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Static and quasi-static errors measurement and compensation in milling machines (SEC & TEC)

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Riduzione degli errori di fresatura dovuti alla temperatura

Le tecniche di fabbricazione a fresatura generano attrito e, a causa del conseguente scambio di calore, si verificano degli errori termici, particolarmente gravi, se si considera che è richiesto un livello di precisione di +/- 15 micron. A seguito del completamento dei progetti SEC e TEC, due tesi di dottorato hanno gettato le basi per la riduzione di tali errori.

Tecnologie industriali

Poiché l'industria ricorre ormai all'utilizzo di computer e relativi software, la tecnologia delle macchine utensili raggiunge livelli di precisione sempre più elevati. Tuttavia, una delle principali cause degli errori di lavorazione è rappresentata dagli sbalzi di temperatura provocati dall'attrito delle macchine utensili. Questo problema continua ad orientare la R&S verso lo sviluppo di soluzioni di più precise, in grado di migliorare la prestazione della lavorazione a macchina, riducendo ed eliminando nel contempo gli errori di lavorazione. Alcuni di questi errori possono essere eliminati modificando la progettazione della macchina, altri, invece, richiedono l'impiego di dispositivi di misurazione e metodi software di compensazione degli errori. Tali metodi comprendono tecniche di misurazione degli errori, tecniche di modellizzazione degli errori e algoritmi di compensazione, che insieme costituiscono un approccio fattibile alla gestione degli errori termici. I partecipanti a questo progetto si sono posti l'obiettivo di ridurre minimo il numero di sensori e potenziare le apparecchiature di deformazione, componenti essenziali per le macchine di misura a coordinate (CMM, Coordinate Measuring Machines). I metodi software di compensazione sono predisposti per un periodo di tempo determinato e funzionano in base ad una serie di misurazioni ad interferometria laser, permettendo così di correggere la dipendenza della macchina dalla temperatura. Per conferire valore aggiunto alla ricerca, nella fase successiva i ricercatori hanno elaborato un modello parametrico che corregge le oscillazioni termiche delle sonde di misurazione quando si producono delle variazioni di temperatura. L'efficienza derivante da questo sistema è stata dimostrata in occasione di vari test condotti su due macchine CMM, i quali hanno consentito alla tecnologia software di correzione di facilitare la gestione degli effetti termici sulla lavorazione a macchina. Grazie alla collaborazione di un partner industriale, i ricercatori sono riusciti a convalidare gli sviluppi connessi alla fattibilità e hanno suggerito dei miglioramenti da apportare alla progettazione delle macchine CMM. Tali miglioramenti di progettazione sono già stati introdotti nelle macchine CMM di nuova produzione e i risultati della ricerca sul modello parametrico sono stati integrati nelle applicazioni industriali.

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