Una tecnologia avanzata per il monitoraggio dell’usura degli utensili
Grazie ai progressi nella tecnologia delle macchine a controllo numerico (CNC), ora sono possibili tolleranze di 1 μm in termini di superficie. Tuttavia, l’usura degli utensili rende difficile mantenere tale livello di levigatezza. Di fatto, tale fattore è il più importante in termini di accuratezza e finitura superficiale dei pezzi lavorati. Il progetto REALISM (Real-time in situ monitoring of tool wear in precision engineering applications), finanziato dall’UE, ha fornito una soluzione sostenendo numerose PMI nel settore della lavorazione meccanica. Alcuni scienziati hanno sviluppato un sistema di sensori intelligenti allo scopo di fornire un feedback alla macchina CNC e all’operatore per quanto riguarda l’usura della superficie dell’utensile. Ciò consente modifiche in tempo reale dei parametri di lavorazione per compensare e ridurre gli scarti. La condizione della superficie viene ora rilevata alla fine del ciclo della macchina, momento in cui i prodotti inaccettabili generano uno scarto significativo. Con il nuovo sistema di REALISM, i tempi di inattività per la sostituzione delle parti e l’energia sprecata per la produzione dei componenti difettosi vengono minimizzati, con un importante impatto su produttività, redditività e ambiente. Studi precedenti hanno dimostrato che le condizioni ottimali per il monitoraggio degli utensili nascono da una combinazione di diversi tipi di sensori, i quali misurano e analizzano le diverse variabili di lavorazione. Il sistema REALISM integra i tre sensori più diffusi (sensori di emissioni acustiche, potenza di taglio e vibrazioni) e li posiziona strategicamente vicino alla zona di taglio, ma in una posizione non alterata dalle parti in movimento della macchina. I dati raccolti sono assimilati tramite software LabVIEW e quindi caricati in un server cloud accessibile a tutti i membri del consorzio. Tre PMI e quattro organizzazioni di ricerca hanno sviluppato e collaudato insieme un prototipo di sistema per il monitoraggio in sito e in tempo reale, che è stato integrato in un tornio industriale. I partner hanno registrato una notevole riduzione degli scarti e risparmi di oltre il 60 % in valore dei rifiuti lungo un periodo di sei settimane. Il nuovo sistema sviluppato dovrebbe avere un impatto importante sui costi e sul consumo di tempo ed energia, rafforzando la posizione competitiva delle PMI europee nel settore della lavorazione meccanica, in modo ecologico.
Parole chiave
Usura degli utensili, superfici, deterioramento degli utensili, REALISM, monitoraggio in situ, lavorazione meccanica
