Anni fa un cliente ci affidò la progettazione di una macchina automatica che doveva eseguire l’assemblaggio di una carrucola e un perno su un telaio in lamiera stampata. Il processo aveva un tempo ciclo di circa 10 secondi.
Le operazioni da eseguire erano queste:
- Carico del perno
- Deposizione di due gocce di grasso sul perno
- Carico e preassemblaggio della carrucola
- Posizionamento del telaio in lamiera (manuale)
- Ribaditura del perno e consolidamento dell’assemblaggio
- Scarico dell’assemblato (manuale)
Per le operazioni di carico e movimentazione dei materiali si scelse un comune schema con tavola rotante a stazioni, e in una di queste veniva eseguita la ribaditura tramite un attuatore pneumo-idraulico.
Lo schema della macchina era invece questo, con l’attrezzatura di ribaditura allineata con uno dei portapezzi:
La bontà del processo veniva verificata tramite una cella di carico che misurava la forza massima applicata al processo. Su questo aspetto venne fatta qualche ulteriore considerazione: la semplice misurazione della forza di processo non era abbastanza per verificare il buon fine del processo, essendo alto il rischio di falsi positivi. Poteva infatti verificarsi che si raggiungesse la forza prevista ma con la ribaditura non ancora completata, per esempio per un perno fatto con materiale più duro del previsto. Poteva altresì succedere che fosse assente il telaio in lamiera stampata: anche qui si sarebbe raggiunta la forza prevista, ma generando ovviamente un pezzo non conforme. Si decise di aggiungere quindi un trasduttore lineare che misurasse la posizione dell’utensile di ribaditura nel momento del raggiungimento della forza prevista dal processo.
Il trasduttore aveva il cursore solidale all’utensile di ribaditura, e lo statore solidale alla struttura della pressa. E’ intuitivo che la lettura sarebbe stata falsata dalla deformazione della struttura della pressa, che introduceva un contributo ulteriore alla lettura del trasduttore. Si procedette quindi a fare un analisi FEM per stimare l’entità di questa deviazione.
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L’analisi FEM diede il contributo flessionale della struttura poco superiore al decimo, cosa poi confermata dalla pratica. Il valore di questo contributo venne valutato sufficientemente piccolo da non influire eccessivamente sulla misura della corsa di ribaditura. Anche le tensioni risultarono sufficientemente basse da non destare preoccupazioni.