Il display non determina la precisione di lavorazione. Questa dipende dalla macchina, dal sistema di controllo del movimento, dagli utensili, dalla calibrazione e dal processo. Il display supporta l'operatore presentando le informazioni corrette e fornendo un accesso controllato al sistema.

Il ruolo del display in un sistema di controllo CNC

Il controllore CNC riceve i dati provenienti dagli azionamenti, dai sensori e dai circuiti di sicurezza, per poi gestire le funzioni della macchina. Il software HMI li converte in coordinate, indicatori di stato, informazioni sugli utensili, allarmi e pagine operative. Il display presenta l'interfaccia, mentre il suo controller touch invia i comandi all'host.

L'hardware può essere un gruppo composto da LCD e touch collegato a un controller integrato, un monitor tattile industriale collegato a un controller IPC o CNC esterno, oppure a un pannello PC eseguire il software HMI in locale.

I comandi touch non dovrebbero sostituire automaticamente tutti i comandi fisici. L'arresto di emergenza e altre funzioni relative alla sicurezza richiedono hardware e circuiti di sicurezza adeguati e indipendenti. Anche i comandi utilizzati di frequente possono rimanere fisici quando è importante avere un feedback tattile immediato.

Cosa rende diverso l’ambiente CNC

Liquido di raffreddamento, nebbia d'olio e particelle: Durante la lavorazione o la pulizia, è possibile che si verifichino infiltrazioni nel pannello di comando. La struttura frontale, la guarnizione, il bordo del vetro e le aperture devono soddisfare i requisiti di protezione. Il pannello touch da solo non garantisce che la macchina completa sia conforme alla classe di protezione IP65; la tenuta dipende dal monitor installato e dall’involucro.

Funzionamento con i guanti: I guanti in nitrile, resistenti al taglio, in pelle e impregnati d'olio presentano comportamenti diversi. Il guanto stesso, il vetro, il controller e il firmware devono essere testati insieme.

Vibrazioni: Un display montato sul telaio della macchina o su un pannello di comando mobile è soggetto a vibrazioni ripetute. Le staffe, gli elementi di fissaggio, i connettori e i dispositivi di fissaggio dei cavi devono impedire l'interruzione intermittente del segnale video o delle connessioni touch.

Rumore elettrico: Motori, servoazionamenti, contattori e convertitori di frequenza possono causare interferenze con il rilevamento video, touch USB o PCAP. È necessario verificare la messa a terra, la schermatura, l'alimentazione filtrata, il percorso dei cavi e la regolazione mentre la macchina è in funzione.

Calore e durata: Un armadio sigillato può essere molto più caldo rispetto all'officina. La potenza della retroilluminazione, il flusso d'aria e il trasferimento di calore all'interno dell'armadio influiscono sulla temperatura di funzionamento. Le apparecchiature CNC di lunga durata richiedono inoltre la disponibilità di schermi LCD, il controllo delle revisioni e la pianificazione delle sostituzioni.

In che modo le condizioni CNC influenzano la progettazione dei display

Stato del CNC	Un punto di partenza pratico	Cosa occorre verificare
Liquido di raffreddamento o olio in prossimità del pannello	Parte anteriore sigillata e guarnizione adeguata	Installazione completata, bordi, aperture e metodo di pulizia
Guanti spessi o non conduttivi	Resistivo a cinque fili, oppure PCAP sintonizzato quando è richiesto un pannello frontale in vetro	Guanto effettivo e gesti operativi
PCAP in prossimità di servoazionamenti o convertitori di frequenza	Messa a terra, schermatura, percorso controllato dei cavi e sintonizzazione adeguata	Stabilità al tocco con motori e azionamenti in funzione
HMI esistente in formato 4:3 o 5:4	Adatta la risoluzione nativa, le proporzioni e l'area attiva	Ridimensionamento, geometria delle immagini e mappatura tattile
Esporre in una vetrina sigillata	LCD industriale con un adeguato design termico	Temperatura interna massima durante il funzionamento continuo
Lunga durata di produzione o di utilizzo sul campo	Componenti sottoposti a controllo e revisioni documentate	Compatibilità dei ricambi e notifica delle modifiche

La configurazione dovrebbe adeguarsi all'ambiente di installazione. Un'elevata luminosità, un vetro spesso o l'incollaggio ottico possono aumentare il calore, i costi o la difficoltà di integrazione qualora non vi sia una reale necessità di ricorrervi.

Touchscreen PCAP o resistivo per una macchina CNC?

Touch capacitivo proiettato È indicato per frontali in vetro piatto, ottiche trasparenti, uso frequente e interfacce grafiche moderne. Il PCAP industriale può supportare l’uso di guanti e la resistenza all’acqua, ma le prestazioni dipendono dalla configurazione complessiva e dall’ambiente elettrico. Vetro spesso, messa a terra inadeguata, rumore elettrico o cablaggio non idoneo possono ridurre la sensibilità o causare falsi input.

Il touch resistivo reagisce alla pressione e funziona anche con guanti spessi o con uno stilo non conduttivo. Rimane una soluzione pratica per i controlli CNC di vecchia generazione e per le semplici interfacce a tocco singolo. I suoi svantaggi sono una superficie frontale flessibile, una trasmissione ottica inferiore e l’usura meccanica.

