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Self-Learning Control of Tool Temperature in Cutting Processes

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Macchine utensili che regolano automaticamente la temperatura

La temperatura è un parametro molto trascurato ma tuttavia importante nel controllo del processo. Gli scienziati hanno sviluppato un sensore di temperatura di auto-apprendimento e un attuatore collegato a uno strumento di auto-raffreddamento per le regolazioni automatiche della temperatura dello strumento.

Tecnologie industriali

I produttori europei sono spinti a ridurre i tempi e i costi di produzione e ad aumentare contemporaneamente la qualità del prodotto. I sistemi di monitoraggio convenzionali valutano le forze, le vibrazioni e le emissioni acustiche. Normalmente trascurano la temperatura degli strumenti, che può influire in maniera significativa sulla qualità del pezzo e sull'usura degli strumenti stessi. In particolare, la produzione di nuove leghe ad alta temperatura e di nuovi compositi provoca un elevato stress termico sulle macchine utensili. Il controllo del sovrariscaldamento e allo stesso tempo la rinuncia all'utilizzo di lubrificanti di raffreddamento permette di risparmiare denaro e di proteggere l'ambiente. Il progetto Contemp ("Self-learning control of tool temperature in cutting processes"), finanziato dall'UE, è stato avviato per sviluppare un sistema di auto-apprendimento per il monitoraggio della temperatura collegato a uno strumento con capacità di auto-raffreddamento. L'integrazione nelle macchine esistenti è stato un obiettivo importante. La piattaforma di autoapprendimento per un controllo adattivo del processo monitora la temperatura dell'utensile di taglio, creando una banca dati di parametri di processo ottimali. Il monitoraggio e il confronto con le condizioni precedenti permette stime accurate di condizioni ottimali del processo per il pezzo in questione. Tale capacità rende il sistema particolarmente utile per partite medio-piccole in cui l'ottimizzazione che richiede molto tempo finisce per diventare una percentuale significativa del tempo di produzione totale. Nel dispositivo di micro-raffreddamento interno chiuso è integrato un sensore. Il sistema di auto-raffreddamento dello strumento rileva i valori della temperatura e controlla la temperatura dello strumento basandosi sui parametri della piattaforma di auto-apprendimento. La sua natura chiusa lo protegge dalla contaminazione ambientale, dalle perdite di liquido di raffreddamento o di altri fluidi e dalla polvere. Il progetto finale per il raffreddamento interno ha permesso una diminuzione dell'usura dello strumento del 25 % rispetto alla lavorazione a umido, e a più del 230 % rispetto alla lavorazione a secco con temperature del refrigerante pari a 20 gradi Celsius. In questo modo, la tecnologia di controllo temperatura di Contemp promette di aumentare la durata dello strumento e la sua precisione, riducendo i costi e i tempi di produzione. E, ancora meglio, il sistema può essere installato facilmente su macchine già esistenti.

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