Autoadattamento basato sulla misurazione e compensazione degli errori
La produzione di piccoli lotti di componenti meccaniche è spesso affetta da problemi legati a inefficienze e a sprechi di energia e di materie prime, mentre i parametri di processo dipendono in larga misura da interventi per approssimazioni successive e i tempi produttivi sono significativamente maggiori a causa dell'integrazione di cicli controllo qualitativo - produzione. Gli scienziati hanno avviato il progetto Sommact ("Self optimising measuring machine tools"), finanziato dall'UE, allo scopo di creare un nuovo hardware di produzione e un software di controllo in grado di garantire livelli qualitativi ottimizzati a costi competitivi. L'iniziativa si basa su tre innovazioni. La prima consiste nell'adozione di un nuovo concetto metrologico per la misurazione e il monitoraggio degli errori delle macchine utensili, nonché l'ispezione delle componenti meccaniche. Le capacità di misurazione presentano un livello di precisione così elevato da condurre alla creazione di una vera e propria macchina di misura a coordinate (CMM) in grado di fornire misure identificabili sul luogo di lavoro e di inserire preziosi dati in un componente di autoapprendimento. Sistemi sensoriali avanzati offrono informazioni dettagliate sugli errori geometrici di ciascun movimento delle macchine, che vengono combinate con condizioni ambientali e di carico mediante un sistema di controllo adattivo in grado di modificare di conseguenza i processi delle macchine. Infine, un algoritmo di autoapprendimento accumula i dati sul comportamento delle macchine in varie condizioni e al relativo rapporto con la qualità dei componenti. Gli obiettivi del progetto sono stati raggiunti in modo tempestivo. Gli esperimenti hanno dimostrato la capacità del sistema Sommact di ridurre di più del 75 % gli errori che compromettono la precisione delle macchine. L'introduzione di capacità di ispezione su macchina, in passato disponibili solo sui sistemi CMM, e lo sviluppo di funzioni di tracciabilità su nuovi artefatti di riferimento calibrati rappresentano ulteriori traguardi raggiunti dai ricercatori. Nell'ambito del progetto è stato inoltre creato un prezioso kit di strumenti per la misurazione degli errori di movimento delle macchine con sei gradi di libertà (DoF), in netto contrasto con il panorama precedente, basato sull'utilizzo di un sistema di sensori di posizione DoF. La maggior parte degli strumenti creati è compatibile con le macchine utensili esistenti. A fronte degli inserimenti effettuati da un operatore, l'aggiornamento delle tabelle di compensazione volumetrica avviene in tempi quasi reali. È inoltre in corso la standardizzazione dei dati di compensazione in seno all'ISO (Organizzazione internazionale per la standardizzazione). Le attività di supporto al processo decisionale prevedono infine l'attuazione di azioni immediate che richiedono la ricalibratura della macchina in caso di fuoriuscita dagli scenari precedentemente appresi e la previsione di esigenze in termini di manutenzione. Il sistema Sommact dovrebbe spianare la strada a importanti miglioramenti nell'ambito del controllo delle macchine utensili e della qualità dei prodotti. L'iniziativa è stata segnalata come progetto faro e storia di successo sia per il settore industriale delle macchine utensili sia per la direzione generale della Ricerca e dell'innovazione (RST) della Commissione europea.
