Sotto il segno di Industria 4.0

La tendenza verso l'Industria 4.0 continua quest'anno. I sistemi stanno diventando più veloci, più facili da automatizzare e i sistemi senza contatto, in particolare, stanno vivendo una grande crescita.

Sistema di misurazione a microcoordinazione
Con il nuovo μCMM, Alicona presenta per la prima volta a Control un sistema di misurazione ottica a micro-coordinazione, celebrando la sua prima mondiale.

La combinazione di una macchina di misura a coordinate classica e la metrologia ottica della superficie permette di misurare la massa, la posizione, la forma e la rugosità dei componenti con un solo sensore. La macchina di misura a coordinate ottiche offre un'alta precisione geometrica, che permette di misurare i più piccoli dettagli delle superfici, compresa la determinazione precisa della posizione delle singole misure l'una rispetto all'altra. La precisione 3D secondo ISO 10360-8 è E Uni:j:ODS,MPE = (0,8 + L/600) µm (L in mm).

Secondo Alicona, lo spettro delle superfici misurabili comprende tutti i materiali e i compositi comunemente usati nell'industria, come la plastica, PCD, CFRP, ceramica, cromo, silicio, ecc. Si possono misurare sia i componenti opachi che quelli lucidi e riflettenti. Il volume di misurazione è 310 mm × 310 mm × 310 mm. Gli assi a cuscinetto d'aria con azionamento lineare permettono un utilizzo senza usura. Le lenti possono essere cambiate automaticamente.

Nuovo corpo di calibrazione per sistemi ottici e tattili
Il nuovo corpo di calibrazione TOPIC "Arena" può essere utilizzato, tra l'altro, per efficienti test intermedi secondo ISO 10360-1 di macchine di misura a micro-coordinazione. Il corpo di prova consiste in sfere otticamente cooperative con un'alta precisione di forma. Grazie alla disposizione sistematica nello spazio, è possibile determinare i parametri richiesti di una prova intermedia e di accettazione e conferma secondo ISO 10360-1 con un solo serraggio.

Questo corpo di taratura è stato sviluppato grazie alla proficua collaborazione tra Saphirwerk AG, l'Istituto federale di metrologia METAS, la NTB Interstate University of Applied Sciences Buchs e i partner industriali ETA SA e SFS intec.

Sonda interferometrica Werth WIP
Con i sensori ottici convenzionali, le caratteristiche strette e basse, come i vuoti d'aria sui motori elettrici, spesso non sono misurabili. I sensori di distanza laser, i sensori di messa a fuoco cromatica e i sensori confocali, per esempio, falliscono a causa dell'apertura delle lenti e spesso la distanza di lavoro è troppo breve per rilevare le caratteristiche senza collisione. Con la sonda interferometrica Werth (WIP), Werth ha nel suo portafoglio un sensore in fibra ottica di alta precisione che permette la misurazione tramite interferenza.

La sonda di misura è una fibra di vetro conduttrice di luce con un diametro standard di 125 μm. Sono possibili anche diametri più piccoli. La geometria della sonda può essere adattata individualmente ai requisiti del compito di misurazione, ad esempio sono possibili sonde diritte o angolate. La rettifica della sonda determina l'angolo di uscita del raggio di misura tra 0° e 90°. Le sonde con un angolo di 90° sono utilizzate, per esempio, per misurare le superfici laterali di piccoli fori.

La versione RS del WIP permette una misura di rotondità di alta precisione con una sonda girevole. Con questo, solo l'asse di rotazione del sensore corretto geometricamente viene spostato. Questo permette misure di rotondità con deviazioni di misura di circa 100 nm. In alternativa, la sonda può essere spostata su un percorso circolare durante la rotazione con gli assi cartesiani della macchina di misura a coordinate e quindi misurare anche elementi geometrici più grandi.

Software per la determinazione dell'incertezza di misura (VCMM)
Un risultato di misurazione completo include sempre un'incertezza di misurazione oltre al valore misurato. Questa è una componente essenziale della garanzia di qualità, poiché senza l'incertezza di misura non è possibile valutare le tolleranze. La sempre maggiore automazione nel corso dell'Industria 4.0 richiede anche un'automazione della determinazione dell'incertezza di misura. Dall'inizio degli anni '90, PTB ha sviluppato una cosiddetta "macchina di misura a coordinate virtuali" (VCMM). Da allora, questo è stato adattato e ottimizzato alla moderna tecnologia di misurazione.

La determinazione dell'incertezza di misura di un complesso compito di misurazione 3D con l'aiuto di simulazioni Monte Carlo è un metodo efficiente in termini di tempo e di costi. Per determinare l'incertezza di misura, un gran numero di misure ripetute viene simulato con l'aiuto di un computer nella VCMM. Le misure sono simulate in un ambiente virtuale. A questo scopo, i punti di misurazione registrati sono variati secondo distribuzioni di probabilità e parametri di input specificati, formando così una nuvola di punti realistica. Questi dati sono ora valutati allo stesso modo della prima misurazione reale. Un'affermazione statistica può ora essere fatta ripetendo questo processo più volte.

Al fine di verificare l'attuale versione del VCMM (inclusa la scansione) come metodo per la determinazione dell'incertezza di misura specifica del compito, PTB ha eseguito misure di confronto coordinate. Questo è un passo importante verso la verifica anticipata del VCMM in modo che possa essere utilizzato nei laboratori di misura e nei laboratori di calibrazione accreditati per la determinazione dell'incertezza di misura.

Tomografo computerizzato GOM
Con l'aiuto della tomografia computerizzata (CT), già oggi sono possibili misurazioni che non possono più essere coperte con altri principi di misurazione. Per esempio, si possono misurare i componenti fabbricati con la fabbricazione additiva, le cui strutture interne non sono accessibili né al tatto né otticamente.

La società GOM offre ora anche la tomografia computerizzata ed è quindi entrata piuttosto tardi nel campo. Un sistema cinematico a 5 assi assicura il posizionamento automatico dei componenti. Il sistema è calibrato tramite calibrazione fotogrammetrica in tutte le possibili posizioni di misurazione. Un'altra caratteristica è che la circolazione dell'aria all'interno della CT assicura che la stessa temperatura prevalga nell'area di lavoro come nell'area di stoccaggio all'esterno della CT. Questo permette condizioni di temperatura controllata senza la necessità di un complesso condizionamento dell'aria all'interno della CT. I dati vengono valutati con il software GOM Inspect, che dall'anno scorso è anche in grado di gestire i dati CT di altri produttori.

Sistema CT con camera climatica integrata
Con la TC in-situ Diondo, i pezzi possono essere esaminati in condizioni operative realistiche. I produttori di automobili, per esempio, traggono vantaggio da questo metodo combinato: l'alta densità di energia delle batterie agli ioni di litio utilizzate per la mobilità elettrica solleva questioni rilevanti per la sicurezza: come influisce la temperatura sulla struttura interna e sulla geometria? Qual è il comportamento a lungo
temperature persistentemente alte o basse o forti fluttuazioni di temperatura? La TAC in situ fornisce una visione ad alta risoluzione dell'interno della batteria. Questo viene fatto a temperature da -72 a +180 °C.