Su una pressa, su un banco di piantaggio o su una macchina di assemblaggio la forza non è un numero isolato: è un andamento che si svolge lungo la corsa dell’attuatore. Registrare soltanto il valore di picco e la quota finale significa conservare due fotogrammi di un filmato e buttare via tutto il resto, cioè proprio la parte che descrive come il pezzo si è comportato mentre veniva lavorato. È una perdita di informazione che si paga in fase di analisi degli scarti.
Il tema dei sistemi integrati forza-spostamento: confronto fra metodi nasce da questa differenza. Acquisire forza e corsa come due canali sincroni produce una curva; acquisirli separatamente, o non acquisirne uno, produce indicatori che possono coincidere per pezzi molto diversi fra loro. La scelta non è solo una questione di costo del sensore, ma di quanta informazione diagnostica si vuole conservare a bordo linea.
Le opzioni sul campo sono sostanzialmente quattro: il sistema integrato con valutazione a finestre, la sola forza con soglia di picco, la misura separata correlata a posteriori e il controllo indiretto ricavato da corrente e posizione dell’azionamento. Nelle sezioni seguenti le mettiamo a confronto con criteri omogenei, senza dichiarare un vincitore assoluto, perché ciascuna resta ragionevole entro il proprio perimetro applicativo.
Vuoi un aiuto nella scelta del prodotto ?
Perché una curva dice più di due valori di picco
La curva forza-spostamento contiene grandezze che i due valori di picco non esprimono. L’area sottesa alla curva è il lavoro speso nell’operazione, quindi una misura di energia e non di sola intensità. La pendenza del tratto crescente è la rigidezza del sistema in quel punto della corsa, e cambia se il materiale, la geometria o la lubrificazione cambiano. Un gradino anomalo, una discontinuità, un ginocchio spostato rispetto all’atteso segnalano un componente mancante, montato al contrario o fuori posizione. Per questo il criterio di accettazione può essere espresso come una finestra, cioè un’area del piano forza-corsa entro la quale la curva deve passare, oppure che deve evitare. È un modo di descrivere il processo assai più ricco di una soglia.
Sistemi integrati forza-spostamento: confronto fra metodi di acquisizione
Il sistema integrato acquisisce la forza da una cella e la corsa da un trasduttore di posizione con campionamento sincrono dei due canali, e valuta la curva rispetto a una o più finestre definite in fase di messa a punto. Il vantaggio è la diagnosi: distingue un pezzo conforme da uno che raggiunge la stessa forza per motivi sbagliati, e associa a ogni scarto una causa plausibile. Il costo sta altrove. Le finestre vanno definite su lotti reali, mantenute quando cambia il materiale e gestite come ricette per ogni codice prodotto. Serve inoltre un riferimento di zero della corsa ripetibile, perché una curva traslata di qualche decimo di millimetro può uscire dalla finestra pur essendo il pezzo corretto.
Le alternative: sola forza, misura separata, stima indiretta
La misura di sola forza con soglia di picco è la soluzione più semplice ed economica: una cella, un amplificatore, un comparatore di soglia. Verifica che il valore massimo cada in una banda, ma non sa dire dove sia avvenuto né come ci si sia arrivati, quindi non separa un pezzo giusto da uno giusto per caso. La misura separata con correlazione a posteriori riunisce due sistemi indipendenti e ricostruisce la curva a valle: è praticabile, ma la sincronizzazione fra apparati diversi introduce ritardi e sfasamenti che deformano il tratto ripido, dove la diagnosi è più delicata. Il controllo indiretto stima forza e posizione da corrente assorbita e riscontro dell’azionamento: nessun sensore dedicato, ma risoluzione e riferibilità insufficienti per un collaudo.
