Mattia Giardini Studente/iRelatore Ing. Ivan Brugnetti Corso di laureaModulo 2015/2016 Anno Ingegneria meccanicaC09575-Progetto di diploma 2 Settembre 2016 Data Sviluppo sistema di verifica punta di foratura Correlatore Ing. Daniele Crivelli Committente TE Connectivity Solution GmbH Obiettivi Comprendere a fondo e documentare le necessità e le problematiche legate ai sistemi di verifica dello stato delle punte di foratura, nonché le soluzioni già presenti sul mercato; Fornire una soluzione per la verifica di problemi sulle punte da foratura applicabile alle macchine esistenti; Valutare il costo finale della macchina; Eventualmente preparare un prototipo funzionale; Documentazione sul lavoro svolto. Conclusione Il sistema di rilevamento è stato concepito partendo dalle specifiche di progetto fornite dal committente che impongono la realizzazione di un apparato in grado di operare all’interno della loro macchina transfer e che abbia un costo contenuto. L’obbiettivo generale di realizzare un sistema di rilevamento della rottura della punta di foratura, che soddisfi le richieste del committente, è stato raggiunto e, grazie alle prove sperimentali effettuate, si è dimostrata la validità dell’idea alla base del sistema. La progettazione è stata realizzata sia con calcoli analitici che con simulazioni agli elementi finiti, e per verificare le ipotesi sono state effettuate delle prove sperimentali. Per agevolare la comprensione del sistema sono stati realizzati i disegni 2D dell’assieme principale e delle parti da produrre, sia del sistema che del banco di prova. Il sistema progettato è composto da un sensore di forza, estensimetri con una disposizione a ponte intero, montati sul leverismo di movimentazione della stazione di foratura combinata della macchina transfer. Grazie ad esso è possibile rilevare la forza che agisce sul leverismo ed inviarla al sistema di controllo, composto dai moduli EK1100, EL9508 e EL3356, che trasformano il segnale analogico degli estensimetri in uno digitale che viene trasmesso tramite protocollo EtherCat al PLC CX Il PLC riesce a riconoscere la forza rilevata e, grazie al suo programma, decretare se la foratura stia avvenendo nella maniera corretta. Il costo globale per la realizzazione del sistema è di CHF, quindi inferiore al budget di 2000 CHF imposto dal committente per la realizzazione di un prototipo. Anche sotto questo aspetto gli obbiettivi sono stati raggiunti. Il sistema da montare in macchina è stato sviluppato in maniera ottimale riuscendo a soddisfare tutte le specifiche tecniche imposte dal committente e riuscendo comunque a restare nel budget. Prima della messa in servizio del sistema sarà necessario realizzare il programma SFC per il monitoraggio della punta, così che il PLC sia in grado di determinare in maniera precisa la rottura della punta. Come sviluppo si potrebbe implementare il sistema a tutte le stazioni di foratura della macchina transfer e se dovesse avere successo utilizzarlo anche per tutte le altre macchine di questo genere presenti in azienda, così da avere un controllo affidabile e automatizzato delle lavorazioni di foratura. Abstract L’obiettivo del presente lavoro, svolto nell’ambito del progetto di diploma, consiste nello studio e nella progettazione di un sistema di rilevamento della rottura di una punta di foratura montata su una stazione di una macchina transfer. Inizialmente, grazie allo stato dell’arte, sono state analizzate tutte le soluzioni presenti sul mercato e le problematiche inerenti ad un sistema di rilevamento della rottura di un utensile. Successivamente si è passati alla definizione delle specifiche del progetto con il partner industriale. Grazie ad uno studio approfondito della macchina e delle problematiche inerenti alla rottura di una punta elicoidale si è passati allo definizione delle varianti e, utilizzando il metodo della cassa morfologica, si è provveduto alla scelta di quella più consona. Infine si è passati alla progettazione del sistema di rilevamento e all’analisi obbiettiva della soluzione proposta grazie a delle prove sperimentali con cui si è potuto confermare la fattibilità del sistema. Il sistema ideato è composto da un sensore di rilevamento della forza (estensimetri elettrici) montato sul leverismo per l’avanzamento del mandrino. Il sensore di forza invia in tempo reale un segnale elettrico ad un PLC di controllo che condiziona il segnale ed è in grado di rilevare se la foratura sia avvenuta nella maniera corretta. Il prototipo progettato rispetta tutte le consegne imposte dal cliente ma, per una messa in servizio del sistema, è necessario realizzare il programma del PLC (solamente accennato nel progetto) ed effettuare delle prove per convalidare il sistema.