Misura portatile per l'officina

Il mondo della misura portatile offre tecnologie hardware e software innovative. Questi sistemi sono più precisi e semplici da usare rispetto ai loro predecessori. Le loro capacità di misura 3D avanzate, l'integrazione con il CAD e i pacchetti software di misura offrono una serie di nuove opportunità per una maggiore produttività di misura e ottimizzazione del processo di produzione.

Gli attuali strumenti portatili comprendono bracci di misura universali a 6 assi, bracci portatili, laser tracker e sistemi di scansione. Consentono misure precise in un range di 15-100 micron a seconda del sistema. Non sono dunque adatti a misure di alta precisione che svolgono le CMM in sala metrologica ma tale grado di accuratezza è perfettamente adeguato a molti dei collaudi in officina.

Velocità: il fattore principale

La velocità è il fattore vincente per le officine che valutano l'adozione di strumenti di misura portatili accanto alle macchine operatrici. In officina ciò che conta è l'operatività e vincono le tecnologie che danno il miglior contributo per massimizzare i tempi di fresatura. L'impiego di strumenti portatili per eseguire controlli in process o verifiche primo pezzo (se la precisione lo consente) richiede un tempo minore poiché viene a mancare il trasferimento dei pezzi in una postazione di misura remota e l'attesa dei risultati.

La soluzione per ottenere rapidi risultati di misura da uno strumento portatile presso una macchina utensile o vicino a essa è la preparazione. Prima di misurare un pezzo, l'operatore dello strumento portatile dovrebbe sapere esattamente che risultati vuole ottenere e quali sono le operazioni per ottenerli.

Per i bracci di ultima generazione questo significa semplicemente quali elementi geometrici misurare, selezionarli con un'interfaccia grafica semplicissima e seguire le richieste sullo schermo. Gli operatori possono eseguire anche le valutazioni più complesse in officina con i bracci portatili dotati dello stesso software che si trova sulle CMM. Questo tipo di software impiega un modello CAD per generare percorsi sensore efficienti e consente la generazione di ben il 90% di un programma di misura in offline prima ancora di portare lo strumento di misura portatile sul pezzo.

Inoltre, se esiste già un programma di misura su CMM per il primo pezzo, gli operatori possono importare tutto o parte del programma nel pacchetto software portatile con modifiche minime.  Questo elimina la maggior parte della programmazione. Basta semplicemente portare la macchina di misura portatile sul pezzo, orientarlo rispetto all'apparecchio e misurare.

In una procedura di misura guidata, l'interfaccia utente che usa il modello CAD come riferimento mostrerà all'operatore quali punti misurare e poi visualizzerà immediatamente i risultati. I colori (verde/rosso) sulla vista del modello CAD indicheranno le misure in tolleranza o fuori tolleranza. Questo tipo di feedback immediato è vantaggioso per tutti, sia per il reparto di produzione sia per il reparto qualità. Gli operatori di strumenti portatili in officina ottengono subito i risultati di misura senza vincolare le CMM alla sala metrologica che spesso ha pesanti carichi di lavoro.

Oltre il passa/non passa

La possibilità di razionalizzare le verifiche passa/non passa rappresenta solo l'inizio dei vantaggi che si possono avere con l'impiego di un sistema di misura portatile con software basato su CAD vicino alle macchine CNC. Altri vantaggi della verifica portatile:

Prima la misura poi le domande

• Diagnostica su macchina: Anziché scomporre un assemblato e portarlo nella sala metrologica a pezzi, si porta la CMM (cioè l'apparecchio portatile) sulla macchina utensile. Risolvere i problemi impiegando i dati raccolti sulla macchina è molto più efficiente che misurare il prodotto finale e poi cercare di ripercorrere il processo all'indietro per scoprire che cosa non è andato bene. Se si sospetta che vi sia un problema con un processo o una macchina particolare, si possono eseguire le misure molto rapidamente e decidere i cambiamenti sulla base dei dati, non sulla base delle impressioni.