Tabella di confronto e criteri di valutazione
| Criterio | Sistema integrato a finestre | Sola forza con soglia di picco | Misura separata o stima indiretta |
|---|---|---|---|
| Grandezza valutata | Curva completa: lavoro, rigidezza, gradini | Solo valore massimo | Curva ricostruita o stima di massima |
| Sincronismo fra i canali | Campionamento simultaneo, sfasamento trascurabile | Non applicabile | Ritardi e sfasamenti fra apparati diversi |
| Risoluzione di corsa | Fine, adeguata al fenomeno da riconoscere | Assente | Variabile o insufficiente al collaudo |
| Capacità di discriminare i difetti | Alta, anche su difetti di posizione e di presenza | Bassa, non distingue il caso fortuito | Media in laboratorio, bassa in linea |
| Tracciabilità delle curve | Archiviazione per lotto e per pezzo | Solo esito e valore | Possibile ma onerosa da correlare |
| Costo di integrazione | Alto: staffaggio, finestre, ricette | Basso | Medio, oppure nullo per la stima indiretta |
| Manutenzione e taratura | Due catene riferibili da verificare | Una sola catena | Riferibilità difficile da garantire |
I criteri che separano davvero le soluzioni sono sei. Il ritardo e lo sfasamento fra i due canali, perché un campionamento non simultaneo inclina la curva. La risoluzione di corsa, che deve essere fine rispetto all’estensione del fenomeno da riconoscere. La ripetibilità del riferimento di zero della corsa, che determina quanto le finestre possano essere strette. La capacità di discriminare i difetti attesi, da valutare su pezzi difettosi noti e non in astratto. La tracciabilità, cioè archiviazione e recupero delle curve per lotto e per pezzo. Infine il costo di integrazione, che comprende staffaggio, cablaggio, messa a punto e gestione delle ricette, quasi sempre superiore al prezzo dei sensori impiegati.
Quando conviene una soluzione e quando l’altra
Il sistema integrato conviene dove l’esito dipende dall’andamento e non dall’intensità: pressatura e piantaggio con verifica di presenza e di posizione, assemblaggio a scatto in cui il gradino di innesto è la firma del montaggio corretto, prove su molle in cui interessa la rigidezza e prove su guarnizioni in cui interessa il lavoro di compressione. La sola forza resta adeguata dove il difetto è grossolano e il ciclo semplice. La misura separata ha senso su banchi di laboratorio a bassa dinamica; la stima indiretta serve a proteggere la macchina, non a collaudare il pezzo. Restano validi i riferimenti di taratura: ISO 7500-1 e ISO 376 per la catena di forza, ISO 9513 per la taratura degli estensometri e delle misure di spostamento, VDI/VDE 2637 dove pertinente.
Per approfondire architetture, sincronizzazione dei canali e gestione delle finestre di accettazione si può consultare la pagina dedicata ai sistemi integrati forza-spostamento, dove il tema è trattato nel dettaglio applicativo.
Categorie di prodotto correlate
CATALOGO · FORZA, COPPIA, TENSIONE E BANCHI PROVA
Banchi prova manuali e motorizzati
La categoria raccoglie i banchi a comando manuale e motorizzato su cui si realizzano cicli di compressione e trazione ripetibili: sono la base meccanica su cui montare cella di carico e trasduttore di corsa per acquisire una curva affidabile.
CATALOGO · FORZA, COPPIA, TENSIONE E BANCHI PROVA
Afferraggi, morse e attrezzature di prova
Morse, pinze, piattelli e attrezzature di serraggio determinano come il carico entra nel pezzo. Un afferraggio con giochi o non allineato falsa il tratto iniziale della curva e rende irripetibile il riferimento di zero della corsa.
Maggiori informazioni e contatti
Partner divisione sistemi e integrazione sensori : www.roder.it
Partner divisione visione artificiale : www.rodervision.com
Maggiori informazioni su INNOVACHECK : chi siamo
Contatto per informazioni generali : info@roder.it
Contatto per informazioni su questi prodotti : info@innovacheck.com
Visita la pagina Linkedin
Le informazioni contenute in questa pagina web sono fornite a scopo puramente informativo. Pur essendo state elaborate con la massima cura, non costituiscono un’offerta contrattuale né un impegno vincolante per la fornitura. Possono contenere errori di trascrizione, traduzione o refusi. Per informazioni precise e aggiornate, si invita a contattare direttamente la nostra azienda.
Applicazioni correlate :
Sensori induttivi di spostamento: confronto con le alternative senza contatto
Molle calibrate e sistemi meccanici: confronto con i sensori elettronici
Sonde combinate ferroso e non ferroso: confronto con le sonde dedicate
Confronto con campioni e calibri di riscontro: come si esegue il controllo
Termografia a matrice di sensori: confronto con la misura a punto singolo
Devi effettuare l'accesso per postare un commento.