Sistema di misura per radiatori perfetti

I sensori di spostamento laser Keyence sono alla base di un sistema di misura differenziale dell’altezza delle alette, ideato da Novasis Innovazione per la fabbricazione di radiatori. Il processo produttivo è così tenuto sotto controllo in tempo reale

di Massimo Brozan

Gli scambiatori di calore utilizzati sui veicoli vengono assemblati partendo dai pacchi alettati, costituiti da un insieme di tubi circondati dalle alette di raffreddamento. Per funzionare in modo ottimale, l’aletta deve essere realizzata con tolleranze dell’ordine dei centesimi di millimetro, per evitare il rischio di un cattivo funzionamento dello scambiatore di calore di cui farà parte o, peggio ancora, di dover scartare l’intero radiatore già assemblato. I produttori in grande serie di alette devono quindi controllarne accuratamente l’altezza, operazione tutt’altro che semplice: parliamo di un pezzo realizzato in metallo riflettente, dalle caratteristiche geometriche particolari e prodotto ad altissima velocità su linee automatiche, capaci di creare 300 alette al secondo a partire da un coil di alluminio.

Sistema di misura in linea che controlla ogni aletta
Novasis Innovazione, azienda valdostana, ha realizzato per un cliente un sistema di misura in linea che controlla ogni singola aletta durante la produzione.
Specializzata nello sviluppo di tecnologie avanzate di prodotto e di processo con sistemi di visione artificiale e di misura ottica non a contatto, per affrontare questo progetto ha scelto i sensori di spostamento laser Keyence delle serie LK-G 5000. L’automotive è molto sensibile all’assoluta qualità dei componenti, che devono essere prodotti in grande quantità con un rigoroso controllo dei costi. Di conseguenza, i fornitori di componentistica devono sempre tenere sotto controllo con la massima attenzione i propri processi produttivi, per minimizzare scarti o rallentamenti della produzione.

Dalla verifica a campione a un controllo integrale in linea
La soluzione classica utilizzata per il controllo delle alette è la verifica a campione, eseguita fuori linea su un’apparecchiatura dedicata. Il cliente di Novasis Innovazione, invece, desiderava passare a un controllo integrale in linea di tutte le alette, per ottimizzare il processo e reagire tempestivamente in caso di scostamento dai valori di tolleranza.
“Le alette vengono formate dalla macchina a partire dal laminato metallico, e l’obiettivo consisteva nel misurarne accuratamente l’altezza, che non deve mai discostarsi più di qualche centesimo di millimetro dal valore nominale” racconta Davide Capello, R&D Manager di Novasis. “L’aletta è metallica e la sua superficie è molto riflettente, caratteristica che la rende difficile da misurare.
Inoltre, la geometria è molto particolare e la formatura avviene in un ambiente ricco di vapori d’olio presenti all’interno della macchina. L’aletta scorre ad alta velocità all’interno di un tunnel di trasporto, che le fa prendere anche un moto ondulatorio piuttosto irregolare. Infine, data la geometria delle alette, abbiamo utilizzato una tecnica di misura differenziale, andando a misurare contemporaneamente la posizione della parte superiore e della parte inferiore dell’aletta, per poi ricavare la misura per differenza”.

Estrema velocità e accuratezza di misura
Per realizzare la soluzione, Novasis Innovazione ha ideato due vere e proprie “camere bianche” contenenti i due sensori di spostamento laser Keyence LK-H022. Ogni camera, montata su una staffa a C e una slitta, è costituita da un contenitore in sovrapressione e da un coperchio di protezione a ghigliottina. L’integrazione di elettronica e meccanica garantisce un sistema di misura che rimanga pulito, facile da calibrare e regolare durante la vita operativa della macchina. Spiega Capello: “La testina laser Keyence ha permesso di garantire un’accuratezza di misura di 5 micron e ripetibilità di ±1 micron. Altrettanto importante è il ruolo del controllore Keyence LK-G5000, per la sua capacità di acquisire i dati misurati dai sensori ad altissima velocità”. Le misure in tempo reale effettuate con le testine laser Keyence vengono poi elaborate dal sistema di controllo realizzato da Novasis Innovazione per ricavare il dato finale, ovvero l’altezza effettiva delle alette, per tenere sotto controllo in tempo reale il processo produttivo.

 

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