• Sebbene abbia molti vantaggi, la pianificazione avanzata non risolve però tutti i problemi. Talvolta sorgono problemi imprevisti. Il modello CAD può non essere aggiornato o un attrezzaggio speciale può impedire di misurare tutti gli elementi di un pezzo come programmato. Ma non è grave. Anche in queste situazioni, le macchine di misura portatili dimostrano quanto possano essere straordinariamente flessibili. Gli operatori possono misurare tutti gli elementi che riescono a raggiungere senza dover interrompere la misura per modificare il programma e adattarlo agli elementi impossibili da verificare in quel particolare momento. Se necessario, il programma può essere modificato in seguito a tavolino, senza pertanto consumare prezioso tempo macchina. L'approccio "prima misura poi fai le domande" è diventato la modalità di lavoro standard per molti utenti del portatile che usano la visione e i laser tracker per valutare forma e accoppiamento della lamiera. 

• Conclusioni: Anche se un pezzo su di una macchina ha un problema, questo non significa che si debba sempre scartarlo. Coloro che conoscono le CMM sanno come usare le capacità di bestfitting del loro software per rispondere a una lunga serie di domande relativamente a un pezzo. Domande come queste: Questa fusione ha errori di forma ma è disponibile abbastanza materiale do poterne fare comunque un buon pezzo? C'è materiale a sufficienza su questo pezzo difettoso per poterlo rilavorare e farlo diventare un buon pezzo? Riorientando questo pezzo scartato in tre dimensioni nel programma di misura posso far corrispondere maggiormente gli elementi critici al modello CAD ed evitare così di scartarlo? Rispondere a queste domande e ad altre analoghe offre la possibilità di salvare pezzi preziosi per i quali sono state investite anche centinaia di ore. Ora queste stesse capacità analitiche sono disponibili in officina con l'impiego degli strumenti di misura portatili e software più recenti.

• Soluzione dei problemi: Le persone valide in produzione sono ingegnose quando si tratta di escogitare soluzioni per problemi dimensionali imprevisti. Questi adattamenti improvvisati possono essere ad esempio l'impiego di spessori, attrezzaggi speciali e correzioni ad hoc della macchina utensile. Essi permettono all'operatore di far uscire pezzi buoni senza dover andare a ritroso per trovare la causa più lontana del problema e correggerla. Possono usare sistemi portatili come ausilio per poter realizzare più rapidamente e con maggiore precisione queste soluzioni improvvisate. Non appena il problema è stato risolto, il passo successivo è quello di usare il sistema di misura portatile per rintracciare la condizione fuori specifiche attraverso le varie operazioni di produzione per identificare e correggere la causa originaria del problema. Questi cambiamenti saranno basati sulla conoscenza di che cosa fare anziché su di un'ipotesi. In seguito gli operatori non dovranno contare sulla memoria o su appunti scritti a mano per fare piccole modifiche e sistemare alla meglio i loro processi per ottenere dei pezzi accettabili. Possono usare il modello CAD e programma CAM come fornito all'officina, e altri possono replicare i buoni risultati in modo coerente senza dover conoscere trucchi speciali.

• Tipi diversi di operatori: Gli strumenti di misura portatile, che sono molto semplici da capire e usare, supportano un'ampia gamma di funzioni. Gli operatori alle prime armi possono usare un'interfaccia semplice e intuitiva per controllare le caratteristiche principali dei loro pezzi o procedure di misura pre-programmate elaborate da esperti di CMM per controllare una geometria più complicata. Possono così imparare rapidamente a eseguire controlli in-process o verifiche passa/non-passa dei loro pezzi.

• Per coloro che hanno già una conoscenza operativa di CAD e CAM, non sarà difficile usare apparecchi portatili e software avanzati per accelerare la configurazione o diagnosticare problemi nel processo di produzione. Il personale dell'assicurazione qualità può aiutare ad adottare approcci di misura portatile per ottenere risultati di misura in modo più rapido e vicino al processo, eliminando i colli di bottiglia alla CMM in sala metrologica. Il lavoro di sviluppo del prodotto non viene così continuamente interrotto, per mantenere la produzione in linea con i tempi previsti. 

Considerazioni finali sui sistemi di misura portatili

Gli strumenti portatili con software di misura basati su CAD non sono più articoli speciali ma strumenti comuni che possono essere usati per identificare le cause di problemi dimensionali quando si verificano. Alcuni apparecchi portatili possono essere programmati in offline e i programmi di misura usati anche sulle CMM in sala metrologica. Misurando vicino alla macchina si possono eliminare sprechi di tempo legati alla misura e ridurre gli arretrati sulla CMM per migliorare i nuovi cicli produttivi.