Scegliere in base alle condizioni effettive di immissione dei dati e al grado di contaminazione. Se sulla superficie potrebbero rimanere tracce di liquido refrigerante, stabilire se il sistema di riconoscimento tattile debba ignorare le goccioline, accettare l’immissione dei dati con i guanti bagnati oppure rifiutare temporaneamente l’immissione. Questi comportamenti sono diversi e devono essere testati separatamente.

Integrazione meccanica, dei segnali ed elettrica

La verifica meccanica dovrebbe riguardare le dimensioni esterne, l'apertura nel pannello, l'area di visualizzazione, i fori di montaggio, la sovrapposizione della cornice, la profondità di installazione, la posizione dei connettori, il raggio di curvatura dei cavi e l'accesso per la manutenzione. La tenuta del pannello dipende inoltre da una superficie di montaggio piana e da una compressione controllata della guarnizione. Eagle Touch fornisce monitor touchscreen con montaggio su pannello per quadri elettrici e console di comando.

I sistemi CNC meno recenti possono utilizzare schermi VGA, DVI, 4:3 o 5:4 e risoluzioni quali 640 × 480, 800 × 600, 1024 × 768 o 1280 × 1024. Una sostituzione con uno schermo widescreen potrebbe causare l’allungamento, il ritaglio o l’attenuazione dell’interfaccia HMI quando la sincronizzazione della sorgente e la risoluzione nativa non corrispondono. Vedi il Guida ai monitor industriali in formato 4:3 e 16:9 per le differenze meccaniche e di scala.

I nuovi monitor completi possono utilizzare HDMI, DisplayPort, DVI o VGA; i moduli LCD integrati possono utilizzare LVDS o eDP. I dati relativi alla funzionalità touch possono utilizzare USB, RS-232 o I²C. Prima dell'approvazione, verificare l'uscita del controller, il supporto del sistema operativo, la lunghezza del cavo, il bloccaggio del connettore, il comportamento all'avvio, il ripristino dalla modalità di sospensione e riattivazione, nonché la gestione dell'assenza di segnale.

Come eseguire la calibrazione di un display tattile CNC

Un prototipo funzionante su una scrivania non è ancora stato approvato per l'uso su una macchina CNC. Testare il display finito con il controller, l'alimentatore, i cavi, l'involucro, la messa a terra e il software previsti.

Il piano di convalida dovrebbe includere:

• risoluzione nativa, ridimensionamento e mappatura delle coordinate tattili;
• avvio a freddo, riavvio, sospensione, riattivazione e ripristino del segnale;
• in relazione alle condizioni effettive del guanto, dello stilo, del liquido di raffreddamento o dell’olio;
• risposta ai bordi e blocco dell’ingresso accidentale di liquidi;
• stabilità durante il funzionamento del mandrino, dei servocomandi e del convertitore di frequenza;
• funzionamento continuo alla temperatura prevista dell'armadio;
• montaggio, compressione delle guarnizioni, accesso ai connettori e fissaggio dei cavi;
• Ripetere i test dopo aver apportato modifiche al display LCD, al controller, al firmware, al cavo o all'alimentatore.

Questo fa seguito a buoni integrazione dei display nell'automazione industriale: l'affidabilità dipende dal funzionamento coordinato del display e della macchina.

Cosa inviare per una revisione OEM

Per una nuova macchina CNC, indicare le dimensioni dello schermo, la risoluzione, il metodo di montaggio, il controller o l’IPC, le interfacce video e touch, le condizioni di temperatura, l’utilizzo di guanti e il liquido di raffreddamento, nonché la quantità prevista.

Per la sostituzione, inviare anche i codici modello del display e dello schermo LCD attualmente in uso, le fotografie della parte anteriore e posteriore, il profilo di montaggio, le dimensioni, i connettori, la risoluzione originale e i disegni disponibili. La sola misura della diagonale non è sufficiente.

Eagle Touch può esaminare la struttura meccanica, il formato del display, la modalità di interazione tattile, le interfacce, la protezione frontale e i requisiti relativi al ciclo di vita prima di consigliare un campione. Inviateci le informazioni tramite il nostro pagina di contatto per una prima revisione tecnica.

Domande frequenti

Per una macchina CNC è meglio il touch PCAP o quello resistivo?

PCAP è adatto a un pannello frontale in vetro sigillato e a un'interfaccia uomo-macchina (HMI) moderna. Il touch resistivo può essere adatto a guanti spessi, a uno stilo universale, all'input a punto singolo o a un controller di vecchia generazione. Provare entrambe le opzioni sulla macchina completata.

È possibile sostituire direttamente un vecchio display CNC con un nuovo display LCD?

Non necessariamente. Le dimensioni, l'area attiva, la risoluzione nativa, la frequenza di aggiornamento, le interfacce, il sistema di montaggio e l'alimentazione devono essere tutti compatibili.

Un display touchscreen CNC può funzionare se sulla superficie è presente del liquido di raffreddamento?

Sì, in determinate condizioni di umidità, ma la tenuta e il comportamento al tatto sono requisiti distinti. Verificare la risposta richiesta in presenza di gocce, guanti bagnati o liquidi stagnanti sul prodotto finito.